การเรียนรู้เชิงลึกเปลี่ยนการสแกน CT มาตรฐานไปสู่ภาพสเปกตรัม

การเรียนรู้เชิงลึกเปลี่ยนการสแกน CT มาตรฐานไปสู่ภาพสเปกตรัม

การตรวจเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ (CT) เป็นเครื่องมือสร้างภาพทางการแพทย์ที่ได้รับความนิยม ใช้แสดงภาพและวัดขนาดโครงสร้างภายในสำหรับการตรวจคัดกรอง การวินิจฉัย การวางแผนการบำบัด และการติดตามการรักษา การสแกน CT ทางคลินิกทั่วไปจะสร้างภาพการลดทอนเชิงสเปกตรัมที่แสดงสัณฐานวิทยาของเนื้อเยื่อ แต่ไม่ได้ให้ข้อมูลโดยตรงเกี่ยวกับองค์ประกอบของเนื้อเยื่อ

ระบบ CT 

พลังงานคู่ (DECT) ซึ่งได้รับชุดข้อมูลสองชุดที่แตกต่างกันทางสเปกตรัม สามารถสร้างภาพเสมือนแบบโมโนพลังงาน (VM) และภาพเฉพาะวัสดุที่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบของเนื้อเยื่อ อย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบกับ CT ทั่วไป DECT มีราคาแพงกว่าและซับซ้อนกว่า และมักจะต้องใช้ปริมาณรังสีเพิ่มขึ้น

สำหรับผู้ป่วยที่ไม่สามารถเข้าถึงการสแกน DECT วิธีการประมาณข้อมูลที่ DECT ให้มาโดยใช้การสแกน CT แบบสเปกตรัมเดียวสามารถปรับปรุงการวินิจฉัยทางคลินิกได้ ด้วยจุดประสงค์นี้ได้สาธิตแนวทางการเรียนรู้เชิงลึกที่สามารถสร้างภาพ VM จากการสแกน CT สเปกตรัมเดียว

“ด้วย CT แบบดั้งเดิม คุณจะถ่ายภาพโทนสีเทา แต่ด้วย CT พลังงานคู่ คุณจะถ่ายภาพที่มีสองสี” Wang อธิบาย “ด้วยการเรียนรู้เชิงลึก เราพยายามใช้เครื่อง CT มาตรฐานเพื่อทำงานด้านการถ่ายภาพ CT พลังงานคู่ เราหวังว่าเทคนิคนี้จะช่วยดึงข้อมูลเพิ่มเติมจากการสแกนด้วยเอกซเรย์ CT แบบสเปกตรัม

เดียวปกติ ทำให้ได้ข้อมูลเชิงปริมาณมากขึ้นและปรับปรุงการวินิจฉัย” และทีมของเขา ร่วมมือกับ  ได้แก้ไขเครือข่ายประสาทที่เหลือ เพื่อแปลงภาพ CT สเปกตรัมเดียวทางคลินิกไปเป็น VM หลังจากฝึกอบรมเครือข่ายเกี่ยวกับภาพ DECT ทางคลินิกแล้ว พวกเขาใช้มันเพื่อสร้างภาพ VM ที่ระดับพลังงาน

สองระดับ (80 และ 110 keV) จากภาพแบบสเปกตรัมเดียว ภาพ VM เหล่านี้แสดงให้เห็นข้อตกลงที่ยอดเยี่ยมกับภาพที่สร้างขึ้นโดยการสร้างใหม่ของ DECT โดยใช้สเปกตรัมสองแบบที่แตกต่างกันแบบจำลองสามารถสร้างการประมาณคุณภาพสูงสำหรับค่าสัมประสิทธิ์การลดทอนเชิงเส้นโดยมีข้อผิดพลาด

สัมพัทธ์

น้อยกว่า 2% ความคล้ายคลึงกันทางโครงสร้างระหว่างอิมเมจ VM ทั้งสองประเภทมีค่าสูงถึง 0.99 ซึ่งแสดงว่าข้อมูลโครงสร้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งคุณสมบัติพื้นผิว ได้รับการเก็บรักษาไว้เป็นอย่างดีโดยวิธีการเรียนรู้ของเครื่อง จากนั้น ทีมใช้ภาพ VM ที่มีการเรียนรู้เชิงลึกเพื่อสร้างภาพเฉพาะวัสดุของเนื้อเยื่อ

สามประเภท ได้แก่ ไขมัน กล้ามเนื้อ และกระดูก ภาพที่ได้มีคุณภาพสูงและใกล้เคียงกับภาพที่ผลิตโดย DECT โดยใช้ชุดข้อมูลการฉายภาพจาก สองชุดนักวิจัยทราบว่าภาพกระดูกสามารถแยกออกจากภาพ VM ได้อย่างชัดเจน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การกลายเป็นปูนในหลอดเลือดแดงใหญ่ในช่องท้อง

