Synergistic integration of deep learning and regularized image reconstruction for positron emission tomography
深度学习与正电子发射断层扫描正则化图像重建的协同集成
基本信息
- 批准号:9752639
- 负责人:
- 金额:$ 19.63万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2018
- 资助国家:美国
- 起止时间:2018-08-01 至 2021-05-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:Advanced DevelopmentAnatomyApplications GrantsCancer DetectionCardiologyCardiovascular DiseasesClinicClinicalComplexCore FacilityDataData SetDetectionDiseaseFundingGenomicsGrantImageImaging TechniquesInjectionsLearningLesionMachine LearningMagnetic Resonance ImagingMalignant NeoplasmsMedical ImagingMethodsMolecularMorphologic artifactsMusNetwork-basedNeurologyNoiseOutputPathway interactionsPatientsPlayPositron-Emission TomographyRadiation Dose UnitRadioactive TracersRattusRoleSolidTimeTracerTrainingUse EffectivenessValidationWorkX-Ray Computed Tomographyanatomic imaginganimal databasecostdeep learningdeep neural networkfluorodeoxyglucosehuman dataimage reconstructionimaging modalityimprovedinnovationlearning strategymolecular imagingnervous system disorderneural networknonhuman primatenovel strategiesoncologysuccesstool
项目摘要
Project Summary/Abstract
Positron emission tomography (PET) is a high-sensitivity molecular imaging modality widely used in oncology,
neurology, and cardiology, with the ability to observe molecular-level activities inside a living body through the
injection of specific radioactive tracers. In addition to the commonly used F-18-FDG, new tracers are being
constantly developed and investigated to pinpoint specific pathways in various diseases. New PET scanners
are also being proposed by exploiting time of flight (TOF) information, enabling depth of interaction capability,
and extending the solid angle coverage. To realize the full potential of the new PET tracers and scanners,
there is an increasing need for the development of advanced image reconstruction methods. This grant
application proposes a new framework for regularized image reconstruction that synergistically integrates deep
learning and regularized image reconstruction. The new framework is enabled by the recent advances in
machine learning, which provide a tool to digest vast amount information embedded in existing medical
images. The proposed method embeds a pre-trained deep neural network in an iterative image reconstruction
framework and uses the deep neural network to regularize PET image directly. By training the deep neural
network with a large amount of high-quality low-noise PET images, the proposed method can capture complex
prior information from existing inter-subject and intra-subject data and thus is expected to substantially
outperform the current state-of-the-art regularized image reconstruction method. The two specific aims of this
exploratory proposal are (1) to develop the theoretical framework to synergistically integrate deep learning in
regularized image reconstruction for PET and (2) to implement the proposed method and validate its
effectiveness using existing animal data. Once the proposed method is validated using existing animal data,
we will seek funding to acquire necessary human data for the implementation of the proposed method on
clinical PET scanners.
项目摘要/摘要
正电子发射断层扫描(PET)是一种广泛应用于肿瘤学的高灵敏度分子成像手段,
神经学和心脏病学,有能力通过观察活体内分子水平的活动
注射特定的放射性示踪剂。除了常用的F-18-FDG外,正在开发新的示踪剂
不断发展和研究,以确定各种疾病的具体途径。新型PET扫描仪
还通过利用飞行时间(TOF)信息,实现交互能力的深度,
扩大了立体角度覆盖范围。为了充分发挥新的PET示踪剂和扫描仪的潜力,
对发展先进的图像重建方法的需求越来越大。这笔赠款
应用提出了一种协同集成深度的正则化图像重建新框架
学习和正则化图像重建。新的框架是由以下方面的最新进展促成的
机器学习,它提供了一种工具来消化嵌入在现有医学中的大量信息
图像。该方法将预先训练好的深度神经网络嵌入到迭代图像重建中
框架,并直接使用深度神经网络对PET图像进行正则化。通过训练深层神经
网络中含有大量高质量的低噪声PET图像,该方法可以捕捉到复杂的图像
来自现有的受试者间和受试者内数据的先验信息,因此预计基本上
优于目前最先进的正则化图像重建方法。这样做的两个具体目标
探索性建议是(1)开发理论框架,以协同方式整合深度学习在
正则化正则化PET图像重建算法的实现与验证
使用现有动物数据的有效性。一旦使用现有的动物数据验证了所提出的方法,
我们会寻求拨款,以取得所需的人体数据,以便在
临床PET扫描仪。
项目成果
期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Anatomically aided PET image reconstruction using deep neural networks.
