正電子發(fā)射斷層成像（Positron Emission Tomography, PET）是一種大型、尖端的核醫(yī)學影像設備,能無創(chuàng)、定量、動態(tài)地評估人體內各種器官的代謝水平、生化反應和功能活動。某些病變在發(fā)展到出現明顯的解剖學上的改變之前就能被PET檢測出來,因此PET在腫瘤、心血管疾病和神經系統疾病的診斷和指導治療中具有獨特的應用價值。傳統的環(huán)形PET采用多個探測器構成一個封閉環(huán)形,而平板PET僅由一對平板探測器相對放置構成,其具有的良好空間開放性和間距可調性,有潛力推動諸多新的PET應用的產生和發(fā)展。如針對特定部位的高空間分辨率和高靈敏度成像,以及放療引導、術中引導和活檢引導中的同步PET成像。然而,平板PET在數據采集時會缺失部分投影數據,根據現有的圖像重建算法,這將導致重建圖像出現嚴重的退化和偽影,因此需要引入先驗信息用來補充丟失的信息。首先,本文針對不同數據缺失程度的平板PET,研究了飛行時間（Time of Flight, TOF）這種PET獨有的先驗信息與圖像重建質量之間的關系。TOF信息能夠提供額外的采樣信息,在圖像重建中使用TOF信息,將在某種程度上改善由于缺失數據導致... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：111 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
英文縮寫對照表
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內外研究現狀
    1.3 本文工作主要創(chuàng)新點
    1.4 本文內容安排
2 PET成像原理及傳統圖像重建方法
    2.1 PET成像的基本物理過程
    2.2 PET成像過程的數學描述
    2.3 數據的組織格式及其統計模型
    2.4 解析圖像重建方法
    2.5 迭代圖像重建方法
3 平板PET投影數據特性分析及TOF信息的應用
    3.1 引言
    3.2 TOF信息介紹
    3.3 平板PET投影數據的不完備性分析
    3.4 基于TOF信息的平板PET圖像重建
    3.5 平板PET圖像重建中系統響應矩陣的計算
    3.6 仿真實驗研究
    3.7 圖像重建結果分析和討論
    3.8 本章小結
4 基于列表式數據的正則化圖像重建方法
    4.1 引言
    4.2 目標函數的構建
    4.3 解的存在性、唯一性和有界性分析
    4.4 目標函數的修正
    4.5 正則化松弛有序子集算法
    4.6 本章小結
5 基于圖像自身的先驗信息獲取與利用
    5.1 引言
    5.2 基于圖像自身的先驗信息表達
    5.3 仿真實驗研究
    5.4 圖像重建結果與分析
    5.5 本章小結
6 基于外部圖像的先驗信息獲取與利用
    6.1 引言
    6.2 基于稀疏表示的先驗信息獲取
    6.3 基于解剖圖像的先驗信息獲取
    6.4 仿真實驗研究
    6.5 圖像重建結果與分析
    6.6 本章小結
7 總結和展望
    7.1 全文主要工作內容與結論
    7.2 研究展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀學位期間發(fā)表論文目錄
附錄2 攻讀學位期間參與的科研項目



本文編號：2955524