Optimization of Tau PET Imaging for Alzheimer's Disease through Deep Learning-Based Image Reconstruction

通过基于深度学习的图像重建优化阿尔茨海默病的 Tau PET 成像

基本信息

  • 批准号:
    10933186
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 44.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-08-01 至 2027-05-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Abstract Alzheimer’s disease (AD) is a progressive neurodegenerative disease characterized by memory loss, cognitive impairments, and behavioral disorders. 6.2 million people aged 65 and older are living with AD in the United States in 2021. Earlier diagnosis of AD holds particular significance as therapies are most effective during the pre-symptomatic stages before irreversible brain damage has occurred. Tau neurofibrillary tangles (NFTs), accumulating decades before symptomatic onset, can indicate the pre-symptomatic stages. According to Braak staging, tau NFTs start from transentorhinal, then spreading to hippocampus and other cortices at later stages. Detecting tau NFTs during early stages and clearly resolving their patterns is essential for early diagnosis and treatment monitoring of AD. With recent breakthroughs in tau tracer developments, Positron Emission Tomography (PET) can detect accumulation of tau NFTs in vivo. However, due to signal-to-noise ratio (SNR) and resolution limits of PET, accurate recovery of tau retention patterns in thin cortical regions is difficult. This is especially true for early stages when tau signal is weak. Additionally, recent longitudinal studies show that the accumulation change of tau deposits detected by PET is around 3 to 6 % per year for the AD group, and less for the preclinical AD group. This small annual change further challenges the signal detectability of current PET systems. Furthermore, 18F-MK-6240 is a newly developed tau tracer with higher affinity to tau NFTs and no off- target bindings near early Braak-staging regions, which makes it highly promising for early AD diagnosis. However, one issue with 18F-MK-6240 is the off-target bindings in the meninges. Given the thin nature of the cortical ribbon and its proximity to the meninges, quantitative accuracy of tau accumulation is significantly compromised. Consequently, there are unmet needs to further improve PET resolution and SNR for tau imaging. This grant application proposes deep learning (DL)-based image reconstruction methods that can improve the resolution and signal-to-noise ratio (SNR) of tau imaging. The four specific aims of this proposal are (1) to develop DL-based static PET image reconstruction; (2) to develop DL-based image reconstruction for dynamic PET; (3) to develop frameworks that can rapidly produce high-quality parametric images; and (4) to apply the proposed frameworks to 18F-MK-6240 imaging datasets. We expect the integrated outcome of the specific aims will be robust and clinically effective frameworks that can generate static and parametric images with improved resolution and SNR from static and simplified dynamic tau PET imaging.
摘要 阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是一种进行性神经退行性疾病,其特征在于记忆丧失、认知功能障碍、 损伤和行为障碍。6.2在美国,有100万65岁及以上的人患有AD, 2021年的国家。AD的早期诊断具有特别重要的意义,因为治疗在治疗期间最有效。 不可逆脑损伤发生前的症状前阶段。Tau神经元缠结(NFT), 在症状发作前数十年累积,可以指示症状前阶段。根据Braak 在阶段中,tau NFT从经内嗅开始,然后在后期扩散到海马和其他皮质。 在早期阶段检测tau NFT并清楚地解析其模式对于早期诊断和治疗至关重要。 AD的治疗监测。随着tau示踪剂开发的最新突破,正电子发射 断层扫描(PET)可以检测tau NFT在体内的积累。然而,由于信噪比(SNR) 和PET的分辨率限制,很难准确恢复薄皮质区域中的tau保留模式。这是 对于tau信号弱的早期阶段尤其如此。此外,最近的纵向研究表明, 对于AD组,通过PET检测到的tau沉积物的累积变化为每年约3%至6%,而对于AD组则更少。 临床前AD组。这一微小的年度变化进一步挑战了当前PET的信号可检测性 系统.此外,18F-MK-6240是一种新开发的tau示踪剂,对tau NFT具有更高的亲和力,并且没有脱落。 在早期Braak分期区域附近的靶向结合,这使得它非常有希望用于早期AD诊断。 然而,18F-MK-6240的一个问题是脑膜中的脱靶结合。由于薄的性质, 皮质带及其与脑膜的接近程度,tau积累的定量准确性显著降低。 暴露了因此,存在进一步提高用于tau成像的PET分辨率和SNR的未满足的需求。 这项拨款申请提出了基于深度学习(DL)的图像重建方法,可以改善 分辨率和信噪比(SNR)。这项建议的四个具体目标是:(1) 开发基于DL的静态PET图像重建;(2)开发基于DL的动态PET图像重建 PET;(3)开发可以快速生成高质量参数图像的框架;以及(4)应用 18F-MK-6240成像数据集的拟议框架。我们期待具体目标的综合成果 将是稳健且临床有效的框架,可以生成静态和参数图像, 静态和简化动态tau PET成像的分辨率和SNR。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ 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 }}

Kuang Gong其他文献

Kuang Gong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('Kuang Gong', 18)}}的其他基金

