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基于深度图像先验的PET图像重建
摘要： 近年来，深度神经网络在计算机视觉任务中得到广泛应用并取得成功，也日益受到医学影像领域的关注。深度神经网络应用于医学影像的主要障碍在于需要大量先验训练配对数据，这在临床实践中往往难以实现。对于需要原始数据的医学图像重建问题尤为如此。受深度图像先验框架启发，本研究提出一种个性化网络训练方法——无需任何先验训练配对数据，仅需患者自身先验信息。该网络在迭代重建过程中利用患者特异性先验信息和测量数据进行更新。我们将最大似然估计构建为约束优化问题，并采用交替方向乘子法（ADMM）求解。以磁共振成像（MRI）引导的正电子发射断层扫描（PET）重建为例验证了所提框架的有效性。基于仿真和真实数据的量化结果表明，该重建框架的性能优于高斯后平滑处理、以及采用核方法或神经网络惩罚项的解剖学引导重建方法。
关键词： 正电子发射断层扫描、无监督学习、医学图像重建、深度神经网络
更新于2025-09-04 15:30:14
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基于连续晶体的全环PET原型机的灵敏度与分辨率研究及光分布解析建模
摘要： 灵敏度和空间分辨率是正电子发射断层扫描仪（PET）性能优化的核心参数。为此，研究者采用连续晶体与分段光电探测器光学耦合的探测器组合。相比像素化晶体，连续晶体能提升灵敏度，且空间分辨率不再受限于晶体尺寸——其主要缺陷在于相互作用位置判定困难。本研究展示了一种基于长方体连续晶体耦合硅光电倍增管（SiPM）的环形探测器性能表征。通过沿用先前开发的实验探测器头模拟方案，我们进一步证实：采用锥形晶体可增强灵敏度，其原理是通过增大立体角覆盖范围、缩减相邻探测器间的楔形间隙实现。依据NEMA NU 4-2008标准协议对两种晶体几何结构的扫描仪进行性能表征对比显示：锥形结构在整个轴向视野范围内平均灵敏度提升13.63%，而两者空间分辨率表现相当。锥形晶体的NECR（噪声等效计数率）峰值与真符合计数峰值出现时的活度更低且峰值更高。此外，由于晶体紧密排列减少了间隙，锥形配置在灵敏度图谱中展现出更优的均匀性，对均匀区域的恢复效果优于长方体结构。部分结果（如空间分辨率）取决于相互作用位置估算方法，若采用其他算法可能产生差异。
关键词： NEMA NU 4-2008、蒙特卡罗模拟、图像重建、连续晶体、相互作用深度、正电子发射断层扫描（PET）
更新于2025-09-04 15:30:14
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氟-18标记的氟化物正电子发射断层扫描-计算机断层扫描用于检测动脉粥样硬化斑块
摘要： 大量重大心血管事件的发生是由于冠状动脉存在轻微或一定程度的管腔狭窄。最新生物学研究表明，相较于狭窄程度，斑块的生物构成或易损性对斑块破裂更为关键。为克服解剖学影像的局限性，分子影像技术已被视为各领域中极具前景的成像工具。广泛用于肿瘤学领域的F-18氟脱氧葡萄糖（FDG）就是动脉粥样硬化斑块评估中应用的分子探针范例。FDG作为斑块巨噬细胞葡萄糖代谢与炎症的标志物，是易损斑块的显著特征。近期临床研究已采用F-18氟化物来显影易损斑块。F-18氟化物会在活跃微钙化区域聚集——这通常是斑块形成早期的常见现象。虽然关于F-18氟化物聚集与斑块形成/易损性的关联尚需更多研究，但凭借高特异性聚集、低本底活性及易于获取等特性，F-18氟化物正成为检测易损斑块极具前景的无创成像探针。
关键词： PET（正电子发射断层扫描）、动脉粥样硬化、易损斑块、氟化物
更新于2025-09-04 15:30:14
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基于置信区间约束的正则化框架用于PET定量分析
摘要： 本文提出了一种基于置信区间约束的新型通用正则化断层重建框架。与现有主流正则化方法通过标量参数加权数据拟合项和正则化项来最小化代价函数不同，本算法采用两步流程：第一步聚焦于通过直接估计每个重建值的置信区间来获取图像集合；第二步利用这些置信区间作为约束条件，根据正则化准则筛选最优候选解。研究提出了两种约束方案：第一种能严格保证正则化解符合区间值数据拟合约束，在防止解过度平滑的同时，在空间与统计偏差/方差权衡方面具有显著优势；另一种则设计了具有同等优势的平滑型替代约束方案。通过与解析模拟、GATE仿真及真实PET采集数据的对比实验，验证了该框架的优越性。
关键词： 置信区间、约束正则化、图像重建、全变分、正电子发射断层扫描
更新于2025-09-04 15:30:14
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氟-18-氟脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描/计算机断层扫描在诊断和评估大动脉炎与溃疡性结肠炎中的应用
摘要： 大动脉炎（TA）和溃疡性结肠炎（UC）均为免疫介导的炎症性疾病，但两者合并发生的情况较为罕见。本报告描述了一例29岁女性患者，该患者因UC接受治疗已三年，后因出现左侧颈部疼痛和头痛被诊断为TA。通过氟-18-氟脱氧葡萄糖（18F-FDG）正电子发射断层扫描（PET）/计算机断层扫描（CT）评估了其对肿瘤坏死因子（TNF）抑制剂的反应。PET/CT显示TA对TNF抑制剂有积极反应，内镜检查显示UC也有积极反应。我们得出结论：TNF抑制剂对TA和UC均具有治疗效果。研究发现PET/CT对TA的诊断和评估具有重要价值。
关键词： 正电子发射断层扫描，溃疡性结肠炎，大动脉炎
更新于2025-09-04 15:30:14