liu.seSök publikationer i DiVA
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Improving left ventricular segmentation in four-dimensional flow MRI using intramodality image registration for cardiac blood flow analysis
Linköpings universitet, Institutionen för medicin och hälsa, Avdelningen för kardiovaskulär medicin. Linköpings universitet, Medicinska fakulteten. Linköpings universitet, Centrum för medicinsk bildvetenskap och visualisering, CMIV.
Linköpings universitet, Institutionen för medicin och hälsa, Avdelningen för kardiovaskulär medicin. Linköpings universitet, Medicinska fakulteten. Linköpings universitet, Centrum för medicinsk bildvetenskap och visualisering, CMIV.
Linköpings universitet, Institutionen för medicin och hälsa, Avdelningen för kardiovaskulär medicin. Linköpings universitet, Medicinska fakulteten.
Linköpings universitet, Institutionen för medicin och hälsa, Avdelningen för kardiovaskulär medicin. Linköpings universitet, Medicinska fakulteten. Region Östergötland, Hjärt- och Medicincentrum, Fysiologiska kliniken US. Linköpings universitet, Centrum för medicinsk bildvetenskap och visualisering, CMIV.ORCID-id: 0000-0003-2198-9690
Visa övriga samt affilieringar
2018 (Engelska)Ingår i: Magnetic Resonance in Medicine, ISSN 0740-3194, E-ISSN 1522-2594, Vol. 79, nr 1, s. 554-560Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

PurposeAssessment of blood flow in the left ventricle using four-dimensional flow MRI requires accurate left ventricle segmentation that is often hampered by the low contrast between blood and the myocardium. The purpose of this work is to improve left-ventricular segmentation in four-dimensional flow MRI for reliable blood flow analysis. MethodThe left ventricle segmentations are first obtained using morphological cine-MRI with better in-plane resolution and contrast, and then aligned to four-dimensional flow MRI data. This alignment is, however, not trivial due to inter-slice misalignment errors caused by patient motion and respiratory drift during breath-hold based cine-MRI acquisition. A robust image registration based framework is proposed to mitigate such errors automatically. Data from 20 subjects, including healthy volunteers and patients, was used to evaluate its geometric accuracy and impact on blood flow analysis. ResultsHigh spatial correspondence was observed between manually and automatically aligned segmentations, and the improvements in alignment compared to uncorrected segmentations were significant (Pamp;lt;0.01). Blood flow analysis from manual and automatically corrected segmentations did not differ significantly (Pamp;gt;0.05). ConclusionOur results demonstrate the efficacy of the proposed approach in improving left-ventricular segmentation in four-dimensional flow MRI, and its potential for reliable blood flow analysis. Magn Reson Med 79:554-560, 2018. (c) 2017 International Society for Magnetic Resonance in Medicine.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
WILEY , 2018. Vol. 79, nr 1, s. 554-560
Nyckelord [en]
four-dimensional flow MRI; image registration; blood flow analysis; cardiology; MRI; 4D flow MRI; image registration; blood flow analysis; cardiology; MRI
Nationell ämneskategori
Medicinsk bildbehandling
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:liu:diva-143887DOI: 10.1002/mrm.26674ISI: 000417926300054PubMedID: 28303611OAI: oai:DiVA.org:liu-143887DiVA, id: diva2:1169729
Anmärkning

Funding Agencies|ERC [310612]; 310612; Grant sponsor: Vetenskapsradet [621-2014-6191]; Hjart-Lungfonden [20140398]; Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse [KAW 2013.0076]

Tillgänglig från: 2017-12-29 Skapad: 2017-12-29 Senast uppdaterad: 2018-03-22
Ingår i avhandling
1. Automated Assessment of Blood Flow in the Cardiovascular System Using 4D Flow MRI
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Automated Assessment of Blood Flow in the Cardiovascular System Using 4D Flow MRI
2018 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

Medical image analysis focuses on the extraction of meaningful information from medical images in order to facilitate clinical assessment, diagnostics and treatment. Image processing techniques have gradually become an essential part of the modern health care system, a consequence of the continuous technological improvements and the availability of a variety of medical imaging techniques.

Magnetic Resonance Imaging (MRI) is an imaging technique that stands out as non-invasive, highly versatile, and capable of generating high quality images without the use of ionizing radiation. MRI is frequently performed in the clinical setting to assess the morphology and function of the heart and vessels. When focusing on the cardiovascular system, blood flow visualization and quantification is essential in order to fully understand and identify related pathologies. Among the variety of MR techniques available for cardiac imaging, 4D Flow MRI allows for full three-dimensional spatial coverage over time, also including three-directional velocity information. It is a very powerful technique that can be used for retrospective analysis of blood flow dynamics at any location in the acquired volume.

In the clinical routine, however, flow analysis is typically done using two-dimensional imaging methods. This can be explained by their shorter acquisition times, higher in-plane spatial resolution and signal-to-noise ratio, and their relatively simpler post-processing requirements when compared to 4D Flow MRI. The extraction of useful knowledge from 4D Flow MR data is especially challenging due to the large amount of information included in these images, and typically requires substantial user interaction.

