基于飞行时间信息平板pet图像重建

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要正电子发射断层扫描仪（PositronEmissionTomography，PET）是一种非侵入式的造影方法，可以提供放射性示踪剂分布的三维断层图像，能够无创、定量、动态地评估活体内器官和组织的代谢水平、生化反应、功能活动。平板PET系统采用的是平板探测器结构。与传统的环形PET系统相比，它的成本较低、安装复杂性较低、可靠性较高并且结构上灵活可变。这些优点都促进了平板PET系统的发展和应用。将飞行时间（TimeOfFlight,TOF）信息应用到传统环形PET系统的重建中，可以改善成像质量，这已经在商业化的PET系统中得到了实现。但是对于平板PET系

2、统，应用TOF信息的影响还有待于进一步研究。本文以假设可以获得30~200ps的时间分辨率为前提，探究将TOF信息应用到平板PET系统的重建过程中将给图像重建带来的影响。首先从建立平板PET系统的仿真模型开始，设计了两种结构的平板PET系统，选择合适的射源以便于对重建结果评估，并在仿真数据中提取用于基于TOF信息重建的投影数据。比对传统的重建算法，选择适合平板PET系统的重建算法，并将TOF信息加入到重建过程中。用点源来测试空间分辨率，用较复杂结构的模型来测试重建图像的质量，获得两种结构PET系统的重建图像，分析并评估重建结果。由结果分析表明，在时间分辨率小于100ps左右的情

3、况下，空间分辨率随着时间分辨率变差而跟着变差；在时间分辨率达到大于100ps的情况下，空间分辨率不再随着时间分辨率的变化而变化，而是一个定值。并且在时间分辨率足够好的情况下，基于TOF信息的重建图像质量明显优于传统重建方法的图像质量。因此验证了基于TOF信息的平板PET系统的图像重建，可以在时间分辨率足够好的前提下，改善成像质量。关键词：平板PET飞行时间图像重建时间分辨率空间分辨率I华中科技大学硕士学位论文AbstractPositronEmissionTomography(PET),akindofnoninvasiveimagingtechnique,canprovidet

4、hreedimensionaltomographicimagesofradiotracerdistributionanddetectthemetabolicchanges,biochemicalreactionsandfunctionofanimal/humanbody’sinternalorgansbynoninvasive,quantitativeanddynamicmethod.PanelPETemployspaneldetectorstructure.ComparingwiththeconventionalPETofringscanner,itpresentssever

5、aladvantagessuchaslowercost,lowercomplexityoftheinstallation,higherreliability,andtheflexiblestructurewhichpromotethedevelopmentandapplicationofpanelPET.AstheTimeOfFlight(TOF)informationbroughtin,theimagequalityofreconstructioninconventionalringPETcanbeimproved,whichhasbeencarriedoutinthecom

6、mercialPET.However,theeffectofTOFinformationonimagereconstructionofpanelPETisunclearandneedsfurtherstudy.Inthisthesis,theinfluenceofimagequalityofreconstructionwhichappliedTOFinformationhasbeendiscussesdontheassumptionthatthetimeresolutionof30~100pshasbeenacquired.First,wesetthesimulationmod

7、elofpanelPET,selectthepropersourcefortheevaluationoftheresultsandgettheprojectiondataforthereconstructionwithTOFinformation.Weusepointsourcetotestthespatialresolution,morecomplexsourcetotestthequalityofreconstructionimages.Thenwechooseappropriateco