Nghiên cứu hiệu quả mô hình hiệu chỉnh nhiễu suy giảm trong SPECT xạ hình tưới máu cơ tim

  • Chu Minh Đức Bệnh viện Trung ương Quân đội 108
  • Nguyễn Ngọc Dương Bệnh viện Trung ương Quân đội 108
  • Trần Văn Nhuận Bệnh viện Trung ương Quân đội 108
  • Mai Hồng Sơn Bệnh viện Trung ương Quân đội 108

Main Article Content

Keywords

SPECT xạ hình tưới máu cơ tim, trí tuệ nhân tạo, hiệu chỉnh suy giảm

Tóm tắt

Mục tiêu: Đánh giá kiểm tra hiệu quả của việc sử dụng mô hình deep learning (Học sâu) với việc hiệu chỉnh suy giảm nhiễu trong hình ảnh xạ hình tưới máu cơ tim bằng SPECT. Đối tượng và phương pháp: Sử dụng kiến trúc mạng 3DUnet-GAN để hiệu chỉnh suy giảm nhiễu đối với các hình ảnh SPECT không hiệu chỉnh suy giảm (NC) để tạo ảnh SPECT có hiệu chỉnh suy giảm (AC). Hình ảnh sinh ra từ mô hình AI đươc so sánh với hình ảnh SPECT/CT (TrueAC). So sánh đánh giá kết quả của mô hình với kiến trúc ResNet và phương pháp Chang AC, xem xét hệ số suy giảm đồng đều trong cơ thể. Đánh giá hình ảnh sinh ra từ mô hình với hiệu quả đem lại trong lâm sàng. Kết quả: Nhìn chung, việc sinh ảnh hiệu chỉnh suy giảm (AC) từ mô hình sử dụng kiến trúc mạng AI dựa trên hình ảnh CT, vượt trội hơn đáng kể so với phương pháp Chang. Các mô hình ResNet và 3DUNet-GAN có kết quả về sai số trung bình ME lần lượt là -6,99 ± 16,72 và -4,41 ± 11,8 và chỉ số cấu trúc tương đồng SSIM lần lượt là 0,99 ± 0,04 và 0,98 ± 0,05. Trong khi phương pháp CHANG có các kết quả ME và SSIM lần lượt là 25,52 ± 33,98 và 0,93 ± 0,09. Kết luận: Phương pháp sử dụng học sâu máy tính để khử nhiễu ảnh SPECT có tiềm năng sử dụng được cho các cơ sở chỉ sử dụng các máy SPECT đơn thuần.

Article Details

Các tài liệu tham khảo

1. Nabel EG, Braunwald E (2012) A tale of coronary artery disease and myocardial infarction. N Engl J Med 366(1): 54-63. doi: 10.1056/NEJMra1112570. Erratum in: N Engl J Med. 2012 Mar 8;366(10):970. PMID: 22216842.
2. Fihn SD, Gardin JM, Abrams J, Berra K, Blankenship JC, Dallas AP, Douglas PS, Foody JM, Gerber TC, Hinderliter AL, King SB 3rd, Kligfield PD, Krumholz HM, Kwong RY, Lim MJ, Linderbaum JA, Mack MJ, Munger MA, Prager RL, Sabik JF, Shaw LJ, Sikkema JD, Smith CR Jr, Smith SC Jr, Spertus JA, Williams SV; American College of Cardiology Foundation (2012) 2012 ACCF/AHA/ACP/AATS/PCNA/SCAI/STS guideline for the diagnosis and management of patients with stable ischemic heart disease: executive summary: a report of the American College of Cardiology Foundation/American Heart Association task force on practice. Circulation 126(25): 3097-137.
3. Task Force Members; Montalescot G, Sechtem U, Achenbach S, Andreotti F, Arden C, Budaj A, Bugiardini R, Crea F, Cuisset T, Di Mario C, Ferreira JR, Gersh BJ, Gitt AK, Hulot JS, Marx N, Opie LH, Pfisterer M, Prescott E, Ruschitzka F, Sabaté M, Senior R, Taggart DP, van der Wall EE, Vrints CJ; ESC Committee for Practice Guidelines; Zamorano JL, Achenbach S, Baumgartner H, Bax JJ, Bueno H, Dean V, Deaton C, Erol C, Fagard R, Ferrari R, Hasdai D, Hoes AW, Kirchhof P, Knuuti J, Kolh P, Lancellotti P, Linhart A, Nihoyannopoulos P, Piepoli MF, Ponikowski P, Sirnes PA, Tamargo JL, Tendera M, Torbicki A, Wijns W, Windecker S; Document Reviewers; Knuuti J, Valgimigli M, Bueno H, Claeys MJ, Donner-Banzhoff N, Erol C, Frank H, Funck-Brentano C, Gaemperli O, Gonzalez-Juanatey JR, Hamilos M, Hasdai D, Husted S, James SK, Kervinen K, Kolh P, Kristensen SD, Lancellotti P, Maggioni AP, Piepoli MF, Pries AR, Romeo F, Rydén L, Simoons ML, Sirnes PA, Steg PG, Timmis A, Wijns W, Windecker S, Yildirir A, Zamorano JL (2013) 2013 ESC guidelines on the management of stable coronary artery disease: The Task Force on the management of stable coronary artery disease of the European Society of Cardiology. Eur Heart J 34(38):2949-3003. doi: 10.1093/eurheartj/eht296.
4. Schuijf JD, Poldermans D, Shaw LJ, Jukema JW, Lamb HJ, de Roos A, Wijns W, van der Wall EE, Bax JJ (2006) Diagnostic and prognostic value of non-invasive imaging in known or suspected coronary artery disease. Eur J Nucl Med Mol Imaging 33(1):93-104. doi: 10.1007/s00259-005-1965-y.
5. Erin McNemar M (2022) How can artificial intelligence change medical imaging? Healthitanalytics.
6. Verberne HJ, Acampa W, Anagnostopoulos C, Ballinger J, Bengel F, De Bondt P, Buechel RR, Cuocolo A, van Eck-Smit BL, Flotats A, Hacker M, Hindorf C, Kaufmann PA, Lindner O, Ljungberg M, Lonsdale M, Manrique A, Minarik D, Scholte AJ, Slart RH, Trägårdh E, de Wit TC, Hesse B; European Association of Nuclear Medicine (EANM) (2015) EANM procedural guidelines for radionuclide myocardial perfusion imaging with SPECT and SPECT/CT: 2015 revision. Eur J Nucl Med Mol Imaging 42(12): 1929-1940. doi: 10.1007/s00259-015-3139-x.
7. Trung Thanh Nguyen, Thanh Nguyen Chi, Minh Dang Hoang, Ha Nguyen Thai, Thuan Nguyen Duc, (2020) 3D Unet Generative Adversarial Network for Attenuation Correction of SPECT Images. IEEE. DOI: 10.1109/SigTelCom49868.2020.9199018.
8. Mostafapour S, Gholamiankhah F, Maroofpour S, Momennezhad M, Asadinezhad M, Zakavi SR, Arabi H (2021) Deep learning-based attenuation correction in the image domain for myocardial perfusion SPECT imaging. Medical Physics.
9. Lee-Tzuu Chang (1978) A method for attenuation correction in radionuclide computed tomography. IEEE Trans Nucl Sci 25: 638-643.