Skip to main content
Przejdź do strony domowej Komisji Europejskiej (odnośnik otworzy się w nowym oknie)
polski pl
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

Neural Spectral Image Decoding

Opis projektu

Nowatorska metoda uczenia maszynowego na potrzeby obrazowania spektralnego

Techniki obrazowania spektralnego wykorzystują światło i dźwięk do nieinwazyjnego pomiaru właściwości optycznych tkanek biologicznych. Ich bezpieczeństwo i niski koszt użycia czynią z nich idealne rozwiązania sprawdzające się w różnych zastosowaniach w sektorze opieki zdrowotnej. Jednakże dekady badań nad rozwiązaniem odwróconego problemu związanego z rekonstrukcją klinicznie istotnych właściwości tkanek na podstawie pomiarów spektralnych nie zaowocowały metodami, które umożliwiłyby niezawodną kwantyfikację parametrów tkanek w otoczeniu klinicznym. Twórcy finansowanego ze środków UE projektu NEURAL SPICING zajmują się tym problemem dekodowania informacji, posiłkując się sieciami neuronalnymi z ograniczeniami fizycznymi. Badacze wykorzystują nowoczesne podejście oparte na uczeniu w celu symulacji, aby tworzyć realistyczne symulowane obrazy spektralne na podstawie nieoznaczonych lub słabo oznaczonych danych. Takie obrazy mogą posłużyć do szkolenia algorytmu. To nowatorskie podejście może zaowocować innowacjami w zakresie diagnostyki i leczenia rozmaitych chorób.

Cel

Had we the capacity to image the molecular tissue composition in real time, without exposing the patient or clinical staff to radiation, then this would revolutionize healthcare. Spectral imaging techniques, such as multispectral diffuse reflectance imaging and photoacoustics, have the potential to recover important tissue properties including oxygenation, temperature and the concentration of water. However, decades of research invested in solving the inverse problem of reconstructing clinically relevant tissue properties from spectral measurements have failed to produce solutions that can quantify tissue parameters robustly in a clinical setting. Initial attempts to address the limitations of model-based approaches with machine learning were hampered by the absence of labeled reference data needed for supervised algorithm training. While training data simulation can potentially address this bottleneck, the domain gap between real and simulated images remains a huge unsolved challenge.
This project at the intersection of physics, biology, medicine, and data science bridges the domain gap with a “learning-to-simulate” approach and reframes the quantification problem as a decoding problem that can be tackled with physics-constrained neural networks. It is based on the hypothesis that unlabeled and weakly labeled measurement data can be leveraged to improve the realism of simulated spectral images and ultimately the quantification accuracy. In building upon modern machine learning techniques, the concept naturally allows different sources of uncertainty to be handled and even exploited, requires no labeled data for the target task, and enables imaging systems to learn from their experience. The proposed second generation of spectral imaging is inherently safe and low-cost and could thus pave the way for a new era in interventional healthcare, with clinical applications ranging from cancer diagnosis to the staging and therapy of cardiovascular and inflammatory diseases.

Dziedzina nauki (EuroSciVoc)

Słowa kluczowe

Program(-y)

Temat(-y)

System finansowania

ERC-COG - Consolidator Grant

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego programu finansowania

Zaproszenie do składania wniosków

(odnośnik otworzy się w nowym oknie) ERC-2020-COG

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego zaproszenia

Instytucja przyjmująca

DEUTSCHES KREBSFORSCHUNGSZENTRUM HEIDELBERG
Wkład UE netto
€ 1 763 112,50
Koszt całkowity
€ 1 763 112,50

Beneficjenci (2)