ที่ไม่เด่นชัดในภาพสีหลายสีดั้งเดิมสามารถมองเห็นได้ในภาพ VM ที่สังเคราะห์ขึ้นและในภาพกระดูก สิ่งนี้แสดงให้เห็นหนึ่งในประโยชน์ทางคลินิกที่เป็นไปได้ของวิธี DL หลังจากแสดงให้เห็นว่าชุดข้อมูล CT แบบเดิมควบคู่กับการเรียนรู้เชิงลึกสามารถให้ภาพ DECT ที่ใกล้เคียงได้ นักวิจัยแนะนำว่า

มีความเป็นไปได้ที่จะใช้ CT แบบเดิมเพื่อทำงานสำคัญบางอย่างที่ทำสำเร็จในปัจจุบันโดยใช้ DECT ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนฮาร์ดแวร์ที่เกี่ยวข้องกับ เครื่องสแกน DECT ตัวอย่างหนึ่งของการนำไปใช้คือการกำหนดกำลังการหยุดโปรตอนสำหรับใช้ในการวางแผนการรักษาด้วยโปรตอน ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญ

“เรายังไม่สามารถใช้มันในทางการแพทย์ได้เพราะเรากำลังรอการอัปเกรดซอฟต์แวร์ TPS ที่จะเข้ากันได้ เราคาดว่าจะเริ่มใช้ทางคลินิกในเดือนมกราคม 2564” สำหรับระบบไอออนดักจับ”ที่จะต้องแสดงความเข้มข้นของวัสดุของเนื้อเยื่อทั่วไปตามลำแสงบำบัดอย่างถูกต้อง ทีมงานยังเน้นการถ่ายภาพ VM 

เรื่องราว

ที่น่าทึ่งนี้เขียนขึ้นโดยสาขาย่อยของดาราศาสตร์มากมาย ในที่สุดก็ได้แสดงให้เห็นอย่างแน่ชัดว่าการระเบิดของรังสีแกมมามาจากขอบจักรวาลอันไกลโพ้น ผลที่ได้ยังให้เงื่อนงำที่ดีเกี่ยวกับสาเหตุของการระเบิดของรังสีแกมมา ประทัดแห่งธรรมชาติความหมายของการค้นพบนี้น่าประหลาดใจ 

แม้ว่าการระเบิดของรังสีแกมมาจะเป็นหนึ่งในวัตถุที่อยู่ห่างไกลที่สุดเท่าที่รู้จัก แต่พวกมันสามารถสว่างกว่าสิ่งอื่นใดบนท้องฟ้า ดังนั้นจึงต้องเป็นวัตถุที่ส่องสว่างมากที่สุดในจักรวาล ในช่วง 10 วินาทีแห่งความรุ่งโรจน์ พวกเขาปลดปล่อยพลังงาน J ประมาณ 10 44 ดวงซึ่งมากกว่าพลังงานที่ดวงอาทิตย์ปล่อยออก

มาถึง 100 เท่าในช่วงอายุ 10 พันล้านปี แม้แต่ควอซาร์ที่ทรงพลังที่สุดก็ยังส่องสว่างน้อยกว่า 1,000 เท่า แล้วอะไรคือปรากฏการณ์พิเศษที่สามารถปลดปล่อยพลังงานจำนวนมากในเวลาอันสั้น? เหตุการณ์เดียวที่สามารถปลดปล่อยพลังงานที่ต้องการได้อย่างรวดเร็วคือการระเบิดของซูเปอร์โนวา 

การระเบิดดังกล่าวเกิดขึ้นเมื่อดาวฤกษ์มวลมากสิ้นอายุขัย ณ จุดที่แกนกลางของมันซึ่งตอนนั้นประกอบด้วยเหล็กเป็นส่วนใหญ่ ยุบตัวลงจนมีความหนาแน่นของนิวเคลียร์ ที่ปล่อยออกมาในกระบวนการนี้ และมีเพียง 0.01% เท่านั้นที่ถูกปล่อยออกมาเป็นแสงที่มองเห็นได้ ถึงกระนั้น ในไม่กี่สัปดาห์หลังจาก

เหตุการณ์ดังกล่าว ซูเปอร์โนวาที่สว่างจ้านี้ก็สว่างกว่าดาวฤกษ์อื่นๆ อีก 10 11ดวงในกาแล็กซีของมัน

พลังงานส่วนใหญ่ (99%) ถูกพัดพาไปโดยนิวตริโน ส่วนที่เหลือจะถูกแปลงเป็นพลังงานจลน์ของ “เปลือกโลก” ของดาวฤกษ์ ซึ่งเป็นวัสดุของดาวฤกษ์ที่อยู่นอกแกนกลางที่ยุบตัว 

วัสดุที่เป็นก๊าซนี้ถูกเหวี่ยงขึ้นสู่อวกาศด้วยความเร็วประมาณ 10,000 กม. ต่อ-1และไม่ช้าลงจนกระทั่งประมาณ 100 ปีต่อมา เมื่อการชนกันระหว่างเปลือกโลกที่กำลังขยายตัวและก๊าซระหว่างดวงดาวที่อยู่รอบๆ เปลี่ยนพลังงานจลน์เป็นความร้อน ซุปเปอร์โนวา “เศษซาก” นี้ยังคงมองเห็นได้

credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์