UMRAM/ASBAM Bahar 2023 Seminerleri: “Pushing the Limits of MRI Reconstruction through Physics-Guided Deep Learning Approaches”

Dr.Ömer Burak Demirel

Minnesota Universitesi

Harvard Üniversitesi

 

Tarih/Saat: 22 Haziran Perşembe, 10:30

Yer: Seminer Odası, SC 106

Özet: Manyetik rezonans görüntüleme (MRI), kliniklerde insan vücudunun fonksiyonel özelliklerini üstün yumuşak doku kontrastıyla değerlendirmek için kullanılan invaziv olmayan bir tanı aracıdır. Tarama süresi, MRI’da sinyal-gürültü oranı (SNR), uzay-zamansal çözünürlük ve kapsama alanı arasında değiş tokuş yapılmasını gerektiren ve çok sayıda zorluğa yol açan önemli bir sorundur. Son zamanlarda, fizik odaklı derin öğrenme (PD-DL) yeniden yapılandırması, hızlandırılmış MRI’da ilgi görmeye başladı. PD-DL, MRI fiziğini sinir ağı tabanlı düzenlemeyle birleştirir ve mevcut yöntemlere kıyasla gelişmiş görüntü kalitesi sergiler. Ancak PD-DL’nin sınırlı eğitim verisi kullanılabilirliği, yüksek hızlanmalarda aşırı düzenleme, farklı SNR’lerde genelleştirilebilirlik sorunları ve gürültüye karşı hassasiyet gibi kendi zorlukları vardır. Bu konuşmada, son teknoloji PD-DL yeniden yapılandırmasında bu zorlukların üstesinden gelmek için yeni yeniden yapılandırma yöntemleri tanıtılacaktır. Spesifik gelişmeler şunları içerir: 1) PD-DL’nin farklı SNR’lerde genelleştirilebilirliğini geliştirmek için MR kodlama operatörünün sinyal yoğunluğu bilgisine sahip karakterizasyonu, 2) 3D kullanarak uzay-zamansal korelasyonlardan yararlanan, konuya özgü, kendi kendini denetleyen bir PD-DL yeniden yapılandırması serbest nefes alma kazanımları için evrişimli sinir ağı, 3) PD-DL yeniden yapılandırmasının ardından termal gürültü bastırmanın sinerjik bir kombinasyonunu gerçekleştiren yeni bir hesaplamalı fMRI hattı. Bu yöntemlerin kalp ve beyin MRI veri kümelerine uygulanması, PD-DL rekonstrüksiyonunun klinik çevirisi için umut vericidir.

Konuşmacı Hakkında: Dr. Demirel, Minnesota Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırma görevlisidir ve önümüzdeki sonbaharda kardiyak MRI için derin öğrenme uygulamaları üzerinde çalışmaya devam etmek üzere Harvard Üniversitesi Beth Israel Deaconess Tıp Merkezi’nde bu görevine devam edecektir. Doktora derecesini aldı. Mayıs 2023’te Minnesota Üniversitesi Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü’nden. MS derecesini aldı. Haziran 2017’de derecesini ve B.S. Ocak 2015’te Bilkent Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü’nden. Doktora çalışması sırasında. Minnesota Üniversitesi’ndeki araştırmasında Prof. Mehmet Akçakaya ile yüksek çözünürlüklü MRI için fizik destekli derin öğrenme üzerinde çalıştı. Dr. Demirel, “Koroner Arter Hastalığının Değerlendirilmesinde Hızlı Yüksek Çözünürlüklü Tam Kalp Perfüzyon MRI” konulu araştırması nedeniyle Amerikan Kalp Derneği (AHA) Doktora Öncesi Bursu’nu almıştır. Yüksek Lisansı sırasında Prof. Emine Ülkü Sarıtaş ile Manyetik Parçacık Görüntüleme konusunda da çalıştı