不同数学函数算法对SPECT空间分辨性能检测影响分析

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SPECT的性能参数

泛源均匀性可由探头本身（固有均匀性），或探头带准直器（系统均匀性）所展示的均匀性程度来定量计算，也可以根据全视野计数密度的最大差异（积分均匀性）或特定距离内计数密度的最大变化率（微分均匀性）来定量计算。
积分均匀性
IU ＝ (max - min) / (max + min) ×100% 探头视野中的均匀性
（2）微分线性�� X及Y方向的线扩展函数峰值偏离距离的标准差表示各点畸形变的标准差
（3）线性值越小，其线性越好。
用以描述相机本身分辨不同能量光子
之间的能力。特别是区分本身射线与散射线的能力
固有能量分辨率（intrinsic energy resolution）
描述探头对γ射线能量的辨别能力
分类：平面系统均匀性（固有均匀性和系统均匀性）和断层均匀性。
描述入射的γ射线强度与测得计数率之间的非线性关系，以及在高计数状态下引起的图象空间位移。
• 最大观察计数率 • 20%丢失时观察计数率 • 观察计数率随活度的变化曲线
描述入射到探头上的γ光子，被观察的概率.
SPECT性能测试体模该体模有有机玻璃组成的三种插件组成。
分辨别是热源病灶测试插件冷源病灶测试插件线性均匀性测试插件分辨别测试热源灶和冷源灶的分辨力还有线性及均匀性和旋转中心。
1.空间分辨率 2. 空间线性 3. 能量分辨率 4. 均匀性 5. 多窗空间配准度 6. 计数率特征 7. 灵敏度 8. 探头屏蔽性能
湿度30%到70% 湿度过大会引起局部的电路的短路甚至引起晶体的潮解过低可能引起局部电路的损坏
（FWHM）来表示 • SPECT断层空间分辨率低于平面图像分辨率

空间谱估计经典算法性能比较

第２ｌ卷
Ｖ０１．２１
第２期
Ｎｏ．２
电子设计工程
ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＤｅｓｉｇｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
２０１３年１月
Ｊａｎ．２０１３
空间谱估计经典算法性能比较
石国德１．王明皓２吕朝晖２（１．沈阳航空航天大学辽宁沈阳１１０１３６；２．沈阳飞机设计研究所辽宁沈阳１１００３５）摘要：空间谱估计是阵列信号处理的一个重要研究方向。空间谱估计理论与技术已日趋成熟，近几十年的经典谱估计技术包括：常规波束形成（ＣＢＦ）、Ｃａｐｏｎ谱估计、多重信号分类（ＭＵＳＩＣ）、旋转不变子空间算法（ＥＳＰＲＩＴ）、最大似然（ＭＬ）、子空间拟合（ＳＦ）及这些算法的扩展和变形。上述算法在各个分散的文章中均有具体深入的理论分析和研究，亦有类似的两种或三种算法的性能比较，但是针对这些所有算法的性能比较就笔者所知尚无公开报道，而使工程实现时对算法的选择没有依据。文中对这些经典算法进行简介，列出各个算法的优缺点，并对性能进行仿真比较使能直观的得到各个算法的性能对比，给工程实现算法选择提供理论依据。
（８）
假设Ｍ个阵元的加权矢量为埘＝№。，Ｗ：，…，ｌｔＪ订，则整个阵列的输出为ｙ＝ｗｎｘ（ｔ），那么￡次快拍输出的平均功率为
置：ｋ（㈨ｅ”，口（０２）ｅ“，…，ａ（Ｏｐ）ｅ”ｐ＋Ⅳ２
．ｓ＋Ⅳ２（９）
‰（埘）＝｝∑Ｊ，，（ｆ）Ｉ与施扛（ｔ）∥（＃）｝埘＝棚埘
时，式（２）即为ＣＢＦ空间谱图，等于
Ｐ僭（ｐ）＝口（日）ＨＲａ（Ｏ）
拟合（ＳＳＦ）。快拍数无限情况下有咕Ａｒ，但事实上快拍数有
限情况下只是近似。可通过构造一个拟合关系来找出ｒ使得
Ｆｉｇ．１
Ｓ＼Ｒ
ｄＢ
图１
ＤＯＡ估计性能随信噪比变化曲线

SPECT性能检测操作细则

SPECT性能检测操作细则SPECT（单光子发射计算机断层扫描）是一种核医学影像技术，通过检测放射性同位素在人体内的分布情况，从而实现对人体器官功能和病变的评估。

