Новый метод извлечения сигналов помогает при скрининге рака груди

Маммограммы обычно используются для выявления рака груди. Несмотря на легкий доступ, обычные маммограммы не могут обнаружить каждую опухоль из-за ограниченного механизма контрастности изображения.

Измерение рефракции рентгеновского луча в тканях груди может стать методом скрининга нового поколения на рак груди. Новый метод, называемый рентгеновской фазово-контрастной визуализацией (XPCI), обеспечивает лучшую дифференциацию мягких тканей и обнаружение опухолей.  

Однако использование рентгеновской интерферометрии на основе золотых и кремниевых решеток резко снижает эффективность дозы рентгеновского излучения, т.е.е., подавление дозы облучения пациента. 

Недавно исследователи из Шэньчжэньского института передовых технологий (SIAT) Китайской академии наук разработали новый метод извлечения сигналов XPCI с использованием метода глубокого обучения. Метод показал многообещающие преимущества в повышении точности сигнала и улучшении дозовой эффективности рентгеновского излучения. 

Исследование было опубликовано 22 июля в журнале IEEE Transactions on Biomedical Engineering.

Исследователи разработали глубокую сверточную нейронную сеть под названием XP-NET, используя специальную архитектуру для автоматического последовательного извлечения сигнала XPCI и повышения качества изображения. 

Результаты показали, что XP-NET смог улучшить точность фазового сигнала более чем на 15% по сравнению с традиционным аналитическим методом.

Кроме того, исследования биологических образцов и фантомов груди показали, что фазовые изображения, полученные с половинной дозой облучения и обработанные с помощью XP-NET, показали качество изображения, сопоставимое с эталонными изображениями, полученными при стандартном уровне дозы облучения. 

Исследование впервые продемонстрировало, что метод глубокого обучения может помочь снизить дозу облучения при рентгеноконтрастной визуализации, обеспечить автоматическое извлечение сигнала и постобработку, а также предоставить доказательства для будущего потенциального доклинического использования высококачественной груди. Рентгеновская фазово-контрастная визуализация с более низкими дозами облучения.