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图像重建-有序子集最大期望值法 被引量:10
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作者 陈英茂 田嘉禾 《中华核医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期379-381,共3页
关键词 迭代重建算法 PET仪 SPECT仪 图像重建 有序子集最大期望值
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正则化有序子集最大期望值重建算法对^(18)F-脱氧葡萄糖PET/CT图像质量和标准摄取值的影响 被引量:2
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作者 吴倩倩 徐磊 +2 位作者 李如帅 凌晓红 蒋红兵 《中国医学装备》 2022年第3期34-38,共5页
目的:探讨正则化有序子集最大期望值(OSEM)(正则化OSEM)迭代算法对^(18)F-氟代脱氧葡萄糖(^(18)F-FDG)正电子发射断层显像/计算机断层显像(PET/CT)图像质量和标准摄取值(SUV)的影响。方法:选取医院核医学科行^(18)F-FDG PET/CT检查的14... 目的:探讨正则化有序子集最大期望值(OSEM)(正则化OSEM)迭代算法对^(18)F-氟代脱氧葡萄糖(^(18)F-FDG)正电子发射断层显像/计算机断层显像(PET/CT)图像质量和标准摄取值(SUV)的影响。方法:选取医院核医学科行^(18)F-FDG PET/CT检查的144例肿瘤复查患者的PET图像,图像重建采用OSEM迭代法、OSEM+点扩散函数(PSF)、OSEM+飞行时间(TOF)、OSEM+PSF+TOF和正则化OSEM(依次为M1、M2、M3、M4和M5)。测量病灶最大SUV(SUV_(max))、病灶平均SUV(SUV_(mean))、肝脏平均SUV及肝脏SUV标准差,计算信噪比(SNR)、对比度(CONT)及肝脏变异系数(CV),并比较M5算法与M1~M4算法的SUV_(max)差异性(△SUV%)。行Kruskal-Wallis秩和检验分析不同重建算法间各项指标差异。结果:M1~M5算法所得病灶SUV_(max)、SUV_(mean)总体分别呈递增趋势,M1~M5算法所得SUV_(max)、SUV_(mean)的差异均有统计学意义(H=168.0,H=152.9;P<0.05);将M5算法与M1~M4算法所得SUV_(max)、SUV_(mean)分别两两进行比较,差异具均有统计学意义(H_(SUVmax)=357.3,H=345.2,H=274.4,H=210.9;H_(SUVmean)=340.7,H=332.6,H=254.2,H=205.1;P<0.05),所有病灶△SUV%均>0(范围为2.1%~261.1%)。对于小病灶图像,M5算法较M1~M4算法所得SUV_(max)、SUV_(mean)均有明显提升,差异有统计学意义(H=37.5,H=36.7;P<0.05);对于肥胖患者的图像,M1~M5算法的SUV_(max)差异无统计学差异,SUV_(mean)差异具有统计学意义(H=10.4,P<0.05)。M5算法所得SNR和CONT较M1~M4算法差异均有统计学意义(H_(SNR1)=391.8,H=304.0,H=376.8,H=242.0;H_(CONT)=335.8,H=321.7,H=260.3,H=198.2;P<0.05)。M5算法所得CV与M1算法、M3算法和M4算法两两比较差异均有统计学意义(H=-289.1,H=-466.2,H=-218.5;P<0.05)。结论:正则化OSEM重建算法可改善PET图像质量,对病灶SUV有显著增益作用,对小病灶及肥胖患者同样适用。 展开更多
关键词 正则化 有序子集最大期望值 正电子发射断层显像(PET) 标准摄取值(SUV) 脱氧葡萄糖
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OSEM子集及迭代次数对PET图像质量的影响 被引量:5
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作者 张书文 陈英茂 +5 位作者 田嘉禾 何义杰 邵明哲 姚树林 刘自来 丁勇 《中国医学影像学杂志》 CSCD 2003年第3期199-201,共3页
目的 :探讨有序子集最大期望重建算法 (OSEM )中子集及迭代次数对PET图像质量的影响。材料和方法 :圆柱模型 (长 18.5cm ,直径 2 1.5cm)内灌注比活度为 1.2 5kBq/ml18F 水溶液形成本底 ,平行内置的 7个不同直径空心小圆柱内灌注18F 水溶... 目的 :探讨有序子集最大期望重建算法 (OSEM )中子集及迭代次数对PET图像质量的影响。材料和方法 :圆柱模型 (长 18.5cm ,直径 2 1.5cm)内灌注比活度为 1.2 5kBq/ml18F 水溶液形成本底 ,平行内置的 7个不同直径空心小圆柱内灌注18F 水溶液 (比活度 12 5kBq/ml)形成热灶 ,以 2D方式采集数据、OSEM算法重建图像 ,子集水平 3 2、16,迭代次数 1~10。在图像横断面对应外围 7个热灶画与其同大小的ROI及本底ROI ,由此计算CV等参数。结果 :相同条件下 3 2子集重建图像的热灶活度比 16子集更接近真实值。变异系数CV ,在较小热灶及背景区中 3 2子集的大于 16子集 ,较大的热灶中 3 2子集的则小于 16子集。结论 :OSEM重建方式选择 3 2子集 2~ 3次迭代 ,或 16子集 3~ 4次迭代的图像质量较好。 展开更多
关键词 PET图像 有序子集最大期望值 图像重建算法 核医学 数据采集
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扇束图像重建中OSEM算法及子集划分的研究 被引量:10
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作者 印胤 刘力 《CT理论与应用研究(中英文)》 2003年第3期1-8,共8页
将一种快速迭代图像重建方法OSEM用于仿真Phantom模型的扇束投影数据的重建中,验证其重建参数的有效取值范围,分析比较不同子集选取对扇束OSEM重建的图像质量以及收敛速度的影响。方法: 本研究采用事先计算特定几何扇束扫描的概率矩阵... 将一种快速迭代图像重建方法OSEM用于仿真Phantom模型的扇束投影数据的重建中,验证其重建参数的有效取值范围,分析比较不同子集选取对扇束OSEM重建的图像质量以及收敛速度的影响。方法: 本研究采用事先计算特定几何扇束扫描的概率矩阵和最大间距划分投影子集的方法,选取图像大小为128*128。通过对模拟的Phantom扇束投影数据的重建,结果: OSEM重建效果好于传统滤波反投影(FBP)重建的结果,尤其是在有噪声情况下,在一定范围内重建质量与迭代次数和子集划分个数成正比,而计算时间仅仅与迭代次数正比。结论: 恰当地选取子集个数,扇束OSEM重建可用较少迭代次数和较短的计算时间获取好的重建图像。 展开更多
关键词 有序子集最大期望值方法 子集 扇束重建 图像
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^(18)F-FDG符合线路显像在卵巢上皮性癌术后监测中的价值 被引量:5
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作者 万卫星 尤徐阳 +2 位作者 陆燕君 郁春景 王芳军 《中华核医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期270-273,共4页
目的探讨18F-脱氧葡萄糖(FDG)符合线路显像在卵巢上皮性癌术后监测中的价值。方法对33例卵巢上皮性癌术后临床完全缓解6个月以上患者进行18F-FDG符合线路显像,经有序子集最大期望值法(OSEM)同时重建衰减与无衰减校正断层图像,用感兴趣区... 目的探讨18F-脱氧葡萄糖(FDG)符合线路显像在卵巢上皮性癌术后监测中的价值。方法对33例卵巢上皮性癌术后临床完全缓解6个月以上患者进行18F-FDG符合线路显像,经有序子集最大期望值法(OSEM)同时重建衰减与无衰减校正断层图像,用感兴趣区(ROI)技术计算病变/正常组织比值(L/B)。并与同期CT、B超结果和血清CA125水平比较。20例施行2次探查术或再次肿瘤细胞减灭术的患者以病理学检查结果进行评判,13例未再次手术者以随访和其他检查结果进行评估。结果18F—FDG符合线路显像24例患者发现异常放射性浓聚灶,3例假阳性。衰减与无衰减校正图像L/B分别为4.9±4.3和4.2±4.0。9例未见异常放射性浓聚灶,4例假阴性。其灵敏度、特异性、准确性、阳性预测值和阴性预测值分别为84.0%、62.5%、78.8%、87.5%和55.6%。与CT、B超结果比较,准确性差异有显著性(x2=4.89、5.0,P均<0.05)。结论18F-FDG符合线路显像能弥补其他影像学检查的不足,增加诊断信息。 展开更多
