基于真实解析系统响应矩阵的全景 J-PET 飞行时间最大似然期望最大化算法适配
医学物理
2024-08-09 v3 计算物理
仪器与探测器
摘要
我们报告了一项针对全身（TB）Jagiellonian PET（J-PET）扫描仪开发的、基于飞行时间最大似然期望最大化（TOF MLEM）的原始图像重建算法的研究。该方法适用于通用的圆柱形或模块化多层布局，并可扩展到多光子成像。系统响应矩阵（SRM）表示为一组解析函数，为用于探测的每对塑料闪烁体条唯一定义。探测器空间中的真实分辨率模型（RM）通过拟合蒙特卡洛模拟的湮灭光子在倾斜横向平面上的发射和探测数据推导得出。嵌入 SRM 的额外核考虑了 TOF、视差效应和轴向模糊。该算法在 GATE 中为 NEMA IEC 和静态 XCAT 体模在 24 模块 2 层全身 J-PET 内模拟的数据集上进行了测试。与无分辨率模型或采用平移不变分辨率模型的参考 TOF MLEM 相比，通过图像质量、差异图像和真实值指标的分析评估，观察到改进。我们还重建了具有加性贡献、经几何预滤波并应用了非 TOF 散射校正的数据。尽管有所劣化，所得结果仍受益于真实分辨率模型，具有更好的边缘保持和更优的真实值指标。具有解析 SRM 的 TOF MLEM 的设想前景包括其在多光子成像中的应用，以及进一步升级以考虑非共线性、正电子射程和其他因素。
引用
@article{arxiv.2302.02967,
title = {TOF MLEM Adaptation for the Total-Body J-PET with a Realistic Analytical System Response Matrix},
author = {R. Y. Shopa and J. Baran and K. Klimaszewski and W. Krzemień and L. Raczyński and W. Wiślicki and K. Brzeziński and N. Chug and A. Coussat and C. Curceanu and E. Czerwiński and M. Dadgar and K. Dulski and J. Gajewski and A. Gajos and B. C. Hiesmayr and E. Kavya Valsan and G. Korcyl and T. Kozik and D. Kumar and Ł. Kapłon and G. Moskal and S. Niedźwiecki and D. Panek and S. Parzych and E. Pérez del Rio and A. Ruciński and S. Sharma and Shivani and M. Silarski and M. Skurzok and E. Stȩpień and F. Tayefi Ardebili and K. Tayefi Ardebili and P. Moskal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.02967},
year = {2024}
}