编码孔径伽马成像的超分辨率模拟研究
摘要：编码孔径成像（CAI）已被提议作为核医学成像的另一种选择性封装技术。为了最大化空间分辨率，需要小孔径的编码孔径掩膜。然而，需要高分辨率的探测器来正确采样点扩散函数（PSF），以保持奈奎斯特-香农采样定理的要求。然而，小像素的缺点是产生了更高的泊松噪声。因此，本文的目的是研究是否可以使用欠采样PSF的探测器来实现足够准确的CAI重建。利用Monte Carlo模拟框架TOPAS，基于之前工作中实验伽马相机的设置，模拟了一个包含不同直径的多个球体的测试图像。此外，还获得了测量的幻像数据。捕获到的探测器图像根据超分辨率因子 $k$ 转换为不同像素大小的低分辨率图像。根据对比噪声比（CNR）比较了多种分析重建方法和机器学习方法。我们表明，所有重建方法都能够重建测试图像和测量的幻像数据，当 $k \leq 7$ 时。利用合成的高分辨率PSF和通过双线性插值对模拟的低分辨率探测器图像进行上采样，可以将CNR保持在大致恒定。这个模拟研究的结果和对测量的幻像数据的额外验证表明，欠采样的探测器可以与小孔径孔洞结合使用。然而，还需要进行进一步的实验。
作者：Tobias Mei{ss}ner, Werner Nahm, J"urgen Hesser, Nikolas L"ow
论文ID：2306.08483
分类：Medical Physics
分类简称：physics.med-ph
提交时间：2023-06-16