为确保SPECT检测的准确性和可靠性，需要严格遵循一系列操作细则。

1.核素选择：在进行SPECT检测前，需要根据病情和医生的要求选择适当的放射性核素。

不同核素的分布特点和半衰期不同，可以提供不同类型的信息。

常用的核素包括99mTc、^131I和^201Tl等。

确保核素的纯度和放射性活度符合要求。

2.患者准备：患者在进行SPECT检测前需要进行适当的准备。

如避免进食刺激性食物、咖啡因和烟草等物质，并根据具体需要停止一些药物的使用。

如果需要，可以要求患者喝足够的水以促进核素的排泄。

3.仪器校准：在使用SPECT仪器之前，首先需要对仪器进行校准。

校准过程包括能量校准和空间校准。

能量校准是调整仪器能够检测到的放射性核素的能量范围，以确保仪器的准确性。

空间校准是通过扫描空间中的标准源来校准仪器的空间解析度。

4.数据采集：SPECT检测过程中，需要将患者置于SPECT仪器的检测床上，并根据具体需要给予静脉注射放射性核素。

然后通过旋转探测器和患者的旋转扫描，收集不同角度上的放射性计数数据。

在数据采集过程中，需要确保患者保持稳定，并根据需要提供适当的支架和定位器。

5.图像重建：采集到的放射性计数数据需要经过图像重建处理才能得到影像结果。

图像重建过程包括滤波、反投影和图像重建算法等。

滤波是对原始数据进行滤波处理以去除噪音和伪影。

反投影是将经过滤波处理的数据重新投影到图像空间中。

图像重建算法是根据经过滤波和反投影处理的数据进行数学处理，生成最终的SPECT图像。

6.图像解释：得到SPECT图像后，需要对图像进行解释和分析。

医生根据图像中放射性同位素的分布情况，评估器官功能和病变情况。

图像解释需要结合临床病史和其他影像学检查结果进行综合分析。

特别是在评估心脏功能和肿瘤等疾病时，图像解释尤为重要。

SPECT性能检测

SPECT性能检测
序号检测项目检测条件(源) 采集条件源距准直器
1
断层空间分辨力
（mm）高比活度，内径长度小于
1mm
断层采集，128×128，120帧（3°/帧），3k/帧，
总计360k。

15cm LEHR
2
系统平面灵敏度
s-1·MBq-1约1mCi锝-99，精确测量
256×256，每个探头分别采集300s的本底计数
N B和含锝-99溶液的灵敏度计数N
10cm LEHR/LEGP
3
系统空间分辨力
（mm）约2mCi锝-99稀释到2ml,测
量计数率
512×512（或最大），每个探头采集1M10cm LEHR/LEGP
4
固有（积分）均匀性
（%）约1mCi锝-99,使计数率
<3.0×104s-1
256×256，每个探头采集16M
5倍视野最大线
径
——
5
最大计数率特性
（s-1）
约1mCi锝-99静态采集模式，分别观察两个探头计数率变化2m以上——
6 固有空间分辨力
（mm）约10mCi锝-99，使计数率
<3.0×104s-1
512×512（或最大），每个探头采集40M 1.5m以上铅栅
7 固有空间微分线性
（mm）。

SPECT空间分辨率

小结
• 这次内容介绍了SPECT空间分辨率 • 晶体决定固有分辨率，准直器决定几何分辨率，二者共
同决定了SPECT的系统分辨率。 • 实际临床应用场景中，SPECT需要配合高质量的图像重
建算法，也就是OSEM算法，才能最终获得最佳的重建空间分辨率，从而得到最佳的图像质量。
• 作为一台由准直器、晶体、电子架构和数据重建整个影像链组成的成像系统，空间分辨率远远比某度上解释的复杂得多。
• 在不使用准直器时，单纯晶体的分辨率称为固有空间分辨率，单纯准直器的分辨率称为几何空间分辨率。而临床显像中必须要装有准直器，因此系统空间分辨率才能反映晶体和准直器的综合性能
SPECT空间分辨率
SPECT性能参数
• SPECT的中文全称是单光子发射计算机成像系统，是核医学科最常见的设备。如何判断一台SPECT的好坏呢？ SPECT的使命就是得到能够反映微小病灶和细节信息的图像，而空间分辨率是图像中可辨别的最小细节的度量。毫无疑问，空间分辨率就是判断SPECT好坏的重要参数
• 早期SPECT采用FBP重建算法，重建空间分辨率在 7.5mm左右，部分容积效应严重，图像模糊。所以FBP 重建算法现已很少用于临床。与FBP相比，OSEM在相对低计数的核医学应用场景下能够呈现出更高质量的图像，因此已成为PET和SPECT最常用的图像重建算法。关于OSEM和FBP的原理以及在核医学中的应用价值
• 为了实现更好的重建空间分辨率，SPECT厂家陆续引入 3D OSEM高级三维迭代重建，包括西门子的Flash 3D和 GE的Evolution[1,2]。以Flash 3D为例，在3D OSEM重建算法的基础上，引入了衰减校正、散射校正、3D降噪模型、探头方向和位置信息的校正，可以带来最佳约4mm 的重建空间分辨率。

