基于狀態(tài)空間理論的PET圖像重建方法研究.pdf

1、正電子發(fā)射斷層成像（positron emission tomography,簡稱PET）是一種活體功能性成像，它通過光子對的探測，投影數(shù)據(jù)處理以及圖像重建，獲取反映人體內(nèi)新陳代謝情況的圖像，被廣泛應用于醫(yī)學成像、臨床檢查、療效評價、藥物開發(fā)和生物科學研究領域。
　　為了滿足實際應用中對PET成像質量越來越高的要求，作為PET成像關鍵技術之一的重建方法也在不斷地改進。本文從PET圖像重建方法出發(fā)，結合已有的狀態(tài)空間重建體系，針對目

2、前重建方法中存在的模型不準確、重建速度慢的問題，提出相應的解決方法，本文的主要工作如下:
　　1.PET重建圖像的質量在很大程度上依賴于模型的準確性，但現(xiàn)有的PET圖像重建方法對噪聲處理一刀切、過于簡化，以至很難真實刻畫PET的投影噪聲。為此，本文提出了基于約束濾波的PET圖像重建方法。該方法分析了PET成像原理與投影數(shù)據(jù)獲得過程，將投影噪聲描述為混合噪聲，以便充分利用與噪聲相關的所有可能信息。其優(yōu)點在于，無論噪聲統(tǒng)計特性是否與真

3、實的噪聲匹配，該方法都能保證PET重建圖像的質量，仿真結果表明:該方法能有效地抑制噪聲刻畫失真對PET圖像重建結果的影響。
　　2.由于PET的投影矩陣受到多種復雜物理因素的影響，很難獲得其精確的投影矩陣，本文分析了這些因素的隨機性，提出了基于最優(yōu)線性隨機濾波的PET圖像重建方法。該方法將投影矩陣中的誤差建模為觀測方程中的乘性噪聲，以估計值均方誤差最小為目標對PET圖像進行重建。仿真實驗表明:當投影矩陣存在誤差時，該方法比卡爾曼濾