功能成像约束扩散：从结构MRI合成脑PET图像
图像与视频处理
2024-11-13 v3 计算机视觉与模式识别
摘要
磁共振成像（MRI）和正电子发射断层扫描（PET）越来越多地用于神经退行性疾病的多模态分析。虽然MRI在临床环境中被广泛使用，但PET的可及性较低。许多研究尝试使用深度生成模型从MRI扫描合成PET图像。然而，这些模型通常存在训练不稳定以及未能充分保留PET所传递的脑功能信息的问题。为此，我们提出了一种功能成像约束扩散（FICD）框架，用于以配准的结构MRI作为输入条件，通过一种新的约束扩散模型（CDM）进行三维脑PET图像合成。FICD向PET引入噪声，然后使用CDM逐步去除噪声，确保在稳定的训练阶段内实现高输出保真度。CDM学习预测去噪后的PET，并引入功能成像约束，以确保每个去噪后的PET与其真实值之间在体素级别上对齐。对293名受试者的配准T1加权MRI和18F-氟脱氧葡萄糖（FDG）-PET扫描进行的定量和定性分析表明，与最先进的方法相比，FICD在生成FDG-PET数据方面实现了优越的性能。我们进一步通过三个下游任务，在总共1262名受试者的数据上验证了所提出的FICD的有效性，实验结果证明了其实用性和泛化能力。
引用
@article{arxiv.2405.02504,
title = {Functional Imaging Constrained Diffusion for Brain PET Synthesis from Structural MRI},
author = {Minhui Yu and Mengqi Wu and Ling Yue and Andrea Bozoki and Mingxia Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.02504},
year = {2024}
}