งPET Image Reconstruction
Adam Alessio, PhD and Paul Kinahan, PhD
Department of Radiology
University of Washington
1959 NE Pacific Street, Box 356004
Seattle, WA 98195-6004, USA
aalessio@u.washington.edu
Data Acquisition
Analytic Two-Dimensional Image Reconstruction
Analytic Three-Dimensional Image Reconstruction
Iterative Image Reconstruction
Image Quality and Noise-Resolution Tradeoffs
Summary
References
Positron emission tomography (PET) scanners collect measurements of a patient’s in vivo
radiotracer distribution. These measurements are reconstructed into cross-sectional images.
Tomographic image reconstruction forms images of functional information in nuclear medicine
applications and the same principles can be applied to modalities such as X-ray computed
tomography. This chapter provides a brief introduction into tomographic image reconstruction and
outlines the current, commonly applied methods for PET. This chapter begins with an overview of
data acquisition in PET in 2-D and 3-D mode. The reconstruction methods presented in this chapter
are divided into analytic and iterative approaches. Analytic reconstruction methods offer a direct
mathematical solution for the formation of an image (section II, III). Iterative methods are based on
a more accurate description of the imaging process resulting in a more complicated mathematical
solution requiring multiple steps to arrive at an image (section IV). Finally, section V offers an
introduction into the tradeoffs between the varying methods and provides some guidance on how to
access the quality of a reconstruction algorithm.
Since its introduction to medical imaging applications in the late 1960’s, tomographic
reconstruction has grown into a well-researched, highly-evolved field. The modest goal of this
chapter is to focus on common PET reconstruction methods and not to explain more advanced
approaches. There are several general references on medical image reconstruction with a broader
scope than nuclear medicine, both at the introductory [26, 28, 39] and advanced levels [6, 38, 47].
I. DATA ACQUISITION
The physics of photon generation and detection for PET are described elsewhere in this text.
PET imaging, along with several other imaging modalities, can be described with a line-integral
model of the acquisition. We start by considering the parallelepiped joining any two detector
elements as a volume of response (figure 1). In the absence of physical effects such as attenuation,
scattered and accidental coincidences, detector efficiency variations, or count-rate dependent
effects, the total number of coincidence events detected will be proportional to the total amount of
tracer contained in the tube or volume of response (VOR), as indicated by the shaded area in figure
1(b).
Alessio and Kinahan – PET Image Reconstruction
To appear in Henkin et al.: Nuclear Medicine 2nd Ed. 2
scanner detector 1
detector 2
z axis LOR
detector 1
detector 2
VOR
(a)
งPET ฟื้นฟูภาพ
อาดัม Alessio ดร.และ Paul Kinahan ดร.
ภาควิชารังสีวิทยา
มหาวิทยาลัยวอชิงตัน
1959 NE แปซิฟิกถนน กล่อง 356004
ซีแอตเทิล WA 98195-6004 สหรัฐอเมริกา
aalessio@u.washington.edu
ซื้อข้อมูล
ฟื้นฟูภาพ Two-Dimensional คู่
ฟื้นฟูภาพสามมิติคู่
ฟื้นฟูภาพซ้ำ
คุณภาพของภาพและความละเอียดเสียงยืนยัน
สรุป
อ้างอิง
สแกนเนอร์โพซิตรอน (PET) เก็บรวบรวมการประเมินของผู้ป่วยในสัตว์ทดลอง
radiotracer กระจาย วัดเหล่านี้จะเชิดเป็นเหลวรูป.
รูป Tomographic ฟื้นฟูรูปภาพข้อมูลงานเวชศาสตร์นิวเคลียร์
โปรแกรมประยุกต์และหลักการเดียวกันสามารถใช้กับ modalities เช่นเอ็กซ์เรย์คำนวณ
คอมพิวเตอร์ บทนี้ให้แนะนำสั้น ๆ เป็นรูป tomographic ฟื้นฟู และ
สรุปวิธีปัจจุบัน โดยทั่วไปใช้สำหรับ PET. บทนี้เริ่มต้น ด้วยภาพรวมของ
ซื้อข้อมูลใน PET ในโหมด 2 มิติ และ 3 มิติ วิธีการฟื้นฟูนำเสนอในบทนี้
แบ่งตามวิธีระบบ และซ้ำ วิธีการฟื้นฟูระบบให้ตรงกับ
วิธีแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์สำหรับการก่อตัวของรูปภาพ (ส่วน II, III) ตามวิธีซ้ำ
คำอธิบายถูกต้องมากกว่าการถ่ายภาพเกิดขึ้นมีความซับซ้อนทางคณิตศาสตร์
โซลูชันต้องหลายขั้นตอนถึงที่รูป (ส่วน IV) สุดท้าย ส่วน V มีการ
แนะนำเข้าสู่การยืนยันระหว่างวิธีการแตกต่างกัน และให้คำแนะนำบางอย่างเกี่ยวกับวิธีการ
เข้าถึงคุณภาพของการฟื้นฟูอัลกอริทึม
ตั้งแต่การแนะนำการประยุกต์ทางการแพทย์เกี่ยวกับภาพในในช่วงปลาย 1960 ของ tomographic
ฟื้นฟูจนเข้าเขตห้องวิจัย พัฒนาสูงขึ้น เป้าหมายเจียมเนื้อเจียมตัวนี้
บทคือ การเน้นวิธีฟื้นฟู PET และไม่อธิบายสูงกว่า
วิธีการ มีการอ้างอิงทั่วไปหลายในฟื้นฟูภาพทางการแพทย์ด้วยความกว้าง
ขอบเขตมากกว่าเวชศาสตร์นิวเคลียร์ ทั้งในการเกริ่นนำ [26, 28, 39] และระดับสูง [6, 38, 47] .
