基于支持向量回歸的PET/CT圖像衰減校正研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-02 14:28
衰減效應(yīng)是影響PET/CT診斷圖像的一個(gè)重要因素,研究表明,衰減效應(yīng)會(huì)引起探測(cè)器計(jì)數(shù)的丟失和定量不精確,還會(huì)使得圖像產(chǎn)生不均勻性和失真的現(xiàn)象。因此衰減校正在PET/CT圖像處理中就顯得尤為重要。對(duì)PET/CT圖像進(jìn)行衰減校正有很多方法,包括計(jì)算校正法,測(cè)量校正法,以CT數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的衰減校正方法等。其中以CT數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的衰減校正方法是目前PET/CT圖像中最常用的衰減校正方法,而以CT數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的衰減校正最關(guān)鍵是CT值和511kev能量下線性衰減系數(shù)值之間的能量轉(zhuǎn)換。臨床上主要采用雙線性能量轉(zhuǎn)換的方法,即通過(guò)建立一個(gè)線性轉(zhuǎn)換關(guān)系,將其CT值轉(zhuǎn)換為511keV能量下的線性衰減系數(shù)。此方法計(jì)算快速且簡(jiǎn)單,但不夠精確。因?yàn)镃T值和511keV能量下線性衰減系數(shù)的關(guān)系原本是非線性的,用雙線性轉(zhuǎn)換法必然會(huì)存在某種程度上的誤差。為了改進(jìn)雙線性轉(zhuǎn)換法用線性關(guān)系來(lái)擬合非線性關(guān)系的不足,本文以支持向量回歸為基礎(chǔ),提出了一種新的能量轉(zhuǎn)換法即支持向量回歸的PET/CT圖像衰減校正方法來(lái)進(jìn)行衰減校正,利用仿真PET/CT成像的軟件GATE模擬不同材質(zhì)的圓柱體體模。然后,對(duì)GATE仿真的圓體體體模數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建...
【文章來(lái)源】:昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.2湮滅輻射原理??在放射性核素發(fā)生湮滅輻射后,湮滅輻射所釋放出的兩個(gè)51?IkeV能量的光子會(huì)??
〇"+?/??18F-FDG?乂一z,—、?/,??\湮滅輻射?/Z??\?/??\譽(yù)e?—??/??/??/??511KeV光子??圖2.2湮滅輻射原理??射性核素發(fā)生湮滅輻射后,湮滅輻射所釋放出的兩個(gè)51?IkeV能量的光子會(huì)??置的兩個(gè)探測(cè)器探測(cè)到。由于發(fā)生湮滅反應(yīng)的光子在體內(nèi)的路徑方向是隨機(jī)??致到達(dá)兩個(gè)探測(cè)器的距離有一定差別,因而被探測(cè)器探測(cè)到的時(shí)間也有一定??如果給定一個(gè)規(guī)定的時(shí)間窗(通常設(shè)為—15?us),在這個(gè)規(guī)定的時(shí)間內(nèi),??器的探頭系統(tǒng)同時(shí)探測(cè)到兩個(gè)互成180度角度的光子時(shí),則稱這樣一個(gè)過(guò)程??合事件[27],符合事件的探測(cè)過(guò)程如圖2.3所示。????511KeV511KcV擁幡??