关键词 卵巢肿瘤 体层摄影术 发射型计算机 单光子 脱氧葡萄糖 ^18F-FDG符合线路显像 卵巢上皮性癌 术后监测 再次肿瘤细胞减灭术 价值 ^18F-脱氧葡萄糖 有序子集最大期望值
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OSEM重建的设置对于99mTcO_(4)^(-)SPECT/CT定量准确性的影响 被引量:2
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作者 邓惠兴 杨爱民 +1 位作者 杨路路 王岐 《中国医疗设备》 2021年第11期67-70,75,共5页
目的本研究通过分析有序子集最大期望值(Ordered-Subset Expectation Maximum,OSEM)迭代重建参数和99mTcO_(4)^(-)SPECT/CT定量准确性之间的关系,以优化SPECT图像重建参数设置。方法采用NEMA/IEC图像质量模型,6个热球和本底分别灌注126.... 目的本研究通过分析有序子集最大期望值(Ordered-Subset Expectation Maximum,OSEM)迭代重建参数和99mTcO_(4)^(-)SPECT/CT定量准确性之间的关系,以优化SPECT图像重建参数设置。方法采用NEMA/IEC图像质量模型,6个热球和本底分别灌注126.54 KBq/mL和7.03 KBq/mL 99mTcO_(4)^(-)(热球-本底比为18:1),通过SPECT进行断层图像采集,并通过Q.Metrix软件对断层图像进行后处理和定量分析。所有断层图像采用OSEM算法进行重建(迭代次数分别为2、10、20、30、40、50、60和70;子集数分别为5、10、15、20和25)。通过计算热球靶区的平均恢复系数(Mean Recovery Coefficients,RCmean)评估不同重建参数设置的SPECT/CT定量准确性。结果所有热球的RCmean随着迭代次数的增加而增加,尤其对于13、17、22 mm热球变化明显,迭代50次后RC_(mean)达到平稳状态,当迭代次数由2增加到10时,RC_(mean)增加的幅度最大。但不同的子集数对于RC_(mean)无明显影响。曲线回归分析热球RC_(mean)值与热球体积之间存在非线性变化,函数关系为对数函数形式,预估曲线模型为y=0.167ln(x)+0.486,R^(2)=0.93(P<0.05)。结论在OSEM迭代次数方面,SPECT/CT图像的定量准确性随着迭代次数的递增而得到明显提升,尤其对于小病灶,当迭代50次时,可达到最大收敛。而子集数对定量准确性无明显影响。RC与热球体积之间存在确定对数函数关系,为不同大小病灶的99mTcO_(4)^(-)SPECT/CT定量参数的校正提供可靠的理论依据。 展开更多
关键词 SPECT/CT 定量 有序子集最大期望值 断层图像
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单光子发射型计算机断层扫描术图像重建方法的应用
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作者 张垒 朱虹 《医学研究生学报》 CAS 北大核心 2013年第2期219-222,共4页
单光子发射型计算机断层扫描术(single photon emission computed tomography,SPECT)是核医学检查中最为重要的方法之一。文中介绍常用的SPECT断层重建方法及其应用进展,分析重建函数的原理及参数的选择,评价其优缺点。利用SPECT指导断... 单光子发射型计算机断层扫描术(single photon emission computed tomography,SPECT)是核医学检查中最为重要的方法之一。文中介绍常用的SPECT断层重建方法及其应用进展,分析重建函数的原理及参数的选择,评价其优缺点。利用SPECT指导断层图像重建,从而准确地显示靶器官的解剖结构和病变,为临床诊断提供有价值的信息。 展开更多
