PET稀疏探測系統(tǒng)的正則化重建算法研究
發(fā)布時間:2021-08-06 17:34
正電子發(fā)射斷層成像技術(shù)被認(rèn)為是研究活體生物生理學(xué)、新陳代謝和分子合成途徑的最靈敏的、非侵入式技術(shù)。其通過探測生物體內(nèi)放射性示蹤劑分布,可定量計算生物體內(nèi)各器官的代謝水平。隨著臨床PET技術(shù)的逐漸成熟,其對臨床疾病早期檢測、疾病分期及療效評估等至關(guān)重要。增加軸向FOV是當(dāng)前PET系統(tǒng)發(fā)展的一個趨勢,長軸的一個重要的優(yōu)勢是提升系統(tǒng)靈敏度,降低探測器掃描時間。通過稀疏化探測器模塊,從而提升軸向FOV是一個重要的研究方向,本文主要對正則化算法的稀疏探測系統(tǒng)重建圖像效果進行研究,主要工作包括以下內(nèi)容:DKL-fTV算法對稀疏探測系統(tǒng)有較好的重建性能,能夠有效降低稀疏數(shù)據(jù)造成的圖像退化。本文研究了DKL-fTV算法原理并進行了代碼實現(xiàn),驗證了重建算法編程實現(xiàn)的正確性。在此基礎(chǔ)上,對重建中主要的參數(shù)進行了分析,包括參數(shù)對重建圖像的影響、參數(shù)值的估計方法以及參數(shù)對重建收斂速度的影響。針對DKL-fTV算法收斂速度較慢的問題,推導(dǎo)并實現(xiàn)了利用precondition技術(shù)改進的DKL-fTV算法;對比了算法收斂速度提升效果;測試了precondition DKL-fTV算法對實際數(shù)據(jù)重建的效果。在稀疏探測...
【文章來源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
PET稀疏探測器結(jié)構(gòu)示意圖,a傳統(tǒng)探測器,b稀疏探測器
圖 2-1 PET 成像原理示意圖2.2 PET 數(shù)據(jù)校正PET 成像過程中涉及到各種復(fù)雜的物理因素:γ 光子在人體內(nèi)可能會發(fā)生散射、衰減;受限于探測器自身性能,比如時間分辨率、空間分辨率、探測效率不均等會降低采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。為了減輕上述因素的影響,在圖像重建前,需要對投影數(shù)據(jù)進行細(xì)致的校正,比較重要的校正有衰減校正、隨機校正、散射校正和歸一化校正。2.2.1 衰減校正衰減是指符合事件發(fā)生散射或者是 γ 光子被人體吸收,它使得重建圖像質(zhì)量退化,探測到的數(shù)據(jù)無法正確反映示蹤劑在人體內(nèi)真實的分布,所有的定量分析都無法進行。衰減校正是將衰減系數(shù)考慮到每一條 LOR 上符合事件以此修正探測器探測到符合事件的概率。常用的衰減校正計算方法有兩種,傳統(tǒng)的方法是在探測器內(nèi)放置
圖 2-2 透射掃描示意圖正中閃爍晶體發(fā)光效率和光電倍增器件性能之間的差并不相同,采集到的符合事件存在誤差,為了消除需要對投影數(shù)據(jù)進行歸一化校正;椒ㄓ兄苯託w一化和基于組件的歸一化方法[60,61]正中的68Ge 的空掃,優(yōu)點是簡單易操作;缺點是需件的歸一化校正研究的很多,也是最為常用的方法體間的探測效率來計算歸一化校正因子,方法較復(fù)因子需要定期重新生成,主要原因是 PET 探測器探變化。通過查看歸一化因子,可以了解當(dāng)前系統(tǒng)性
【參考文獻】:
期刊論文
[1]正電子發(fā)射型計算機斷層顯像在腫瘤臨床中的應(yīng)用[J]. 于甬華,于金明. 中華腫瘤雜志. 2003(06)
碩士論文
[1]超聲造影及PET-CT在淋巴瘤中的應(yīng)用研究[D]. 蔣文彬.青島大學(xué) 2018
本文編號:3326190
【文章來源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
PET稀疏探測器結(jié)構(gòu)示意圖,a傳統(tǒng)探測器,b稀疏探測器
圖 2-1 PET 成像原理示意圖2.2 PET 數(shù)據(jù)校正PET 成像過程中涉及到各種復(fù)雜的物理因素:γ 光子在人體內(nèi)可能會發(fā)生散射、衰減;受限于探測器自身性能,比如時間分辨率、空間分辨率、探測效率不均等會降低采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。為了減輕上述因素的影響,在圖像重建前,需要對投影數(shù)據(jù)進行細(xì)致的校正,比較重要的校正有衰減校正、隨機校正、散射校正和歸一化校正。2.2.1 衰減校正衰減是指符合事件發(fā)生散射或者是 γ 光子被人體吸收,它使得重建圖像質(zhì)量退化,探測到的數(shù)據(jù)無法正確反映示蹤劑在人體內(nèi)真實的分布,所有的定量分析都無法進行。衰減校正是將衰減系數(shù)考慮到每一條 LOR 上符合事件以此修正探測器探測到符合事件的概率。常用的衰減校正計算方法有兩種,傳統(tǒng)的方法是在探測器內(nèi)放置
圖 2-2 透射掃描示意圖正中閃爍晶體發(fā)光效率和光電倍增器件性能之間的差并不相同,采集到的符合事件存在誤差,為了消除需要對投影數(shù)據(jù)進行歸一化校正;椒ㄓ兄苯託w一化和基于組件的歸一化方法[60,61]正中的68Ge 的空掃,優(yōu)點是簡單易操作;缺點是需件的歸一化校正研究的很多,也是最為常用的方法體間的探測效率來計算歸一化校正因子,方法較復(fù)因子需要定期重新生成,主要原因是 PET 探測器探變化。通過查看歸一化因子,可以了解當(dāng)前系統(tǒng)性
【參考文獻】:
期刊論文
[1]正電子發(fā)射型計算機斷層顯像在腫瘤臨床中的應(yīng)用[J]. 于甬華,于金明. 中華腫瘤雜志. 2003(06)
碩士論文
[1]超聲造影及PET-CT在淋巴瘤中的應(yīng)用研究[D]. 蔣文彬.青島大學(xué) 2018
本文編號:3326190
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