I. ข้อมูลการ
ฟิสิกส์ของเราสร้างและตรวจสอบสำหรับ PET อธิบายอื่น ๆ ในข้อความนี้ได้
ภาพ PET พร้อมกับหลาย modalities ถ่ายภาพอื่น ๆ สามารถอธิบายกับบรรทัดทฤษฎีบูรณาการ
รูปแบบของการซื้อ เราเริ่มต้น ด้วยการพิจารณา parallelepiped ร่วมจับใด ๆ สอง
องค์ประกอบเป็นปริมาณของผลตอบรับ (รูปที่ 1) ของลักษณะทางกายภาพเช่นอ่อน,
coincidences กระจาย และอุบัติเหตุ เปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพของเครื่องตรวจจับ หรือขึ้นอยู่กับจำนวนอัตรา
ผล จำนวนเหตุการณ์บังเอิญที่พบจะเป็นสัดส่วนกับจำนวน
ติดตามอยู่ในหลอดหรือปริมาณของผลตอบรับ (ว.), ตามที่ระบุ โดยพื้นที่แรเงาในรูป
1 (ข) .
Alessio และ Kinahan – ฟื้นฟูภาพ PET
ปรากฏใน Henkin et al.: เวชศาสตร์นิวเคลียร์ 2 อุตสาหกรรมมหาบัณฑิต 2
สแกนเนอร์ตรวจ 1
จับ 2
แกน z หล่อ
จับ 1
2
VOR
(a) เครื่องตรวจจับ
การแปล กรุณารอสักครู่..

งPET Image Reconstruction
Adam Alessio, PhD and Paul Kinahan, PhD
Department of Radiology
University of Washington
1959 NE Pacific Street, Box 356004
Seattle, WA 98195-6004, USA
aalessio@u.washington.edu
Data Acquisition
Analytic Two-Dimensional Image Reconstruction
Analytic Three-Dimensional Image Reconstruction
Iterative Image Reconstruction
Image Quality and Noise-Resolution Tradeoffs
Summary
References
Positron emission tomography (PET) scanners collect measurements of a patient’s in vivo
radiotracer distribution. These measurements are reconstructed into cross-sectional images.
Tomographic image reconstruction forms images of functional information in nuclear medicine
applications and the same principles can be applied to modalities such as X-ray computed
tomography. This chapter provides a brief introduction into tomographic image reconstruction and
outlines the current, commonly applied methods for PET. This chapter begins with an overview of
data acquisition in PET in 2-D and 3-D mode. The reconstruction methods presented in this chapter
are divided into analytic and iterative approaches. Analytic reconstruction methods offer a direct
mathematical solution for the formation of an image (section II, III). Iterative methods are based on
a more accurate description of the imaging process resulting in a more complicated mathematical
solution requiring multiple steps to arrive at an image (section IV). Finally, section V offers an
introduction into the tradeoffs between the varying methods and provides some guidance on how to
access the quality of a reconstruction algorithm.
Since its introduction to medical imaging applications in the late 1960’s, tomographic
reconstruction has grown into a well-researched, highly-evolved field. The modest goal of this
chapter is to focus on common PET reconstruction methods and not to explain more advanced
approaches. There are several general references on medical image reconstruction with a broader
scope than nuclear medicine, both at the introductory [26, 28, 39] and advanced levels [6, 38, 47].
I. DATA ACQUISITION
The physics of photon generation and detection for PET are described elsewhere in this text.
PET imaging, along with several other imaging modalities, can be described with a line-integral
model of the acquisition. We start by considering the parallelepiped joining any two detector
elements as a volume of response (figure 1). In the absence of physical effects such as attenuation,
scattered and accidental coincidences, detector efficiency variations, or count-rate dependent
effects, the total number of coincidence events detected will be proportional to the total amount of
tracer contained in the tube or volume of response (VOR), as indicated by the shaded area in figure
1(b).
Alessio and Kinahan – PET Image Reconstruction
To appear in Henkin et al.: Nuclear Medicine 2nd Ed. 2
scanner detector 1
detector 2
z axis LOR
detector 1
detector 2
VOR
(a)
การแปล กรุณารอสักครู่..

