多光子飞行时间MLEM在J-PET正电子素成像中的应用
仪器与探测器
2023-10-19 v1 数据分析、统计与概率
医学物理
摘要
我们为Jagiellonian PET（J-PET）扫描仪开发了一种基于飞行时间最大似然期望最大化（TOF MLEM）的正电子素成像方法。系统矩阵元素针对由正电子素（o-Ps）衰变产生的两个湮灭光子和去激发光子组成的符合事件实时计算。利用Geant4库，对放置在两个J-PET原型内部对称位置的四个不同o-Ps平均寿命的圆柱形22Naβ+衰变源进行了蒙特卡洛模拟。将估计的湮灭与正电子发射之间的时间差汇总为直方图（每个体素一个），并由TOF MLEM重建的活度权重更新。模拟仅限于包含o-Ps衰变为背对背光子的过程，从而可采用线性拟合模型从对数尺度下构建的每个直方图中估计平均寿命。为抑制噪声，研究了剔除活度低于峰值2–10%的体素的方法。估计的o-Ps平均寿命与模拟一致，并在高MLEM迭代次数下呈准均匀分布。所提出的正电子素成像技术可进一步升级以包含各种修正因子，并可依据真实o-Ps衰变模型进行修改。
引用
@article{arxiv.2310.11462,
title = {Multi-photon time-of-flight MLEM application for the positronium imaging in J-PET},
author = {Roman Y. Shopa and Kamil Dulski},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.11462},
year = {2023}
}