关键词 单光子发射型计算机断层扫描术 重建函数 有序子集最大期望值 滤波反投影法
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噪声对PET图像质量的影响研究
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作者 卢荣辉 陈宗哲 +1 位作者 魏晓华 罗丰 《计算机系统应用》 2018年第8期270-275,共6页
研究PET图像噪声与质量的关系,作为选择最适当的PET重建迭代次数或迭代停止的依据.利用蒙特卡罗模拟Siemens ECAT PET扫描仪,用OSEM、MLEM迭代重建算法获得Huffman、Utah重建图像,使用了SSIM、PSNR两种不同质量评价方法估算图像质量并... 研究PET图像噪声与质量的关系,作为选择最适当的PET重建迭代次数或迭代停止的依据.利用蒙特卡罗模拟Siemens ECAT PET扫描仪,用OSEM、MLEM迭代重建算法获得Huffman、Utah重建图像,使用了SSIM、PSNR两种不同质量评价方法估算图像质量并以标准偏差评估噪声.结果显示Huffman图像噪声随着迭代次数增加,图像质量随着迭代次数降低;均值滤波除燥会降低图像质量;利用Utah重建图像进行再度计算也得同样结果.说明噪声影响到图像质量的计算,噪声滤除会造成最优图像的计算错误.精准的估算噪声并且有效的滤除,将可获得真正最优迭代图像,作为停止迭代依据. 展开更多
关键词 光正电子发射断层成像 质量评价 最大拟然期望最大化 有序子集最大期望值 标准偏差
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不同OSEM参数对^(99m)Tc SPECT/CT定量结果的影响
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作者 龚成鹏 胡佳 +3 位作者 李坤 胡帆 胡蒙蒙 高再荣 《华中科技大学学报(医学版)》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期766-770,799,共6页
目的探讨有序子集最大期望值重建算法(ordered-subsets expectation maximization,OSEM)中不同迭代次数与子集数对^(99m)Tc SPECT/CT定量结果的影响。方法在美国电气制造商协会(NEMA)国际电工委员会(IEC)体模的6个不同大小的小球(直径... 目的探讨有序子集最大期望值重建算法(ordered-subsets expectation maximization,OSEM)中不同迭代次数与子集数对^(99m)Tc SPECT/CT定量结果的影响。方法在美国电气制造商协会(NEMA)国际电工委员会(IEC)体模的6个不同大小的小球(直径分别为37、28、22、17、13、10 mm)中填充入0.54 MBq/mL的^(99m)Tc与碘克沙醇混合液(含碘量约0.3%),改变罐体放射性浓度形成不同的靶本比(32∶1、16∶1、8∶1、4∶1)。使用美国GE公司Discovery NM/CT 670 Pro型SPECT/CT显像仪对不同靶本比的体模行临床协议下的SPECT/CT采集,对采集的数据进行衰减校正、散射校正、分辨率恢复校正,使用GE Xeleris Version 4.0 Q-Metrix软件以CT阈值法自动勾画各小球感兴趣体积(volume of interest,VOI),并选择以下OSEM参数对小球定量分析。固定OSEM 10个子集,分别行1、2、4、8、12、16、24、32次迭代,定量计算不同迭代次数下各小球恢复系数(recovery coefficient,RC)(RC=测量活度/真实活度);固定8次迭代,分别行2、6、10、14、18、20、22、26、32个子集,计算不同子集下各小球RC。