บาคาร่าเว็บตรง การเรียนรู้เชิงลึกสามารถลดปริมาณรังสีในการสแกน CT ในเด็กได้

บาคาร่าเว็บตรง ภาพ CT 80 kVp ที่ปรับปรุงคอนทราสต์ การลดปริมาณการสแกนภาพ CT ในขนาดต่ำที่เสริมความคมชัดของเด็กชายอายุ 4 ขวบ สร้างขึ้นใหม่โดยใช้การสร้างซ้ำแบบไฮบริด (HIR) การสร้างซ้ำตามแบบจำลอง (MBIR) และการสร้างใหม่โดยใช้การเรียนรู้เชิงลึก (DLR) การสร้างใหม่โดยใช้การเรียนรู้เชิงลึก (DLR) ซึ่งเป็นเทคนิคใหม่สำหรับการสร้างภาพ CT ขึ้นใหม่ 

ใช้โครงข่ายประสาทเทียมเพื่อสร้างภาพคุณภาพสูง

ที่มีสัญญาณรบกวนต่ำในระยะเวลาอันสั้น นักวิจัยในญี่ปุ่นได้แสดงให้เห็นว่า DLR สามารถลดขนาดยาในการตรวจ CT ในเด็กได้มากด้วยคุณภาพของภาพเท่าเดิมหรือแม้แต่ปรับปรุงให้ดีขึ้นเมื่อเทียบกับการใช้อัลกอริธึมการสร้างซ้ำแบบวนซ้ำ

การเขียนในAmerican Journal of Roentgenologyทีมงานรายงานว่าการใช้ DLR สำหรับการทดสอบแรงดันหลอดต่ำช่วยลดสัญญาณรบกวนของภาพโดยไม่ลดทอนพื้นผิวของสัญญาณรบกวนและความคมชัดของภาพเมื่อเทียบกับการสร้างซ้ำแบบไฮบริด (HIR) และการสร้างซ้ำตามแบบจำลอง (MBIR)

เนื่องจากเด็กมีความไวต่อรังสีไอออไนซ์มากกว่าผู้ใหญ่ การใช้ปริมาณรังสีที่ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อให้ได้ภาพที่มีคุณภาพในการวินิจฉัยจึงเป็นเป้าหมายของผู้เชี่ยวชาญด้านรังสีวิทยาทุกคนที่ทำ CT ในเด็ก เทคนิคหนึ่งที่มีประสิทธิภาพสำหรับการลดขนาดยาใน CT ที่เพิ่มคอนทราสต์ในเด็ก รวมแรงดันของหลอดที่ลดลง (เช่น 80 kVp เมื่อเทียบกับมาตรฐาน 120 kVp) กับการสร้างซ้ำแบบวนซ้ำ

อย่างไรก็ตาม การลดแรงดันไฟฟ้าของหลอดจะเพิ่มสัญญาณรบกวนในภาพและอาจทำให้การตรวจจับวัตถุที่มีคอนทราสต์ต่ำบกพร่อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ความหนาของชิ้นที่ลดลงเพื่อประเมินโครงสร้างทางกายวิภาคขนาดเล็กในเด็ก ยาสุโนริ นากายามะ ผู้วิจัยหลักจากมหาวิทยาลัยคุมาโมโตะอธิบาย และแม้ว่า HIR และ MBIR สามารถลดเสียงรบกวนและสิ่งประดิษฐ์ได้ แต่ก็มีความสามารถจำกัดในการรักษาพื้นผิวของสัญญาณรบกวน ความละเอียดเชิงพื้นที่ที่มีคอนทราสต์ต่ำ และความสามารถในการตรวจจับวัตถุคอนทราสต์ต่ำในปริมาณที่ลดลงอย่างมาก

เพื่อประเมินและเปรียบเทียบคุณภาพของภาพ

ที่ทำได้โดย HIR, MBIR และ DLR นักวิจัยได้วิเคราะห์ภาพสแกนย้อนหลังของเด็กอายุ 6 ปีและต่ำกว่า 65 คนที่ได้รับการตรวจ CT ช่องท้องที่เพิ่มความเปรียบต่าง 31 ด้วยโปรโตคอลมาตรฐานและ 34 ที่มีโปรโตคอลขนาดต่ำกว่า . การทดสอบ CT ทั้งหมดดำเนินการโดยใช้แรงดันไฟฟ้าของหลอดที่ 80 kVp และการปรับกระแสไฟในหลอดอัตโนมัติของความแรงในการลดขนาดยาแบบอ่อนและแบบมาตรฐาน สำหรับโปรโตคอลมาตรฐานและขนาดยาที่ต่ำกว่าตามลำดับ

ทีมงานใช้ อัลกอริธึมที่คมชัดของ AiCE (Advanced Intelligent Clear-IQ Engine) สำหรับ DLR การสร้างภาพใหม่ทั้งหมดใช้ระดับการลดสัญญาณรบกวนที่ “มาตรฐาน” รวมถึงความหนาและการเพิ่มขึ้น 1 มม.

