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Enregistrement W4297098465 · doi:10.1088/1361-6560/ac950a

Generation of <sup>18</sup> F-FDG PET standard scan images from short scans using cycle-consistent generative adversarial network

2022· article· en· W4297098465 sur OpenAlexaff
Ali Ghafari, Peyman Sheikhzadeh, Negisa Seyyedi, Mehrshad Abbasi, Saeed Farzenefar, Fereshteh Yousefirizi, Mohammad Reza Ay, Arman Rahmim

Notice bibliographique

RevuePhysics in Medicine and Biology · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueMedical Imaging Techniques and Applications
Établissements canadiensUniversity of British Columbia
Organismes subventionnairesTehran University of Medical Sciences and Health Services
Mots-clésNuclear medicineImage qualityPositron emission tomographyGenerative adversarial networkMathematicsDuration (music)MedicineArtificial intelligenceComputer sciencePhysicsImage (mathematics)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Objective. To improve positron emission tomography (PET) image quality, we aim to generate images of quality comparable to standard scan duration images using short scan duration (1/8 and 1/16 standard scan duration) inputs and assess the generated standard scan duration images quantitative and qualitatively. Also, the effect of training dataset properties (i.e. body mass index (BMI)) on the performance of the model(s) will be explored. Approach. Whole-body PET scans of 42 patients (41 18 F-FDG and one 68 Ga-PSMA) scanned with standard radiotracer dosage were included in this study. One 18 F-FDG patient data was set aside and the remaining 40 patients were split into four subsets of 10 patients with different mean patient BMI. Multiple copies of a developed cycle-GAN network were trained on each subset to predict standard scan images using 1/8 and 1/16 short duration scans. Also, the models’ performance was tested on a patient scanned with the 68 Ga-PSMA radiotracer. Quantitative performance was tested using peak signal-to-noise ratio (PSNR), structural similarity index (SSIM), and normalized root mean squared error (NRMSE) metrics, and two nuclear medicine specialists analyzed images qualitatively. Main results. The developed cycle-GAN model improved the PSNR, SSIM, and NRMSE of the 1/8 and 1/16 short scan duration inputs both 18 F-FDG and 68 Ga-PSMA radiotracers. Although, quantitatively PSNR, SSIM, and NRMSE of the 1/16 scan duration level were improved more than 1/8 counterparts, however, the later were qualitatively more appealing. SUV mean and SUV max of the generated images were also indicative of the improvements. The cycle-GAN model was much more capable in terms of image quality improvements and speed than the NLM denoising method. All results proved statistically significant using the paired-sample T-Test statistical test ( p -value < 0.05). Significance. Our suggested approach based on cycle-GAN could improve image quality of the 1/8 and 1/16 short scan-duration inputs through noise reduction both quantitively (PSNR, SSIM, NRMSE, SUVmean, and SUVmax) and qualitatively (contrast, noise, and diagnostic capability) to the level comparable to the standard scan-duration counterparts. The cycle-GAN model(s) had a similar performance on the 68 Ga-PSMA to the 18 F-FDG images and could improve the images qualitatively and quantitatively but requires more extensive study. Overall, images predicted from 1/8 short scan-duration inputs had the upper hand compared with 1/16 short scan-duration inputs.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,006

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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.

Tête enseignante Opus0,248
Tête enseignante GPT0,414
Écart entre enseignants0,167 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations8
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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