MITK-ModelFit：用于医学成像中模型拟合及其探索的通用开源框架——以 DCE-MRI 为例的设计、实现与应用
医学物理
2019-02-13 v2 计算物理
数据分析、统计与概率
摘要
许多医学成像技术利用拟合方法进行定量参数估计与分析。常见例子包括 DCE MRI/CT 中的药代动力学建模、扩散加权 MRI 中的 ADC 计算与 IVIM 建模，以及化学交换饱和转移 MRI 中的 Z 谱分析。大多数现有软件工具局限于特定用途，不允许自行开发与扩展。此外，它们多设计为使用外部框架的独立解决方案，因而难以原生集成到分析工作流中。我们提出一个包含在 MITK 中的医学图像拟合任务框架，遵循严格的开源、良好集成与操作系统无关策略。在软件工程层面，局部模型、拟合基础设施与结果表示被抽象化，因此可轻松适配于任何基于图像数据的模型拟合任务，与成像模态或模型无关。我们实现了若干即用型模型拟合库与用例，包括拟合评估与可视化。它们嵌入 MITK 中，便于数据加载、预处理与后处理，从而将模型拟合自然纳入整体工作流。作为一个示例，我们展示了一套用于 DCE MRI 数据分析的综合插件，并在已有与新型数字体模上进行了验证，拟合与真值间偏差具有竞争力。我们的软件提供非常灵活的环境，主要面向包含模型拟合算法与工具的医学成像软件开发者。此外，该框架对灌注 MRI 领域用户也极具价值，因为它提供了功能丰富、免费可用且经过验证的工具，以交互式与自动化批处理工作流对 DCE MRI 数据执行药代动力学分析。
引用
@article{arxiv.1807.07353,
title = {MITK-ModelFit: A generic open-source framework for model fits and their exploration in medical imaging -- design, implementation and application on the example of DCE-MRI},
author = {Charlotte Debus and Ralf Floca and Michael Ingrisch and Ina Kompan and Klaus Maier-Hein and Amir Abdollahi and Marco Nolden},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.07353},
year = {2019}
}
备注
31 pages, 11 figures URL: http://mitk.org/wiki/MITK-ModelFit