• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

基于物理约束稀疏字典学习的去噪和快速扩散成像。

Denoising and fast diffusion imaging with physically constrained sparse dictionary learning.

机构信息

Institut Mines-Telecom, Telecom ParisTech, CNRS LTCI, Paris, France; INRIA, Parietal Team, Saclay, France; NeuroSpin, CEA Saclay, Bat. 145, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France.

出版信息

Med Image Anal. 2014 Jan;18(1):36-49. doi: 10.1016/j.media.2013.08.006. Epub 2013 Sep 10.

DOI:10.1016/j.media.2013.08.006
PMID:24084469
Abstract

Diffusion-weighted imaging (DWI) allows imaging the geometry of water diffusion in biological tissues. However, DW images are noisy at high b-values and acquisitions are slow when using a large number of measurements, such as in Diffusion Spectrum Imaging (DSI). This work aims to denoise DWI and reduce the number of required measurements, while maintaining data quality. To capture the structure of DWI data, we use sparse dictionary learning constrained by the physical properties of the signal: symmetry and positivity. The method learns a dictionary of diffusion profiles on all the DW images at the same time and then scales to full brain data. Its performance is investigated with simulations and two real DSI datasets. We obtain better signal estimates from noisy measurements than by applying mirror symmetry through the q-space origin, Gaussian denoising or state-of-the-art non-local means denoising. Using a high-resolution dictionary learnt on another subject, we show that we can reduce the number of images acquired while still generating high resolution DSI data. Using dictionary learning, one can denoise DW images effectively and perform faster acquisitions. Higher b-value acquisitions and DSI techniques are possible with approximately 40 measurements. This opens important perspectives for the connectomics community using DSI.

摘要

扩散加权成像(DWI)可用于成像生物组织中水分子扩散的几何形状。然而,在高 b 值下 DW 图像会存在噪声,并且在使用大量测量值(如扩散谱成像(DSI))时采集速度会较慢。本研究旨在对 DWI 进行去噪并减少所需的测量次数,同时保持数据质量。为了捕捉 DWI 数据的结构,我们使用稀疏字典学习方法,该方法受信号的物理特性(对称性和正定性)约束。该方法可以同时学习所有 DW 图像上的扩散分布字典,然后将其扩展到全脑数据。通过模拟和两个真实的 DSI 数据集对其性能进行了研究。与通过 q 空间原点镜像对称、高斯去噪或最先进的非局部均值去噪处理来应用噪声测量相比,我们可以从噪声测量中获得更好的信号估计。使用在另一个对象上学习的高分辨率字典,我们可以证明我们可以在保持高分辨率 DSI 数据的同时减少采集的图像数量。使用字典学习,可以有效地对 DW 图像进行去噪并实现更快的采集。使用大约 40 次测量就可以进行更高 b 值的采集和 DSI 技术。这为使用 DSI 的连接组学社区开辟了重要的前景。

