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Quantitative Ultrasound Stochastic Tomography - Revolutionizing breast cancer diagnosis and screening with supercomputing-based radiation-free imaging.

Projektbeschreibung

Innovative Algorithmen revolutionieren die Ultraschall-Brustkrebsbildgebung

Algorithmen, die im Bereich der geophysikalischen Bildgebung entwickelt wurden, können zur Verbesserung der Informationen aus der Ultraschallbildgebung bei medizinischen Anwendungen eingesetzt werden. Die Modellierung des adjungierten Zustands und die iterative Optimierung werden quantitative Bilder von menschlichem Gewebe mit sehr hoher Auflösung bereitstellen. Das EU-finanzierte Projekt QUSTom wird die Möglichkeit untersuchen, die Grundlagen der adjungierten Unsicherheitsdarstellung für die Brustkrebsdiagnose zu nutzen. Diese Durchführbarkeitsstudie der Technologie als Diagnoseinstrument wird die Anpassung der Datenerfassungshardware für eine optimale Auflösung, die Anwendung der Algorithmen in Hochleistungscomputern und die abschließende Durchführbarkeitsanalyse durch radiologische Fachkräfte als Vergleich mit dem derzeitigen Stand der Technik in der Brustkrebsdiagnostik umfassen.

Ziel

Ultrasound imaging can be deeply enhanced by means of algorithms developed in the field of geophysical imaging. Such algorithms, based upon adjoint-state modelling and iterative optimization, provide quantitative images of human tissue with very high resolution. At present time, such images can only be attained by means of high-performance computing and using specific ultrasound data acquisition devices. When combined, hardware and software have a huge impact potential for soft-tissue imaging, such as in breast cancer imaging. Nevertheless, and as is customary in medical imaging, the obtained images only provide with the mean, or most likely, values of tissue at each pixel, being uncertainty quantification an extremely expensive process, typically deemed as unfeasible for practical purposes.

A revolutionary development in adjoint-based ultrasound imaging allows us to potentially obtain images of uncertainties at the cost of a single, mean-value, image. Such development will be the basis of transformative implications in terms of confidence-estimates for diagnosis. We aim at disrupting the breast cancer screening paradigm by means of a safe (radiation-free), accurate (quantitative) and reliable (uncertainty-aware) novel breast imaging modality.

Within QUSTom we will investigate the fundamental science behind adjoint-based uncertainty imaging and establish its potential suitability for breast cancer diagnosis. The feasibility of the technology as a diagnosis tool relies on 1) adapting the data acquisition hardware for optimal resolution, 2) implementing the algorithms in high-performance computers in order to obtain a short time-to-solution and 3) feasibility analysis by expert radiologists in comparison with the state-of-the-art in breast imaging.

This proposal covers the three aspects and opens the possibility of applying similar principles in other imaging fields, both in medicine and elsewhere.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.

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Finanzierungsplan

HORIZON-EIC -

Koordinator

BARCELONA SUPERCOMPUTING CENTER CENTRO NACIONAL DE SUPERCOMPUTACION
Netto-EU-Beitrag
€ 737 303,75
Adresse
CALLE JORDI GIRONA 31
08034 Barcelona
Spanien

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Region
Este Cataluña Barcelona
Aktivitätstyp
Forschungseinrichtungen
Links
Gesamtkosten
€ 737 303,75

Beteiligte (4)

Partner (1)