临床研究
深度学习重建方法改善快速采集PET图像质量的临床研究
中华核医学与分子影像杂志, 2021,41(10) : 602-606. DOI: 10.3760/cma.j.cn321828-20210514-00164
摘要
目的

通过深度学习(DL)PET图像重建方法,提升不同采集时间18F-脱氧葡萄糖(FDG)PET图像质量。

方法

回顾性分析2020年9月至10月间山西医科大学第一医院核医学科45例恶性肿瘤患者[男20例、女25例,年龄(52.0±13.6)岁]PET图像。选择原始列表模式PET数据的短时30 s/床位PET图像作为输入,采用Unet网络,以全剂量标准采集时间(3 min)PET图像为模型判别标准,建立DL图像重建模型,以预测全剂量PET图像。分别对DL、30 s、90 s和120 s 4组图像进行图像质量评估及定量分析。采用5分法主观评估4组的图像质量。分别测量各组图像肝本底及肿瘤病灶定量参数:最大标准摄取值(SUVmax)、平均标准摄取值(SUVmean)、标准差(SD)、信噪比(SNR)、对比度噪声比(CNR)及一阶纹理特征(偏度、峰度、均匀度和熵)。采用Kappa检验、χ2检验、单因素方差分析(最小显著差异t检验)进行数据分析。

结果

4组图像质量评分具有高度一致性(Kappa=0.799,P<0.001),DL组评分≥3分共6例,30 s、90 s和120 s组评分≥3分别有4、7和8例(χ2=125.47,P<0.001)。DL组肝SD明显低于30 s组(0.26±0.07与0.43±0.11;F=3.58,t=-7.91,P<0.05),SNR高于30 s组(11.04±4.36与5.41±1.41;F=10.22,t=5.40,P<0.05);DL组肝SD及SNR与90 s组一致(0.39±0.16, 8.46±3.34;t值:-0.87和2.17,均P>0.05)。在18个高摄取肿瘤病灶中,DL组病灶SNR及CNR均高于30 s组(60.21±29.26与38.38±16.54,22.26±15.85与15.41±9.51;F值:13.09和7.05,t值:5.20和4.04,均P<0.001)。4组肝一阶纹理特征差异有统计学意义(F值:4.30~9.65,均P<0.05),但DL组与120 s组间差异无统计学意义(t值:-1.25~0.15,均P>0.05)。

结论

DL重建模型能较好地改善短帧PET图像质量,可以满足临床诊断、疗效评估和组学研究的需求。

引用本文: 胡琳君, 胡奕奕, 郭彬威, 等.  深度学习重建方法改善快速采集PET图像质量的临床研究 [J] . 中华核医学与分子影像杂志, 2021, 41(10) : 602-606. DOI: 10.3760/cma.j.cn321828-20210514-00164.
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对于部分患者(如儿童或无法长时间保持平卧的检查者)来说,适当缩短PET检查时间很有必要。如何在保证图像质量和图像诊断效能的前提下缩短采集时间是目前PET研究领域的热点。深度学习(deep learning, DL)重建是一种新的智能化重建方法,其将神经网络引入到重建流程,使PET图像质量得到明显提高[1,2]。但DL在改善PET低剂量图像质量的同时是否影响肿瘤定量准确性还有待探索。本研究对比分析了DL和不同采集时间PET图像本底及病灶定量参数和纹理参数,现报道如下。

 
 
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