Referenceless Proton Resonance Frequency Thermometry Using Deep Learning with Self-Attention.

Contexte : La thermométrie par fréquence de résonance protonique (PRF) en imagerie par résonance magnétique (IRM) guide les ultrasons focalisés (FUS), mais les méthodes conventionnelles basées sur un référentiel sont vulnérables aux mouvements inter-séances et aux variations temporelles de phase de fond, compromettant la stabilité de la surveillance thermique. Les approches sans référentiel, bien que moins sensibles à ces artefacts, souffrent encore de discontinuités de phase induites par la susceptibilité, surtout en imagerie transcrânienne, entraînant des erreurs de température dans les zones chauffées et des fausses positives. Objectif : Développer une méthode de thermométrie PRF sans référentiel basée sur l'apprentissage profond pour améliorer la précision des estimations thermiques en contexte transcrânien. Méthode : Une architecture U-Net augmentée d'attention auto-attentive a été conçue pour reconstruire les images complexes de fond, permettant une estimation stable de la température. L'étude rétrospective a inclus 32 patients atteints de tremblement essentiel soumis à la FUS transcrânienne (87 sonications, 1416 images). Les données de 28 patients ont servi à l'entraînement et à la validation, tandis que celles de 4 patients ont constitué le jeu de test. Résultats : La méthode proposée a atteint une erreur absolue moyenne (MAE) de 0,64°C dans les zones chauffées, avec un coefficient de Dice de 0,76 pour l'isotherme à 43°C. La variation de température de fond restait proche de 0°C (MAE = 0,20°C), démontrant une suppression efficace des surchauffes parasites. L'analyse de Bland-Altman a montré des limites de concordance de -1,37°C à +1,77°C, avec un biais de 0,20°C et un R² de 0,99. Intérêt clinique : Cette approche améliore la précision et la stabilité de la thermométrie PRF sans référentiel, facilitant un contrôle thermique plus fiable pendant les procédures de FUS, notamment dans les anatomies sensibles aux mouvements où les méthodes classiques sont moins fiables. Limites : L'étude rétrospective sur une population spécifique (tremblement essentiel) limite la généralisation. Les performances nécessitent validation sur d'autres pathologies et configurations cliniques.

Thermométrie PRF sans référentiel Apprentissage profond avec attention auto-attentive FUS transcrânienne Essai sur patients tremblement essentiel Réduction des artefacts de phase

Amélioration de la précision thermique en FUS Réduction des fausses positives de surchauffe Application potentielle en anatomies mouvantes

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