European Radiology :无需CT的全身PET智能衰减校正技术
近日，中国科学院深圳先进技术研究院劳特伯生物医学成像研究中心胡战利研究员团队与中山大学附属肿瘤医院以及上海联影医疗公司合作，研发了一种无需CT的全身PET智能衰减校正技术，有效降低了临床 PET/CT检查中多次CT扫描对于患者的辐射剂量，相关成果以“Learning CT-free attenuation-corrected total-body PET images through deep learning”为题发表在放射医学领域权威期刊European Radiology（IF=5.9）上。
PET/CT成像是一种特异性强、灵敏度高的临床检查技术，被广泛应用于肿瘤、神经类疾病和心脑血管等疾病的早期诊断和疗效评估。衰减校正技术在PET/CT成像过程中至关重要，其能够校正因 光子穿越人体组织造成的衰减效应，保证PET的定性和定量诊断精准性。在PET/CT成像过程中，CT扫描为PET衰减校正提供了解剖定位的衰减校正图（ Map），使得CT成为了PET/CT扫描的主要辐射来源。尤其，在疗效评估期间同一患者会多次进行PET/CT 扫描，将同步累计遭受多次的CT辐射伤害。近年来，上海联影公司推出的2米全景PET/CT (uEXPLORE) 设备可以从分子层面实时观测人体全身生理和病理过程，并且可以显著降低PET辐射剂量，2米全景PET/CT 设备的成功推出也使得全身CT的辐射负担更加明显。
研究团队立足于解决2米全景 PET/CT 设备的辐射剂量问题，研发了一种无需CT的全身PET智能衰减校正技术。临床采集了112名人体全身扫描数据，构建Cycle-GAN网络结构寻找NAC（未衰减）PET图像和AC（衰减）PET图像之间的映射关系；另外，考虑到人体不同解剖部位兼具一致性和特异性，身体解剖先验信息被引入网络模型中增强约束（如图1）。实验结果表明，提出方法生成的衰减校正PET图像与真实衰减校正PET图像非常接近，在不同的解剖部位中图像质量更好、对比度更佳。在量化分析中，平均PSNR和SSIM值分别为36.92 5.49 dB（p<0.01）和0.980 0.04（p<0.01），与未衰减PET图像相比提高了20% 和35%（如图2）。此外，在不同感兴趣区域分析的Pearson相关系数均大于0.95（如图3）；比较多个不同低剂量扫描协议的结果，同样验证了提出方法的有效性（如图4）。
综上，本研究有效解决了2米全景 PET/CT 成像过程中的衰减校正辐射剂量问题，期望未来能推广到短轴PET/CT、PET/MR系统当中，在实际应用中发挥重要的临床和产业价值。
中国科学院深圳先进技术研究院硕士研究生李文博、副研究员黄振兴为论文第一作者，胡战利研究员为论文通讯作者。该研究得到了国自然数学天元重点专项、国家重点研发计划重大科学仪器项目、广东省卓越青年团队项目、深圳医科院原创探索项目、深圳市杰青项目/重点项目的资助。
