深度学习增强超快速SPECT/CT骨扫描在疑似恶性瘤患者:定量评估和临床性能
Na Qi1, Boyang Pan2, Qingyuan Meng1
1Department of Nuclear Medicine, Shanghai East Hospital, Tongji University School of Medicine, 200120, Shanghai, People's Republic of China.
Physics in medicine and biology
|June 12, 2023
概括
深度学习增强了超快的单光子发射计算机断层扫描/计算机断层扫描 (SPECT/CT) 骨头扫描,实现了与标准扫描相提并论的诊断性能. 这加快了成像,同时保持了高图像质量和对疑似恶性病的诊断信心.
科学领域:
- 核医学就是核医学.
- 医疗成像医学成像
- 人工智能的人工智能
背景情况:
- 标准的单光子发射计算断层扫描/计算机断层扫描 (SPECT/CT) 骨头扫描用于恶性瘤评估需要长时间的获取时间.
- 超快速成像技术旨在减少扫描时间,而不会影响诊断质量.
研究的目的:
- 评估深度学习增强的超快 (3分钟) SPECT/CT骨扫描与疑似恶性瘤患者的标准 (20分钟) SPECT/CT骨扫描的临床性能.
- 评估图像质量,诊断信心和加快协议的诊断准确性.
主要方法:
- 一项前性研究包括102名怀疑患有恶性瘤的患者,他们接受了标准的20分钟SPECT/CT和3分钟SPECT扫描.
- 使用深度学习模型生成算法增强的3分钟DL SPECT/CT图像.
- 两个审稿人独立评估了图像质量,痕迹分布,文物,诊断信心和诊断性能.
主要成果:
- 深度学习增强的3分钟SPECT/CT图像显示出明显优越的整体图像质量,痕迹分布,更少的文物和比标准的20分钟SPECT/CT更高的诊断信心 (P<0.0001).
- 诊断性能在3分钟的DLSPECT/CT和20分钟的SPECT/CT之间是可比的.
- 对于这两种方案,观察者之间有很高的一致性 (kappa=0.822为20分钟,kappa=0.732为3分钟).
- 与标准的3分钟SPECT/CT相比,3分钟DLSPECT/CT显示高峰信号与噪声比率 (PSNR) 和结构相似度指数 (SSIM) 的测量显著更高 (P<0.0001).
结论:
- 深度学习增强的超快速SPECT/CT (3分钟获取) 提供与标准的20分钟SPECT/CT相比的图像质量和诊断价值.
- 这种加速的方法,利用1/7的获取时间,具有显著的潜力,可以提高患者的吞吐量和核医学诊断疑似恶性病的经验.
