PET放射性浓度和动力学参数鲁棒重建

发布时间：2024-01-01 07:36

　　PET(正电子发射断层成像)是现在医学影像学中一种重要的断层成像技术,在生物医学研究和临床诊断有着不可替代的作用。PET图像重建研究是PET研究中的一个重要分支,图像重建包括静态重建和动态重建,不同的重建方式提供不同的研究信息,为了更好地满足PET技术的发展和应用,本文对PET重建算法中的问题进行研究分析,主要内容和贡献如下： 1、本文针对PET图像重建中存在的如何协调重建图像精度和重建速度的问题,提出一种采用无网格的点云结构的系统矩阵的建立的方法,根据结构先验图像提供的信息密度不同来提高布点的有效性,同时保证关键信息的重建和计算开销的减少,通过数字体模,模拟数据以及真实病人数据实验证明结构先验导引的自适应点云方法能够在保证重建精度的同时减少重建时间。 2、本文对如何提高PET放射性浓度和动力学参数精度的问题展开研究,PET动态重建关注于时空分布信息,即通过示踪剂动力学模型,从生理和病理学方面来描述生物的动态新陈代谢情况,动力学参数能够实时反应生物体的代谢水平。本文提出利用状态空间框架,建立PET放射性浓度和动力学参数联合估计的框架,使用双滤波器方法求解,提高对噪声的处理能力,并且能得...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
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第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 科学问题
    1.3 主要贡献
        1.3.1 提出面向PET重建的无网格点云自适应方法
        1.3.2 实现PET放射性浓度和动力学参数的联合估计
    1.4 论文结构
第2章 研究背景
    2.1 PET成像原理
        2.1.1 PET物理原理
        2.1.2 PET数据
        2.1.3 PET图像重建
    2.2 PET放射性浓度重建
        2.2.1 EM-ML迭代法
        2.2.2 状态空间法
    2.3 PET动力学参数估计
        2.3.1 PET示踪剂动力学模型
        2.3.2 参数估计方法
    2.4 本章小结
第3章 面向PET图像重建的自适应点云方法
    3.1 研究的意义
    3.2 先验引导布点模型
        3.2.1 先验信息
        3.2.2 基于先验信息布点
        3.2.3 功能信息的布点
    3.3 系统矩阵的构造及点云重建框架
    3.4 实验及结果分析
        3.4.1 数字体模实验
        3.4.2 蒙特卡罗模拟实验
        3.4.3 真实采集数据实验
    3.5 本章小结
第4章 PET放射性浓度和动力学参数联合估计
    4.1 研究的意义
    4.2 PET放射浓度估计
        4.2.1 PET动态采集过程
        4.2.2 两组织三房室模型
        4.2.3 放射性浓度估计
    4.3 动力学参数估计框架
        4.3.1 状态方程的建立
        4.3.2 测量方程建立
    4.4 双滤波求解框架
        4.4.1 Kalman滤波器
        4.4.2 双滤波器框架
    4.5 实验分析
        4.5.1 单个ROI实验
        4.5.2 三个ROI实验
    4.6 本章小结
第5章 总结和展望
    5.1 本文工作的总结
    5.2 本文后续工作的展望
    5.3 PET双示踪剂动态成像研究
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
致谢



本文编号：3876361