|
|
Automatic AIF voxel detection in DCE-MRI using machine learning
Frolíková, Štěpánka ; Jiřík, Radovan (oponent) ; Vitouš, Jiří (vedoucí práce)
Dynamic Contrast-Enhanced Magnetic Resonance Imaging (DCE-MRI) is a great tool for evaluating tissue perfusion. It requires accurate identification and detection of Arterial Input Function (AIF). Manual identification of AIF is not the fastest and the most effective method. Usually, automatic detection algorithms are not used. This thesis aims to precisely determine AIF using the trained machine learning model and compare the results with different approaches, like clustering. Data used for training and testing the model are both real and synthetic. The synthetic data are simulated using the DCATH pharmacokinetic model. The clustering method uses the K-means algorithm, optimized for human and mouse MRI images. The machine learning model uses a classifier based on the random forest method combined with clustering. The results evaluate this method’s accuracy and explain a model’s advantages and disadvantages. A functional and reliable automatic model will help to speed up the perfusion analysis and improve the quality of diagnosis.
|
|
|
Modelování v perfusním MR zobrazování
Válková, Hana ; Jiřík, Radovan (oponent) ; Kratochvíla, Jiří (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá perfuzní analýzou pomocí magnetické rezonance DCE-MRI. Práce v úvodu popisuje problematiku akvizice dat pro DCE-MRI, nutnost použití kontrastních látek a přibližuje základní principy perfuzní analýzy. Dynamické chování kontrastní látky během distribuce v cévním řečišti lze popsat arteriální vstupní funkcí (AIF). Podoba křivek co nejblíže oblasti zájmu je ovlivněna tzv. disperzními jevy (VTF) vlivem distribuce kontrastní látky k oblasti zájmu. V konečném důsledku je systémové chování tkáně popsáno reziduální funkcí tkáně (TRF). V praktické části diplomové práce byly realizovány modely křivek AIF, VTF a TRF. Dále byl vytvořen simulační program pro snadnou práci s modely, jenž umožňuje provádět odhady perfuzních parametrů na základě neslepé dekonvoluce. Metoda byla ověřena na syntetických datech a ilustrována na klinických datech pacienta s karcinomem ledvin.
|
|
|
Škálování arteriální vstupní funkce v DCE-MRI
Holeček, Tomáš ; Kolář, Radim (oponent) ; Kratochvíla, Jiří (vedoucí práce)
Perfusní zobrazování pomocí magnetické rezonance je moderní diagnostická metoda využívaná hlavně v onkologii. Při této metodě je pacientovi podávána kontrastní látka a poté je průběžně sledován průběh její koncentrace v postižené oblasti v čase. Velice důležité při perfusní analýze je správné stanovení arteriální vstupní funkce (AIF). V poslední době je snaha tuto funkci modelovat pomocí multikanálové slepé dekonvoluce, nicméně z její podstaty pramení nutnost takto odhadnutou AIF škálovat, aby perfusní parametry odpovídaly skutečnosti z hlediska kvantitativního hodnocení. Tato diplomová práce se zaměřuje na popis metod škálování AIF a jejich vliv na úspěšnost odhadu perfusních parametrů v různých tkáních v závislosti na použitém modelu AIF.
|
|
|
Modelování a analýza signálů v zobrazování perfúze magnetickou rezonancí
Kratochvíla, Jiří ; Šroubek,, Filip (oponent) ; Tintěra,, Jaroslav (oponent) ; Jiřík, Radovan (vedoucí práce)
Práce ve své teoretické části popisuje perfúzní analýzu pomocí dynamického zobrazování s kontrastní látkou magnetickou rezonancí od akvizice dat až po stanovení odhadů perfúzních parametrů. Metoda je používána převážně v onkologii, kardiologii a neurologii. Práce se zaměřuje na kvantitativní stanovení odhadů perfúzních parametrů, konkrétně přispívá k řešení základního nedostatku této metody – korektnímu odhadu průběhu koncentrace kontrastní látky arteriálního vstupu analyzované oblasti (arteriální vstupní funkce). Z rešerše publikovaných prací a zaměření naší skupiny pak vychází formulace cílů dizertační práce. Zvoleným řešením je metoda slepé dekonvoluce. V praktické části je navržena nová metoda odhadu arteriální vstupní funkce slepou dekonvolucí. Metoda je navržena pro preklinické a klinické aplikace. Validace byla provedena na syntetických, preklinických a klinických datech. Dále byly analyzovány možnosti zvýšení časového intervalu vzorkování dat, které užití slepé dekonvoluce pro odhad AIF poskytuje. To může být využito pro zlepšení prostorového rozlišení, případně SNR. Pro snadnější rozšíření navržených metod do klinické a preklinické praxe byl vytvořen software na zpracování perfúzních dat
|
|
|
Automatické zpracování DCE-MRI dat
Karela, Jiří ; Mézl, Martin (oponent) ; Jiřík, Radovan (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá problematikou automatického zpracování DCE-MRI dat. Popisuje některé důležité postupy a metody. Práce je rozdělena na teoretickou část, praktickou část a závěr. V teoretické části jsou zejména popsány některé metody, na základě kterých byla poté řešena část praktická. Je zde ale popsána i další teorie, která souvisí s tématem. V praktické části se poté navazuje na danou teorii a řešíme zde problém automatické detekce arteriálních voxelů a průběhy koncentrace kontrastní látky v arteriích. Algoritmy jsou otestovány na obrazových datech mozku potkanů získaných z DCE-MRI. Závěr slouží jako shrnutí a zhodnocení našich výsledků. Také slouží jako úvaha nad realizací našich metod.
