Predictive Motion Observation and Tracking for Dynamic and Real-Time Cardiac Magnetic Resonance Imaging
Notice bibliographique
Résumé
Cardiovascular disease is one of the leading causes of death globally. A key diagnostic tool for medical intervention is Magnetic Resonance Imaging (MRI), which provides excellent soft tissue contrast and spatial resolution without employing ionizing radiation. Unfortunately, at the present time, MRI for cardiac investigations has limited real-time and dynamic capabilities. To address these limitations, we propose a novel signal modelling algorithm called predictive motion observation and tracking (PMOT) that ensures cardiac image reconstruction fidelity without sacrificing spatial resolution, temporal resolution, or volume coverage. In Chapter 1, we define dynamic and real-time rapid cardiac CINE MRI. We subsequently identify the inability of established methods to reconstruct subtle but important cardiac structural details and to accurately track irregular cardiac dynamics. To address these limitations, we formulate a system modelling problem that can be solved via statistics to ensure accurate and exquisite cardiac image reconstruction. In Chapter 2, we provide a review of rapid cardiac CINE MRI. In Chapter 3, we derive a predictive signal model (PMOT) capable of representing the underlying cardiac dynamics that can be used to augment a Kalman filtering or a compressed sensing reconstruction framework. We then perform Kalman filter reconstructions on simulated datasets, including datasets with irregular dynamics, to demonstrate convergence and to establish the statistical validity and superiority of PMOT for high-quality cardiac image reconstruction. Lastly, we perform Kalman filter and compressed sensing reconstructions of a clinical dataset to assess the feasibility of PMOT in a clinical setting. In Chapter 4, to advance towards clinical implementation, we derive a rapid training algorithm for PMOT (mPMOT) and a multi-rate Kalman filter to create a computationally efficient cardiac reconstruction framework. Porcine heart reconstructions with mPMOT exhibit superior image quality with significant statistical improvements compared to the literature. Human and porcine heart reconstructions with mPMOT demonstrate superior reconstruction fidelity at high acceleration factors. In Chapter 5, we outline areas of research that would benefit from the superior image quality and modelling of mPMOT. In Chapter 6, we summarize our key contributions, thereby laying a foundation for achieving robust dynamic, and potentially real-time, rapid cardiac CINE MRI.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».