小动物平板正电子发射断层成像系统研制与性能评估

发布时间：2020-10-13 17:21

　　 正电子发射断层扫描成像(positron emission tomography,PET)技术是一种对生化过程非常敏感的影像技术,它能够实现心血管疾病、肿瘤等重大疾病的病灶早期精确诊断。小动物PET在以小动物模型为基础的临床前研究中有着极为重要的地位。在实际工程应用中,使用一对或者多对的平板探测器的小动物PET系统,由于其结构相对简单,工程上易于实现,且具有开放性和可调节性等特点,使其备受关注。本论文致力于高分辨率、高成像质量的小动物平板PET系统研制,同时对研制完成的小动物平板PET系统进行了归一化校正以及性能评估。本文完成的工作主要分为以下几部分:1.小动物平板PET成像系统的设计与实现完成了小动物平板PET系统的硬件系统构建、系统控制软件操作平台实现、数据预处理工作。在硬件系统构建方面,基于PET基本探测单元(basic detection modules,BDM),设计并构建了一套小动物平板PET成像系统。在控制软件方面,基于Qt开发平台,完成了小动物平板PET系统集成控制软件的开发。在数据预处理过程中,对采集得到的入射γ光子的位置、能量、时间等信息进行处理,根据系统的能量分辨率以及时间分辨率设定的符合时间窗和能量窗来获取符合事件。2.小动物平板PET系统归一化校正针对于小动物平板PET系统各响应线(1ine of response,LOR)效率不一致问题,对系统进行了归一化校正,实现了一种基于组件的最大似然估计(maximum-likelihood estimation,ML)归一化方法。在校正过程中提出采用蒙特卡罗(monte carlo,MC)仿真实现前向投影的计算,使得后续的归一化校正工作相对简便。文中通过实验将基于组件的归一化方法与另一种常用的直接归一化(direct normalization)方法进行了对比,发现基于组件的归一化方法具有更好的校正效果。3.小动物平板PET成像系统的性能评估完成了小动物平板PET系统的灵敏度、空间分辨率的测试工作。分别对由2个BDM和4个BDM组成的平板PET系统的灵敏度和空间分辨率进行测试,两系统中心视野的灵敏度分别可以达到3.13%和4.97%,空间分辨率可达1mm。实验中进一步验证了基于组件的归一化校正方法对去除重建图像伪影有着显著效果。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TH77;TP391.41
【部分图文】：

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第二章 小动物平板 PET 系统构建与数据预处理文会在接下来三个小节对各个模块的设计与实现进行详细介绍与论述PET 系统运动控制模块T 系统的运控控制模块主要由旋转大盘和电动平移台组成。由于小统的实际需求，运动控制模块首先要满足平板探测器可旋转，探测器器间距可调控这些功能。了满足上述要求，选择了卓立汉光的 KSA 系列高精密电动平移台以设计研制的机械转盘系统[36]来构成 PET 系统的运动控制模块，平移图 2.4、图 2.5 所示。
【参考文献】

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1 杨群;夏彦;马天予;刘亚强;王石;;全覆盖型动物PET系统探测器灵敏度的研究[J];核电子学与探测技术;2012年03期

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1 王璐瑶;应用适应性PET[D];华中科技大学;2015年

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3 陈源宝;基于多阈值采样的全数字化PET系统校正方法研究[D];华中科技大学;2013年

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2 蒋亚超;应用适应性小动物PET灵敏度及空间分辨率的评估[D];华中科技大学;2011年

本文编号：2839456