《Diagnostics》：Granular Swollen Epithelial Cells in Native Kidney Biopsies: Prevalence, Clinicopathological Associations and Kidney Outcomes
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背景/目的：N-3-[18F]氟丙基-2β-甲氧基羰基-3β-4-碘苯基去甲托烷（[18F]FP-CIT）正电子发射断层扫描/计算机断层扫描（PET/CT）是诊断帕金森症的有效影像工具。本研究评估了深度学习（DL）驱动的短时[18F]FP-CIT图像恢复的可行
背景/目的：N-3-[18F]氟丙基-2β-甲氧基羰基-3β-4-碘苯基去甲托烷（[18F]FP-CIT）正电子发射断层扫描/计算机断层扫描（PET/CT）是诊断帕金森症的有效影像工具。本研究评估了深度学习（DL）驱动的短时[18F]FP-CIT图像恢复的可行性。方法：将202例接受[18F]FP-CIT PET/CT检查患者的列表模式数据重建为30秒（30sec）、1分钟（1min）和参考10分钟（10min）采集时长。患者按6:2:2的比例分为训练集、验证集和测试集。研究人员采用U-Net模型从30sec和1min数据生成DL图像。在五组图像（30sec、1min、DL-30sec、DL-1min和10min）中，使用三级评分评估视觉图像质量，并对纹状体多巴胺转运体结合模式进行视觉解读，计算区域标准化摄取值比（SUVR）以及定量质量指标，包括峰值信噪比、均方根误差和通用质量指数。结果：虽然30sec和1min低计数扫描图像质量差，但DL驱动算法显著改善图像质量；DL-1min扫描在95%的病例中达到优秀评级。与参考图像的一致性，DL-30sec图像在视觉图像质量上为85.0%，在视觉解读上为92.5%；DL-1min图像分别为97.5%和92.5%。不一致的解读主要发生在非典型帕金森症患者中。与DL-30sec图像相比，DL-1min图像的区域SUVR值和定量指标与参考图像表现出良好的一致性，偏倚更小。结论：DL驱动方法在缩短采集时间的同时生成了临床可接受的[18F]FP-CIT图像，其中DL-1min图像质量优于DL-30sec图像。在非典型帕金森症的小亚组患者中，视觉解读的一致性降低。
帕金森症以运动迟缓、强直、震颤和姿势不稳为特征，帕金森病（PD）是最常见的退行性帕金森症病因，其他如路易体痴呆（DLB）、多系统萎缩（MSA）和进行性核上性麻痹（PSP）等也表现为帕金森症。这些非典型形式对左旋多巴反应有限且预后较差。多巴胺转运体（DAT）成像可评估黑质纹状体多巴胺能通路，[18F]FP-CIT正电子发射断层扫描/计算机断层扫描（PET/CT）是评估帕金森症患者多巴胺能神经元变性的有效无创工具。常规[18F]FP-CIT PET/CT需采集10分钟，对帕金森症患者可能造成不适和配合困难。缩短采集时间可减少运动伪影风险并提高患者依从性，但会因信噪比下降而影响诊断性能。加大放射性药物剂量虽可缩短时间，却增加辐射暴露。近年来，深度学习（DL）驱动的PET成像在脑和肿瘤领域已展示出在缩短采集时间或降低注射剂量时保持图像质量的潜力。本研究旨在评估基于DL的短时低计数[18F]FP-CIT数字PET/CT图像恢复的临床可行性。
研究人员在韩国议政府乙支医学中心开展了一项回顾性单中心研究，连续纳入2021年3月至2023年4月期间因帕金森症症状接受[18F]FP-CIT PET/CT的233例患者，排除31例后共202例。患者按6:2:2比例分为训练集、验证集和测试集，测试集40例，包括17例PD、6例非典型帕金森症（AP，其中3例MSA、3例PSP）、12例非退行性帕金森症（essential tremor或药物诱导性帕金森症）和5例因失访诊断不明者。研究采用经典U-Net网络，输入30秒和1分钟的低计数图像，以10分钟图像为参考，通过均方误差损失函数训练模型。评估指标包括视觉图像质量（三级评分）、视觉解读（正常/PD/AP分类）、区域标准化摄取值比（SUVR）以及峰值信噪比（PSNR）、均方根误差（RMSE）和通用质量指数（UQI）。统计方法采用Fleiss κ和Bland-Altman分析等。
**视觉图像质量**：全部30sec扫描和95%的1min扫描被评为“差”，而DL-30sec扫描中85%被评为“优秀”，12.5%“合格”，2.5%“差”；DL-1min扫描中95%“优秀”，5%“合格”。与参考图像的质量一致性，DL-30sec为85.0%，DL-1min为97.5%。**视觉解读一致性**：DL-30sec和DL-1min与参考图像的视觉解读一致性均为92.5%。DL-1min对PD患者与参考图像完全一致；非DP患者均被正确分类为正常。但两名临床诊断为MSA小脑亚型的患者被两套DL图像误判为正常（10min参考图像将其中一名误判为正常），一名MSA帕金森亚型患者被DL-1min误判为PD，一名PSP小脑亚型患者被两套DL图像误判为PD。**定量分析**：在背侧纹状体、尾状核、壳核和腹侧纹状体四个脑区，DL-1min图像的SUVR偏倚小于DL-30sec，且一致性限更窄（尾状核除外），但所有区域DL图像与参考图像的SUVR差异均无统计学意义（p > 0.05）。DL-1min的PSNR和UQI高于DL-30sec，RMSE低于DL-30sec，表明DL-1min在定量上更接近参考图像。
讨论指出，2D切片式U-Net缺乏层间上下文信息，且均方误差损失可能促进过度平滑，导致在MSA和PSP等非典型帕金森症患者中出现误分类。与既往基于30秒[18F]FE-PE2I的DL研究不同，本研究通过视觉解读验证了临床诊断性能。研究局限性包括单中心、单扫描仪、无外部验证、样本量小导致亚组分析受限，以及DL图像未进行多时间点评估。未来需采用3D架构、复合损失函数，并与传统后滤波方法直接比较，以进一步验证模型泛化能力。
结论：该可行性研究表明，DL驱动方法可从对应10分钟参考时长二十分之一和十分之一的低计数数字PET/CT采集中恢复临床可接受质量的[18F]FP-CIT图像。两套DL图像与参考图像在视觉解读上一致，且DL-1min的图像质量一致性高于DL-30sec。在非典型帕金森症小亚组中视觉解读一致性降低。有必要在更大规模帕金森症患者中开展研究，以评估DL图像的诊断性能。