SPECT操作质量控制

SPECT操作质量控制引言概述：SPECT（单光子发射计算机断层扫描）操作是一种常用的核医学影像技术，用于检测和诊断各种疾病。

然而，为了确保SPECT操作的准确性和可靠性，质量控制是至关重要的。

本文将详细介绍SPECT操作的质量控制措施，包括仪器校准、图象质量评估、数据分析和结果验证。

一、仪器校准1.1 硬件校准：SPECT设备的硬件校准是确保影像质量的重要步骤。

这包括对探测器系统进行定标和校准，以确保其灵敏度和分辨率的准确性。

此外，还需要校准能量窗宽度，以确保正确的能量范围用于图象获取。

1.2 软件校准：SPECT设备的软件校准包括对数据采集和处理软件进行校准，以确保其准确性和一致性。

这包括对重建算法、滤波器和校正方法进行验证和调整，以获得高质量的图象。

1.3 校准频率：SPECT设备的校准应定期进行，以确保其性能的稳定性和可靠性。

校准频率应根据设备的使用情况和厂商的建议进行确定，并记录在设备的质量控制文件中。

二、图象质量评估2.1 空间分辨率：通过使用线源或者点源进行影像采集，可以评估SPECT设备的空间分辨率。

这可以匡助检测系统中的任何空间畸变，并采取相应的校准措施。

2.2 灵敏度：灵敏度是评估SPECT设备对辐射源的响应能力的重要指标。

通过使用标准源进行灵敏度测试，可以确保设备的灵敏度在可接受范围内。

2.3 噪声和伪影：噪声和伪影是影响图象质量的主要因素。

通过对均匀介质进行影像采集，并进行噪声和伪影分析，可以评估SPECT设备的噪声水平，并采取措施进行优化。

三、数据分析3.1 ROI测量：ROI（感兴趣区域）测量是对SPECT图象进行定量分析的重要步骤。

通过选择适当的ROI，并使用标准曲线进行校准，可以准确测量感兴趣区域的放射性浓度。

3.2 空间变换：在某些情况下，需要对SPECT图象进行空间变换，以便更好地显示和分析特定区域的细节。

这可以通过应用滤波器、重建算法或者变换方法来实现。

3.3 数据校正：SPECT数据校正是确保图象准确性和可靠性的重要步骤。

SPECT操作质量控制

SPECT操作质量控制SPECT操作质量控制是一种常用的核医学成像技术，用于评估患者的生物学功能和疾病诊断。

在进行SPECT操作时，质量控制是确保成像结果准确可靠的关键步骤。

本文将详细介绍SPECT操作质量控制的标准格式，包括设备校准、图象质量评估和数据分析等内容。

一、设备校准1. 相机校准相机校准是保证SPECT成像结果准确性的重要步骤。

在进行校准之前，需要检查相机的机械稳定性和功能性能。

校准过程包括以下几个方面：- 空间分辨率校准：使用线源或者网格源进行空间分辨率校准，确保相机能够准确表示不同空间分辨率的结构。

- 能量校准：使用能量校准源进行能量校准，确保相机能够准确表示不同能量的γ射线。

- 散射校正：使用散射源进行散射校正，减少散射对成像质量的影响。

- 零位校准：使用背景校准源进行零位校准，确保相机能够准确表示背景计数。

2. 环境校准环境校准是保证SPECT成像结果稳定性的重要步骤。

在进行校准之前，需要检查实验室环境的温度、湿度、噪音等因素。

校准过程包括以下几个方面：- 温度校准：使用温度计对实验室温度进行测量，确保温度稳定在合适的范围内。

- 湿度校准：使用湿度计对实验室湿度进行测量，确保湿度稳定在合适的范围内。

- 噪音校准：使用噪音仪对实验室噪音进行测量，确保噪音对成像结果的影响最小化。

二、图象质量评估1. 空间分辨率评估空间分辨率是评估SPECT成像系统分辨率的重要指标，直接影响成像结果的清晰度和细节展示。

空间分辨率评估可以通过以下几种方法进行：- 线源法：使用线源进行成像，测量线源的宽度和间距，计算空间分辨率。

- 点源法：使用点源进行成像，测量点源的直径和间距，计算空间分辨率。

- 模体法：使用模体进行成像，测量模体中小细节的清晰度和边缘分辨率。

2. 对照度评估对照度是评估SPECT成像系统对不同组织和病变的显示能力的重要指标。

对照度评估可以通过以下几种方法进行：- 人工评估：由经验丰富的核医学专家对成像结果进行视觉评估，判断不同组织和病变的对照度。

SPECT的性能

空间线性
1、空间线性描述γ照相机的空间几何位置畸变，考察位置短阵电路的性能。空间线性可用Slit 模型(即分辨力模型)或相等间隔的铅栅模型等测量。根据铅栅模型成像的铅条弯度情况定性或定量测定y 照相机空间线性。空间线性有绝对线性和微分线性，绝对线性表示空间位置畸变的最大值，微分线性则表示各点位置畸变的标准差，均以mm 为单位。 2、方法此项调Hit 可利用宅间分辨力测量的数据。
UD=[(CH-CL)/(CH+CL)] ×100％
均匀性
显像系统的不均匀性可以产生伪影，影响显像质量，在一般显像中，非均匀性误差应控制在3%~5%。平面显像误差可直接影响断层影像的重建。如:平面显像1%误差，通过图像重建可放大到20%，产生严重的热区和冷区。当能峰漂移时会影响系统的均匀性，从而影响图像质量
均匀性
积分均匀性（integral uniformity）
反映的是照相机视野内最大计数与最小计数之差的百分比。
U1=[(Cmax-Cmin)/(Cmax+Cmin)] ×100％微分均匀性(differential uniformity)
指均匀性随距离的变化。NEMA规定应考察5-6个像素单元内视野在X、Y两个方向最大计数和最小计数的相对百分比。
空间线性
3、结果根据胶片或被技片上铅条弯曲的最大位移，确定空间非线性的大小。其位移的最大值应<0.5mm。若租过此值或验收指标 10% 的偏移则应对机器进行调试。注意采集时计数率不跑过20kcps。半年质控
平面源灵敏度
4、方法:将探头面水平朝上，铺上一层薄的塑料布(防止核素污染探头表面) ，模型紧贴于探头正中心。模型内注入水溶液，高度约3 mm，注入放射性核素，搅拌均匀(无均匀性要求)。测量注入前后剩余的核素的强度，精确到5 %，测量3 次取均值。计算注入源的强度。静态采集，采集总计数100kcount (或时间100s) ，记录采集时间(或计数个数)。采集完毕，移去平面摞模型，测量本底计数 3min。将平面源计数进行衰减校正及扣除本底后计算平面源灵敏度。注意采集时的计数率应20kcps左右。测量系统灵敏度时源可适当增强; 5、结果:平面源灵敏度与机器验收指标值偏移大于10% 时应对机器进行检修和调试。

SPECT_CT质量控制及影响因素探讨

SPECT/CT质量控制及影响因素探讨发布时间：2022-12-23T08:28:12.971Z 来源：《中国医学人文》2022年26期作者：罗建威[导读] SPECT/CT的性能和功能的稳定，可以确保图像质量的水平提升，罗建威深圳市贝斯达医疗股份有限公司 , 广东深圳 518116摘要：SPECT/CT的性能和功能的稳定，可以确保图像质量的水平提升，在临床应用过程中更加具有保障，检测影响质量的各项指标，对设备的影响因素展开研究，维护设备的稳定运行，保证设备的功能更加有效，促进成像质量处于良好状态，以便于更好的实现设备的临床价值，为疾病诊断提供技术支撑。

关键词：SPECT/CT；质量约束；影响因素引言：对于SPECT/CT，它在医学方面发挥了重要的作用，属于重要的影像诊断设备，它包含了功能显像的SPECT，同时包含了具有解剖结构成像的CT，二者的有机结合，实现了优势互补，达到了一加一大于二的成像效果，应对病变情况，不但可以得到解剖的图像，还能得到病变的功能代谢图像，在目前的医学影像诊断方面具有重要的意义，SPECT/CT属于组合形式的大型设备，因此对其图像质量的约束是必要的。

一、设备和方法（一）关于SPECT图像质量约束的分析根据检测的标准要求，制定好时间的规划，展开SPECT的各项指标的测试，包含固有非均匀性、固有能量分辨率、空间分辨率、空间非线性、旋转中心偏移等，本文主要侧重于研究固有非均匀性以及旋转中心偏移。

依据单光子发射计算机断层成像设备的规范要求，对于固有非均匀性，需要每周进行一次测试。

测试时，需要将探头上的准直器取下，按要求制备点源，并将点源放置到合理的位置，在距离探头五倍视野处，点源产生的效果和面源的效果一致。

应用质量控制的程序，选取合适的采集矩阵和采集总计数方式，保证每个像素点采集到足量的计数，数据采集完成后，利用质控程序就可以自动计算出固有非均匀性，包括中心视野和有效视野两个方面的指标。

SPECT性能检测操作细则

SPECT性能检测操作细则为规范实施spect性能检测，参照国标《放射性核素成像设备性能和试验规则第2部分：单光子发射计算机断层装置》（GB/T 18988.2-2003）、《放射性核素成像设备性能和试验规则伽马照相机》（GB/T18989-2003），结合我单位检测设备，制定《spect性能检测操作细则》。

1.固有平面积分均匀性使用99mTc点源（约0.5到0.8mCi），所用活度使计数率在15kcps～30 kcps，放置于距离探测器表面中心5倍FOV以上位置，卸下准直器，两个探测板处于垂直状态，显示矩阵为256×256；预置采集总计数16M；zoom取1。

进行静态采集，分别测试两个探测器。

2.最大计数率使用99mTc点源（约0.5到0.8mCi），所用活度使计数率在15kcps～30 kcps，放置于距离探测器表面中心5倍FOV以上位置，卸下准直器，两个探测板处于垂直状态，采用临床常用条件采集，缓慢移动点源，读取最大计数率；依次测试两个探测器。

3.固有空间分辨率、固有空间线性99mTc点源<约13mCi，体积不限>，各方向尺寸小于2cm，所用活度使计数率在15kcps～30 kcps，放置于距离探测器表面中心1.5m以上位置。

卸下准直器，两个探测板处于垂直状态。

显示矩阵为512×512；预置采集总计数40M；zoom取1。

进行静态采集，分别测试两个探测器。

4.系统平面灵敏度4.1安装临床常用的低能准直器，使两个探测器之间的距离为20cm。

4.2进行本底采集，显示矩阵为256×256；预置采集总时间为300s。

4.3 99mTc溶液(约1mCi，体积不限)，放入灵敏度模体内，并加入80ml水，滴入适量红墨水。

显示矩阵为256×256；预置采集总时间为300s，进行采集。

4.系统空间分辨力99mTc（约2mCi，约2mL），注入双线源模体。

安装临床常用的低能准直器，使两个探测器之间的距离为20cm。

SPECT性能分析软件使用说明书

SPECT性能检测软件使用说明书V1.0北京泽安科技有限责任公司本软件用于配合SPECT性能检测模体用于SPECT性能检测。

可测量SPECT性能指标包括：1）系统平面灵敏度2）固有空间分辨率（固有空间分辨力）3）系统空间分辨率（系统空间分辨力）4）固有空间均匀性5）固有空间线性6）断层空间分辨率（断层空间分辨力）软件只对特定图像格式进行处理，因此测试中所有图像文件格式应该为DICOM格式文件，不应使用其他的格式存储图像。

软件界面和分析图像见下图。

点双击图标，进入启动画面。

如出现图1的错误提醒，不必理会，直接点击“继续”按钮即可。

完整程序界面如下图所示。

菜单栏包括“文件”，“查看”和“图像信息”。

工具栏包括最长使用的一些操作工具。

点击文件菜单或点击工具栏中打开文件选项，弹出文件选择对话框，点选所要分析的DICOM文件。

选择文件后，所有工具栏中的工具全部激活，处于可使用状态（彩色状态）。

将鼠标置于所工具栏上时，显示所点工具栏工具的具体功能。

一、系统平面灵敏度1）点击本底图像文件，显示如上图。

2）点击“图像信息”，显示此图像的矩阵大小，总计数的信息。

如下图：)；3）记录总计数：6118(NB4）点击灵敏度模体图像文件，如下图：4）可点击“图像信息”或直接看右下角数字，显示总计数：680261(N)5）计算灵敏度：灵敏度S （单位:s -1·Bq -1）按下面公式计算：B 1S=(N-N )/(300A )⨯A 1为采集时的活度（单位Bq ），假设此处为37MBq ，则计算为：B 1S=(N-N )/(300A )⨯=（680261-6118）/(300*37) = 60.7（s -1·MBq -1）二、固有空间分辨率（固有空间分辨力） 1）选择待分析的铅栅图像，如图：2）点击第二个工具图标3）右下角显示计数值和此点的坐标值。

