Tái tạo ảnh SPECT tim chuẩn hóa suy giảm bằng mô hình sinh học sâu: Hướng tiếp cận hiện đại và đánh giá thực nghiệm

Tóm tắt

Chụp xạ hình tưới máu cơ tim (myocardial perfusion imaging - MPI) bằng máy chụp cắt lớp phát xạ đơn photon (single-photon emission computed tomography - SPECT) là công cụ quan trọng trong chẩn đoán bệnh động mạch vành nhưng thường bị ảnh hưởng bởi suy giảm tín hiệu do hấp thụ mô mềm. Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng bộ dữ liệu SPECT MPI công bố rộng rãi để xây dựng bộ benchmark đánh giá bài toán tái tạo ảnh hiệu chỉnh suy giảm (attenuation correction - AC) từ ảnh gốc chưa hiệu chỉnh (non-attenuation correction - NC) theo hướng 2D lát cắt (slice-to-slice). Chúng tôi triển khai và so sánh hiệu quả nhiều mô hình sinh ảnh tiên tiến, bao gồm mạng sinh đối nghịch (generative adversarial network - GAN) và mô hình khuếch tán (diffusion model). Các mô hình sinh được thiết kế để huấn luyện trên miền dữ liệu tổng quát (general domain) lẫn miền y học (medical domain). Kết quả cho thấy các phương pháp học sâu hiện đại có thể tái tạo ảnh AC với chất lượng cao, mở ra tiềm năng ứng dụng thực tiễn cho hệ thống hỗ trợ chẩn đoán bằng máy tính (computer-aided diagnosis - CAD) trên dữ liệu SPECT MPI.