基於PET/CT探測器靈敏度特性的呼吸運動偽影校正研究

《基於PET/CT探測器靈敏度特性的呼吸運動偽影校正研究》是依託昆明理工大學，由賀建峰擔任項目負責人的地區科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於PET/CT探測器靈敏度特性的呼吸運動偽影校正研究
• 項目類別：地區科學基金項目
• 項目負責人：賀建峰
• 依託單位：昆明理工大學

項目摘要

PET/CT掃描過程中，患者的呼吸運動成像偽影會影響臨床診斷的質量。現有去偽影的方法主要基於圖像空間像素估算運動參數，再根據已門控數據校正運動偽影，尚存局限性。本課題擬從新的角度，用探測器靈敏度相關的幀光子數估計呼吸運動參數，再套用於符合事件校正偽影的方法目前尚無報導。本課題預研實驗發現，幀光子數序列分布曲線與呼吸運動曲線存在相似性；並觀察到隨著幀光子序列密度的增加，二者之間的相似性就越高。我們推測幀光子數分布與運動參數關係密切，可用於運動估計校正。為此，課題擬經過蒙特卡羅計算、物理體模測試、動物模型測試和臨床數據驗證四個環節，深入研究幀光子數分布和運動參數之間的關係。課題組有前期的工作研究積累並發表過相關論文，具備了開展此課題的經驗和基礎。本課題將為PET/CT成像胸腹部器官呼吸運動偽影校正，探尋一種解決問題的途徑。它與傳統方法相比，簡單速度快,對提高腫瘤患者的早期診斷質量很有意義。

結題摘要

在世界範圍內，腫瘤的發病率居高不下。PET/CT掃描成像設備對腫瘤患者早期的臨床診斷起到了非常重要的作用。然而，患者的自然呼吸運動會造成胸腹部器官PET/CT成像的運動偽影導致圖像質量下降，這對臨床醫生的診斷和治療帶來了干擾。因此，本項目的目的就是要研究探索一種有效的方法，補償患者呼吸運動照成的PET/CT圖像質量下降的問題。傳統的方法主要基於圖像空間像素開展工作，補償運動造成的圖像偽影，有一些局限性。本項目是探索一種新的數據驅動方法，它基於 PET/CT 探測器靈敏度相關的幀光子數分布特性，估計出PET/CT 掃描成像過程中呼吸運動的參數。另外，研究基於PET/CT 掃描採集 List-mode 數據模式中每時相幀內符合事件 LORs（Line of Response events）光子變化分布的規律，推斷出與呼吸運動時相與配準參數之間的關係，對幀光子LORs 進行配準校正。我們基於探測器靈敏度，採用List-mode 數據模式，研究幀光子數分布特性，經過試驗仿真和臨床測試發現，幀光子數序列分布特性和與患者的呼吸運動呈現高度相關性，而且證明隨著幀光子序列密度的增加，幀光子數分布與呼吸運動參數關係密切相關，並推斷出基本的參數估計模型，可用於運動參數的估計，從而對每時相幀內符合事件 LORs（Line of Response events）光子進行配準校正。本項目研究的結果對PET/CT掃描呼吸運動圖像質量的改進有積極探索促進作用。它的研究結果也可以套用到其它胸腹部內器官，例如肝和心臟等部位的運動偽影校正，經過一定的臨床轉化，對醫院臨床患者的診斷具有潛在的套用價值。