正电子发射断层扫描中晶体间散射的纳入：解析模型与专用重建
医学物理
2026-05-12 v2
摘要
正电子发射断层扫描（PET）中的晶体间散射（ICS）通常被视为一种可能损害图像空间分辨率的退化效应。同时，纳入ICS事件也被认为是提高PET灵敏度的一种潜在方法，这在灵敏度成为限制因素的场景中尤其有益，例如极小动物成像。已经提出了几种恢复ICS事件的方法，其中许多旨在定位第一次相互作用，即康普顿散射点，但通常受限于其成功率、计算负担或对数据和训练的依赖性。相反，本工作为ICS事件提出了一个基于物理的模型，从而推导出灵敏度图像和系统矩阵（统计重建算法所需）的解析表达式，而无需识别原始的响应线。在验证模型之后，本工作展示了如何将ICS事件与常规PET事件一起整合到一个联合图像重建算法中（基于列表模式MLEM），为此也开发了专用的解析模型。为了评估所提出方法的性能，使用MERMAID小鱼PET扫描仪原型获取了图像质量体模的蒙特卡罗模拟和实验数据。模拟和实验结果均表明，虽然恢复系数值略有下降，但纳入ICS事件明显减少了统计噪声并改善了均匀性。
引用
@article{arxiv.2601.05717,
title = {Inclusion of Inter-crystal Scattering in PET: Analytical Models and Dedicated Reconstruction},
author = {Jorge Roser and Hong Phuc Vo and Rebecca Kantorek and Steven Seeger and Magdalena Rafecas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.05717},
year = {2026}
}
备注
This article has been accepted for publication in IEEE Transactions on Radiation and Plasma Medical Sciences. This is the author's version which has not been fully edited and content may change prior to final publication. Citation information: DOI 10.1109/TRPMS.2026.3691192