腦科學(xué)作為生命科學(xué)領(lǐng)域的重要前沿分支，代表著人類認(rèn)知的極限挑戰(zhàn)，其復(fù)雜性構(gòu)成了科學(xué)研究中的一項(xiàng)重大難題。特別是在如阿爾茨海默病、抑郁癥、自閉癥、帕金森病等神經(jīng)退行性疾病和精神疾病領(lǐng)域，腦科學(xué)研究對(duì)于理解其神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)至關(guān)重要。因此，期望能加快推進(jìn)腦疾病的早期診斷和干預(yù)治療。

一體化PET/MR（醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備）設(shè)備結(jié)合了解剖結(jié)構(gòu)和功能代謝信息，是目前神經(jīng)系統(tǒng)疾病診斷和科學(xué)研究的一種重要多模態(tài)分子影像技術(shù)。然而，PET/MR掃描需要注射標(biāo)準(zhǔn)劑量的放射性示蹤劑，增加了患者的輻射風(fēng)險(xiǎn)。

近日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員胡戰(zhàn)利團(tuán)隊(duì)在《IEEE生物醫(yī)學(xué)與健康信息學(xué)》上發(fā)表研究成果。研究團(tuán)隊(duì)基于一體化PET/MR研發(fā)了一種融合空間定位技術(shù)的低劑量全腦區(qū)PET高清成像技術(shù)，旨在低劑量掃描協(xié)議下提高全腦區(qū)PET的圖像質(zhì)量并降低患者輻射風(fēng)險(xiǎn)。

研究團(tuán)隊(duì)基于交叉注意力機(jī)制構(gòu)建3D網(wǎng)絡(luò)框架，有效融合了解剖結(jié)構(gòu)信息、功能代謝信息和不同腦區(qū)空間位置分布，實(shí)現(xiàn)了低劑量全腦區(qū)PET圖像區(qū)域性增強(qiáng)。

該研究共納入 100 例全腦PET/MR臨床數(shù)據(jù)，通過(guò)構(gòu)建深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)框架實(shí)現(xiàn)PET代謝信息、MR解剖信息和全腦空間定位信息的高效融合，最終實(shí)現(xiàn)了低劑量全腦區(qū)PET高清成像。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，提出的低劑量腦區(qū)PET高清成像技術(shù)能夠顯著提高腦PET圖像質(zhì)量,有效保留腦區(qū)的溝回細(xì)節(jié)、抑制圖像噪聲，與“金標(biāo)準(zhǔn)”顯示出高相關(guān)性和一致性。

該研究有效解決了低劑量PET/MR成像過(guò)程中的圖像質(zhì)量保真問(wèn)題，對(duì)相關(guān)神經(jīng)類疾病的早期檢測(cè)和腦腫瘤代謝異常分析具有重要臨床意義。

相關(guān)論文信息：https://ieeexplore.ieee.org/document/10542129

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)