Quantifying white matter hyperintensity and brain volumes in heterogeneous clinical and low-field portable MRI

要約

脳萎縮と白質高信号 (WMH) は、脳血管疾患や多発性硬化症における脳損傷を確認するための重要な神経画像特徴です。
自動化されたセグメンテーションと定量化が望ましいですが、既存の方法では良好な信号対雑音比 (SNR) を備えた高解像度 MRI が必要です。
これにより、臨床および低磁場ポータブル MRI (pMRI) スキャンへの適用が妨げられ、特に pMRI が大きな可能性を秘めているサービスが十分に受けられていない領域において、萎縮と WMH の進行の大規模な追跡が妨げられます。
ここでは、再トレーニングせずに、任意の解像度とコントラストのスキャン (pMRI を含む) から白質高信号と 36 の脳領域をセグメント化する方法を紹介します。
8 つの公開データセットと、高磁場スキャンと低磁場スキャン (3T および 64mT) のペアを含むプライベート データセットの結果を示します。そこでは、WMH ($\rho$=.85) と海馬体積 (r=) の間に強い相関関係が得られます。
.89）両方のフィールドで推定されます。
私たちのメソッドは、FreeSurfer の一部として http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki/WMH-SynthSeg で公開されています。

要約(オリジナル)

Brain atrophy and white matter hyperintensity (WMH) are critical neuroimaging features for ascertaining brain injury in cerebrovascular disease and multiple sclerosis. Automated segmentation and quantification is desirable but existing methods require high-resolution MRI with good signal-to-noise ratio (SNR). This precludes application to clinical and low-field portable MRI (pMRI) scans, thus hampering large-scale tracking of atrophy and WMH progression, especially in underserved areas where pMRI has huge potential. Here we present a method that segments white matter hyperintensity and 36 brain regions from scans of any resolution and contrast (including pMRI) without retraining. We show results on eight public datasets and on a private dataset with paired high- and low-field scans (3T and 64mT), where we attain strong correlation between the WMH ($\rho$=.85) and hippocampal volumes (r=.89) estimated at both fields. Our method is publicly available as part of FreeSurfer, at: http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki/WMH-SynthSeg.

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