PET圖像重建算法的研究與優(yōu)化.pdf

1、計算機科學技術的快速發(fā)展使得計算機應用滲透到生活工作的各個方面。在臨床醫(yī)學中，計算機輔助應用也越來越普遍。正電子發(fā)射斷層成像(PositronEmission Tomography，PET)是一種重要的臨床輔助診斷技術，它在臨床中得到越來越廣泛的應用。其主要原理是：將一定劑量的放射性同位素藥劑注入患者體內，這些具有放射性的粒子在衰變過程釋放出正電子，正電子遇到負電子發(fā)生湮滅，產生兩個反向運動的光子。PET儀器檢測得到人體空間區(qū)域內發(fā)射的

2、光子值，然后根據測得的數據重建出原先人體內部特定器官的灰度圖像，通過圖像可以表明該器官的新陳代謝的興旺程度，從而可以辨明該器官是否有病變甚或癌變。
　　 PET成像的關鍵是圖像的三維重建過程。PET圖像重建算法大致可分為解析法和迭代法兩類。解析法又以濾波反投影算法為代表。而統(tǒng)計迭代算法以Shepp和 Vardi在1982年提出的基于最大似然期的期望值最大化算法(MaximumLikelihood Expectation Maxi

3、mization，MLEM)最為經典。MLEM算法是基于像素的迭代算法，每個體素的像素值被看作是待估計參數，通過不斷迭代更新，使似然函數逼近最大，由此得到極大似然參數估計值。這樣的思想為后續(xù)的各種改進算法所采用，并在此基礎上發(fā)展起來的OSEM，MOSEM等算法。
　　 經典 MLEM算法計算量大，重建速度很慢，很難直接應用到實際工程中。因此，本文在重點研究傳統(tǒng)的 MLEM算法的基礎上，通過仔細分析了其計算過程，對 MLEM算法的