变换靶本比模型重复扫描,RC取平均值,采用Pearson相关性分析评价各小球RC与迭代次数、子集数的相关性,分析各小球RC随迭代次数、子集数变化趋势。结果各小球定量RC与迭代次数、子集数呈正相关,均随迭代次数增加而增加(小球由大到小r=0.723、0.723、0.725、0.729、0.800、0.864,均P<0.05),随子集数增加而增加(小球由大到小r=0.800、0.709、0.744、0.742、0.832、0.865,均P<0.05);随着迭代次数、子集数不断增加RC变化越来越缓慢逐渐趋于平稳,直径≥22 mm的3个小球8次迭代10个子集后RC增加趋于平稳,直径≤17 mm的3个小球16次迭代20个子集后RC趋于平稳。结论OSEM参数选择对^(99m)Tc SPECT定量分析影响显著。临床工作中建议当热区直径≥22 mm时选择8次迭代,10个子集;直径≤17 mm时选择16次迭代,20个子集。 展开更多
关键词 体层摄影术 发射型计算机 单光子 体层摄影术 X线计算机 有序子集最大期望值 ^(99m)Tc
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重建算法及参数对SPECT颞颌关节显像髁突代谢活性的影响
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作者 李文宇 沈美娟 +3 位作者 江凌龙 徐超 文兵 汪长银 《中国医学影像技术》 CSCD 北大核心 2022年第8期1243-1248,共6页
目的观察滤波反投影法(FBP)、二维有序子集最大期望值法(2D-OSEM)及其参数对SPECT颞颌关节显像髁突代谢活性的影响。方法回顾性分析197例因单侧髁突异常增生致偏颌畸形患者,分别以2D-OSEM及FBP算法对SPECT重建图像,前者子集数为2、4、8... 目的观察滤波反投影法(FBP)、二维有序子集最大期望值法(2D-OSEM)及其参数对SPECT颞颌关节显像髁突代谢活性的影响。方法回顾性分析197例因单侧髁突异常增生致偏颌畸形患者,分别以2D-OSEM及FBP算法对SPECT重建图像,前者子集数为2、4、8,迭代次数为4、8、16,后者应用巴特沃斯滤波器,设定截止频率为0.32,阶数为9。基于重建图像分别计算双侧髁突摄取百分率差值,评估髁突代谢活性;观察FBP和2D-OSEM算法子集数及迭代次数对双侧髁突摄取百分率差值及髁突代谢活性阳性率的影响。结果双侧髁突摄取百分率差值在子集数为2、迭代次数为4的2D-OSEM重建图像中[9.00%(4.20%,16.90%)]与FBP重建图像中的差异无统计学意义(Z=-1.86,P=0.06),而在其余2D-OSEM图像中均高于FBP图像(P均<0.01)。子集数(F=16.85,P<0.01)及迭代次数(F=34.29,P<0.01)对2D-OSEM重建图像中的双侧髁突摄取百分率差值存在显著主效应,且其间存在交互效应(F=13.14,P<0.01),双侧髁突摄取百分率差值随子集数或迭代次数增加而增高。2D-OSEM(142/197,72.08%)与FBP(88/197,44.67%)重建图像的髁突代谢活性总阳性率差异有统计学意义(χ^(2)=30.91,P<0.01)。2D-OSEM重建图像中,子集数为4时,髁突代谢活性阳性率的平均值为53.80%,与子集数为2(50.93%)及8时(57.87%)差异均无统计学意义(χ^(2)=0.98、1.98,P=0.32、0.16);子集数为8时,髁突代谢活性阳性率平均值高于子集数为2时(χ^(2)=5.74,P=0.02);迭代次数为8时,髁突代谢活性阳性率的平均值为53.81%,与迭代次数为4(51.10%)及16(57.70%)时差异均无统计学意义(χ^(2)=0.87、1.82,P=0.35、0.18);迭代次数为16时,髁突代谢活性阳性率的平均值高于迭代次数为4时(χ^(2)=5.19,P=0.02)。结论采用FBP或2D-OSEM算法及不同参数行SPECT颞颌关节显像重建,髁突代谢活性存在差异。 展开更多
关键词 颞颌关节 体层摄影术 发射型计算机 单光子 滤波反投影法 二维有序子集最大期望值
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半剂量 OSEM 重建在单光子发射型门控心肌灌注显像中的可行性研究
