СинСпайн: автоматизированный рабочий процесс для получения данных синтетического МРТ о продольном спинном мозге.

Атрофия спинного мозга является ключевым биомаркером для отслеживания развития заболеваний в неврологических расстройствах, включая множественный склероз, амиотропический боковой склероз и повреждение спинного мозга. Последние достижения в области МРТ позволили улучшить диагностику атрофии, особенно в области шейки матки, облегчив продольные исследования. Однако проверка атрофических алгоритмов количественной оценки по-прежнему сопряжена с трудностями из-за ограниченности наземных данных. ЦЕЛЬ: Настоящее исследование представляет SynSpine - рабочий поток для получения данных МРТ синтетического спинного мозга (т.е. цифровых фантомов) с контролируемыми уровнями искусственной атрофии. Эти фантомы поддерживают разработку и предварительную проверку трубопроводов для сканирования спинного мозга, предназначенных для измерения дегенерации с течением времени. МЕТОДЫ: Рабочий поток состоит из двух этапов: 1) получение синтетических изображений MR путем изоляции, извлечения и расширения спинного мозга, имитации атрофии на шаблоне PAM50; 2) проведение нежесткой регистрации для приведения синтетических изображений в соответствие с местным пространством объекта, обеспечивая точную анатомическую корреспонденцию. Теоретическое применение методов активной поверхности и Редакции, применяемое в Джиме, продемонстрировало свою эффективность в обнаружении атрофии на различных уровнях имитируемой атрофии и шума.Результаты: Синспайн успешно производит синтетические изображения спинного мозга с различными уровнями атрофии. Нежесткая регистрация не оказала существенного влияния на атрофические измерения. Погрешности оценки атрофии, рассчитанные с использованием методов активной поверхности и Редакции, варьировались в зависимости как от имитируемой атрофии, так и от уровня шума, что свидетельствует о различиях в зависимости от региона. Рост шума привел к более высоким ошибкам в измерениях. ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Эта работа представляет собой новую и модульную основу для имитации атрофии спинного мозга с использованием цифровых фантомов, предлагающую контролируемую конфигурацию для тестирования трубопроводов для анализа спинного мозга. Поскольку имитируемая атрофия может быть чрезмерно упрощена в условиях vivo, будущие исследования будут сосредоточены на укреплении реализма набора синтетических данных путем имитации дополнительных патологий, что позволит усовершенствовать ее применение для оценки атрофии спинного мозга в клинических и исследовательских контекстах.