基于先验信息的平板PET图像重建方法研究

发布时间：2021-01-03 21:32

　　正电子发射断层成像（Positron Emission Tomography, PET）是一种大型、尖端的核医学影像设备,能无创、定量、动态地评估人体内各种器官的代谢水平、生化反应和功能活动。某些病变在发展到出现明显的解剖学上的改变之前就能被PET检测出来,因此PET在肿瘤、心血管疾病和神经系统疾病的诊断和指导治疗中具有独特的应用价值。传统的环形PET采用多个探测器构成一个封闭环形,而平板PET仅由一对平板探测器相对放置构成,其具有的良好空间开放性和间距可调性,有潜力推动诸多新的PET应用的产生和发展。如针对特定部位的高空间分辨率和高灵敏度成像,以及放疗引导、术中引导和活检引导中的同步PET成像。然而,平板PET在数据采集时会缺失部分投影数据,根据现有的图像重建算法,这将导致重建图像出现严重的退化和伪影,因此需要引入先验信息用来补充丢失的信息。首先,本文针对不同数据缺失程度的平板PET,研究了飞行时间（Time of Flight, TOF）这种PET独有的先验信息与图像重建质量之间的关系。TOF信息能够提供额外的采样信息,在图像重建中使用TOF信息,将在某种程度上改善由于缺失数据导致... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：111 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
英文縮写对照表
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文工作主要创新点
    1.4 本文内容安排
2 PET成像原理及传统图像重建方法
    2.1 PET成像的基本物理过程
    2.2 PET成像过程的数学描述
    2.3 数据的组织格式及其统计模型
    2.4 解析图像重建方法
    2.5 迭代图像重建方法
3 平板PET投影数据特性分析及TOF信息的应用
    3.1 引言
    3.2 TOF信息介绍
    3.3 平板PET投影数据的不完备性分析
    3.4 基于TOF信息的平板PET图像重建
    3.5 平板PET图像重建中系统响应矩阵的计算
    3.6 仿真实验研究
    3.7 图像重建结果分析和讨论
    3.8 本章小结
4 基于列表式数据的正则化图像重建方法
    4.1 引言
    4.2 目标函数的构建
    4.3 解的存在性、唯一性和有界性分析
    4.4 目标函数的修正
    4.5 正则化松弛有序子集算法
    4.6 本章小结
5 基于图像自身的先验信息获取与利用
    5.1 引言
    5.2 基于图像自身的先验信息表达
    5.3 仿真实验研究
    5.4 图像重建结果与分析
    5.5 本章小结
6 基于外部图像的先验信息获取与利用
    6.1 引言
    6.2 基于稀疏表示的先验信息获取
    6.3 基于解剖图像的先验信息获取
    6.4 仿真实验研究
    6.5 图像重建结果与分析
    6.6 本章小结
7 总结和展望
    7.1 全文主要工作内容与结论
    7.2 研究展望
致谢
参考文献
附录1 攻读学位期间发表论文目录
附录2 攻读学位期间参与的科研项目



本文编号：2955524