[發(fā)明專利]使用深度學(xué)習(xí)根據(jù)低劑量PET成像進(jìn)行全劑量PET圖像估計(jì)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880090666.7
• 申請(qǐng)日: 2018-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN111867474A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·卡普蘭;Y-M·朱;A·安德烈耶夫;白傳勇;S·M·科紹夫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號(hào): A61B6/03
• 分類號(hào): A61B6/03;A61B6/00;G06N3/02;G06T5/00;G06T7/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 劉兆君

1.一種發(fā)射成像數(shù)據(jù)重建設(shè)備，包括：

電子處理器(22)；以及

非瞬態(tài)存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)指令，所述指令能由所述電子處理器讀取并運(yùn)行以執(zhí)行圖像重建和增強(qiáng)過(guò)程，所述圖像重建和增強(qiáng)過(guò)程包括：

重建發(fā)射成像數(shù)據(jù)以生成低劑量重建圖像；

應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化攝取值(SUV)轉(zhuǎn)換(30)以將所述低劑量重建圖像轉(zhuǎn)換為低劑量SUV圖像；以及

將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(46、48)應(yīng)用于所述低劑量SUV圖像以生成估計(jì)的全劑量SUV圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射成像數(shù)據(jù)重建設(shè)備，其中，所述圖像重建和增強(qiáng)過(guò)程還包括：

在應(yīng)用所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(46、48)之前，使用低通濾波器(32)對(duì)所述低劑量重建圖像和所述低劑量SUV圖像中的一種進(jìn)行濾波。

3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中的任一項(xiàng)所述的發(fā)射成像數(shù)據(jù)重建設(shè)備，其中，在訓(xùn)練低劑量SUV圖像集和對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練全劑量SUV圖像上訓(xùn)練所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(46、48)，以變換所述訓(xùn)練低劑量SUV圖像來(lái)匹配所述對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練全劑量SUV圖像。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-2中的任一項(xiàng)所述的發(fā)射成像數(shù)據(jù)重建設(shè)備，其中，所述圖像重建和增強(qiáng)過(guò)程還包括：

在訓(xùn)練低劑量SUV圖像集和對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練全劑量SUV圖像上訓(xùn)練所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(46、48)，以變換所述訓(xùn)練低劑量SUV圖像來(lái)匹配所述對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練全劑量SUV圖像。

5.根據(jù)權(quán)利要求3-4中的任一項(xiàng)所述的發(fā)射成像數(shù)據(jù)重建設(shè)備，其中，每幅訓(xùn)練全劑量SUV圖像和對(duì)應(yīng)的一幅或多幅訓(xùn)練低劑量SUV圖像是通過(guò)包括以下各項(xiàng)的操作生成的：

重建發(fā)射成像數(shù)據(jù)集以生成訓(xùn)練全劑量圖像，并且將所述SUV轉(zhuǎn)換(30)應(yīng)用于所述訓(xùn)練全劑量圖像以生成所述訓(xùn)練全劑量SUV圖像；

通過(guò)對(duì)所述發(fā)射成像數(shù)據(jù)集進(jìn)行采樣來(lái)生成一個(gè)或多個(gè)訓(xùn)練低劑量發(fā)射成像數(shù)據(jù)集；

重建每個(gè)訓(xùn)練低劑量發(fā)射成像數(shù)據(jù)集以生成訓(xùn)練低劑量圖像，并且將所述SUV轉(zhuǎn)換應(yīng)用于所述訓(xùn)練低劑量圖像以生成所述訓(xùn)練低劑量SUV圖像。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)射成像數(shù)據(jù)重建設(shè)備，其中，所述一個(gè)或多個(gè)訓(xùn)練低劑量發(fā)射成像數(shù)據(jù)集包括利用不同數(shù)量的樣本生成的多個(gè)訓(xùn)練低劑量發(fā)射成像數(shù)據(jù)集，其中，不同的訓(xùn)練低劑量發(fā)射成像數(shù)據(jù)集表示不同的低劑量。

7.根據(jù)權(quán)利要求3-6中的任一項(xiàng)所述的發(fā)射成像數(shù)據(jù)重建設(shè)備，其中，使用具有平滑損失分量(34)和懲罰圖像紋理的損失的損失分量(36)的損失函數(shù)來(lái)訓(xùn)練所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(46、48)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)射成像數(shù)據(jù)重建設(shè)備，其中，懲罰圖像紋理的損失的所述損失分量(36)包括總變化損失分量。

9.根據(jù)權(quán)利要求3-8中的任一項(xiàng)所述的發(fā)射成像數(shù)據(jù)重建設(shè)備，其中，使用具有平滑損失分量(34)和促進(jìn)邊緣保留的損失分量(38)的損失函數(shù)來(lái)訓(xùn)練所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(46、48)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)射成像數(shù)據(jù)重建設(shè)備，其中，促進(jìn)邊緣保留的所述損失分量(38)包括梯度損失分量的均方誤差。

11.根據(jù)權(quán)利要求3-10中的任一項(xiàng)所述的發(fā)射成像數(shù)據(jù)重建設(shè)備，其中，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(46、48)包括估計(jì)器網(wǎng)絡(luò)(46)和對(duì)抗鑒別器網(wǎng)絡(luò)(48)并且在以下階段中進(jìn)行訓(xùn)練：

在第一階段中，使用第一損失函數(shù)(34、36、38)來(lái)訓(xùn)練僅所述估計(jì)器網(wǎng)絡(luò)；并且

在第二階段中，使用包括所述第一損失函數(shù)(34、36、38)和對(duì)抗損失函數(shù)(40)的第二損失函數(shù)(34、36、38、40)來(lái)訓(xùn)練所述估計(jì)器網(wǎng)絡(luò)與所述對(duì)抗鑒別器網(wǎng)絡(luò)的組合。

12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中的任一項(xiàng)所述的發(fā)射成像數(shù)據(jù)重建設(shè)備，其中，所述SUV轉(zhuǎn)換(30)操作為使用至少包括體形度量和劑量度量的縮放因子將體素值縮放為SUV值。