面向急性缺血性脑卒中 CT 到 MRI 的图像生成

来源：计算机技术与发展杂志2023年第10期北京时间：

作者：冯二燕;';秦品乐;';柴锐;';曾建朝;';孟延锋

单位：1. 山西省医学影像与数据分析工程研究中心(中北大学),山西 太原 030051;2. 中北大学 计算机科学与技术学院,山西 太原 030051;3. 山西医科大学 附属太原中心医院,山西 太原 030009

摘要：急性缺血性脑卒中病灶很容易在磁共振成像( MRI) 上表现为高信号区域。 相较于 MRI,计算机断层扫描( CT) 成像速度快、价格低,不易受金属植入物干扰,但 CT 对缺血性脑卒中病灶不敏感,通常在 CT 上难以确定病灶的位置,且 CT包含的信息量比 MRI 少。 考虑到速度与可用性的提升以及成本的降低,为了以 CT 生成的 MRI 代替真实的 MRI 对急性缺血性脑卒中进行诊断,提出一种 CT 到 MRI 的跨模态图像生成算法。 首先,利用影像组学在 CT 上确定病灶区域并提取影像组学特征,筛选出信息增益最大的特征并可视化,然后将该特征图与 CT 一同作为生成对抗网络的输入。 生成对抗网络在 pix2pix 生成器中引入残差块,鉴别器采用 PatchGAN。 最后在损失函数中引入病灶特征相似性损失函数,更加关注病灶区域的相似性。 经两名放射科医生的主观判断与评估指标的客观分析,结果表明,该算法生成的 MRI 与真实 MRI 相似性极高,且病灶位置正确,形状相似,可为医生的诊疗提供帮助。

关键词：医学图像生成;影像组学;生成对抗网络;计算机断层扫描( CT) ;磁共振成像( MRI) ;跨模态图像生成