使用深神经网络进行解剖学辅助宠物图像重建。
- DOI:10.1002/mp.15051
- 发表时间:2021-09
- 期刊:
- 影响因子:3.8
- 作者:Xie Z;Li T;Zhang X;Qi W;Asma E;Qi J
- 通讯作者:Qi J
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
JINYI QI其他文献
JINYI QI的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('JINYI QI', 18)}}的其他基金
TRD3: Data Analytics and Intelligent Systems (AI-ML-DL-Visualization)
TRD3:数据分析和智能系统(AI-ML-DL-可视化)
- 批准号:
10649478 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 19.63万 - 项目类别:
TRD3: Data Analytics and Intelligent Systems (AI-ML-DL-Visualization)
TRD3:数据分析和智能系统(AI-ML-DL-可视化)
- 批准号:
10424949 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 19.63万 - 项目类别:
Positronium lifetime imaging using TOF PET
使用 TOF PET 进行正电子寿命成像
- 批准号:
10288242 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 19.63万 - 项目类别:
Positronium lifetime imaging using TOF PET
使用 TOF PET 进行正电子寿命成像
- 批准号:
10443873 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 19.63万 - 项目类别:
Synergistic integration of deep learning and regularized image reconstruction for positron emission tomography
深度学习与正电子发射断层扫描正则化图像重建的协同集成
- 批准号:
9586688 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 19.63万 - 项目类别:
Iterative Image reconstruction for high-resolution PET imaging
高分辨率 PET 成像的迭代图像重建
- 批准号:
7383846 - 财政年份:2007
- 资助金额:
$ 19.63万 - 项目类别:
Iterative Image reconstruction for high-resolution PET imaging
高分辨率 PET 成像的迭代图像重建
- 批准号:
7265565 - 财政年份:2007
- 资助金额:
$ 19.63万 - 项目类别:
Iterative Image reconstruction for high-resolution PET imaging
高分辨率 PET 成像的迭代图像重建
- 批准号:
7586255 - 财政年份:2007
- 资助金额:
$ 19.63万 - 项目类别:
相似国自然基金
微创肝切除术中关键解剖结构AI智能识别技术
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
磷脂酰胆碱代谢关键基因参与不明原因猝死的机制研究及分子解剖策略优化
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
膝关节特异解剖数据与前交叉韧带损伤相关风险因素的评估与分析
- 批准号:2025JJ80586
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
消化系统重大疾病关键诊治技术研究-膜解剖腔镜(机器人)胃癌根治术的基础医学数理研究及临床应用
- 批准号:2025C02129
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
新型解剖锁定接骨板治疗不稳定外踝骨折的生物力学与临床应用研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
先天性耳廓畸形的数据库构建及矫正机制研究
- 批准号:2025JJ80667
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
鼻内镜下经翼突入路海绵窦中颅窝区的应用解剖研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于大脑皮层解剖对齐的类脑视觉感知可解释性方法研
究
- 批准号:2024JJ6190
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
结直肠筋膜系统延续性和淋巴管网解剖观察及筋膜屏障功能研究
- 批准号:2024Y9261
- 批准年份:2024
- 资助金额:40.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于人工智能解剖识别模型和完整轮廓推理网络的腹腔镜肝癌切除动态导航关键技术研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:15.0 万元
- 项目类别:省市级项目
相似海外基金
情報伝達の主体となるグリア細胞の解剖学的分類と機能解析
信息传递主体胶质细胞的解剖分类与功能分析
- 批准号:
24H00589 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 19.63万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
全脳の解剖学的結合と瞬間的機能的結合を統合したてんかん発作伝播ネットワーク解析
整合全脑解剖连接和瞬时功能连接的癫痫发作传播网络分析
- 批准号:
24K19527 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 19.63万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
ロマン主義パラダイムの領域横断的研究―19世紀前半の比較解剖学・地質学・古生物学
浪漫主义范式的跨学科研究:19世纪上半叶的比较解剖学、地质学和古生物学
- 批准号:
24K03740 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 19.63万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Linking Epidermis and Mesophyll Signalling. Anatomy and Impact in Photosynthesis.
连接表皮和叶肉信号传导。
- 批准号:
EP/Z000882/1 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 19.63万 - 项目类别:
Fellowship
Digging Deeper with AI: Canada-UK-US Partnership for Next-generation Plant Root Anatomy Segmentation
利用人工智能进行更深入的挖掘:加拿大、英国、美国合作开发下一代植物根部解剖分割
- 批准号:
BB/Y513908/1 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 19.63万 - 项目类别:
Research Grant
解剖学的・機能的に分割される大脳並列神経回路の分子基盤
解剖学和功能上划分的大脑并行神经回路的分子基础
- 批准号:
24K02133 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 19.63万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
自動運転に向けた解剖学を考慮した人体のシートベルト拘束方法に関する研究
自动驾驶考虑解剖学的人体安全带约束方法研究
- 批准号:
23K22996 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 19.63万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
視葉板神経回路の比較解剖学で探る昆虫色覚系の進化
通过视板神经回路的比较解剖学探索昆虫色觉系统的进化
- 批准号:
23K26914 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 19.63万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
生得的行動を司る神経回路の共通性と特異性に関する機能解剖学的解析
控制先天行为的神经回路的共性和特异性的功能解剖学分析
- 批准号:
24K09673 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 19.63万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
病理組織学的および機能解剖学的研究によるてんかん病態解明
通过组织病理学和功能解剖学研究阐明癫痫病理学
- 批准号:
24K12227 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 19.63万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)