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2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

Deep Learning with Synthetic Diffusion MRI Data for Free-Water Elimination in Glioblastoma Cases

verfasst von : Miguel Molina-Romero, Benedikt Wiestler, Pedro A. Gómez, Marion I. Menzel, Bjoern H. Menze

Erschienen in: Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention – MICCAI 2018

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

Glioblastoma is the most common and aggressive brain tumor. In clinical practice, diffusion MRI (dMRI) enables tumor infiltration assessment, tumor recurrence prognosis, and identification of white-matter tracks close to the resection volume. However, the vasogenic edema (free-water) surrounding the tumor causes partial volume contamination, which induces a bias in the estimates of the diffusion properties and limits the clinical utility of dMRI.
We introduce a voxel-based deep learning method to map and correct free-water partial volume contamination in dMRI. Our model learns from synthetically generated data a non-parametric forward model that maps free-water partial volume contamination to volume fractions. This is independent of the diffusion protocol and can be used retrospectively. We show its benefits in glioblastoma cases: first, a gain of statistical power; second, quantification of free-water and tissue volume fractions; and third, correction of free-water contaminated diffusion metrics. Free-water elimination yields more relevant information from the available data.

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Metadaten
Titel
Deep Learning with Synthetic Diffusion MRI Data for Free-Water Elimination in Glioblastoma Cases
verfasst von
Miguel Molina-Romero
Benedikt Wiestler
Pedro A. Gómez
Marion I. Menzel
Bjoern H. Menze
Copyright-Jahr
2018
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-030-00931-1_12