पीईटी इमेजिंग में एआई-आधारित क्षीणन सुधार के साथ रोगी देखभाल को बढ़ाना

"डीप लर्निंग-आधारित संपूर्ण-बॉडी पीएसएमए पीईटी/सीटी क्षीणन सुधार के लिए पिक्स-2-पिक्स जीएएन का उपयोग" शीर्षक से एक नया अध्ययन हाल ही में 7 मई, 2024 को ऑनकोटारगेट के वॉल्यूम 15 में प्रकाशित किया गया था।

ऑन्कोलॉजी रोगी अनुवर्ती में अनुक्रमिक पीईटी/सीटी अध्ययनों से विकिरण जोखिम एक चिंता का विषय है। इस हालिया जांच में, केविन सी. मा, एस्तेर मेना, लिजा लिंडेनबर्ग, नाथन एस. ले, फिलिप एक्लेरिनल, डेबोरा ई. सिट्रिन, पीटर ए. पिंटो, ब्रैडफोर्ड जे. वुड, विलियम एल. डहुत, जेम्स सहित शोधकर्ताओं की एक टीम शामिल थी। नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ में नेशनल कैंसर इंस्टीट्यूट के एल. गुले, रवि ए. मदान, पीटर एल. चॉयके, इस्माइल बारिस तुर्कबे और स्टेफ़नी ए. हार्मन ने एक कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) उपकरण पेश किया। इस उपकरण का लक्ष्य गैर-क्षीणन-सुधारित पीईटी (एनएसी-पीईटी) छवियों से क्षीणन-संशोधित पीईटी (एसी-पीईटी) छवियां उत्पन्न करना है, जो संभावित रूप से कम खुराक वाले सीटी स्कैन की आवश्यकता को कम करता है।

"एआई-जनित पीईटी छवियों में प्रोस्टेट कैंसर के रोगियों के लिए मात्रात्मक मार्करों और छवि गुणवत्ता को संरक्षित करते हुए सीटी स्कैन पर क्षीणन सुधार की आवश्यकता को कम करने की नैदानिक ​​क्षमता है।"

विधियाँ: युग्मित AC-PET और NAC-PET छवियों के आधार पर 2D Pix-2-Pix जनरेटिव एडवरसैरियल नेटवर्क (GAN) आर्किटेक्चर पर आधारित एक गहन शिक्षण एल्गोरिदम विकसित किया गया था। प्रोस्टेट कैंसर के 302 रोगियों के 18F-DCFPyL PSMA (प्रोस्टेट-विशिष्ट झिल्ली एंटीजन) PET-CT अध्ययन को प्रशिक्षण, सत्यापन और परीक्षण समूहों (क्रमशः n 183, 60 और 59) में विभाजित किया गया था। मॉडल को दो मानकीकृत रणनीतियों का उपयोग करके प्रशिक्षित किया गया था: स्टैंडर्ड अपटेक वैल्यू (एसयूवी) आधारित और एसयूवी-एनवाईयूएल आधारित। स्कैनिंग क्षैतिज प्रदर्शन का मूल्यांकन सामान्यीकृत माध्य वर्ग त्रुटि (एनएमएसई), माध्य निरपेक्ष त्रुटि (एमएई), संरचनात्मक समानता सूचकांक (एसएसआईएम) और शिखर सिग्नल-टू-शोर अनुपात (पीएसएनआर) का उपयोग करके किया गया था। परमाणु चिकित्सा चिकित्सक ने संभावित रूप से रुचि के क्षेत्र का घाव स्तर का विश्लेषण किया। एसयूवी संकेतकों का मूल्यांकन इंट्रा-ग्रुप सहसंबंध गुणांक (आईसीसी), दोहराव गुणांक (आरसी), और रैखिक मिश्रित प्रभाव मॉडल का उपयोग करके किया गया था।

परिणाम：स्वतंत्र परीक्षण समूह में, औसत एनएमएसई, एमएई, एसएसआईएम और पीएसएनआर क्रमशः 13.26%, 3.59%, 0.891 और 26.82 थे। एसयूवीमैक्स और एसयूवीमीन के लिए आईसीसी 0.88 और 0.89 था, जो मूल और एआई-जनरेटेड मात्रात्मक इमेजिंग मार्करों के बीच एक मजबूत सहसंबंध का संकेत देता है। घाव का स्थान, घनत्व (हाउंसफील्ड इकाइयाँ), और घाव का उठाव जैसे कारक उत्पन्न एसयूवी मेट्रिक्स (सभी पी <0.05) में सापेक्ष त्रुटि को प्रभावित करते पाए गए।

“पिक्स-2-पिक्स जीएएन मॉडल द्वारा उत्पन्न एसी-पीईटी एसयूवी मेट्रिक्स को प्रदर्शित करता है जो मूल छवियों के साथ निकटता से संरेखित होता है। एआई-जनित पीईटी छवियां मात्रात्मक मार्करों और छवि गुणवत्ता को बनाए रखते हुए क्षीणन सुधार के लिए सीटी स्कैन की आवश्यकता को कम करने के लिए आशाजनक नैदानिक ​​​​क्षमता प्रदर्शित करती हैं।

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