This thesis aims to develop and evaluate techniques that facilitate the post-processing of thoracic 4D Flow MRI by automating the steps necessary to obtain hemodynamic parameters of interest from the data. The proposed methods require little to no user interaction, are fairly quick, make effective use of the information available in the four-dimensional images, and can easily be applied to sizable groups of data.The addition of the proposed techniques to the current pipeline of 4D Flow MRI analysis simplifies and expedites the assessment of these images, thus bringing them closer to the clinical routine.

Abstract [sv]

Medicinsk bildanalys fokuserar på extrahering av meningsfull information från medicinska bilder för att underlätta klinisk bedömning, diagnostik, och behandling. Bildbehandlingsteknik har gradvis blivit en viktig del av det moderna sjukvårdsystemet, en följd av de kontinuerliga tekniska förbättringarna och tillgången till en mängd olika medicinska bildtekniker.

Magnetic resonanstomografi (MRT) är en bildteknik som är ickeinvasiv, flexibel och kan generera bilder av hög kvalitet utan joniserande strålning. MRT utförs ofta i klinisk miljö för att bedöma anatomi och funktion av hjärtat och blodkärlen. När man fokuserar på hjärt-kärlsystemet är bedömning av blodflödet viktigt för att kunna förstå och identifiera sjukdomar fullt ut. Bland de olika MRT-teknikerna som är tillgängliga för avbildning av hjärtat möjliggör 4D flödes-MRT komplett täckning av hjärtat i tre dimensioner över tid, och med hastighetsinformation i tre riktningar. 4D flödes-MRT är en mycket effektiv metod som kan användas för retrospektiv analys av blodflödesdynamik på vilken position som helst i den avbildade volymen.

Till vardags görs dock blodflödesanalysen vanligtvis på bilder tagna med tvådimensionella avbildningsmetoder. Detta kan förklaras av deras kortare insamlingstider, högre spatiella upplösning, bättre signal-brusförhållandet, och att de är relativt enklare att efterbehandla jämfört med 4D flödes-MRT. Utvinningen av användbar information från 4D flödes-MRT-data är väldigt utmanande på grund av den stora mängden information som dessa bilder innehåller och kräver vanligtvis väsentlig användarinteraktion.

Denna avhandling syftar till att utveckla och utvärdera metoder som underlättar efterbehandlingen av 4D flödes-MRT genom att automatisera de steg som är nödvändiga för att härleda hemodynamiska parametrarna av intresse från dessa data. De föreslagna metoderna kräver liten eller ingen användarinteraktion, är relativt snabba, använder all information som finns i de fyrdimensionella bilderna, och kan enkelt appliceras på stora datamängder. Tillägget av de i avhandlingen beskrivna metoderna till den nuvarande analysen av 4D flödes-MRT medger en avsevärd förenkling och uppsnabbad utvärdering, vilket gör att den avancerade 4D flödes MRT-tekniken kommer närmare att kunna användas i kliniskt rutinarbete.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Linköping: Linköping University Electronic Press, 2018. s. 77
Serie
Linköping University Medical Dissertations, ISSN 0345-0082 ; 1613
Nyckelord
MRI, 4D Flow MRI, Image Analysis, Segmentation
Nationell ämneskategori
Medicinsk bildbehandling
Identifikatorer
urn:nbn:se:liu:diva-145729 (URN)10.3384/diss.diva-145729 (DOI)9789176853467 (ISBN)
Disputation
2018-05-03, Eken, Building 421, Floor 9, Entrance 65, Campus US, Linköping, 13:00 (Engelska)
Opponent
Handledare
Forskningsfinansiär
EU, Europeiska forskningsrådet, 310612EU, Europeiska forskningsrådet, 223615Vetenskapsrådet, 621-2014-6191Hjärt-Lungfonden, 20140398Wallenbergstiftelserna, KAW 2013.0076
Tillgänglig från: 2018-03-23 Skapad: 2018-03-22 Senast uppdaterad: 2019-09-30Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(3273 kB)107 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 3273 kBChecksumma SHA-512
707320158b9cb3e37b20f2e30aab9372ceec9d9b1df12c2770055b2e6290dc303498e2b82f35ce9204b9fdf26bff6552862507c397814c9ca30ee0e7e29ae66f
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltextPubMed

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Gupta, VikasBustamante, MarianaFredriksson, AlexandruCarlhäll, CarljohanEbbers, Tino
Av organisationen
Avdelningen för kardiovaskulär medicinMedicinska fakultetenCentrum för medicinsk bildvetenskap och visualisering, CMIVFysiologiska kliniken US
I samma tidskrift
Magnetic Resonance in Medicine
Medicinsk bildbehandling

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 107 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
pubmed
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
pubmed
urn-nbn
Totalt: 163 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf