Cardiovascular disease (CVD) is the leading cause of death worldwide, and myocardial perfusion imaging using SPECT has been widely used in the diagnosis of CVDs. The GE 530/570c dedicated cardiac SPECT scanners adopt a stationary geometry to simultaneously acquire 19 projections to increase sensitivity and achieve dynamic imaging. However, the limited amount of angular sampling negatively affects image quality. Deep learning methods can be implemented to produce higher-quality images from stationary data. This is essentially a few-view imaging problem. In this work, we propose a novel 3D transformer-based dual-domain network, called TIP-Net, for high-quality 3D cardiac SPECT image reconstructions. Our method aims to first reconstruct 3D cardiac SPECT images directly from projection data without the iterative reconstruction process by proposing a customized projection-to-image domain transformer. Then, given its reconstruction output and the original few-view reconstruction, we further refine the reconstruction using an image-domain reconstruction network. Validated by cardiac catheterization images, diagnostic interpretations from nuclear cardiologists, and defect size quantified by an FDA 510(k)-cleared clinical software, our method produced images with higher cardiac defect contrast on human studies compared with previous baseline methods, potentially enabling high-quality defect visualization using stationary few-view dedicated cardiac SPECT scanners.


翻译:心血管疾病(CVD)是全球范围内的首要死因,而采用SPECT的心肌灌注成像已广泛用于CVD诊断。GE 530/570c型专用心脏SPECT扫描仪采用固定几何结构,同时采集19个投影以提高灵敏度并实现动态成像。然而,有限的角采样数量对图像质量产生负面影响。深度学习方法可从固定数据生成更高质量的图像,这本质上属于少视角成像问题。本文提出了一种新颖的基于三维Transformer的双域网络——TIP-Net,用于高质量三维心脏SPECT图像重建。该方法首先通过定制化的投影到图像域Transformer,直接从投影数据重建三维心脏SPECT图像,无需迭代重建过程;随后,结合该重建输出与原始少视角重建结果,利用图像域重建网络进一步优化重建。经心导管造影图像、核医学心脏病专家诊断解读以及经FDA 510(k)认证临床软件量化的缺损大小验证,与先前基线方法相比,该方法在人体研究中生成的图像具有更高的心脏缺损对比度,有望利用固定少视角专用心脏SPECT扫描仪实现高质量缺损可视化。

0
下载
关闭预览

相关内容

Networking:IFIP International Conferences on Networking。 Explanation:国际网络会议。 Publisher:IFIP。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/networking/index.html
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年9月13日
Arxiv
14+阅读 · 2018年4月6日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员