Optimization of Tau PET Imaging for Alzheimer's Disease through Deep Learning-Based Image Reconstruction
通过基于深度学习的图像重建优化阿尔茨海默病的 Tau PET 成像
  • 批准号:
    10501804
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 44.41万
  • 项目类别:
Optimization of PET Image Reconstruction for Lesion Detection
用于病变检测的 PET 图像重建优化
  • 批准号:
    10206141
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 44.41万
  • 项目类别:
Correction of Partial Volume Effects in PET for Alzheimer's Disease Using Unsupervised Deep Learning
使用无监督深度学习校正阿尔茨海默病 PET 中的部分体积效应
  • 批准号:
    9974892
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 44.41万
  • 项目类别:
Optimization of PET Image Reconstruction for Lesion Detection
用于病变检测的 PET 图像重建优化
  • 批准号:
    10041119
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 44.41万
  • 项目类别:

相似国自然基金

基于MTV-MIL-100纳米酶和CHA/Cas12a自反馈级联信号放大的p-Tau217电化学检测新方法研究
  • 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Tau蛋白寡聚体可视化的Tau蛋白病神经病理研究
  • 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
Tau聚集体诱导小胶质细胞释放Frzb促进Aβ病变的机制研究
  • 批准号:
    JCZRYB202500672
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Tau蛋白聚集体诱导阿尔茨海默病神经元损伤及死亡的机理及干预研究
  • 批准号:
    HZSD25C070002
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
CYLD介导tau蛋白代谢参与阿尔茨海默病发病的机制研究
  • 批准号:
    2025JJ60696
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
胆固醇共价修饰tau促进阿尔茨海默病发生的分子机制
  • 批准号:
    JCZRQN202500659
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于ATTEC技术探讨靶向 α-Syn/tau聚集 体双效降解剂的设计、合成及在帕金森 病变中的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Parishin调控Tau蛋白乳酰化改善阿尔茨海默病认知功能的机制研究
  • 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
抗IgLON5抗体脑炎中Tau蛋白异常沉积及神经变性的机制研究
  • 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
核Tau蛋白乙酰化NF-κB p65介导神经元拮抗Aβ诱导凋亡的作用和机制研究
  • 批准号:
    JCZRQN202500749
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目

相似海外基金

Hippocampal subfield atrophy associated with longitudinal increases of Braak stage II tau-PET signal
海马亚区萎缩与 Braak II 期 tau-PET 信号纵向增加相关
  • 批准号:
    495171
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 44.41万
  • 项目类别:
Optimizing PET spatial extent measures to detect the earliest amyloid-beta and tau accumulation and associated cognitive decline in preclinical Alzheimer's disease
优化 PET 空间范围测量以检测临床前阿尔茨海默病中最早的淀粉样蛋白 β 和 tau 积累以及相关的认知能力下降
  • 批准号:
    10721474
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 44.41万
  • 项目类别:
Pathophysiology of Alzheimer's disease using a novel tau-specific PET tracer, [F18]SNFT-1
使用新型 tau 特异性 PET 示踪剂 [F18]SNFT-1 进行阿尔茨海默病的病理生理学研究
  • 批准号:
    23H02848
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 44.41万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Mathematical Models of Tau-PET Measures and Cognitive Decline in Alzheimer’s Disease Across the Lifespan
Tau-PET 测量的数学模型和阿尔茨海默病整个生命周期中的认知衰退
  • 批准号:
    10448899
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 44.41万
  • 项目类别:
Tracer harmonization for amyloid and tau PET imaging using statistical and deep learning techniques
使用统计和深度学习技术协调淀粉样蛋白和 tau PET 成像的示踪剂
  • 批准号:
    10444803
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 44.41万
  • 项目类别:
Towards building advanced machine learning image translation models to estimate Amyloid-Beta and Tau PET images from structural MRI
致力于构建先进的机器学习图像翻译模型,以估计来自结构 MRI 的淀粉样蛋白-Beta 和 Tau PET 图像
  • 批准号:
    580342-2022
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 44.41万
  • 项目类别:
    Alliance Grants
Optimization of Tau PET Imaging for Alzheimer's Disease through Deep Learning-Based Image Reconstruction
通过基于深度学习的图像重建优化阿尔茨海默病的 Tau PET 成像
  • 批准号:
    10501804
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 44.41万
  • 项目类别:
Longitudinal evaluation using tau PET for diverse tau lesions associated with mild cognitive impairment.
使用 tau PET 对与轻度认知障碍相关的各种 tau 病变进行纵向评估。
  • 批准号:
    22K15776
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 44.41万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Super-Resolution Tau PET Imaging for Alzheimer's Disease
用于阿尔茨海默病的超分辨率 Tau PET 成像
  • 批准号:
    10724836
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 44.41万
  • 项目类别:
Disentangling specific and off-target signals in tau PET imaging
解开 tau PET 成像中的特定信号和脱靶信号
  • 批准号:
    10303460
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 44.41万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了