全三維幾何系統模型在PET統計影像重建之研究

許耀仁

正子斷層掃瞄乃為核子醫學中提供腫瘤偵測的利器，為了減少病人的輻射劑量並達到最佳的影像品質，利用了全三維統計式影像重建法。然而全三維的疊代運算過程需使用大量的機率矩陣，為了提升執行上的效率避免重複運算，此機率矩陣在運算過程前便以適當的形式儲存起來。以幾何系統矩陣而言，正向正弦圖使用了八倍對稱，而斜向正弦圖使用了左右對稱和平行對稱，利用這些對稱方式達到了降低儲存量的目的。在提升環差異使用量同時，會大量的增加總機率矩陣的儲存量，在大的環差異下，對於整體影像品質之貢獻有限。因此在模擬多環型掃瞄儀時使用了適當的環數，搭配幾何內差法，藉以評估三維軸向及橫向解析度的關係。結果顯示，適當的對稱方式可以改善整體的執行效率，並且由於排除了過去使用的二維資料執行三維重建的方式，因此對環形掃瞄儀使用全三維資料重建後，其軸向及橫向解析度會隨著環差異的增加而提升。在整體解析度和環差異的關係，有呈現解析度的遞增量隨著環差異的增加而減少。本篇以全三維系統幾何模型架構為基礎，藉以執行統計式影像重建，之後將針對其他物理因素及幾何模型做進一步修正。最後利用完整的系統模型搭配適當的演算法以期能在臨床上執行，達到最佳的影像品質。