นักรังสีวิทยาสองคนประเมินขนาดสัญญาณรบกวน พื้นผิวของสัญญาณรบกวน สิ่งประดิษฐ์ของเส้นริ้ว ความคมชัดของขอบ และคุณภาพโดยรวมของภาพที่สร้างขึ้นใหม่แต่ละภาพอย่างอิสระโดยใช้มาตราส่วนสี่จุดตามอัตวิสัย ทีมวิจัยยังวัดปริมาณสัญญาณรบกวนของภาพ อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน และอัตราส่วนคอนทราสต์ต่อสัญญาณรบกวนสำหรับการสแกนทั้งหมด การคำนวณค่าประมาณขนาดยาเฉพาะขนาด (SSDE) สำหรับทั้งสองโปรโตคอลเปิดเผยว่า SSDE ในกลุ่มที่ได้รับขนาดยาต่ำกว่า 54% ต่ำกว่ากลุ่มมาตรฐาน (1.9±0.4 เทียบกับ 4.0±1.0 mGy)

นักวิจัยยังได้ทำการทดลองภาพหลอนโดยใช้ภาพหลอนทรงกระบอกขนาด 20 ซม. เพื่อประเมินคุณภาพของภาพที่ตั้งค่าขนาดยาที่กว้างขึ้น พวกเขาใช้เครื่องสแกน CT สแกนเนอร์และพารามิเตอร์ภาพเดียวกันกับผู้ป่วยทางคลินิกโดยใช้กระแสหลอดคงที่แปดหลอดเพื่อให้ได้ปริมาณที่เกี่ยวข้องกับ CT ในเด็กทางคลินิก อีกครั้ง พวกเขาสร้างข้อมูลขึ้นใหม่โดยใช้ HIR, MBIR และ DLR โดยมีระดับการลดสัญญาณรบกวนมาตรฐานและความหนาของชิ้น 1 มม.

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีช่วยปรับปรุงการถ่ายภาพสำหรับผู้ป่วยเด็ก

ทีมงานรายงานว่าภาพ DLR ขนาดต่ำมีคะแนนอัตนัยสูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญสำหรับขนาดสัญญาณรบกวน พื้นผิวของสัญญาณรบกวน ความคมชัดของขอบ และคุณภาพโดยรวมมากกว่าภาพ HIR มาตรฐาน, HIR ปริมาณต่ำ และภาพ MBIR ปริมาณต่ำ DLR ยังมีประสิทธิภาพเหนือกว่า HIR และ MBIR ในการวิเคราะห์แฝง

“การตรวจสอบทางคลินิกและภาพหลอนนี้บ่งชี้ว่าเมื่อเทียบกับอัลกอริธึมการสร้างซ้ำแบบวนซ้ำ DLR ลดปริมาณรังสีลงประมาณ 50% ในขณะที่รักษาหรือปรับปรุงคุณภาพของภาพและความสามารถในการตรวจจับวัตถุตามงานสำหรับ CT 80 kVp ที่เพิ่มความเปรียบต่างในเด็กเล็ก” นักวิจัยสรุป “การค้นพบนี้อาจนำไปใช้เพื่อลดปริมาณรังสีอย่างมากใน CT ในเด็กเมื่อเปรียบเทียบกับเทคนิค IR ในปัจจุบัน”

Gregory Fuchsจาก Cornell University ในนิวยอร์กรู้สึกประหลาดใจพอๆ กัน: “ส่วนแรกของบทความที่ฉันคิดว่า ‘นี่อาจเป็นของปลอม’” เขากล่าว; “จากนั้นพวกเขาก็ทำการทดลองติดตามผลซึ่งฉันไม่มีทางโต้แย้งได้ดี และพวกเขามีแบบจำลองไมโครแม่เหล็กที่อธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ ดังนั้นฉันจึงคิดว่ามันถูกต้องจริงๆ ที่ทำให้มันน่าสนใจมาก มันสำคัญหรือไม่นั้นถูกกำหนดโดยสิ่งที่เกิดขึ้นต่อไป”

จนถึงขณะนี้ นักฟิสิกส์ที่วัดคุณสมบัติของนิวตริโนสุริยะต้องยอมประนีประนอม ไม่ว่าจะวัดพลังงานของอนุภาคด้วยความแม่นยำสูงและเสียสละข้อมูลทิศทาง หรือปักหมุดทิศทางและกำหนดความละเอียดของพลังงานที่ด้อยกว่า แต่ตอนนี้นักฟิสิกส์ที่ทำงานเกี่ยวกับ เครื่องตรวจจับนิวตริโน Borexinoในอิตาลีได้แสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้ที่จะทำการวัดทั้งสองพร้อมกันโดยใช้ประโยชน์จากตำแหน่งที่รู้จักของดวงอาทิตย์เมื่อใดก็ได้เพื่อคำนวณวิถีของอิเล็กตรอนที่กระจัดกระจายโดยนิวตริโนพลังงานต่ำที่เข้ามา ทีมงานกล่าวว่าเทคนิคใหม่ของพวกเขาปูทางไปสู่การวัดแบบผสมที่สามารถให้ข้อมูลเชิงลึกที่สดใหม่เกี่ยวกับการทำงานของดวงอาทิตย์และฟิสิกส์นิวเคลียร์ในวงกว้างมากขึ้น บาคาร่าเว็บตรง