kth.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Synthesizing of brain MRE wave data
KTH, School of Engineering Sciences in Chemistry, Biotechnology and Health (CBH), Biomedical Engineering and Health Systems, Medical Imaging.
2023 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Syntetistering av vågrörelsedata för hjärnan med MRE (Swedish)
Abstract [en]

Magnetic resonance elastography (MRE) is an imaging technique that allows for non-invasive access to the physical properties of body tissues. MRE has great potential, but it is difficult to conduct research due to the time-consuming estimation of stiffness maps, which could be speeded up by using neural network. However, there is not enough real data to train one, thus, synthetic data is needed. To create synthetic data three techniques of simulating tissue displacement due to wave propagation was explored, including solving differential equations for a system of coupled harmonic oscillators (CHO method) and using two different functions from the k-Wave toolbox. Each of the three methods demonstrated the ability to replicate the displacement pattern in a phantom with a simple structure. The CHO method and \texttt{kspaceFirstOrder} function of the k-Wave toolbox showed the best performance when simulating displacement in a 2D brain slice. The models are not very accurate, but capture general features of displacement in a brain and hold potential for future improvement.

Abstract [sv]

Magnetresonans-elastografi (MRE) är en avbildningsteknik som möjliggör icke-invasiv åtkomst till de fysiska egenskaperna hos olika vävnader. MRE har stor potential, men forskning inom ämnet försvåras på grund av den tidskrävande beräkningen av elasticitetskartorna, vilket kan påskyndas med hjälp av ett neuralt nätverk. Dock finns det inte tillräckligt med experimentiell data för att träna ett sådant nätverk, och därför behövs syntetisk data. För att skapa sådan syntetisk MRE-data utforskades tre tekniker för att simulera vågrörelser i hjärnvävnad; dessa tekniker inkluderar lösning av differentialekvationer för ett system av kopplade harmoniska oscillatorer (CHO-metoden) och användning av två olika funktioner från det Matlab-baserade programmet k-Wave. Var och en av de tre metoderna visade potential att återskapa vågsmönstret i en enkel strukturerad fantom. CHO-metoden och funktionen kspaceFirstOrder från k-Wave visade bäst prestanda vid simulering av vågrörelser i ett 2D-segment av hjärnan. Modellerna visade sig inte vara särskilt precisa, men fångar allmänna, kvalitativa, egenskaper av vågrörelser i hjärnan och uppvisar potential för framtida förbättring.

Place, publisher, year, edition, pages
2023. , p. 58
Series
TRITA-CBH-GRU ; 2023:065
Keywords [en]
MR elastography, brain MRE, synthetic data, computational modeling, shear wave elastography
Keywords [sv]
MR-elastografi, hjärn MRE, syntetiska data, beräkningsmodellering, skjuvvåg elastografi
National Category
Medical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-334547OAI: oai:DiVA.org:kth-334547DiVA, id: diva2:1790368
Subject / course
Medical Engineering
Educational program
Master of Science - Medical Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2023-09-18 Created: 2023-08-22 Last updated: 2023-09-18Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(3313 kB)285 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3313 kBChecksum SHA-512
0fa0ae731a2fc06e8372ad2592f227c133d93ce128494d1dc507c306ff23fe479292566fcc73e2d2d3b48557a7b898ce0d8c851b9403687174e4644ec5ddddca
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Medical Imaging
Medical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 285 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 736 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf