需接受多次正電子斷層掃描(Positron Emission Tomography Scan；PET scan)的人，特別是兒童，都會(huì)想減少所接受的劑量，以盡量減少輻射誘發(fā)癌癥的長(zhǎng)期風(fēng)險(xiǎn)。但低劑量掃描因雜訊水平較高，較缺乏診斷能力。為解決此問(wèn)題，目前有跨國(guó)研究小組正在使用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(deep neural network)作為潛在解決方案。

據(jù)報(bào)導(dǎo)，該研究共同作者、悉尼大學(xué)(University of Sydney)的Luping Zhou表示，他們使用稱為3D條件生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)(3D c-GANS)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，來(lái)從低劑量的PET影像預(yù)估高質(zhì)量全劑量PET影像的結(jié)果。

這項(xiàng)新技術(shù)是由論文主筆、四川大學(xué)的王燕(Yan Wang)以及大陸、美國(guó)、韓國(guó)和澳洲的合作者共同開(kāi)發(fā)，較其它用于合成全劑量PET影像的方法效果更佳。

GAN模型使用兩個(gè)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)偽資料產(chǎn)生器(Generator)及一個(gè)資料辨識(shí)器(Discriminator)，它們通過(guò)相互競(jìng)爭(zhēng)獲得最佳結(jié)果。在此新應(yīng)用中，產(chǎn)生器的目標(biāo)是合成足夠高質(zhì)量的全劑量PET影像，以說(shuō)服辨識(shí)器那些影象是真的。辨識(shí)器的目標(biāo)則是發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生器的輸出并非真正的全劑量影像。

這兩個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)分別用來(lái)自同個(gè)人的低劑量和全劑量PET影像資料庫(kù)進(jìn)行訓(xùn)練。一旦訓(xùn)練好，就會(huì)向產(chǎn)生器輸入一個(gè)新的低劑量PET影像，好合成相應(yīng)的全劑量、更高質(zhì)量的PET影像。

該技術(shù)的關(guān)鍵功能為能處理3D影像數(shù)據(jù)集，許多其它技術(shù)可以獨(dú)立處理2D軸向切片。這些切片盡管數(shù)據(jù)密集程度較低，但會(huì)導(dǎo)致冠狀面和矢狀面中信息的丟失。研究人員發(fā)現(xiàn)，使用3D c-GANS實(shí)現(xiàn)的影像質(zhì)量與用于合成全劑量PET影像的三種現(xiàn)有方法相比有利。

在研究的幾個(gè)路線中，作者計(jì)劃研究全劑量PET合成的多模式方法，其中包含與PET掃描一起采集的臨床CT或MRI掃描。他們還計(jì)劃增加訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)模，以提高3D c-GANS的普遍性。