宠物彩超的临床数值实验

　　基于超声的SR算法的性能在数值模型上进行测试，该数值模型使用ROBY模型模拟数值大鼠中的真实门控心脏PET采集。假设呼吸和心脏运动是完全循环的，我们在0.72秒的时间段内模拟了8个呼吸帧，每个0.09秒，这是呼吸循环的总长度和执行的模拟的总长度，即我们模拟了一个呼吸循环。

　　对于呼吸运动，我们选择1毫米的最大隔膜位移。每个模拟心动周期具有0.09秒的持续时间，每个呼吸帧具有8个心动帧。输入模拟图像由256 × 256 × 237个0.4 × 0.4 × 0.4 mm的体素组成，覆盖ROBY体模的胸腔。使用蒙特卡罗软件MCGPU-PET ，一个快速模拟器，它考虑了辐射的发射、传输和探测的主要相关物理过程。MCGPU-PET代码改编自为X射线成像开发的MC-GPU软件。

　　截面库已经适应511 keV湮灭伽马射线。为MC-GPU软件的PET模态编写了两个新模块:模拟每个体素活动的光子源模块，以及记录光子在物体周围圆柱体上的位置和到达时间的相空间检测器模块。MCGPU-PET允许使用体素化PET和CT图像作为输入，并提供不同的输出格式，包括真实和散射重合的3D正弦图。该代码选择符合时考虑了能量分辨率和能量窗口，但不包括探测器中伽马射线传输的影响(即它假设完美的检测)。

　　我们使用了一个通用的临床前扫描仪模型，类似于Inveon PET临床前扫描仪，扫描仪中心的相关空间分辨率约为1.5毫米。每个模拟都基于每个特定帧的活动和材料的特定分布，包含约6500万个计数，包括真实和散射重合。每帧采集的数据存储在527个正弦图(直接和倾斜)中，分别包含129个和168个径向和角度面元。模拟数据用GFIRST ，使用3D OSEM算法并包括衰减和散射校正。这些校正是使用2-组织类分割(空气和组织)从每个帧中的已知材料分布获得的。使用0.8 × 0.8 × 0.746毫米的128 × 128 × 127个体素重建图像。整个模拟和重建用单个GPU (GeForce GTX 1080，1.73GHz，8Gb)总共花费了大约52分钟。

　　我们区域性地将SR分析限制在横向的单个2D切片上。我们使用体模活动信息作为解剖参考来估计MVF，一个下采样因子D每两个像素一个，以及具有1.5mm FWHM的高斯滤波器作为模糊核心B。位于左心室壁和心室腔中的感兴趣区域(ROI)的平均像素值被量化。为了模拟静态PET采集，我们对重建的PET图像的呼吸和心脏帧进行平均。为了模拟门控心脏-PET序列，在心动周期的每个阶段对所有呼吸帧进行平均。

　　由于在模拟门控cardiac-PET中观察到的呼吸效应是沿头尾方向的小的刚性平移，所以在心脏相位配准之前，在参考解剖图像的第一帧和模拟门控cardiac-PET的第一帧之间执行刚性配准。然后将估计的配准变换应用于门控心脏PET的每一帧。

　　通过测量图像的信噪比(SNR)、对比度和空间分辨率来评估SR处理对图像质量的改善。使用ROI中的标准偏差(STD)和平均值(mean)计算SNR:

　　信噪比(Signal Noise Ratio)分贝=10原木意思是神学博士。.

　　对比度定义为韦伯分数[39]使用左心室壁ROI中的平均值(mean墙壁)和心室腔中的ROI(平均丽声).

　　对比=维修工程分析(Maintenance Engineering Analysis)N墙壁−维修工程分析(Maintenance Engineering Analysis)N丽声维修工程分析(Maintenance Engineering Analysis)N丽声。

　　空间分辨率被定义为心室壁的横向扩展函数(LSF)。这被评估为高斯函数的FWHM，该高斯函数拟合到心室壁边缘外部的镜像复制点，在穿过心室壁的轮廓中。从匹配的解剖学参考轮廓中提取壁的外部边缘的位置。在垂直于心脏壁绘制的5个强度轮廓上重复该过程，顺时针方向:基底外侧、中间外侧、心尖、中间间隔和基底间隔[40].分辨率被定义为五个估计LSF的平均值。