小动物PET成像系统仿真与探测数据填补方法研究

发布时间：2022-09-30 12:15

　　正电子发射断层成像技术（Positron Emission Tomography,PET）是一种非介入、能动态反映活体组织与器官代谢水平的分子影像技术。小动物PET在药代动力学、新药研发以及疗效评估等科学研究上具有重大意义。然而,小动物PET的定量精度目前仍受限于探测器的空间分辨率与灵敏度。因此,进行高性能的小动物PET系统的研发一直是分子影像科学研究中的重要内容。本文采用LYSO晶体与SiPMs探测器结合搭建了一款具备高分辨率、高灵敏度的小动物PET探测系统原型机。原型机由60个晶体检测器分为5个连续的12边形探测环组成,其中心孔径与轴向跨度分别为102 mm与125.4 mm,具备高达50.8°的光子最大接收角。全文主要针对该原型机的性能评估以及探测数据填补方法两个方面进行展开研究,并在此基础上完成了小动物PET成像系统的软件开发,具体内容如下:（1）小动物PET的系统仿真与预期性能评估。本文首先利用GATE蒙特卡罗平台建立了开发的原型机仿真模型,之后对原型机的空间分辨率、计数性能（散射分数与等效噪声计数率）、探测灵敏度以及成像质量共四个性能进行预评估与分析。结果显示,该原型机的空... 

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 小动物PET研究现状
        1.2.2 基于GATE的PET探测器仿真研究
        1.2.3 探测数据填补方法研究
    1.3 本文内容和章节安排
第二章 小动物PET系统
    2.1 小动物PET探测系统
        2.1.1 PET的成像原理
        2.1.2 小动物PET探测系统原型机
    2.2 小动物PET数据处理
        2.2.1 晶体位置谱分割
        2.2.2 符合筛选
        2.2.3 数据重组
    2.3 小动物PET图像重建
        2.3.1 滤波反投影算法
        2.3.2 最大似然期望最大化算法
    2.4 小动物PET数据处理GUI界面
    2.5 本章小结
第三章 基于GATE的小动物PET系统仿真与性能评估
    3.1 引言
    3.2 小动物PET原型机的系统仿真
        3.2.1 GATE仿真参数设置
        3.2.2 实验测量
    3.3 结果与分析
        3.3.1 实验结果
        3.3.2 分析与讨论
    3.4 本章小结
第四章 基于深度学习的弦图缺失数据填补方法
    4.1 引言
    4.2 数据与方法
        4.2.1 小动物PET系统响应矩阵构建
        4.2.2 基于MOBY体模的残缺弦图生成
        4.2.3 GapFill-Recon网络模型
        4.2.4 网络训练
        4.2.5 评价指标
    4.3 结果与分析
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 主要研究内容及成果
    5.2 研究展望
参考文献
攻读学位期间成果
致谢



本文编号：3683536