Background. Functional assessment of right ventricle (RV) using gated myocardial perfusion single-photon emission computed tomography (MPS) heavily relies on the precise extraction of right ventricular contours. In this paper, we present a new deep-learning-based model integrating both the spatial and temporal features in gated MPS images to perform the segmentation of the RV epicardium and endocardium. Methods. By integrating the spatial features from each cardiac frame of the gated MPS and the temporal features from the sequential cardiac frames of the gated MPS, we developed a Spatial-Temporal V-Net (ST-VNet) for automatic extraction of RV endocardial and epicardial contours. In the ST-VNet, a V-Net is employed to hierarchically extract spatial features, and convolutional long-term short-term memory (ConvLSTM) units are added to the skip-connection pathway to extract the temporal features. The input of the ST-VNet is ECG-gated sequential frames of the MPS images and the output is the probability map of the epicardial or endocardial masks. A Dice similarity coefficient (DSC) loss which penalizes the discrepancy between the model prediction and the ground truth was adopted to optimize the segmentation model. Results. Our segmentation model was trained and validated on a retrospective dataset with 45 subjects, and the cardiac cycle of each subject was divided into 8 gates. The proposed ST-VNet achieved a DSC of 0.8914 and 0.8157 for the RV epicardium and endocardium segmentation, respectively. The mean absolute error, the mean squared error, and the Pearson correlation coefficient of the RV ejection fraction (RVEF) between the ground truth and the model prediction were 0.0609, 0.0830, and 0.6985. Conclusion. Our proposed ST-VNet is an effective model for RV segmentation. It has great promise for clinical use in RV functional assessment.


翻译:右心室( RV) 功能评估 右心室( RV) 使用 Gated 心心肌梗塞单粒子放射量计算成的 MOS 进行功能评估, 严重依赖右心室轮廓色素的精确提取 。 在本文中, 我们展示了一个新的深层学习模型, 包括了 Gated 心室和内心心室的分解 。 方法。 通过整合了 Gated MPS 的每个心脏框架的空间特征以及 Gated MPS 的连续心脏框架的时间特征, 我们开发了一个空间- Temal V- 网络 (ST- SC ) 的 空间- Tempal V-Net (ST- ST- VNet), 以自动提取 RVEAR 心血管轮廓轮廓轮廓 。 在ST- VVS 中, 将VNationalental- mession Daldalation 和 RDaldal- disal 中, 我们的Sal- disaldalations 和Dal- disal disal dal disal disal disal 。

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