相似文献

1
Denoising and fast diffusion imaging with physically constrained sparse dictionary learning.基于物理约束稀疏字典学习的去噪和快速扩散成像。
Med Image Anal. 2014 Jan;18(1):36-49. doi: 10.1016/j.media.2013.08.006. Epub 2013 Sep 10.
2
Sparse DSI: learning DSI structure for denoising and fast imaging.稀疏扩散谱成像:学习用于去噪和快速成像的扩散谱成像结构
Med Image Comput Comput Assist Interv. 2012;15(Pt 2):288-96. doi: 10.1007/978-3-642-33418-4_36.
3
A computational diffusion MRI and parametric dictionary learning framework for modeling the diffusion signal and its features.用于对扩散信号及其特征进行建模的计算扩散 MRI 和参数字典学习框架。
Med Image Anal. 2013 Oct;17(7):830-43. doi: 10.1016/j.media.2013.04.011. Epub 2013 May 20.
4
Fitting of two-tensor models without ad hoc assumptions to detect crossing fibers using clinical DWI data.不做特殊假设拟合双张量模型以使用临床 DWI 数据检测交叉纤维。
Magn Reson Imaging. 2013 May;31(4):585-95. doi: 10.1016/j.mri.2012.10.016. Epub 2012 Dec 8.
5
Sparse and Adaptive Diffusion Dictionary (SADD) for recovering intra-voxel white matter structure.用于恢复体素内白质结构的稀疏和自适应扩散字典 (SADD)。
Med Image Anal. 2015 Dec;26(1):243-55. doi: 10.1016/j.media.2015.10.002. Epub 2015 Oct 22.
6
A weighted dictionary learning model for denoising images corrupted by mixed noise.一种用于去除混合噪声污染图像的加权字典学习模型。
IEEE Trans Image Process. 2013 Mar;22(3):1108-20. doi: 10.1109/TIP.2012.2227766. Epub 2012 Nov 16.
7
Probabilistic tractography using Q-ball imaging and particle filtering: application to adult and in-utero fetal brain studies.基于 Q 球成像和粒子滤波的概率追踪:在成人和胎儿大脑研究中的应用。
Med Image Anal. 2013 Apr;17(3):297-310. doi: 10.1016/j.media.2012.11.004. Epub 2012 Nov 30.
8
Reduced encoding diffusion spectrum imaging implemented with a bi-Gaussian model.采用双高斯模型实现的简化编码扩散谱成像。
IEEE Trans Med Imaging. 2008 Oct;27(10):1415-24. doi: 10.1109/TMI.2008.922189.
9
Structure-adaptive sparse denoising for diffusion-tensor MRI.结构自适应稀疏去噪在扩散张量 MRI 中的应用。
Med Image Anal. 2013 May;17(4):442-57. doi: 10.1016/j.media.2013.01.006. Epub 2013 Feb 17.
10
Multiple q-shell diffusion propagator imaging.多 q-壳扩散传播子成像。
Med Image Anal. 2011 Aug;15(4):603-21. doi: 10.1016/j.media.2010.07.001. Epub 2010 Jul 14.

引用本文的文献

1
Accelerated in Vivo Cardiac Diffusion-Tensor MRI Using Residual Deep Learning-based Denoising in Participants with Obesity.肥胖参与者中基于残差深度学习去噪的体内心脏扩散张量磁共振成像加速技术
Radiol Cardiothorac Imaging. 2021 Jun 24;3(3):e200580. doi: 10.1148/ryct.2021200580. eCollection 2021 Jun.
2
Harmonization of diffusion MRI data sets with adaptive dictionary learning.基于自适应字典学习的弥散磁共振成像数据集的调和。
Hum Brain Mapp. 2020 Nov;41(16):4478-4499. doi: 10.1002/hbm.25117. Epub 2020 Aug 26.
3
Toward personalised diffusion MRI in psychiatry: improved delineation of fibre bundles with the highest-ever angular resolution in vivo tractography.
走向精神医学个体化扩散 MRI:活体示踪中具有迄今为止最高角分辨率的纤维束描绘得到改善。
Transl Psychiatry. 2018 Apr 25;8(1):91. doi: 10.1038/s41398-018-0140-8.
4
Prospective acceleration of diffusion tensor imaging with compressed sensing using adaptive dictionaries.使用自适应字典的压缩感知对扩散张量成像进行前瞻性加速
Magn Reson Med. 2016 Jul;76(1):248-58. doi: 10.1002/mrm.25876. Epub 2015 Aug 24.
5
A majorize-minimize framework for Rician and non-central chi MR images.用于莱斯分布和非中心卡方磁共振图像的主元-最小化框架。
IEEE Trans Med Imaging. 2015 Oct;34(10):2191-202. doi: 10.1109/TMI.2015.2427157. Epub 2015 Apr 28.
6
Dipy, a library for the analysis of diffusion MRI data.Dipy,一个用于分析扩散磁共振成像数据的库。
Front Neuroinform. 2014 Feb 21;8:8. doi: 10.3389/fninf.2014.00008. eCollection 2014.