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10 novembre 2023

Méthodes d'apprentrissage profond pour l'accélération d'IRM


Catégorie : Stagiaire


Description du sujet:

L'IRM est l'une des principales modalités d'imagerie utilisées dans la pratique clinique aujourd'hui. L’une de ses particularités est de fournir un contraste des tissus mous. De plus, contrairement aux autres modalités d’imagerie, l’IRM permet d'obtenir des informations sur les processus pathologiques de manière non invasive. Cependant, le temps d’acquisition de l’IRM constitue un obstacle majeur dans de nombreuses applications. Un long temps d’acquisition conduit, par exemple, à l’inconfort du patient, à l’apparition d’artefacts de mouvement sur l’image et à l’augmentation du coût de l’examen.

Une manière d’accélérer les examens IRM est de réduire le nombre de points dans l’espace d’acquisition. Deux stratégies peuvent alors être employées pour restaurer la qualité des images : L’imagerie parallèle [1] et le « Compressed Sensing » (CS) [2]. L’imagerie parallèle utilise la diversité de l’information fournie par un système multi-capteurs. Le CS, quant à lui, est basé sur l’apriori que les images sont parcimonieuses dans certains domaines de transformation.Le CS fait alors appel à des algorithmes itératifs permettant de prendre en compte cette contrainte de parcimonie.

Récemment les méthodes d’apprentissage profond ont montré leur efficacité pour la reconstruction d’IRM [3]. Parmi cesapproches, certaines ont été proposés pour imiter les algorithmes de compressed sensing [4]. Le but de ce stage est de recenser et de faire une étude comparative de ces méthodes.

Profil Recherché :

Etudiant en dernière année d’école d’ingénieur ou Master 2 en Traitement signal/image, sciences des données ou mathématiques appliqués.

Compétences souhaitées :

Le candidat devra obligatoirement être à l’aise avec le langage python et les bibliothèques numpy et pytorch. Cela signifie qu’une première expérience en apprentissage profond est nécessaire. Un goût pour la physique et les applications biomédicales est souhaité.

Durée du stage : début Mars à fin Juillet 2024.

Lieu du stage: Institut Fresnel, Aix-Marseille Université.

Contact:

andre@fresnel.fr

Références:

[1] Griswold MA, Jakob PM, Heidemann RM, Nittka M, Jellus V, Wang J, Kiefer B, Haase A. Generalized autocalibrating partially parallel acquisitions (GRAPPA). Magn Reson Med. 2002.

[2] M. Lustig, David Donoho, J. M. Pauly, Sparse MRI: The application of compressed sensing for rapid MR imaging, Magn Reson Med. 2007.

[3] F. Knoll et al., Deep-Learning Methods for Parallel Magnetic Resonance Imaging Reconstruction: A Survey of the Current Approaches, Trends, and Issues, in IEEE Signal Processing Magazine, vol. 37, no. 1, pp. 128-140, Jan. 2020.

[4] Zeng, G., Guo, Y., Zhan, J. et al. A review on deep learning MRI reconstruction without fully sampled k-space. BMC Med Imaging 21,2021

 

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