發(fā)布時(shí)間：2020-08-22 14:50

【摘要】：正電子發(fā)射斷層成像(Positron Emission Tomography,PET)是當(dāng)前最先進(jìn)的核醫(yī)學(xué)成像技術(shù),代表了核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的最高水平。作為一種非侵入的檢查方式,PET在腫瘤學(xué)、神經(jīng)系統(tǒng)以及心血管方面的疾病診斷有著非常重要的作用。其工作原理是將放射性核素標(biāo)記的生物分子注射到受試者體內(nèi),并在有效視野范圍內(nèi)進(jìn)行掃描,最后通過(guò)計(jì)算機(jī)的手段進(jìn)行三維重建即可對(duì)受試者體內(nèi)藥物的生物分布進(jìn)行顯像。動(dòng)態(tài)PET成像能提供連續(xù)時(shí)間點(diǎn)上的示蹤劑分布,后期可通過(guò)應(yīng)用動(dòng)力學(xué)模型,獲得組織器官的功能參數(shù),從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)活體靶器官中的生化變化和動(dòng)態(tài)代謝過(guò)程的定量分析。冠狀動(dòng)脈疾病(coronary artery disease,CAD)已經(jīng)成為威脅人類健康的主要疾病,心肌灌注顯像為其診斷、療效評(píng)價(jià)以及預(yù)后判斷提供了重要影像學(xué)方法,心肌灌注顯像目前有單光子發(fā)射斷層成像(Single Photon Emission Tomography,SPECT)和PET兩種掃描方式實(shí)現(xiàn)。PET由于其較SPECT更高的空間分辨率和靈敏度及更好的示蹤劑組織攝取特性,在心肌灌注顯像的應(yīng)用逐年增長(zhǎng),已成為評(píng)價(jià)存活心肌的金標(biāo)準(zhǔn)。在動(dòng)態(tài)PET心肌顯像中,通過(guò)估計(jì)血輸入函數(shù),并將其應(yīng)用于動(dòng)力學(xué)模型,可以提供絕對(duì)心肌血流(Myocardial Blood Flow,MBF)、心肌血流儲(chǔ)備(Myocardial Flow Reserve,MFR)等非常有價(jià)值的臨床診斷信息。在應(yīng)用動(dòng)力學(xué)模型時(shí),血輸入函數(shù)的估計(jì)是非常關(guān)鍵的,結(jié)果的準(zhǔn)確與否直接影響到后期的定量分析。目前廣泛采用的估計(jì)血輸入函數(shù)方法為基于感興趣區(qū)域法,該方法簡(jiǎn)單易行,但極度依賴于醫(yī)生手工勾畫的感興趣區(qū)域,而感興趣區(qū)域的準(zhǔn)確性又受醫(yī)生個(gè)人經(jīng)驗(yàn)及部分容積效應(yīng)影響。因子分析作為從變量群中提取公共因子的統(tǒng)計(jì)技術(shù),已經(jīng)被用來(lái)從動(dòng)態(tài)圖像中無(wú)創(chuàng)地提取血輸入函數(shù)和組織的時(shí)間活度曲線,如基于主成分分析、獨(dú)立成分分析、最小二乘法、最大似然法的因子分析模型相繼被提出。然而由于噪聲和部分容積效應(yīng)的影響,傳統(tǒng)的因子分析模型提取的結(jié)果準(zhǔn)確度低,極大地限制了臨床應(yīng)用。在目前因子分析模型中存在兩個(gè)問(wèn)題,第一,都是基于高斯噪聲模型的最小二乘測(cè)度與基于泊松噪聲模型的最大似然測(cè)度。而臨床獲取動(dòng)態(tài)PET圖像噪聲很難直接用高斯或泊松模型進(jìn)行刻畫,第二,因子分析方法獲得的結(jié)果存在非唯一性,傳統(tǒng)上假設(shè)各因子圖像間的重疊程度最小來(lái)解決該問(wèn)題,但由于受到PET圖像分辨率和部分容積效應(yīng)的影響,心肌信號(hào)經(jīng)常會(huì)摻雜著10%-15%的血液信號(hào),最小化因子圖像之間的重疊程度假設(shè)未能考慮到這一事實(shí)。鑒于上述分析,本文針對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題提出了基于α散度作為模型的測(cè)度,通過(guò)選取不同的α值,可對(duì)PET圖像的噪聲模型進(jìn)行更加精確的建模。在唯一性約束方面,我們利用PET圖像的像素動(dòng)力學(xué)聚類作為先驗(yàn)約束,最終得到每個(gè)組織的時(shí)間活度曲線及血輸入函數(shù)。模型應(yīng)用于82Rb PET心肌灌注仿真數(shù)據(jù),通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn),用α散度測(cè)度以及基于動(dòng)力學(xué)聚類的先驗(yàn)約束均對(duì)組織活度曲線的提取的準(zhǔn)確性有積極的作用,在高噪聲下(SNR=5)仍能準(zhǔn)確的提取出各組織的時(shí)間活度曲線及血輸入函數(shù),在視覺評(píng)價(jià)及量化評(píng)價(jià)均具有優(yōu)質(zhì)表現(xiàn)。
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R817.4;R541.4
【圖文】：

