Generation of synthetic CT for SPECT attenuation correction in myocardial perfusion imaging with deep convolutional neural networks

PRIETO CANALEJO, M.A.; NAMÍAS, M.; MINSKY, D.M.

San Juan

Congreso; XXIII CONGRESO ARGENTINO DE BIOINGENIERÍA Y XII JORNADAS DE INGENIERÍA CLÍNICA; 2022

Sociedad Argentina de Bioingeniería

Abstract— The SPECT attenuation correction performed by means of the anatomic information obtained by a CT, allows to obtainquantitative images of the patient´s activity concentration. However, there are still many SPECT systems that don´t have an associatedtomograph. Besides, performing a CT scan for the sole purpose of correcting the attenuation implies a larger dose of radiation to thepatient. The objective of this work is to estimate a synthetic linear attenuation coeficient map from a SPECT emission imagereconstructed without the attenuation correction, using deep learning methods. A U-NET architecture DCNN was trained usinginformation from 30 patients. The obtained synthetic attenuation maps are in good agreement with their respective reference CT scans.Keywords— SPECT, Synthetic attenuation map, U-Net.Resumen— La corrección de atenuación en SPECT realizada por medio de la información anatómica, obtenida por un CT, permiteobtener imágenes cuantitativas de la concentración de actividad en el paciente. Sin embargo, aún existen muchos sistemas SPECT queno cuentan con un tomógrafo asociado. Además, la realización de una tomografía para corrección de atenuación implica una mayordosis de radiación para el paciente. El objetivo de este trabajo es la estimación de mapas sintéticos de coeficientes de atenuación lineala partir de la imagen de emisión del SPECT reconstruida sin corrección de atenuación, utilizando métodos de aprendizaje profundo.Se entrenó una DCNN con arquitectura U-NET utilizando la información de 30 pacientes. Se obtiene como resultado imágenes con altasimilitud respecto a las imágenes de referencia con coeficientes de atenuación comparables a los obtenidos por el CT.Palabras clave— SPECT, mapa de atenuación sintético, U-Net.