正電子發(fā)射斷層成像統(tǒng)計(jì)迭代重建算法研究.pdf

1、正電子發(fā)射斷層成像（Positron Emission Tomography，PET）作為目前核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最先進(jìn)的探測(cè)技術(shù)，集中了核物理學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、醫(yī)學(xué)影像學(xué)和分子生物學(xué)等前沿技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，是當(dāng)今能夠以無(wú)創(chuàng)、動(dòng)態(tài)、定量的方式觀察到活體生理和生化反應(yīng)的醫(yī)學(xué)成像工具之一，通過(guò)顯示組織器官的新陳代謝變化，為疾病的早期診斷和治療提供依據(jù)。
　　本文首先討論了PET圖像重建算法，主要有解析法和迭代法。解析法算法簡(jiǎn)單，速度快但重建圖像的質(zhì)量

2、不好。最大似然期望最大法（Maximum-Likeihood Expectation-Maximization，MLEM）能夠針對(duì)系統(tǒng)模型的物理效應(yīng)和噪聲的統(tǒng)計(jì)特性建立數(shù)學(xué)模型，但是算法收斂速度較慢，而且在迭代過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生圖像質(zhì)量退化的棋盤效應(yīng)，從而導(dǎo)致非收斂的迭代過(guò)程。引入圖像先驗(yàn)信息的貝葉斯重建方法成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)之一，但是依賴于傳統(tǒng)鄰域信息的Bayesian方法只能為重建提供有限的局部先驗(yàn)信息，可能在圖像中造成過(guò)平滑或產(chǎn)生階梯

3、狀的邊緣偽影。針對(duì)統(tǒng)計(jì)迭代重建算法中的一些缺點(diǎn)，本文在經(jīng)典算法的基礎(chǔ)上作了以下方面的工作：
　?。?）針對(duì)經(jīng)典最小二乘算法的缺點(diǎn)，本文從加快算法的收斂速度和提高重建圖像的質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，提出了結(jié)合有序子集加速方法和二次懲罰項(xiàng)的懲罰最小二乘算法，可以較快的重建出質(zhì)量較好的圖像。
　?。?）在貝葉斯重建中使用Thin Plate先驗(yàn)分布約束，并結(jié)合改進(jìn)擴(kuò)散系數(shù)的PDE的各向異性擴(kuò)散濾波器提出了一種改進(jìn)的算法，該算法綜