邐第一章緒論邐逡逑核素的衰變，通過(guò)探測(cè)器將這一衰變過(guò)程記錄下來(lái)從而得到投影數(shù)據(jù)，最后利逡逑用計(jì)算機(jī)的手段將投影數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建即可得到能夠反映活體代謝和組織功逡逑能的示蹤劑活度分布圖像。其投影數(shù)據(jù)來(lái)源如下：示蹤劑進(jìn)入人體后，其放射逡逑性核素會(huì)衰變釋放出正電子，由于正電子極不穩(wěn)定，它會(huì)在體內(nèi)隨機(jī)地移動(dòng)逡逑１－３＿后與人體內(nèi)的電子碰撞，發(fā)生湮滅效應(yīng)，與此同時(shí)，也生成了一對(duì)能量逡逑均為５１１ｋｅＶ，方向相反（互為１８０度）的湮滅光子，即Ｙ光子。人體外的探測(cè)逡逑器通過(guò)探測(cè)掃描過(guò)程中的ｙ光子形成投影數(shù)據(jù)。逡逑

疾病的主導(dǎo)，是威脅人類健康的最嚴(yán)重疾病之一［１（）１。心血管疾病主要分為冠心逡逑病、腦卒中等。其中，冠心病是冠狀動(dòng)脈冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟�。ǎ茫粒模╁义系暮�(jiǎn)稱，也稱作缺血性心臟病。如圖１－２所示，冠心病是指冠狀動(dòng)脈由于粥樣硬逡逑圖１－２冠心病的示意圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２邋Ｃｏｒｏｎａｒｙ邋ｈｅａｒｔ邋ｄｉｓｅａｓｅ邋ｄｉａｇｒａｍ逡逑化，從而導(dǎo)致血管狹窄，引起心肌組織供血障礙而導(dǎo)致的心臟�。郏保保荨８鶕�(jù)世界逡逑３逡逑

疾病的主導(dǎo)，是威脅人類健康的最嚴(yán)重疾病之一［１（）１。心血管疾病主要分為冠心逡逑病、腦卒中等。其中，冠心病是冠狀動(dòng)脈冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病（ＣＡＤ）逡逑的簡(jiǎn)稱，也稱作缺血性心臟病。如圖１－２所示，冠心病是指冠狀動(dòng)脈由于粥樣硬逡逑圖１－２冠心病的示意圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２邋Ｃｏｒｏｎａｒｙ邋ｈｅａｒｔ邋ｄｉｓｅａｓｅ邋ｄｉａｇｒａｍ逡逑化，從而導(dǎo)致血管狹窄，引起心肌組織供血障礙而導(dǎo)致的心臟病［１１］。根據(jù)世界逡逑３逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 付占立;王榮福;;PET心肌血流量測(cè)定[J];同位素;2007年01期

2 賈峰濤,楊星,張林,洪軍;PET、CT與MRT成像原理及其特點(diǎn)的比較[J];醫(yī)療衛(wèi)生裝備;2005年09期

3 于同剛,姚振威,馮曉源,戴嘉中,祝瑞江;16層螺旋CT冠狀動(dòng)脈造影成像技術(shù)及臨床應(yīng)用[J];中國(guó)醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)成像雜志;2004年01期

4 吳錫桂;我國(guó)人群冠心病流行現(xiàn)況與趨勢(shì)[J];中國(guó)慢性病預(yù)防與控制;2003年04期

5 孟烈;PET 發(fā)展的技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J];核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù);1998年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 邊兆英;動(dòng)力學(xué)信息導(dǎo)引的動(dòng)態(tài)PET優(yōu)質(zhì)成像方法研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2015年

2 路利軍;三維PET圖像重建的若干方法研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2800802