Context-aware deep learning enables high-efficacy localization of high concentration microbubbles for super-resolution ultrasound localization microscopy

微气泡 背景(考古学) 深度学习 超声波 生物医学工程 人工智能 计算机科学 医学 生物 放射科 古生物学
作者
YiRang Shin,Matthew R. Lowerison,Yike Wang,Xi Chen,Qi You,Zhijie Dong,Mark A. Anastasio,Pengfei Song
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1) 被引量:19
标识
DOI:10.1038/s41467-024-47154-2
摘要

Abstract Ultrasound localization microscopy (ULM) enables deep tissue microvascular imaging by localizing and tracking intravenously injected microbubbles circulating in the bloodstream. However, conventional localization techniques require spatially isolated microbubbles, resulting in prolonged imaging time to obtain detailed microvascular maps. Here, we introduce LOcalization with Context Awareness (LOCA)-ULM, a deep learning-based microbubble simulation and localization pipeline designed to enhance localization performance in high microbubble concentrations. In silico, LOCA-ULM enhanced microbubble detection accuracy to 97.8% and reduced the missing rate to 23.8%, outperforming conventional and deep learning-based localization methods up to 17.4% in accuracy and 37.6% in missing rate reduction. In in vivo rat brain imaging, LOCA-ULM revealed dense cerebrovascular networks and spatially adjacent microvessels undetected by conventional ULM. We further demonstrate the superior localization performance of LOCA-ULM in functional ULM (fULM) where LOCA-ULM significantly increased the functional imaging sensitivity of fULM to hemodynamic responses invoked by whisker stimulations in the rat brain.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
活泼的飞双完成签到,获得积分10
1秒前
北漂盲流完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI5应助阳光奎采纳,获得10
1秒前
LV发布了新的文献求助30
1秒前
1秒前
kkkkkoi完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
学术趴菜发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
科研的POWER完成签到,获得积分10
2秒前
liaohua完成签到,获得积分10
3秒前
小蘑菇应助清脆松采纳,获得10
4秒前
乐乐应助撒玉采纳,获得10
4秒前
4秒前
陌上桑完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
静静完成签到 ,获得积分10
5秒前
m木宁木蒙应助艾云欣采纳,获得10
5秒前
6秒前
tay完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
敏感初露发布了新的文献求助10
7秒前
我是老大应助英俊小美采纳,获得10
7秒前
guyu完成签到,获得积分10
7秒前
luiii发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
8秒前
乘风破浪发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
Wangyn完成签到,获得积分10
8秒前
猪猪hero发布了新的文献求助10
9秒前
小马甲应助BruceQ采纳,获得10
9秒前
完美世界应助咔酱采纳,获得10
10秒前
guoke完成签到,获得积分10
10秒前
冰魂应助71采纳,获得10
11秒前
北在北方发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 (PDF!) 1000
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
Tip60 complex regulates eggshell formation and oviposition in the white-backed planthopper, providing effective targets for pest control 400
A Field Guide to the Amphibians and Reptiles of Madagascar - Frank Glaw and Miguel Vences - 3rd Edition 400
China Gadabouts: New Frontiers of Humanitarian Nursing, 1941–51 400
The Healthy Socialist Life in Maoist China, 1949–1980 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3789038
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3334180
关于积分的说明 10267495
捐赠科研通 3050372
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1674003
邀请新用户注册赠送积分活动 802379
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 760570