CMCL-NET: contrastive multi-channel lesion network for low-dose pet denoising
Düşük doz pet görüntü gürültü giderme için CMCL-NET: Kontrastif çok kanallı lezyon ağı
- Tez No: 1024145
- Danışmanlar: PROF. DR. SELİM AKSOY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Pozitron emisyon tomografisi (PET), in vivo radyoizleyici dağılımını yansıtan bir nükleer tıp görüntüleme yöntemidir. Enjekte edilen aktivitenin veya çekim süresinin azaltılması klinik olarak arzu edilse de, düşük doz PET görüntüleri daha gürültülü hale gelir ve tanısal açıdan önem taşıyan tutulum kalıplarını bozabilir. Bu tezde, ek radyasyona maruz kalmadan standart doza yakın bir görüntü kalitesi elde etme amacıyla, düşük doz PET iyileştirmesi için Karşılaştırmalı Çok Kanallı Lezyon Ağı (CMCL-Net) önerilmektedir. CMCL-Net, atlama bağlantılarına sahip bir kodlayıcı-çözücü tasarımı ile PET iyileştirmesi için artık tahmini kullanmaktadır. Model, düşük dozlu komşu aksiyal kesitlerinden oluşan bir girdi için tam dozlu merkezi kesiti oluşturmaya çalışmaktadır. Eğitimde, tüm görüntüden hesaplanmış bir L1 kaybı, etiketlenmiş lezyon ve gürültü parçaları için ilgi bölgesi (ROI) tabanlı bir L1 kaybı ve lezyon ile gürültü gösterimlerini birbirinden ayırt etmek için karşılaştırmalı bir ROI kaybı kullanılmaktadır. Eğitim sırasında sınırlı sayıdaki ROI etiketlerini belirli aralıklarla tekrar kullanmak için dönüşümlü ROI odaklı eniyileme (IRFO) adı verilen bir yöntem tasarlanmıştır. Veri kümesi 60 eğitim, 10 doğrulama ve 13 sınama örneği olarak ayrılmış 83 anonimleştirilmiş yetişkin hastadan oluşmaktadır. Düşük sayımlı görüntüler liste modu çekimlerinden geriye dönük olarak üretilmiştir. Eğitim için %25 doz seviyesi verileri karşılık gelen tam dozlu kesitlerle eşleştirilerek kullanılmıştır. %25 düşük doz deneylerinde, CMCL-Net, tüm görüntü tepe sinyal-gürültü oranını (PSNR) 0,188 dB artırmış ve en iyi yapısal benzerlik indeksi (SSIM) değeri ile eşit sonuç elde etmiştir. Ayrıca, en güçlü rakip modele kıyasla ROI-PSNR değerini 0,178 dB ve ROI-SSIM değerini 0,006 artırmıştır. Deneysel değerlendirmeler ve bileşen analizi çalışmaları, çok kesitli girdinin, ROI odaklı denetimin, IRFO'nun ve karşılaştırmalı öğrenmenin, özellikle etiketli lezyon ve gürültü bölgelerinde düşük dozlu PET görüntülerini iyileştirdiğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Positron emission tomography (PET) is a nuclear medicine imaging method that reflects in-vivo radiotracer distribution. Reducing injected activity or acquisition time is clinically desirable, but it also makes low-dose PET images noisier and may distort diagnostically relevant uptake patterns. Motivated by obtaining image quality close to standard-dose without additional radiation exposure, this thesis proposes Contrastive Multi-Channel Lesion Network (CMCL-Net) for low-dose PET restoration. CMCL-Net follows an encoder-decoder design with skip connections and uses residual prediction for PET restoration. For a stack of neighboring low-dose input axial slices, the model reconstructs the full-dose central slice. Training uses a global L1 loss for the whole image, a region of interest (ROI) based L1 loss for annotated lesion and noise crops, and a contrastive ROI loss to distinguish lesion and noise representations. Interleaved ROI-Focused Optimization (IRFO) is used during training to repeatedly revisit the limited ROI annotations. The dataset consists of 83 anonymized adult patients split into 60 training, 10 validation, and 13 test subjects. Low-count images were generated retrospectively from list-mode acquisitions, with the 25% dose level used for the training paired with corresponding full-dose slices. Under the 25% low-dose input setting, CMCL-Net improved whole-image peak signal-to-noise ratio (PSNR) by 0.188 dB and tied with the best structural similarity index measure (SSIM) value. It also improved ROI-PSNR by 0.178 dB and ROI-SSIM by 0.006 over the strongest competing baseline. Experimental evaluation and ablation studies show that multi-slice input, ROI-focused supervision, IRFO, and contrastive learning improve low-count PET restoration, especially in annotated lesion and noise regions.
Benzer Tezler
- Investigation of some physiological parameters effects of kinetin applications on sweet and hot pepper (Capsicum annuum L.) varieties under salt stress
Tuz stresi altındaki tatlı ve acı biber (Capsicum annuum L.) çeşitlerinde kinetin uygulamalarının bazı fizyolojik parametrelerin etkilerinin araştırılması
DIYAR ABDULLAH HASSAN
Doktora
İngilizce
2023
ZiraatVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiBahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİKRET YAŞAR
- Katı atık düzenli depo sahalarında alternetif taban sistemlerinden sızıntı suyu kirleticilerinin geçişinin incelenmesi
Investigation of migration of leachate contaminants through alternative landfill liner systems
ELANUR ADAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Çevre MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. M.SİNAN BİLGİLİ
- Güney bakıda yetişen karaçamın bazı toprak özellikleri ile toprak organik karbon ve toplam azot miktarları ve depolama kapasiteleri üzerinde yükseltinin etkisinin araştırılması
Studying altitude influence on some soil properties, soil organic carbon and total nitrogen content and stock capacity of black pine on south aspect
RAJA KHALEFA GONIFEDA
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Ormancılık ve Orman MühendisliğiKastamonu ÜniversitesiOrman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEMEL SARIYILDIZ
- Aynı yetişme ortamı altında, farklı ağaç türlerinin bazı toprak özellikleri ile toprak organik karbon ve toplam azot miktarları ve depolama kapasiteleri üzerindeki etkilerinin araştırılması
Studying tree species influence on some soil properties, soil organic carbon and total nitrogen content and stock capacity under similar site conditions
ENTESAR RAJEB.R. KNAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Ormancılık ve Orman MühendisliğiKastamonu ÜniversitesiOrman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEMEL SARIYILDIZ
- Sübstitüe propandioik asid tiyosemikarbazidleri ile bunlardan türeyen Bis(triazolintiyonil) Alkanlar'ın sentezi ve spektral verileri
Başlık çevirisi yok
NURAY ULUSOY
Doktora
Türkçe
1993
Eczacılık ve Farmakolojiİstanbul ÜniversitesiFarmasötik Kimya Ana Bilim Dalı
PROF.DR. NEDİME ERGENÇ