指兩個(gè)511keV能量的光子來(lái)自不同的湮滅輻射,卻被兩個(gè)相對(duì)的探測(cè)器錯(cuò)誤記錄為??同一個(gè)符合事件[28]。散射符合事件和隨機(jī)符合事件對(duì)于PET探測(cè)器而言,都是干擾信??號(hào),會(huì)使得PET重建圖像的信噪比降低,導(dǎo)致圖像的質(zhì)量受到相應(yīng)的影響,如圖2.4??所示。??/??圖2.?4真實(shí)符合事件?散射符合事件?隨機(jī)符合事件??一個(gè)符合事件中兩個(gè)相對(duì)探測(cè)器的連線稱為符合響應(yīng)線(line?of?response,?LOR),??即認(rèn)為湮滅輻射發(fā)生在這條符合響應(yīng)線上,湮滅輻射發(fā)生的點(diǎn)位置與符合響應(yīng)線之間??的關(guān)系如公式2.2所示。??r?=?x?cos?(j)?+?y?sin?^?(2.2)??其中r?yàn)閺较蚓嚯x,cp為響應(yīng)線與y軸的夾角。??在一次完整的PET掃描過(guò)程中,探測(cè)器會(huì)檢測(cè)到很多個(gè)符合事件。將所檢測(cè)到的??所有符合事件按照公式2.2進(jìn)行位置關(guān)系的轉(zhuǎn)換,就可以得到PET掃描原始數(shù)據(jù)正弦??圖,PET掃描的原始數(shù)據(jù)都以正弦圖的形式進(jìn)行存儲(chǔ),如圖2.5所示。??■■■■■■?Hi??被測(cè)物體?正弦圖??圖2.?5被測(cè)物體與其PET掃描的原始數(shù)據(jù)正弦圖??在得到PET的原始正弦圖數(shù)據(jù)后,接著要對(duì)原始正弦圖數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建。關(guān)于??PET的圖像重建有許多算法可以實(shí)現(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]PET/MR衰減校正技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 高艷,趙晉華. 中國(guó)醫(yī)療設(shè)備. 2015(07)
[2]基于PET/CT探測(cè)環(huán)真光子數(shù)呼吸運(yùn)動(dòng)門控的研究[J]. 崔銳,賀建峰,符增,封碩. 中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2015(03)
[3]放射性核素的研究進(jìn)展[J]. 張如金,王帥,黃德娟,朱業(yè)安. 江西化工. 2015(03)
[4]CT的工作原理及維護(hù)保養(yǎng)[J]. 秦霞. 醫(yī)療裝備. 2014(07)
[5]基于回歸分析的問(wèn)題研究及其MATLAB實(shí)現(xiàn)[J]. 段楠楠. 洛陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2014(05)
[6]核醫(yī)學(xué)放射性廢物處理[J]. 顧虹,郝玉梅,康宇龍. 中國(guó)實(shí)用醫(yī)藥. 2014(09)
[7]PET成像中部分容積效應(yīng)的成因及影響因素[J]. 崔燕,李亞明. 中國(guó)臨床醫(yī)學(xué)影像雜志. 2013(01)
[8]PET/CT中的CT劑量和質(zhì)量控制[J]. 張連宇,耿建華. 中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù). 2011(11)
[9]影響PET/CT圖像質(zhì)量技術(shù)因素的探討[J]. 錢根年,陳自謙,趙春雷,倪萍. 中國(guó)醫(yī)療設(shè)備. 2011(02)
[10]CT用于PET衰減校正技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 柴培,聶彬彬,葉婷,武麗偉,單保慈. 中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù). 2010(08)
碩士論文
[1]PET/CT肺部成像過(guò)程中的衰減校正和分割方法的研究[D]. 張倩.昆明理工大學(xué) 2013
[2]PET/CT中CT探測(cè)器中心定位不準(zhǔn)的圖像校正研究[D]. 余浩.華中科技大學(xué) 2012
本文編號(hào):3115432
【文章來(lái)源】:昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.2湮滅輻射原理??在放射性核素發(fā)生湮滅輻射后,湮滅輻射所釋放出的兩個(gè)51?IkeV能量的光子會(huì)??
〇"+?/??18F-FDG?乂一z,—、?/,??\湮滅輻射?/Z??\?/??\譽(yù)e?—??/??/??/??511KeV光子??圖2.2湮滅輻射原理??射性核素發(fā)生湮滅輻射后,湮滅輻射所釋放出的兩個(gè)51?IkeV能量的光子會(huì)??置的兩個(gè)探測(cè)器探測(cè)到。由于發(fā)生湮滅反應(yīng)的光子在體內(nèi)的路徑方向是隨機(jī)??致到達(dá)兩個(gè)探測(cè)器的距離有一定差別,因而被探測(cè)器探測(cè)到的時(shí)間也有一定??如果給定一個(gè)規(guī)定的時(shí)間窗(通常設(shè)為—15?us),在這個(gè)規(guī)定的時(shí)間內(nèi),??器的探頭系統(tǒng)同時(shí)探測(cè)到兩個(gè)互成180度角度的光子時(shí),則稱這樣一個(gè)過(guò)程??合事件[27],符合事件的探測(cè)過(guò)程如圖2.3所示。????511KeV511KcV擁幡??
