長(zhǎng)軸PET系統(tǒng)（uEXPLORER，軸向視野1940 mm）是全球首款全身PET掃描儀，以超高靈敏度采集人體全身數(shù)據(jù)，為臨床診斷、質(zhì)量和評(píng)估過(guò)程提供高質(zhì)量、高分辨的PET影像。
當(dāng)前，臨床廣泛應(yīng)用的是短軸PET系統(tǒng)（軸向視野200-350 mm），造價(jià)相對(duì)便宜（價(jià)格約為長(zhǎng)軸PET系統(tǒng)1/6左右），其影像質(zhì)量相較于長(zhǎng)軸PET具有顯著的提高空間（圖1）。考慮到當(dāng)前臨床短軸PET系統(tǒng)的不足，利用長(zhǎng)軸PET來(lái)改善短軸PET影像質(zhì)量具有重要的臨床意義、科研價(jià)值和應(yīng)用實(shí)用性，極大地降低硬件升級(jí)成本，便于軟件算法模型的推廣落地。
圖1 長(zhǎng)、短軸PET系統(tǒng)在3個(gè)床位（腦部、肺部和腹部）的成像效果比較
近日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院胡戰(zhàn)利研究員與河南省人民醫(yī)院影像科王梅云主任等合作研發(fā)了長(zhǎng)軸引導(dǎo)短軸PET圖像質(zhì)量提升策略方法。臨床面向3個(gè)短床位（腦部、肺部和腹部）采集超過(guò)335例人體掃描數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)軸PET影像數(shù)據(jù)，基于3D網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建長(zhǎng)短軸質(zhì)量提升的映射函數(shù)。臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，短軸PET影像在3個(gè)床位上均能取得優(yōu)越的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)（峰值信噪比PSNR分別超過(guò)35dB、33dB和38dB，統(tǒng)計(jì)學(xué)指標(biāo)p值均小于0.05）（圖2）;另外，醫(yī)生的主觀評(píng)價(jià)和定量數(shù)值分析也表明，提出的策略方法極大地改善短軸PET影像質(zhì)量（圖3）。本研究為短軸PET影像質(zhì)量提升提供了一種低成本升級(jí)策略，也為相關(guān)生物醫(yī)學(xué)儀器升級(jí)改造開(kāi)辟了新的思路方向。
相關(guān)研究成果以“Short-axis PET image quality improvement based on a uEXPLORER total-body PET system through deep learning”為題最新發(fā)表在臨床核醫(yī)學(xué)頂刊European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging（IF=9.1）上。中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院的胡戰(zhàn)利、河南省人民醫(yī)院的王梅云為本文的通訊作者，黃振興、李文博和吳亞平為文章的第一作者。該研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金、深圳市基礎(chǔ)研究重點(diǎn)等項(xiàng)目的支持。
圖2 長(zhǎng)軸PET影像（HQ-PET）與生成PET圖像(Proposed)比較，以及與CT影像的融合圖像（Fusion 和sFusion）結(jié)果比較
圖3 短軸PET（LQ-PET）、長(zhǎng)軸PET影像（HQ-PET）與生成PET圖像(Proposed)的主觀評(píng)分（5分制）結(jié)果比較