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作者 李剑明 李婷 +4 位作者 汪娇 陈越 卢如明 梁钰 马肖宁 《中国实用医刊》 2017年第3期1-4,共4页
目的:应用常规显像剂的一半剂量情况下,评价有序子集最大期望值法(OSEM)重建单光子门控心肌灌注(G-MPI)图像质量及其临床应用的可行性。方法对可疑或确诊冠心病患者行 G-MPI 显像,在半剂量注射显像剂情况下分成常规25 s 采集时... 目的:应用常规显像剂的一半剂量情况下,评价有序子集最大期望值法(OSEM)重建单光子门控心肌灌注(G-MPI)图像质量及其临床应用的可行性。方法对可疑或确诊冠心病患者行 G-MPI 显像,在半剂量注射显像剂情况下分成常规25 s 采集时间组和50 s 倍增采集时间组。采集完毕后每组原始数据分别按滤波反投影(FBP)和 OSEM 重建分成两个亚组,每组图像按5分法评价图像质量、按左心室17节段5点放射性评分法评价显像剂分布,计算各组 FBP 和 OSEM 重建的图像质量评分、负荷或静息累积评分(SSS 或 SRS),以及左心室射血分数(LVEF)并配对比较;计算并比较常规采集和倍增时间采集组 OSEM 重建图像的优质图像(4分)所占百分比。结果半剂量注射显像剂采用25 s 常规采集图像后,数据采用 FBP 重建图像评分差于 OSEM 重建(t =-3.72,P <0.05),放射性累积评分 FBP 组高于 OSEM 组(t =2.22,P <0.05),但在 LVEF 测定方面比较差异未见统计学意义(t =0.97,P >0.05);半剂量注射显像剂采用50 s 倍增采集时间后,数据无论是 FBP 或 OSEM 重建,二者在图像评分、放射性分布累积评分和 LVEF 测定方面比较差异均未见统计学意义(P 均>0.05);半剂量注射25 s 采集 OSEM重建和半剂量注射50 s 采集 OSEM 重建的优质图像(图像评分为4分)所占比例比较差异未见统计学意义(χ2=1.00,P >0.05)。结论在半剂量注射情况下,SPECT G-MPI 常规25 s 采集时 OSEM 重建图像质量优于 FBP 重建, FBP 重建会高估病变严重程度,而倍增时间采集后二者图像质量相当,在左室放射性分布累积评分和 LVEF 测量方面比较差异未见统计学意义。因此,G-MPI 半剂量注射、常规时间采集、OSEM 重建,能够在保证图像质量的前提下,无需增加采集时间,降低了患者辐射剂量,具有较好的临床应用可行性和价值。 展开更多
关键词 半剂量 有序子集最大期望值 单光子发射型断层显像 心肌灌注显像
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具有加速因子的OSEM重建算法用于X射线荧光CT研究 被引量:2
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作者 孙鹏飞 邓彪 +3 位作者 杨群 杜国浩 佟亚军 肖体乔 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期30-35,共6页
有序子集最大期望值算法(Ordered Subsets Expectation Maximization,OSEM)具有较高的图像重建质量和较短的计算时间,已经被应用于内源CT(如SPECT、PET、同步辐射X射线荧光CT)的图像重建中。本文提出了一种具有加速因子的OSEM算法应用于... 有序子集最大期望值算法(Ordered Subsets Expectation Maximization,OSEM)具有较高的图像重建质量和较短的计算时间,已经被应用于内源CT(如SPECT、PET、同步辐射X射线荧光CT)的图像重建中。本文提出了一种具有加速因子的OSEM算法应用于X射线荧光CT的图像重建,通过引入加速因子h来调制校正因子的步长加快OSEM算法的收敛速度,研究了不同加速因子和不同子集数的AOSEM算法对重建图像质量的影响。计算机模拟及实验结果表明,在获得同等质量重建图像的同时,具有加速因子的OSEM算法的重建速度是常规OSEM的两倍。 展开更多
关键词 同步辐射 X射线荧光CT 图像重建质量 有序子集最大期望值算法
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