MR-guided dynamic PET reconstruction with the kernel method and spectral temporal basis functions
Notice bibliographique
Résumé
Recent advances in dynamic positron emission tomography (PET) reconstruction have demonstrated that it is possible to achieve markedly improved end-point kinetic parameter maps by incorporating a temporal model of the radiotracer directly into the reconstruction algorithm. In this work we have developed a highly constrained, fully dynamic PET reconstruction algorithm incorporating both spectral analysis temporal basis functions and spatial basis functions derived from the kernel method applied to a co-registered T1-weighted magnetic resonance (MR) image. The dynamic PET image is modelled as a linear combination of spatial and temporal basis functions, and a maximum likelihood estimate for the coefficients can be found using the expectation-maximization (EM) algorithm. Following reconstruction, kinetic fitting using any temporal model of interest can be applied. Based on a BrainWeb T1-weighted MR phantom, we performed a realistic dynamic [(18)F]FDG simulation study with two noise levels, and investigated the quantitative performance of the proposed reconstruction algorithm, comparing it with reconstructions incorporating either spectral analysis temporal basis functions alone or kernel spatial basis functions alone, as well as with conventional frame-independent reconstruction. Compared to the other reconstruction algorithms, the proposed algorithm achieved superior performance, offering a decrease in spatially averaged pixel-level root-mean-square-error on post-reconstruction kinetic parametric maps in the grey/white matter, as well as in the tumours when they were present on the co-registered MR image. When the tumours were not visible in the MR image, reconstruction with the proposed algorithm performed similarly to reconstruction with spectral temporal basis functions and was superior to both conventional frame-independent reconstruction and frame-independent reconstruction with kernel spatial basis functions. Furthermore, we demonstrate that a joint spectral/kernel model can also be used for effective post-reconstruction denoising, through the use of an EM-like image-space algorithm. Finally, we applied the proposed algorithm to reconstruction of real high-resolution dynamic [(11)C]SCH23390 data, showing promising results.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».