Software de IA puede reducir tiempo de escaneo de PET a la mitad

La investigación reciente en PET se ha centrado en disminuir el ruido y aumentar la relación señal-ruido (SNR). La PET digital con fotomultiplicadores de silicio (SiPM) ha mejorado la sincronización, la energía, la resolución espacial y la sensibilidad del tiempo de vuelo (TOF) efectivo. Esto ha dado como resultado un escaneo más rápido con menos actividad inyectada. Sin embargo, a pesar de estos avances, existe una demanda cada vez mayor de exploraciones PET, lo que puede contribuir a retrasos significativos en la programación de exámenes y el manejo de pacientes. El aprendizaje profundo (AP), una subdivisión de la inteligencia artificial (IA), tiene muchas aplicaciones emergentes en medicina nuclear. El AP puede aumentar la resolución de PET, disminuir el ruido y, por lo tanto, mejorar la calidad de la imagen. Puede permitir reducir la actividad inyectada, el tiempo de adquisición o una combinación de ambos. Ahora, un nuevo estudio que investigó si la eliminación de ruido basada en IA reduce a la mitad el tiempo de adquisición de PET en PET/CT digital descubrió que la IA permite reducir a la mitad la duración de [18F]FDG PET en PET/CT digital, al tiempo que restaura la calidad de imagen de PET degradada de ½ duración.

El estudio realizado por investigadores del  Centro de Cáncer Baclesse (Caen, Francia) examinó

El software de eliminación de ruido de PET posterior a la reconstrucción, SubtlePET, de Subtle Medical, Inc. (Menlo Park, CA, EUA), que ha sido aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos y validado por la Comisión Europea para [18F]FDG PET. El algoritmo se basa en redes neuronales convolucionales profundas (DCNN), la arquitectura de AP más común. SubtlePET utiliza un codificador-decodificador 2.5D multicorte U-Net DCNN. Toma en cuenta la vecindad del píxel para reducir el ruido y aumentar la calidad de la imagen. Mediante el uso de un enfoque de aprendizaje residual que está optimizado para la similitud cuantitativa (norma L1) y estructural (SSIM), ha aprendido a separar y suprimir los componentes de ruido, mientras preserva los componentes que no son de ruido.

El software aplica la eliminación de ruido para mejorar la calidad de imagen de las exploraciones PET (tomografía por emisión de positrones) de recuento bajo adquiridas en hasta un 25 % del tiempo de exploración original, lo que permite a los centros agilizar la atención al paciente y mejorar la comodidad del paciente durante los exámenes PET. SubtlePET está aprobado por la FDA para su uso con marcadores 18F-FDG y 18F-Amyloid y tiene la marca CE para su uso con 18F-FDG, 18F-Amyloid, 18F-Fluciclovine, 18F-DOPA, 18F-Choline, 18F-DCFPyL, Ga- 68 Dotatate e imágenes de PET con radiotrazador Ga-68 PSMA, que amplían la cobertura para tumores de próstata (PSMA) y neuroendocrinos. El software independiente del proveedor es una actualización virtual de cualquier marca de máquina PET o PET/TC que aumenta el rendimiento del escáner en toda la flota.

En el estudio más reciente, los investigadores intentaron evaluar la viabilidad de reducir a la mitad el tiempo de adquisición de PET en un entorno clínico de rutina mediante el uso de SubtlePET y, al mismo tiempo, conservar el rendimiento visual y semicuantitativo de PET en TOF PET/TC digital. El estudio prospectivo mostró buenos rendimientos visuales y semicuantitativos de la PET de medio recuento sin ruido por IA en comparación con la PET original en una PET/TC digital. Los investigadores simularon una reducción del doble en el tiempo de adquisición de PET y luego aplicaron SubtlePET. En todas las series de PET se eliminó con éxito el ruido en dos minutos en un flujo de trabajo automático utilizando una tarjeta GPU común. Esto lo hace compatible con el uso clínico de rutina.

Visualmente, las puntuaciones de calidad de imagen global fueron similares entre PET90 y PET45AI, pero más bajas y clínicamente insuficientes en PET45 de medio recuento debido al alto nivel de ruido. Los investigadores obtuvieron algunas discordancias (2,3 %) entre el PET90 original y el PET45AI sin ruido en la detección absoluta de 856 lesiones. Los hallazgos del estudio respaldan el uso rutinario de Subtle PET combinado con una adquisición de PET dos veces más rápida. Según los investigadores, el beneficio de disminuir la duración de la PET, reduciendo así el tiempo de espera para las citas y ayudando a los pacientes que experimentan molestias, supera la pequeña disminución en el rendimiento.

Enlaces relacionados:
Centro de Cáncer Baclesse  
Subtle Medical, Inc.