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先見情報を利用した画像再構成理論の構築とPETへの適用

利用先验信息的图像重建理论构建及其在PET中的应用

基本信息

批准号：
08J08222
负责人：
小林哲哉
金额：
$ 1.15万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J08222/
关键词：
PET 画像再構成 MAP推定先見情報計算機支援診断病変検出能

项目摘要

陽電子放射断層撮影法(PET)は,最尤推定に基づく統計的画像再構成法の導入により画質が改善したが,元々の測定データの統計誤差が大きいため,画質は依然として低い.本研究では,PET画像の大幅な品質改善を目的として,再構成対象である薬剤分布を,患者の正常時の画像(背景画像)と局所的病変の写った画像(スポット画像)の和により表現し,背景画像とスポット画像を別々に且つ同時に推定する,という革新的な概念を提案し,具体的な計算アルゴリズムを開発する.本年度は,提案手法の性能評価のために,コンピュータオブザーバと呼ばれる数値計算による観測者モデルを用いて,提案手法の病変検出性能を評価した.また,提案手法を臨床全身PETデータに適用し,実環境での動作を確認した.その結果,提案手法は,背景画像の滑らかさを決定する正則化パラメータの値を十分に大きな値とし,且つスポット画像の疎らさを決定する正則化パラメータを病変の誤検出・誤消失が過度に発生しないような値とすることで,従来手法と比較して病変検出能が高くなること,腫瘍のコントラストと検出能の両立性が高いことが分かった.また,臨床全身PETデータの再構成実験からは,提案手法のコントラスト対雑音特性が従来手法と比較して優れることが示され,また,異なる体軸断面に存在する複数の腫瘍(今回は肺腫瘍と腹部腫瘍)をスポット画像上に同時に検出でき,提案手法の目的である薬剤分布の正常部位と病変部位の分離再構成を概ね達成できた.ただし,脳や膀胱などの薬剤が生理的に多く集積する部位も誤って病変として検出されたため,そのような擬陽性部位の削減は今後の研究課題となる.

Positron emission tomography (PET) is the most important method to estimate the image reconstruction based on statistical analysis. This research aims to significantly improve the quality of PET portraits, and then analyze the distribution of pharmaceutical agents in the constituent objects. The sum of the patient's normal portrait (background portrait) and the patient's sick portrait (short portrait) is expressed. While the background portrait and the short portrait are distinguished and presumed at the same time, the innovative concept of PET is proposed and specific calculations are developed. This year, the performance evaluation of the proposed method was carried out. The proposed method is suitable for clinical whole-body PET, and the environmental action is confirmed. As a result, the proposed method determines whether the background image is smooth, whether the background image is smooth, whether the background image The reconstruction of clinical whole body PET images was carried out by comparing the acoustic characteristics of the proposed method with those of the original method, showing the existence of multiple tumors (lung and abdominal tumors) on different body axial sections, and simultaneously detecting the reconstruction of normal and diseased sites. In the future, we will study the reduction of the positive parts of the bladder.