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面向肿瘤早期诊断的延迟PET图像重建:多模态PET/CT核矩阵约束延迟成像算法
1
作者
宋志超
张建平
+4 位作者
张其阳
方玺
谢良
宋少莉
胡战利
《计算机科学》
北大核心
2025年第9期119-127,共9页
正电子发射断层扫描(PET)延迟成像在肿瘤异质性分析和治疗评估中具有重要意义,但其临床应用受限于分辨率低、噪声高和定量不准确等问题。计算机断层扫描(CT)能够提供高分辨率的解剖信息,但在肿瘤评估中缺乏功能信息,难以区分良恶性病变...
正电子发射断层扫描(PET)延迟成像在肿瘤异质性分析和治疗评估中具有重要意义,但其临床应用受限于分辨率低、噪声高和定量不准确等问题。计算机断层扫描(CT)能够提供高分辨率的解剖信息,但在肿瘤评估中缺乏功能信息,难以区分良恶性病变和评估代谢活动。虽然动态PET/CT融合能提升图像质量,但多次CT扫描会增加患者累积辐射暴露,不利于长期随访。针对上述问题,提出了一种超分增强PET/CT多模态核矩阵约束算法(SR-PET/CT-KMC)。该算法基于Stable Diffusion对初始扫描PET图像进行超分增强,并将其与初始扫描CT图像的解剖先验信息相结合,建立了多模态PET/CT核矩阵约束的期望最大化(EM)迭代框架。Stable Diffusion用于提升初始扫描PET的分辨率,而多模态PET/CT先验信息则用于抑制噪声和伪影。通过利用初始扫描CT的结构信息,降低了延迟成像中CT扫描的需求,从而减少了患者累积辐射暴露。实验结果表明,SR-PET/CT-KMC与PET-KEM相比,PSNR提高了6.23%,SSIM提高了9.64%,NRMSE降低了33.3%,MSE降低了13.92%;与CT-KEM相比,PSNR提高了4.05%,SSIM提高了1.11%,NRMSE降低了33.3%,MSE降低了8.11%。这些结果表明,SR-PET/CT-KMC在提升延迟扫描PET图像分辨率和定量准确性方面具有优势,为肿瘤代谢追踪提供了一种新的成像范式,提高了延迟PET成像的临床可行性。
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关键词
延迟成像
超分辨率PET
多模态核矩阵
生物医学
核
方法
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职称材料
题名
面向肿瘤早期诊断的延迟PET图像重建:多模态PET/CT核矩阵约束延迟成像算法
1
作者
宋志超
张建平
张其阳
方玺
谢良
宋少莉
胡战利
机构
武汉理工大学数学与统计学院
中国科学院深圳先进技术研究院医学人工智能中心
复旦大学附属肿瘤医院核医学科
出处
《计算机科学》
北大核心
2025年第9期119-127,共9页
基金
国家自然科学基金(82372038)。
文摘
正电子发射断层扫描(PET)延迟成像在肿瘤异质性分析和治疗评估中具有重要意义,但其临床应用受限于分辨率低、噪声高和定量不准确等问题。计算机断层扫描(CT)能够提供高分辨率的解剖信息,但在肿瘤评估中缺乏功能信息,难以区分良恶性病变和评估代谢活动。虽然动态PET/CT融合能提升图像质量,但多次CT扫描会增加患者累积辐射暴露,不利于长期随访。针对上述问题,提出了一种超分增强PET/CT多模态核矩阵约束算法(SR-PET/CT-KMC)。该算法基于Stable Diffusion对初始扫描PET图像进行超分增强,并将其与初始扫描CT图像的解剖先验信息相结合,建立了多模态PET/CT核矩阵约束的期望最大化(EM)迭代框架。Stable Diffusion用于提升初始扫描PET的分辨率,而多模态PET/CT先验信息则用于抑制噪声和伪影。通过利用初始扫描CT的结构信息,降低了延迟成像中CT扫描的需求,从而减少了患者累积辐射暴露。实验结果表明,SR-PET/CT-KMC与PET-KEM相比,PSNR提高了6.23%,SSIM提高了9.64%,NRMSE降低了33.3%,MSE降低了13.92%;与CT-KEM相比,PSNR提高了4.05%,SSIM提高了1.11%,NRMSE降低了33.3%,MSE降低了8.11%。这些结果表明,SR-PET/CT-KMC在提升延迟扫描PET图像分辨率和定量准确性方面具有优势,为肿瘤代谢追踪提供了一种新的成像范式,提高了延迟PET成像的临床可行性。
关键词
延迟成像
超分辨率PET
多模态核矩阵
生物医学
核
方法
Keywords
Delayed imaging
Super-resolution PET
Multi-modal kernel matrix
Biomedical
Kernel method
分类号
TP391.41 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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1
面向肿瘤早期诊断的延迟PET图像重建:多模态PET/CT核矩阵约束延迟成像算法
宋志超
张建平
张其阳
方玺
谢良
宋少莉
胡战利
《计算机科学》
北大核心
2025
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