FDG-PET腫瘍診断における人工知能技術を用いた新たな統計雑音低減処理法の開発

利用人工智能技术开发新型统计降噪处理方法在FDG-PET肿瘤诊断中的应用

• 批准号: 22K07259
• 负责人: 津田 啓介
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Juntendo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K07259/
• 关键词: FDG-PET; 描出特性; 統計雑音低減処理法; CaLM; 腫瘍診断; 統計雑音; 人工知能

本研究計画では、FDG-PET腫瘍診断においてAI技術による新たな統計雑音低減処理法を用いて、信号雑音比の高い良質ながん病変の描出を確立し、がん診断成績の向上を目指し、令和4年度はがん病変内部の代謝活性の違いによる描出特性を理論的に検討した。NEMA/IEC body phantomを使用し、その内部に異なる大きさの球体および2層構造から成るがん病変を模した球体を用いて基礎実験を実施した。2層構造から成る球体へ封入するFDGの放射能濃度差を変化せたFDG-PET画像を取得した。外層とバックグラウンドの境界面を明瞭に描出するためには、画像再構成アルゴリズムの過程におけるフィルタ処理を至適化することが必要と考えられるため、至適な補正処理を特定し、がん病変内部の不均一性を考慮した代謝活性の違いによる描出特性を理論的に検討した。続いて、FDG-PET/CT検査を受けた症例の既存画像データ49症例について、呼吸運動の影響を受けていない頭頸部領域へFDG集積がある症例の画像データを後ろ向きに解析した。一般診療にて実施された、TOF-OSEM法(PSF+、Iteration:3、Subset:10)で画像再構成された画像データを基準画像とし、画像データには新たな統計雑音低減処理法：Clear Adaptive Low-Noise Method (CaLM)の3つのパラメータ(Mild、Standard、Strong)を組み込んで画像再構成した。得られた画像データ(処理画像)に対して、定量的評価を行った。本研究は、順天堂大学保健医療学部研究等倫理委員会および順天堂大学医学部医学系研究等倫理委員会で承認され実施した。本研究の結果、実験的検討および臨床的検討ともにFDG-PET/CT検査において、CaLMを用いた画像再構成法では、パラメータとしてStandardが有用であると示唆された。

This study aims to investigate the application of new statistical noise reduction processing method in FDG-PET tumor diagnosis, to establish the high signal-to-noise ratio and high quality of disease characterization, to improve diagnostic performance, and to investigate the theoretical characterization of metabolic activity in disease in 4 years. NEMA/IEC body phantom is used, and the internal structure is different. The FDG radiation concentration difference in the 2-layer structure was reduced to a spherical envelope, and FDG-PET images were obtained. The boundary of the outer layer and the outer layer can be clearly depicted, but it is necessary and necessary to optimize the processing of the image during the process of reconstructing the image into an integrated image. The characteristics of the depiction can be theoretically discussed by specifying the most appropriate correction processing, taking into account the internal heterogeneity of the disease, and the violation of metabolic activity. FDG-PET/CT examination was performed in 49 cases, and the effects of respiratory movement were analyzed in the head and neck region. General diagnosis and treatment, TOF-OSEM method (PSF+, Iteration:3, Subset:10), image reconstruction, image reconstruction, Get the portrait (processing portrait), quantitative evaluation This study was approved by the Research Ethics Committee, Faculty of Health Care, Suntendo University and the Research Ethics Committee, Faculty of Medicine, Suntendo University. The results of this study indicate that FDG-PET/CT examination is useful for clinical investigation and reconstruction of CALM.