隨著近些年正電子發(fā)射斷層掃描成像(positron emission computed tomography,PET)的不斷發(fā)展,為了提升PET系統(tǒng)的性能,設(shè)計(jì)研制了很多新奇的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),四平板PET系統(tǒng)就是其中的一種。相比于雙平板系統(tǒng),四平板系統(tǒng)具有覆蓋角度全面,靈敏度高的優(yōu)點(diǎn);相比于環(huán)形系統(tǒng),四平板系統(tǒng)具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可調(diào)節(jié),靈活度高,適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢。為了達(dá)到更好的重建效果,需要構(gòu)建精確的四平板PET系統(tǒng)響應(yīng)矩陣(system response matrix,SRM)模型,而精確模型需要龐大的計(jì)算量,對(duì)計(jì)算速度有較高要求。因此快速精確計(jì)算四平板PET系統(tǒng)矩陣的方法具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。本文的主要工作分為以下幾個(gè)部分:(1)以射線追蹤算法為基礎(chǔ)構(gòu)建四平板PET的系統(tǒng)模型。包括使用多射線追蹤方法構(gòu)建的伽馬光子空間傳播模型,以及為消除深度作用(depth of interaction,DOI)影響構(gòu)建的光子在晶體中的傳播模型。以雙平板PET系統(tǒng)中響應(yīng)線(line of response,LOR)的平移不變性和對(duì)稱不變性為基礎(chǔ),研究四平板PET系統(tǒng)中LOR的空間幾何特性,特別是互相垂直的相鄰探...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)對(duì)照表
縮略語對(duì)照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 平板PET的發(fā)展
        1.2.2 系統(tǒng)矩陣的計(jì)算
    1.3 論文的主要內(nèi)容
第二章 四平板PET系統(tǒng)矩陣的構(gòu)建
    2.1 引言
    2.2 構(gòu)建系統(tǒng)矩陣的方法
        2.2.1 射線追蹤的計(jì)算方法
        2.2.2 構(gòu)建光子在空間中傳播的模型
        2.2.3 構(gòu)建光子在晶體中傳播的模型
    2.3 四平板PET系統(tǒng)的對(duì)稱性
        2.3.1 相對(duì)探測器的幾何對(duì)稱性
        2.3.2 相鄰探測器的幾何對(duì)稱性
        2.3.3 壓縮系統(tǒng)矩陣規(guī)模的效果
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于CUDA的四平板PET快速重建
    3.1 引言
    3.2 計(jì)算系統(tǒng)矩陣的加速方法
        3.2.1 CUDA簡介
        3.2.2 使用GPU計(jì)算系統(tǒng)矩陣的方法
        3.2.3 排序數(shù)據(jù)過程的優(yōu)化
        3.2.4 壓縮系統(tǒng)矩陣的優(yōu)化
    3.3 圖像重建的加速方法
        3.3.1 相對(duì)探測器的投影實(shí)現(xiàn)
        3.3.2 相鄰探測器的投影實(shí)現(xiàn)
    3.4 GPU加速效果評(píng)估
        3.4.1 計(jì)算系統(tǒng)矩陣的加速效果
        3.4.2 圖像迭代重建的加速效果
    3.5 本章小結(jié)
第四章 四平板PET重建效果評(píng)估
    4.1 引言
    4.2 仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.2.1 重建圖像的均勻性測試
        4.2.2 重建圖像的形狀恢復(fù)測試
        4.2.3 建模光子在晶體中傳播的效果
        4.2.4 重建圖像的定位精度測試
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        4.3.1 均勻性測試結(jié)果
        4.3.2 形狀恢復(fù)測試結(jié)果
        4.3.3 DOI建模測試結(jié)果
        4.3.4 重建定位測試結(jié)果
        4.3.5 FDG小鼠實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介



本文編號(hào)：3832690