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J-GLOBAL ID：202102281687913012   整理番号：21A1631149

超高速PETスキャナのモンテカルロ模擬データの画像再構成のための非Gauss飛行時間カーネルの使用【JST・京大機械翻訳】

Use of non-Gaussian time-of-flight kernels for image reconstruction of Monte Carlo simulated data of ultra-fast PET scanners

著者 (10件)： Efthimiou Nikos (PET Research Centre, Faculty of Health Sciences, University of Hull, Hull, UK) ,  Efthimiou Nikos (Biomedical Imaging Science Department, School of Medicine, University of Leeds, Leeds, UK) ,  Efthimiou Nikos (Department of Radiology, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania, Philadelphia, USA) ,  Thielemans Kris (Institute of Nuclear Medicine, University College London, London, UK) ,  Emond Elise (Institute of Nuclear Medicine, University College London, London, UK) ,  Cawthorne Chris (Nuclear Medicine and Molecular Imaging, Department of Imaging and Pathology, KU Leuven, Leuven, Belgium) ,  Cawthorne Chris (Molecular Small Animal Imaging Centre, KU Leuven, Leuven, Belgium) ,  Archibald Stephen J. (PET Research Centre, Faculty of Health Sciences, University of Hull, Hull, UK) ,  Tsoumpas Charalampos (Biomedical Imaging Science Department, School of Medicine, University of Leeds, Leeds, UK) ,  Tsoumpas Charalampos (Invicro, Hammersmith Hospital, London, UK)
資料名： EJNMMI Physics (Web)  (EJNMMI Physics (Web))
巻： 7  号： 1  ページ： 1-18  発行年： 2020年 
JST資料番号： U8240A  ISSN： 2197-7364  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 飛行時間(TOF)陽電子放出トモグラフィー(PET)スキャナは,再構成画像の雑音特性を改善することにより,大きな利点を提供できる。これを達成するために,スキャナのタイミング応答を再構成プロセスの一部としてモデル化する必要がある。これはGauss TOFカーネルを用いて現在達成される。しかし,タイミング測定は必ずしもGauss分布に従わない。超高速タイミング分解能において,γ光子の相互作用の深さと結晶体積における光子移動広がり(PTS)は,タイミング性能のますます大きな要因になる。単一光子のPTSは,打切指数分布により良く近似できる。したがって,長い結晶に対する修正Laplace分布として対応するTOFカーネルを計算した。得られた(CTR)カーネルは,2つのインコインシデントγ光子の結合確率をモデル化するのにより適切である。本論文では,モンテカルロ生成データを用いたTOF再構成におけるCTRカーネル対Gaussカーネルの使用の影響を調べた。2つのタイミング構成を有するPETスキャナの幾何学と物理,(a)理想化したタイミング分解能,そこでは,PTSがCTRに寄与し,(b)超高速タイミングの範囲がシミュレートされた。結晶厚さの役割を評価するために,異なる結晶長を考察した。評価は,提案モデルとシミュレートしたタイミング応答,コントラスト回復(CRC)および空間分解能の間のKullback-Leibler(K-L)距離に関して行った。再構成はSTIR画像再構成ツールボックスを用いて行った。理想化スキャナの結果は,CTRカーネルがシミュレートした時間差と非常に良く一致することを示した。K-L距離に関しては,全ての試験した結晶サイズに対して,適合した正規分布を凌駕した。超高速構成の場合,CTRとGauss間の畳み込みカーネルは,40psのタイミング分解能以下のシミュレーションデータと最良の一致を示した。CRCに関しては,CTRカーネルは,最も厚い結晶に対して3.8%以上の良好なCRCの範囲の値を有する改善を示した。60回目の反復で評価された空間分解能に関しては,CTRカーネルの使用は10mmの結晶に対して1%までのpeek対谷比の中程度の改善を示したが,大きな結晶では明確な傾向は見られなかった。さらに,再構成に用いるタイミングカーネルを注意深く最適化しない場合,エッジアーチファクトが再構成画像に現れることを示した。さらなる反復はエッジアーチファクトの改善を助けることができる。Please refer to the publisher for the copyright holders. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *モンテカルロ法 ,  幾何学 ,  光子 ,  コントラスト ,  最適化 ,  シミュレーション ,  相互作用 ,  畳込み ,  正規分布 ,  *走査装置 ,  PET【トモグラフィー】 ,  アーチファクト ,  *画像再構成
準シソーラス用語： 単一光子 ,  *飛行時間 , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (2件)： 医療用機器装置  (GA05020L) ,  放射線検出・検出器  (AD08020J)

引用文献 (65件)：

• J Nucl Med; Benefit of time-of-flight in PET: experimental and clinical results; JS Karp, S Surti, ME Daube-Witherspoon, G Muehllehner; 49; 3; 2008; 462-70; citation_id=CR1
• IEEE Trans Nucl Sci; Image reconstruction and noise evaluation in photon Time-of-Flight assisted Positron Emission Tomography; T Tomitani; NS-28; 6; 1981; 4581-9; citation_id=CR2
• IEEE Trans Nucl Sci; Image reconstruction from list-mode data in an emission tomography system having time-of-flight measurements; DL Snyder, DG Politte; 30; 3; 1983; 1843-9; citation_id=CR3
• IEEE Trans Nucl Sci; System design of fast PET scanners utilizing Time-of-Flight; NA Mullani, DC Ficke, R Hartz, J Markham, G Wong; NS-28; 1; 1981; 104-8; citation_id=CR4
• J Nucl Med; Image improvement and design optimization of the Time-of-Flight; W-H Wong, NA Mullani, EA Philippe, R Hartz, KL Gould; 24; 1983; 52-60; citation_id=CR5

タイトルに関連する用語 (6件)： PET ,  スキャナ ,  モンテカルロ ,  画像再構成 ,  飛行時間 ,  カーネル