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Clinical Integration of Automated Processing for Brain Quantitative Susceptibility Mapping: Multi‐Site Reproducibility and Single‐Site Robustness

Authors :
Patrice Péran
Patricia Desmond
Yi Wang
Brian H. Kopell
Ilhami Kovanlikaya
Mathieu Santin
Zhe Liu
Vijay K. Venkatraman
Pascal Spincemaille
Stéphane Lehéricy
Richard Watts
Matteo Ippoliti
Marcus R. Makowski
Ludovic de Rochefort
Shun Zhang
Cornell University [New York]
Interdisciplinary Centre for Security, Reliability and Trust (SnT)
University of Luxembourg [Luxembourg]
State Key Lab CAD&CG [HangZhou]
Zhejiang University
CRM internatinoal
CRM international
Centre de résonance magnétique biologique et médicale (CRMBM)
Aix Marseille Université (AMU)-Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille (APHM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Aix Marseille Université (AMU)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre d'Exploration Métabolique par Résonance Magnétique [Hôpital de la Timone - AP-HM] (CEMEREM)
Aix Marseille Université (AMU)-Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille (APHM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille (APHM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)- Hôpital de la Timone [CHU - APHM] (TIMONE)
University of Melbourne
Laboratoire d'Imagerie Paramétrique (LIP)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-IFR58-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut du Cerveau et de la Moëlle Epinière = Brain and Spine Institute (ICM)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP]
Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Department of Neurosurgery
Clement J. Zablocki VA Medical Center-Medical College of Wisconsin
Toulouse Neuro Imaging Center (ToNIC)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Hôpital Purpan [Toulouse]
CHU Toulouse [Toulouse]-CHU Toulouse [Toulouse]
Laboratoire de Mécanique de Lille - FRE 3723 (LML)
Université de Lille, Sciences et Technologies-Centrale Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre d'Exploration Métabolique par Résonance Magnétique [Hôpital de la Timone - APHM] (CEMEREM)
Hôpital de la Timone [CHU - APHM] (TIMONE)-Centre de résonance magnétique biologique et médicale (CRMBM)
Aix Marseille Université (AMU)-Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille (APHM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille (APHM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut du Cerveau = Paris Brain Institute (ICM)
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI)
Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)
Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille (APHM)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille (APHM)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille (APHM)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)- Hôpital de la Timone [CHU - APHM] (TIMONE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille, Sciences et Technologies-Ecole Centrale de Lille-Université de Lille
Source :
Journal of Neuroimaging, Journal of Neuroimaging, Wiley, 2019, ⟨10.1111/JON.12658⟩, J Neuroimaging, Journal of Neuroimaging, 2019, ⟨10.1111/JON.12658⟩
Publication Year :
2019
Publisher :
Wiley, 2019.

Abstract

Background and purpose Quantitative susceptibility mapping (QSM) of the brain has become highly reproducible and has applications in an expanding array of diseases. To translate QSM from bench to bedside, it is important to automate its reconstruction immediately after data acquisition. In this work, a server system that automatically reconstructs QSM and exchange images with the scanner using the DICOM standard is demonstrated using a multi-site, multi-vendor reproducibility study and a large, single-site, multi-scanner image quality review study in a clinical environment. Methods A single healthy subject was scanned with a 3D multi-echo gradient echo sequence at nine sites around the world using scanners from three manufacturers. A high-resolution (HiRes, .5 × .5 × 1 mm3 reconstructed) and standard-resolution (StdRes, .5 × .5 × 3 mm3 ) protocol was performed. ROI analysis of various white matter and gray matter regions was performed to investigate reproducibility across sites. At one institution, a retrospective multi-scanner image quality review was carried out of all clinical QSM images acquired consecutively in 1 month. Results Reconstruction times using a GPU were 29 ± 22 seconds (StdRes) and 55 ± 39 seconds (HiRes). ROI standard deviation across sites was below 24 ppb (StdRes) and 17 ppb (HiRes). Correlations between ROI averages across sites were on average .92 (StdRes) and .96 (HiRes). Image quality review of 873 consecutive patients revealed diagnostic or excellent image quality in 96% of patients. Conclusion Online QSM reconstruction for a variety of sites and scanner platforms with low cross-site ROI standard deviation is demonstrated. Image quality review revealed diagnostic or excellent image quality in 96% of 873 patients.

Details

ISSN :
15526569 and 10512284
Volume :
29
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Neuroimaging
Accession number :
edsair.doi.dedup.....0f0ebaa9978cccfe74bc11fc1a648e6d