基于深度学习的SPECT图像关节炎病灶分割
2021-03-29高瑞婷满正行曹永春王海军
高瑞婷,林 强,满正行,曹永春,王海军,陈 军,邓 涛
(1.西北民族大学 中国民族语言文字信息技术教育部重点实验室,甘肃 兰州 730030;2.西北民族大学 动态流数据计算与应用实验室,甘肃 兰州 730030;3.甘肃省人民医院 核医学科,甘肃 兰州 730020)
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关节炎是人体关节的炎性病变,主要由微生物感染、机体创伤、免疫力下降、遗传及关节退行性变等因素引发.临床上,关节炎具有病症隐匿、病情进展缓慢、可反复发作等特征,当然也不排除部分急性发作的病例.这种情况若不及时治疗则易引起关节功能障碍,严重者可致终身残疾.对于老年患者,关节炎与骨转移的早期症状有着类似的成像特征.在临床诊断中,准确诊断并精确分割关节炎病灶具有重要的临床诊疗价值,已经成为放射医学中图像自动分割的重要研究分支[1-3].
在医学成像中,单光子发射计算机断层成像(Single-Photon Emission Computed Tomography,SPECT)是主要的核医学功能成像技术,可同时捕获器官、组织的功能状态和结构形态.与传统的结构成像,如计算机断层摄影(Computed Tomography,CT)和磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)相比,核医学SPECT成像通过检测骨代谢的变化实现病变的识别,具有较高的灵敏度[4-5].
SPECT是低质量医学成像模态,一幅全身骨扫描SPECT图像的分辨率仅为256×1024.同时,SPECT图像容易受噪声干扰,还经常包含注射点、膀胱等部位的高浓度残留.尽管传统的机器学习方法已经部分应用于SPECT图像的病灶分割,但受限于SPECT骨成像的低分辨率和低对比度,目前面向全身SPECT骨成像的病灶分割研究很……