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第45卷第11期 丁 威，唐立钧，田 锋. 基于Swin Transformer的低活度PET影像质量恢复方法研究［J］.
2025年11月 南京医科大学学报（自然科学版），2025，45（11）：1649-1655 ·1651 ·

合残差连接机制，用于实现输入图像（低 F⁃FDG活度 析。箱线图是一种基于数据四分位数的统计图形
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PET影像）的特征建模与目标图像（标准 F⁃FDG活度 工具，可直观展示数据的集中趋势、离散程度及
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PET 影像）的高质量生成；判别器采用 PatchGAN 架 异常值情况 ［21］ 。箱体的上下边缘分别对应所有
构，用于增强图像的真实感与细节保真度。在训练 数据的 25%分位数与 75%分位数，箱体所覆盖的
过程中，损失函数综合考虑 L1 损失、结构相似性指 范围代表数据中间 50%的分布范围即四分位间距
标损失、感知损失及对抗损失，以实现像素级精度 （interquartile range，IQR）；箱体中间的横线表示中
与感知质量的协同优化。 位数；图中上下“须”分别延伸至不超过 1.5×IQR 范
1.2.2 数据样本组成 围内的最小值与最大值，用以表示大多数非异常
为保障患者所接受的 F⁃FDG PET/CT检查结果 数据的取值范围，而超过该范围的数值被视为异
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的准确性，本研究采用等效替换法，即分别选择患 常值，并在图中以单独的点标出。
者在常规检查中每个床位总数据的前 6、18、30 s 内 此外，在进行 SwinUNetR⁃GAN 网络性能分析
的探测数据进行PET 影像重建，以等效患者仅被注 时，本研究将采用视觉分析法与定量参数分析法
射了现行给药活度的10%、30%和50%的 F⁃FDG后 相结合的评估手段，其中定量参数主要包含预测
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采集到的 PET 影像 ［19］ 。在 SwinUNetR⁃GAN 网络的 结果与目标图像特定区域像素 SUV 值的绝对偏
训练、测试中，网络的输入数据主要由患者的等效 差（mean absolute error，MAE）和相对偏差（relative
低活度PET影像和CT影像组成，输出数据则是患者 deviation，Rdev），计算公式分别如公式 3 和公式 4
在正常给药活度下所得的PET 影像。此外，考虑到 所示，其中 x 为 10%活度的 PET 影像或由各网络预
网络训练收敛和训练速度等，本研究采用的每一组 测得到的 PET 影像，y 为标准活度的 PET 影像，n 为
输入输出数据均是将特定层的 PET 影像进行归一 总像素数。
化后再进行网络训练。 n | x - | y
MAE = ∑ i = 1 i i （3）
1.2.3 评估指标 n
由于 F⁃FDG 注射到患者体内后会发生代谢， n | x - i | y
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i
∑
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因此患者在进行 PET 扫描时，体内残留的 F⁃FDG i = 1 y i
R = （4）
dev
绝对活度无法获知，临床中常采用标准摄取值 n
（standard uptake value，SUV）这一半定量参数进行 2 结 果
疾病诊断，其中病灶的最大标准摄取值（SUVmax）
18 F⁃FDG活度对患者PET影像SUV值的影响
和平均标准摄取值（SUVmean）是进行疾病诊断的主 2.1
针对已获得的不同扫描时间下所有患者的全
［20］
要依据 。因此本研究将主要探究不同 F⁃FDG给
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身PET影像，本研究首先分析 F⁃FDG活度对PET影
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药活度下所有患者 PET 影像特定区域 SUVmax、
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SUVmean以及 SUVmax 比值（ R ）和 SUVmean 比 像中SUV值的影响。考虑到患者各器官对 F⁃FDG
SUV max
的摄取能力差异以及重建图像的伪影噪声，本部分
值（ R ）的变化规律。 R 和 R 的计算公
首先基于常规临床给药活度获取的PET 影像，分别
SUV mean SUV max SUV mean
式分别如公式 1 和公式 2 所示，其中 SUV 表示
max i 获得了不同患者全身 SUV 值>0.1 和 1.0 的区域，并
F⁃FDG 活度为 i 时患者全身 PET 影像的 SUVmax， 探究这些区域的 SUVmean 在不同给药活度下的变
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SUV 表示标准 F⁃FDG 活度患者全身 PET 影像的 化情况（图 1）。可以看出，在使用相同的重建算法
max j
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SUVmax， SUV 表示 F⁃FDG 活度为 i 时 PET 影像 时，降低 F⁃FDG活度，PET影像呈现 R 和相应区
mean i
SUV max
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中特定区域的 SUVmean， SUV 表示标准 F⁃FDG 域 R 均增大的趋势，表明当降低 F⁃FDG活度时，
mean j
SUV mean
活度PET影像中特定区域的SUVmean。 患者PET影像的SUVmax和特定区域的SUVmean会
SUV 被高估。
R = max i （1）
SUV max SUV 18 F⁃FDG活度对患者肿瘤SUV值的影响
max j 2.2
SUV 基于收集到的患者影像数据，本研究随机选
R = mean i （2）
SUV mean SUV 择了 20 例患者的 PET/CT 影像，由经验丰富的核医
mean j
进一步，本研究采用箱线图对所有患者 PET 影 学医师完成肿瘤病灶的手动勾画，并据此探究了
像中SUV值受 F⁃FDG活度的影响规律进行统计分 18 F⁃FDG 活度对各病灶 SUV 值的影响情况（图 2）。
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