指兩個(gè)511keV能量的光子來(lái)自不同的湮滅輻射,卻被兩個(gè)相對(duì)的探測(cè)器錯(cuò)誤記錄為??同一個(gè)符合事件[28]。散射符合事件和隨機(jī)符合事件對(duì)于PET探測(cè)器而言,都是干擾信??號(hào),會(huì)使得PET重建圖像的信噪比降低,導(dǎo)致圖像的質(zhì)量受到相應(yīng)的影響,如圖2.4??所示。??/??圖2.?4真實(shí)符合事件?散射符合事件?隨機(jī)符合事件??一個(gè)符合事件中兩個(gè)相對(duì)探測(cè)器的連線稱為符合響應(yīng)線(line?of?response,?LOR),??即認(rèn)為湮滅輻射發(fā)生在這條符合響應(yīng)線上,湮滅輻射發(fā)生的點(diǎn)位置與符合響應(yīng)線之間??的關(guān)系如公式2.2所示。??r?=?x?cos?(j)?+?y?sin?^?(2.2)??其中r?yàn)閺较蚓嚯x,cp為響應(yīng)線與y軸的夾角。??在一次完整的PET掃描過(guò)程中,探測(cè)器會(huì)檢測(cè)到很多個(gè)符合事件。將所檢測(cè)到的??所有符合事件按照公式2.2進(jìn)行位置關(guān)系的轉(zhuǎn)換,就可以得到PET掃描原始數(shù)據(jù)正弦??圖,PET掃描的原始數(shù)據(jù)都以正弦圖的形式進(jìn)行存儲(chǔ),如圖2.5所示。??■■■■■■?Hi??被測(cè)物體?正弦圖??圖2.?5被測(cè)物體與其PET掃描的原始數(shù)據(jù)正弦圖??在得到PET的原始正弦圖數(shù)據(jù)后,接著要對(duì)原始正弦圖數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建。關(guān)于??PET的圖像重建有許多算法可以實(shí)現(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]PET/MR衰減校正技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 高艷,趙晉華. 中國(guó)醫(yī)療設(shè)備. 2015(07)
[2]基于PET/CT探測(cè)環(huán)真光子數(shù)呼吸運(yùn)動(dòng)門控的研究[J]. 崔銳,賀建峰,符增,封碩. 中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2015(03)
[3]放射性核素的研究進(jìn)展[J]. 張如金,王帥,黃德娟,朱業(yè)安. 江西化工. 2015(03)
[4]CT的工作原理及維護(hù)保養(yǎng)[J]. 秦霞. 醫(yī)療裝備. 2014(07)
[5]基于回歸分析的問(wèn)題研究及其MATLAB實(shí)現(xiàn)[J]. 段楠楠. 洛陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2014(05)
[6]核醫(yī)學(xué)放射性廢物處理[J]. 顧虹,郝玉梅,康宇龍. 中國(guó)實(shí)用醫(yī)藥. 2014(09)
[7]PET成像中部分容積效應(yīng)的成因及影響因素[J]. 崔燕,李亞明. 中國(guó)臨床醫(yī)學(xué)影像雜志. 2013(01)
[8]PET/CT中的CT劑量和質(zhì)量控制[J]. 張連宇,耿建華. 中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù). 2011(11)
[9]影響PET/CT圖像質(zhì)量技術(shù)因素的探討[J]. 錢根年,陳自謙,趙春雷,倪萍. 中國(guó)醫(yī)療設(shè)備. 2011(02)
[10]CT用于PET衰減校正技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 柴培,聶彬彬,葉婷,武麗偉,單保慈. 中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù). 2010(08)
碩士論文
[1]PET/CT肺部成像過(guò)程中的衰減校正和分割方法的研究[D]. 張倩.昆明理工大學(xué) 2013
[2]PET/CT中CT探測(cè)器中心定位不準(zhǔn)的圖像校正研究[D]. 余浩.華中科技大學(xué) 2012
本文編號(hào):3115432
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