移动键盘上的上下左右建，可相应移动图像的十字光标，并显示对应的像素值和坐标。

SPECT的性能

空间线性
3、结果根据胶片或被技片上铅条弯曲的最大位移，确定空间非线性的大小。其位移的最大值应<0.5mm。若租过此值或验收指标 10% 的偏移则应对机器进行调试。注意采集时计数率不跑过20kcps。半年质控
探头面水平朝上将面泛源源紧贴于准直器上并覆盖探头且超出边缘5cm断层均匀性即对均匀的体模进行断层采集和重建后图像的均匀性均匀性均匀性评价有定性法和定量法定性法是用肉眼观察图像中放射性的分布是否均匀用感兴趣区技术测量单位时间内的放射性技术评价均匀性在10范围
SPECT的性能
均匀性
均匀性指有效视野内各部位对均匀分布的放射源相应的差异，即各部位计数率的离散度，是SPECT最基本和最重要的性能参数，直接关系到是否能如实反映所测体内放射性分布的情况。分为：固有分辨率系统分辨率
均匀性
积分均匀性（integral uniformity）
反映的是照相机视野内最大计数与最小计数之差的百分比。
U1=[(Cmax-Cmin)/(Cmax+Cmin)] ×100％微分均匀性(differential uniformity)
指均匀性随距离的变化。NEMA规定应考察5-6个像素单元内视野在X、Y两个方向最大计数和最小计数的相对百分比。
空间分辨率
空间分辨力表示γ 照相机分辨两个点源或线源最小距离的能力。γ 照相机的系统分辨力由γ 照相机固有分辨力和准直器分辨力共同决定。即 2 2 Rs= RI + Rc Rs 为系统分辨力; RI为固有分辨力; Rc 为准直器分辨力。

固有分辨力的测定 (1)模型:固有分辨力模型或相应的四象限铅栅模型。 (2) 源: 99mTc 点源， 0.5 mCi。 (3)γ 照相机设置:窗宽20% ;矩阵为256 x 256 或128 x 128; 预置计数15MCount (4) 方法:移去准直器，探头面水平朝上。①点源:放置在探头视野中心，距离探头平面约5 倍UFOV 远 ;②使用:模型紧贴于探头面上，模型的铅栅方向与X(或Y) 轴平行，拍摄一张胶片后，将模型旋转90° ，再采集一帧，拍摄胶片。注意采集时计数率20kcps左右; ③使用四象限铅栅模型:与固有分辨力模型使用相同，只是模型需旋转90°二次，每个象限各采集一帧; (5) 处理与结果:依据γ照相机的铅栅模型图像判定空间分辨力的好坏。胶片上显示的最小铅条宽度即为照相机的最佳空间分辨力。定量测量系统分辨力可用点扩展函数 (DSF) 或线扩展函数(LSF) 进行计算，计算LSF 的半高宽度FMHM ，也可以用推荐的经验公式FMHM= 1.75B 汁算， B 为γ照相机分辨出的模型最小铅栅宽度，全面评价影像设备的分辨能力还应研究调制转换函数(MTF) 。

SPECT的性能参数

registration）
• 描述不同能窗成像时，γ相机对不同
能量光子的定位能力
• 用不同能窗时一点源的图像在X及Y
方向上的最大位移表示。

与准直器壁所覆盖晶体面积和总面积
的比值有关，与准直器厚度成反比例

描述探头对视野之外源的屏蔽能力

对患者本身FOV之外放射性的屏蔽

用点源（点源与探头平面的垂直距离为20cm）在距探头FOV

描述入射的γ射线强度与测得计数率之
间的非线性关系，以及在高计数状态
下引起的图象空间位移。
• 最大观察计数率
• 20%丢失时观察计数率
• 观察计数率随活度的变化曲线

描述入射到探头上的γ光子，被观察的
概率.
灵敏度(sensitivity)描述探头对源的响应
能力

系统平面灵敏度
晶体的损坏

均匀性：γ射线均匀照射探头时在其所产生
的平面图像上计数的均匀分布情况。
影响因素：PMT老化、前置放大电路增益不
匹配、PHA分析不稳定、能峰漂移、直流高
压不稳定、采集和重建等过程中产生的噪
声等，从而影响均匀性和灵敏度。

分类：平面系统均匀性（固有均匀性和系
统均匀性）和断层均匀性。
– 探头对平行于该探头放置的特定平面源的
灵敏度
– 与准直器的类型、晶体厚度、窗宽、源的
种类及形状有关
– 与源距准直器的距离无关
• 单位活度在单位时间内的计数
• 单位：counts/(min·MBq)、
counts/(s·MBq)、或counts/(min·μCi)

SPECT四象限铅栅法固有空间分辨力和线性稳定性检测的研究

(3)质量控制模体。①四象限铅栅模体，采用各医疗机构SPECT设备随机附带的四象限铅栅模体中， 40台设备中35台为设备随机附带，5台由检测机构自带或向邻近医院借用；②点源，用放射性高锝酸钠 (Na99TcmO4淋洗液自行制作；③四象限模体由4个象限且间隔和宽度不同的平行铅条组成，在同一个象限内，铅条间隔和宽度相同，4个象限中铅条的宽度为 2.0～6.4 mm，厚度为3 mm[8-9]。每个铅栅按照狭缝宽度从小到大分别为第1～4象限。 1.2 检测数据采集方法
空间分辨力检测显示，探头1、探头2检测合格的SPECT数量分别为29台、30台，合格率分别为72.5%、75%；在标准允许
5%偏差的情况下，探头1、探头2检测合格的SPECT数量均为37台，合格率均为92.5%；检测不合格的SPECT使用年限均
在10年以上。结论：纳入调查的37家医院中有90%的医院均能自主利用四象限铅栅法完成SPECT固有空间分辨力和固有空
Electrotechnical Commission，IEC)、GBT189892013[3-5]以及国家卫生行业标准“伽玛照相机、单光子发射断层成像设备(SPECT)质量控制检测规范”(WS523-2019)[6]等中都有这两项指标的相关内
显像图像的质量与安全，对设备进行质量控制非常容，其中，WS523-2019标准中将医疗机构对SPECT
使用的40台(37家)SPECT设备进行固有空间分辨力和固有空间线性稳定性的检测，其中36台设备由医院质量控制人员检
测完成，4台设备由SPECT设备保修单位检测完成。结果：在对40台SPECT的固有空间线性检测显示，40台SPECT中1台
SPECT的两个探头的狭缝图像均有明显的弯曲，检测不合格，其他39台的两个探头的检测均合格，合格率为97.5%；固有