|
|
|
Porovnání farmakokinetických modelů pro DCE-MRI
Bačovská, Kristýna ; Mézl, Martin (oponent) ; Jiřík, Radovan (vedoucí práce)
Tato diplomová práce pojednává o perfúzní analýze pomocí DCE-MRI (Dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging). Metoda DCE-MRI se využívá pro hodnocení mikrocirkulace především v onkologii a v posledních letech také v kardiologii. Teoretický přehled je zaměřen na problematiku farmakokinetického modelování a odhad perfúzncíh parametrů pomocí vybraných modelů. Praktická část práce obsahuje popis programu PerfLab, se kterým je tato práce spjata, a dále se věnuje realizaci programu pro generování syntetických dat. Simulace dat získaných za ideálních podmínek a v přítomnosti šumu je použita pro porovnání modelů z hlediska přesnosti a spolehlivosti perfúzní DCE-MRI analýzy.
|
|
| |
|
|
Modelování v perfúzním ultrazvukovém zobrazování
Jakubík, Juraj ; Jiřík, Radovan (oponent) ; Mézl, Martin (vedoucí práce)
Diplomová práca sa zaoberá problematikou kontrastných látok v ultrasonografii a ich použitím v perfúznej analýze. Je zameraná na metódu Bolus & Burst, ktorá kombináciou výhod dvoch doposiaľ používaných prístupov umožňuje absolútnu kvantifikáciu perfúznych parametrov v oblasti záujmu. Časový priebeh koncentrácie kontrastnej látky je modelovaný ako konvolúcia parametricky zadanej arteriálnej vstupnej funkcie a tkanivovej reziduálnej funkcie. Práca pojednáva o možnostiach matematického modelovania týchto funkcií, ako aj o metódach spätného odhadu ich parametrov. Funkčnosť metód je overená na simulovaných ako aj preklinických dátach.
|
|
|
Automatické zpracování DCE-MRI dat
Karela, Jiří ; Mézl, Martin (oponent) ; Jiřík, Radovan (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá problematikou automatického zpracování DCE-MRI dat. Popisuje některé důležité postupy a metody. Práce je rozdělena na teoretickou část, praktickou část a závěr. V teoretické části jsou zejména popsány některé metody, na základě kterých byla poté řešena část praktická. Je zde ale popsána i další teorie, která souvisí s tématem. V praktické části se poté navazuje na danou teorii a řešíme zde problém automatické detekce arteriálních voxelů a průběhy koncentrace kontrastní látky v arteriích. Algoritmy jsou otestovány na obrazových datech mozku potkanů získaných z DCE-MRI. Závěr slouží jako shrnutí a zhodnocení našich výsledků. Také slouží jako úvaha nad realizací našich metod.
|
|
|
Porovnání farmakokinetických modelů pro DCE-MRI
Bačovská, Kristýna ; Mézl, Martin (oponent) ; Jiřík, Radovan (vedoucí práce)
Tato diplomová práce pojednává o perfúzní analýze pomocí DCE-MRI (Dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging). Metoda DCE-MRI se využívá pro hodnocení mikrocirkulace především v onkologii a v posledních letech také v kardiologii. Teoretický přehled je zaměřen na problematiku farmakokinetického modelování a odhad perfúzncíh parametrů pomocí vybraných modelů. Praktická část práce obsahuje popis programu PerfLab, se kterým je tato práce spjata, a dále se věnuje realizaci programu pro generování syntetických dat. Simulace dat získaných za ideálních podmínek a v přítomnosti šumu je použita pro porovnání modelů z hlediska přesnosti a spolehlivosti perfúzní DCE-MRI analýzy.
|
host ::
RSS.