งสัตว์เลี้ยงสร้างภาพ
อดัมเลซซิโอ กับ พอล kinahan , ปริญญาเอก , ปริญญาเอกภาควิชารังสีวิทยา
มหาวิทยาลัยวอชิงตัน
1959 NE ถนนแปซิฟิก กล่อง 356004
Seattle , WA 98195-6004 USA
aalessio @ u.washington . edu ซื้อ
ข้อมูลแบบสองมิติ สร้างภาพแบบสามมิติสร้างภาพ
ภาพการฟื้นฟูภาพวนซ้ำ คุณภาพและความละเอียดเสียง
tradeoffs
สรุปอ้างอิงแคนซัสซิตี ชีฟส์ ( สัตว์เลี้ยง ) สแกนเนอร์เก็บวัดของผู้ป่วยกระจายเรดิโ ทรเซอร์ตัว
วัดนี้สร้างในรูปแบบ .
tomographic สร้างภาพรูปแบบภาพของข้อมูลการทำงานในโปรแกรมยา
นิวเคลียร์และหลักการเดียวกันสามารถใช้กับรูปแบบ เช่น เอกซเรย์คำนวณ
โทโมกราฟี .บทนี้ให้สั้นเบื้องต้นในการฟื้นฟูภาพลักษณ์และ tomographic
สรุปปัจจุบัน มักใช้วิธีการสำหรับสัตว์เลี้ยง บทนี้เริ่มต้นด้วยภาพรวมของ
ข้อมูลเพิ่มเติมในสัตว์เลี้ยงในโหมด 3 มิติ และ 2 มิติ . การฟื้นฟูวิธีการนำเสนอในบทนี้แบ่งออกเป็นแนววิเคราะห์
และ ซ้ำ วิธีการวิเคราะห์การเสนอโดยตรง
โซลูชั่นทางคณิตศาสตร์สำหรับการก่อตัวของภาพ ( ส่วนที่ 2 , 3 ) ระเบียบวิธีซ้ำตาม
รายละเอียดถูกต้องมากขึ้นของภาพที่เกิดในกระบวนการที่ซับซ้อนมากขึ้นทางคณิตศาสตร์
โซลูชั่นต้องหลายขั้นตอนที่จะมาถึงที่ภาพ ( มาตรา 4 ) ในที่สุด ส่วน V มี
แนะนำใน tradeoffs ระหว่างวิธีการที่แตกต่างกันและให้คำแนะนำบางอย่างเกี่ยวกับวิธีการ
การเข้าถึงคุณภาพของขั้นตอนวิธีการฟื้นฟู .
ตั้งแต่เปิดตัวแอพพลิเคชั่นถ่ายภาพทางการแพทย์ในช่วงปลายทศวรรษ 1960 , ฟื้นฟู tomographic
ได้เติบโตขึ้นเป็นอย่างดีสนใจ สูงพัฒนาสนาม เป้าหมายเจียมเนื้อเจียมตัวของบทนี้ คือ มุ่งเน้นวิธีการ
ฟื้นฟูสัตว์เลี้ยงทั่วไปและไม่ได้อธิบายวิธีการขั้นสูง
เพิ่มเติมมีหลายอ้างอิงทั่วไปในการฟื้นฟูภาพทางการแพทย์ที่มีขอบเขตกว้างขึ้น
กว่าเวชศาสตร์นิวเคลียร์ ทั้งในเบื้องต้น [ 26 , 28 , 40 ] และขั้นสูงระดับ [ 6 , 38 , 47 ] .
ซึ่งฉันข้อมูลฟิสิกส์ในยุคโฟตอน และการตรวจจับสัตว์เลี้ยงจะอธิบายไปในข้อความนี้ .
การถ่ายภาพสัตว์เลี้ยงพร้อมกับ modalities การถ่ายภาพหลาย ๆสามารถอธิบายด้วยเส้นหนึ่ง
รูปแบบของการซื้อกิจการ เราเริ่มจากการพิจารณา ทรงสี่เหลี่ยมด้านขนานการเข้าร่วมใด ๆสองเครื่องตรวจจับ
องค์ประกอบเป็นปริมาณของการตอบสนอง ( รูปที่ 1 ) ในการขาดของผลกระทบทางกายภาพ เช่น การลดทอน
กระจัดกระจาย และบังเอิญโดยไม่ได้ตั้งใจ การเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพเครื่องตรวจจับ หรือคะแนนนับผลขึ้นอยู่กับ
, จํานวนของบังเอิญเหตุการณ์ตรวจพบจะได้สัดส่วนกับจำนวนของ
ติดตามในการบรรจุหลอดหรือปริมาณของการตอบสนอง ( วอ ) , ตามที่ระบุโดยพื้นที่ที่แรเงาในรูปที่ 1 ( b )
.
เลซซิโอ kinahan –สัตว์เลี้ยงและสร้างภาพ
ปรากฏในเฮงคิ้น et al . : เวชศาสตร์นิวเคลียร์ 2 . 2
1
2
สแกนเนอร์เครื่องตรวจจับเครื่องตรวจจับเครื่องตรวจจับ 1
แกน Z ทองหล่อ เครื่องตรวจจับ 2
( วอ )
การแปล กรุณารอสักครู่..
