Direct3{\gamma}：面向直接三伽马 PET 图像重建的管线

本文提出了一种新的三伽马（3-{\gamma}）正电子断像术（PET）图像重建管线，旨在提高核医学中的空间分辨率并降低噪声。所提出的Direct3{\gamma}管线解决了3-{\gamma} PET系统固有的挑战问题，如探测器缺陷和光子相互作用位置的不确定性，其关键特征在于通过基于蒙特卡洛（MC）模拟的模型来确定相互作用顺序，该模型使用Geant4 Application for Tomography Emission（GATE）工具包训练而成，从而提供构建克朗锥所需的信息，这些锥子与线响应（LOR）相交，以估计辐射源点；管线处理3-{\gamma} PET原始数据，通过沿LOR传播能量和空间不确定性来重建直方图图像，并应用3-D卷积神经网络（CNN）以提高中间图像质量，最终通过监督学习和对抗损失进一步提升图像质量，同时保留细微结构细节；实验结果表明，Direct3{\gamma}在结构相似性指数（SSIM）和峰值信噪比（PSNR）方面 consistently优于传统200 ps时间响应（TOF）PET。