医学影像SPECT重建中的数据处理技术研究

医学影像SPECT重建中的数据处理技术研究伴随着医学技术的迅速发展，医学临床应用中的影像技术也得到了很大的提升和发展。

其中，单光子发射计算机断层摄影技术（SPECT）是一种常用的医学影像技术，它可以对人体内部进行非侵入性的检测，帮助医生诊断疾病。

在SPECT技术中，重建图像是最为核心的的环节。

一般来说，由于探测仪器本身的限制和列阵探测器的分辨率，采集到的原始数据噪声很大。

因此，在进行重建处理时，需要对原始数据进行一系列的处理和优化，以得到高质量的影像。

SPECT重建中常用的数据处理技术主要包括预处理和后处理两大类型。

下面将分别对这两类技术进行介绍和分析。

一、预处理技术在SPECT数据处理过程中，预处理是非常重要的一步。

主要目的是对采集到的原始数据进行降噪处理、去除干扰，同时还需要对数据进行滤波。

具体而言，预处理主要包括以下几个重要环节。

（一）背景校正由于探测器自身的缺陷或者其他干扰因素的存在，采集到的SPECT原始数据中会包含一些背景噪声。

这些噪声会对最终重建图像产生一定的干扰。

因此，在进行SPECT重建处理之前，需要对原始数据进行背景校正。

这个过程包括用背景探测器获取背景数据，进而从采集到的原始数据中减去背景信号，得到经过背景校正的数据。

（二）干扰消除干扰是指那些不属于感兴趣区域的信号，包括散射和照射等。

在SPECT重建中需要将干扰信号从原始数据中去除，以避免对图像质量产生干扰。

常见的干扰消除方法主要有散射校正和减去照射背景。

（三）滤波由于计算机处理能力的限制，SPECT原始数据中通常会出现噪声。

这些噪声对于最终的重建图像具有很大的影响。

在进行重建处理前，需要进行滤波处理，降低噪声对图像的影响。

二、后处理技术在进行重建处理之后，为了进一步优化和美化最终的重建图像，需要进行后处理操作。

后处理技术的主要目标是增强图像的质量和清晰度，使得重建图像更具有临床应用价值。

常用的后处理技术主要包括以下几个方面。

基于奇异值分解的speckle噪声滤波算法研究

基于奇异值分解的speckle噪声滤波算法研究在图像处理和图像领域，总是会看到令人头疼的噪声。

噪声影响图像质量，降低图像清晰度，并且影响背景信息提取和特征提取的准确性。

因此，去噪是一个研究热点。

特别是激光雷达图像，由固有的speckle噪声而进一步形成的speckle噪声模式是至关重要的。

基于奇异值分解的Speckle噪声滤波算法是一种新的基于图像处理的有效去噪算法。

该算法受奇异值分解的启发，提出了一种新的基于空间的Speckle噪声抑制算法。

与其他滤波技术相比，它具有更高的去噪性能和较小的失真量。

首先，本文简要概述了Speckle噪声及其特性，接着对基于奇异值分解的Speckle噪声滤波算法进行了详细介绍，包括基本原理、步骤及其实现算法。

其次，本文介绍了算法的实验结果，分析其在实际应用中的性能。

为了验证基于奇异值分解的Speckle噪声滤波算法的有效性，实验对比了Speckle噪声滤波和均值滤波方法，以及影响滤波性能的因素，包括窗口大小、奇异值个数和聚焦距离。

实验结果表明：该算法能有效去除Speckle噪声，可以较好地提升图像的质量，并且具有良好的稳定性。

最后，本文进行了总结，指出了基于奇异值分解的Speckle噪声滤波算法的优势，并且指出了算法未来研究的方向。

本文研究基于奇异值分解的Speckle噪声滤波算法，主要研究了Speckle噪声及其特性。

分析了基于奇异值分解的Speckle噪声滤波算法的基本原理、步骤及其实现算法，并且进行了实验论证，得出算法具有良好的去噪性能和稳定性的结论。

同时，还提出了未来可改进的研究方向。

总而言之，基于奇异值分解的Speckle噪声滤波算法是一种有效的去噪算法，可用于激光雷达图像的处理和改进。

SPECT断层图像分辨力及其影响因素的研究的开题报告

SPECT断层图像分辨力及其影响因素的研究的开题报告一、研究背景及意义单光子发射计算机断层扫描（SPECT）是一种非侵入性成像技术，用于对内部器官和组织进行诊断。

SPECT成像利用放射性核素放出的γ射线进行成像，可以获取三维空间中的分布信息，对诊断多种疾病有较高的敏感性和特异性。

但是，SPECT成像受噪声和分辨率等因素的影响，尤其是分辨率问题，极大地限制了其应用范围和成像效果。

因此，本研究旨在研究SPECT成像的分辨率问题，探究分辨率的影响因素和分辨力的提高方法，为临床医学提供更可靠的成像技术。

二、研究内容和方法本研究将从以下几个方面进行探讨：1. 什么是SPECT图像的分辨率？它如何反映SPECT成像质量？2. 影响SPECT分辨率的因素有哪些？它们的原理和作用机制是什么？3. 建立SPECT图像分辨率评估指标体系，开展实验评估不同因素对SPECT分辨率的影响。

4. 探究分辨率提高方法，包括成像参数的优化、噪声抑制算法等。

具体研究方法包括文献综述、实验测量、数据处理和成像模拟等。

三、预期研究结果和意义本研究有望实现以下预期研究结果和意义：1. 确定SPECT图像分辨率的评价指标，实现对SPECT成像效果的科学化、客观化评估，为临床医学提供更可靠的成像技术。

2. 建立SPECT图像分辨率影响因素的理论模型，揭示各影响因素的物理机制和作用原理，为提高SPECT成像质量提供理论和实践参考。

3. 探究SPECT分辨率提高方法，开发并应用成像参数优化、噪声抑制算法等技术手段，提高SPECT成像质量和应用价值。

四、研究进度安排1. 完成文献综述和理论研究（8周）2. 设计和实施实验测量（12周）3. 数据处理和分析（8周）4. 整理成果，撰写论文（8周）总计36周，按计划进度完成。

SPECT系统的成像算法研究的开题报告

SPECT系统的成像算法研究的开题报告一、研究背景单光子发射计算机断层扫描（SPECT）是一种非侵入性的成像技术，广泛应用于医学影像学领域。

SPECT成像技术利用患者体内注射放射性同位素并记录辐射发射来生成三维图像。

由于SPECT技术具有高度的敏感性和分辨率，在临床诊断和治疗中发挥着重要作用。

然而，SPECT成像技术存在着某些局限性，例如图像空间分辨率低、噪声等问题。

为了克服这些问题，研究人员不断探索新的成像算法以提高SPECT成像技术的性能。

二、研究目的本研究旨在设计一种新的SPECT成像算法，以提高SPECT成像技术的性能。

三、研究内容1. SPECT成像技术基本原理和方法，包括图像获取、数据重建和图像呈现等方面的知识；2. SPECT成像技术中存在的问题和局限性；3. 常用的SPECT成像算法和方法的介绍和评价；4. 基于深度学习的SPECT成像算法设计和实现，包括数据预处理、模型搭建和训练等方面。

四、研究意义本研究将为SPECT成像技术的发展提供新的思路和方法。

设计的新算法可以提高SPECT成像技术的性能并改善其在临床应用中的效果。

五、研究方法本研究将采用深度学习方法，包括卷积神经网络（CNN）、循环神经网络（RNN）等，对SPECT成像数据进行处理和分析。

具体方法包括数据预处理、模型构建、模型训练和结果分析等。

六、预期结果本研究将提出一种新的SPECT成像算法，并通过对真实数据的实验验证，对该算法进行性能评估和分析，以探索其在临床应用中的潜在价值。

预计该算法将具有更高的成像质量和更快的成像速度，从而提高SPECT成像技术在临床诊断和治疗中的应用。

七、研究周期本研究计划在两年内完成。

其中第一年主要是对SPECT成像技术和相关算法进行理论学习和实践探索；第二年主要是进行算法设计、数据实验和成果分析。

八、研究进度安排第一年：1. 学习SPECT成像技术和相关算法；2. 收集和处理SPECT成像数据；3. 探索算法设计和数据预处理方法。

扇形模式下SPECT图像重建算法之比较研究(一)

扇形模式下SPECT图像重建算法之比较研究(一)【摘要】目的：比较研究扇形几何模式下单光子发射断层成像（SPECT）中三种典型重建算法的衰减补偿性能.方法：描述并分析扇行投影方式下和Novikov逆变换三种算法的重建公式，对模型进行重建，并对重建时间及图像质量进行比较.结果：基于Novikov逆变换的定量解析重建算法得到的图像质量与OSEM迭代算法近似，而重建时间大大缩短.结论：定量解析重建算法可快速有效补偿非均匀衰减因素影响，具有广泛应用前景.【关键词】体层摄影术发射型计算机单光子有序子集最大期望滤波反投影定量重建0引言单光子发射断层成像（singlephotonemissioncomputertomography,SPECT）技术广泛应用在核医学临床诊断中.由于人体组织对发射的光子具有吸收衰减作用，如果在重建过程中不考虑该因素，将导致出现假阳性结果.以往对非均匀衰减的补偿主要是通过迭代算法来实现〔1-3〕.近年来Novikov〔4〕给出了平行投影下、非均匀衰减Radon逆变换的求解公式，才使得具有任意真实衰减分布的SPECT解析重建算法成为可能.Kunyansky〔5〕利用Novikov的逆Radon变换求解公式，提出一种可校正非均匀衰减的SPECT解析重建算法，对类似人的胸腔这样复杂的非均匀衰减分布，也能进行准确的补偿.本研究在将Novikov逆变换公式扩展至扇行投影方式的基础上〔6〕，对三种典型重建算法，即经典滤波反投影法（FBP），迭代算法的代表有序子集最大期望值法（），及基于Novikov逆变换的解析重建算法的衰减补偿性能、重建图像质量及重建时间进行比较评价，为今后该领域的研究工作提供参照.1对象和方法1.1对象对扇行投影方式下FBP，以及Novikov求逆变换公式三种重建算法进行描述与推导，并对重建结果进行定量分析.1.2方法1.2.1FBP滤波反投影重建算法的基本思想是：在某一投影角度下取得投影函数（一维函数），对此一维投影函数做滤波处理，得到一个经过修正的投影函数.然后再将此修正后的投影函数做反投影，得到重建后的图像〔7〕：f(x,y)=∫π〖〗0dθ∫+∞〖〗-∞gθ(R)δ(xcosθ+ysinθ-R)dR(1)其中，gθ(R)=∫+∞〖〗-∞Fθ(ρ)|ρ|e2πjρRdρ，Fθ(ρ)为在θ角度下投影函数（极坐标）的一维傅立叶变换.δ(xcosθ+ysinθ-R)代表直线xcosθ+ysinθ=R 滤波反投影在实现图像重建时，只需做一维傅立叶变换，且可并行进行，图像重建速度快，因而在临床中得到广泛应用.但是，由于该算法不能补偿衰减等因素对图像的影响，重建结果只能提供定性分析，图像中存在伪轮廓现象.扇形投影方式下的滤波反投影研究可参阅文献〔7〕.1.2.2有序子集最大期望值（OS）算法作为迭代算法的代表，以最大似然最大期望值方法为基础.由于在算法中，每一次对所有投影数据计算的结果只能更新重建图像一次，而在算法中，投影数据被划分为G个有序子集Sg∶g=1,2,∧,G，对每个子集的计算结果都将重新更新一次图像.这样，对所有的子集都计算一遍后，就相当于对初始图像更新了G次，从而大大提高收敛的速度.对有序子集g=1,2,∧,G投影：p(I,g)lmn=∑〖〗∈Sg （2）反投影：f(I,g+1)ijk=f(I,g)ijk〖〗∑〖〗lmn∈SGhijk,lmn∑〖〗lmn∈SGhijk,lmnplmn 〖〗p(I,g)lmn（3）其中，hijk,lmn是点(i,,j,k)在探测头(l,m,n)上的投影.I为迭代次数.每次迭代完成后，f(I,G+1)ijk作为新的f(I+1,1)ijk用于下次迭代计算.在利用算法重建SPECT图像的过程中，子集的选取极为关键.子集数量过少，将影响收敛速度；过多，则可能导致不收敛或收敛到局部收敛点.在实际操作中，子集数目通常取8的倍数.迭代算法能够处理复杂的真实成像模型，重图像质量好，但由于计算量较大，且存在正则及收敛问题，目前还未在临床广泛应用.1.2.3Novikov逆变换公式平行投影方式下Novikov的逆变换公式可参阅文献〔4〕.在扇形投影方式下，投影线、探测器及重建图像间有对应几何关系（图1）.其中O，S分别为坐标原点与扇形束焦点，P为重建图像中任意点.σ为OS与投影线夹角，为OS与PS夹角.β为OS与y 轴夹角，D为OS间距离.基于推导卡迪尔坐标与极坐标间的偏微分方程，我们将Novikov逆变换公式进一步推广到扇形模式下〔6〕：f(r,φ)=1〖〗4πRe∫2π0Wβ(r,φ,σ)〖〗πKdβ∫π/2-π/2D2cos2σ〖〗-〖〗〖〗4πRe∫2π0W1β(r,φ,σ)〖〗πKdβ∫π/2-π/2g(σ,β)Dcosσ〖〗-σ)dσ(4)其中，K=r2+D2+2rDsin(β-φ)(5)-φ)〖〗K(6)g(σ,β)=e1〖〗2〔(I+iΓ)k〕(σ,β)p(Dsinσ,σ+β)(7),t)--φ),t=rsin(θ-φ)(8)-h(s,θ)〖〗-φ),t=rsin(θ-φ)(9) Novikov逆变换公式解决了一直以来通过解析算法无法解决的、非均匀衰减情况下逆Radon变换的精确求解问题.基于该公式，近年来提出了大量SPECT解析重建算法.。

扇形模式下SPECT图像重建算法之比较研究

扇形模式下SPECT图像重建算法之比较研究范毅;卢虹冰;郝重阳;LIANG Zheng-Rong【期刊名称】《第四军医大学学报》【年(卷),期】2007(028)010【摘要】目的:比较研究扇形几何模式下单光子发射断层成像(SPECT)中三种典型重建算法的衰减补偿性能.方法:描述并分析扇行投影方式下FBP, OS-EM和Novikov逆变换三种算法的重建公式,对Shepp-Logan模型进行重建,并对重建时间及图像质量进行比较.结果:基于Novikov逆变换的定量解析重建算法得到的图像质量与OSEM迭代算法近似,而重建时间大大缩短.结论:定量解析重建算法可快速有效补偿非均匀衰减因素影响,具有广泛应用前景.【总页数】3页(P947-949)【作者】范毅;卢虹冰;郝重阳;LIANG Zheng-Rong【作者单位】西北工业大学电子信息学院,陕西,西安,710072;第四军医大学计算机教研室,陕西,西安,710033;西北工业大学电子信息学院,陕西,西安,710072;纽约洲立大学石溪分校,纽约,美国【正文语种】中文【中图分类】Q-334【相关文献】1.动作发展视野下初中阶段篮球教学实验研究——动作发展山峰模式与传统单元模式篮球教学比较研究 [J], 刘霞;王兴泽2.信息技术环境下翻转课堂在中学课堂教学中的应用--以中学数学《弧长和扇形面积》应用翻转课堂教学模式为例 [J], 程期春3.传统学习模式与\"互联网+\"环境下职业培训混合式学习模式比较研究 [J], 周艳4.流水槽和池塘两种养殖模式下大口黑鲈存活率、生长和性腺成熟的比较研究 [J], 孙毅;王裕玉;聂志娟;高建操;徐跑;徐钢春5.新型举国体制下构建触发中国高新技术突破的"扇形"模式研究 [J], 廉思秋;高山行;舒成利;郝志阳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。