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块序正则化最大期望值重建算法β值对前列腺癌Al^(18)F-PSMA-11 PET/CT图像质量及半定量参数准确性的影响
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作者 彭新华 朱研佳 +3 位作者 朱湘 张利卜 王健 戴东 《中国医学装备》 2026年第1期34-39,共6页
目的:分析块序正则化最大期望值(BSREM)重建算法不同β值重建对^(18)F-氟化铝-前列腺特异性膜抗原-11(Al^(18)FPSMA-11)PET/CT图像质量参数和半定量参数的影响,经Al^(18)F-PSMA-11显像剂获取最佳图像质量和准确半定量参数的β值。方法:... 目的:分析块序正则化最大期望值(BSREM)重建算法不同β值重建对^(18)F-氟化铝-前列腺特异性膜抗原-11(Al^(18)FPSMA-11)PET/CT图像质量参数和半定量参数的影响,经Al^(18)F-PSMA-11显像剂获取最佳图像质量和准确半定量参数的β值。方法:回顾性分析2022年7月至2023年11月就诊于天津医科大学肿瘤医院,经病理诊断为前列腺癌并且在本院行Al^(18)F-PSMA-11 PET/CT检查的23例患者的56个病灶,所有图像分别选择有序子集最大化(OSEM)算法重建和BSREM算法重建。BSREM选择不同的β值:β100、β200、β300、β400、β500、β600、β700、β800、β900和β1000进行重建。视觉分析由两名医师对所有图像进行独立评分。测量两种重建方法后的图像噪声(Noise)、信噪比(SNR)、信号背景比(SBR)、最大标准化摄取值(SUV_(max))。分析β100~β1000的Noise、SNR、SBR及SUV_(max)变化,并结合视觉分析结果评价Al^(18)F-PSMA-11 PET/CT BSREM重建β值对图像质量和半定量参数的影响。结果:23例患者BSREM重建算法图像随β值上升Noise水平整体呈现下降趋势(Q=227.13,P<0.001),β100和β200时Noise水平高于OSEM重建(Z=-4.20,-2.54,P<0.05)。随β值上升所有病灶的SNR整体呈递增趋势(Q=305.33,P<0.001),β100时SNR与OSEM重建的SNR比较差异无统计学意义(P>0.05),β200~β1000时SNR高于OSEM重建,差异均有统计学意义(Z=-2.446,-3.920,-5.839,-6.089,-6.464,-6.446,-6.196,-5.562,-5.821,P<0.05)。β600~β1000相邻值间SNR比较差异均无统计学意义(P>0.05),SNR趋于平稳。所有病灶SBR随β值上升逐渐下降,β600时与OSEM重建SBR差异无统计学意义(P>0.05)。β700~β1000时SBR低于OSEM重建,差异均有统计学意义(Z=-1.098,-2.196,-3.250,-4.321,P<0.05),β700~β1000相邻值间SBR比较差异均无统计学意义(P>0.05),SBR趋于平稳。SUV_(max)随β值增加逐渐下降(Q=529.99,P<0.001),β100~β500时SUV_(max)高于OSEM重建,差异均有统计学意义(Z=-5.607,-4.714,-3.589,-2.625,-1.357,P<0.05)。β600和β700时SUV_(max)与OSEM重建比较差异无统计学意义(P>0.05)。β800~β1000时SUV_(max)低于OSEM重建(Z=-2.107,-3.188,-4.268,P<0.05)。视觉评分结果显示,BSREM重建算法β100~β300、β900和β1000图像质量低于OSEM重建,β400和β800图像质量近似于OSEM重建,β500~β700图像质量显著优于OSEM重建。结论:BSREM重建β值影响Al^(18)F-PSMA-11 PET/CT图像Noise、SNR、SBR及SUV_(max),且影响图像质量和诊断水平,而最适重建β值建议为600。 展开更多
关键词 前列腺特异性膜抗原 正电子发射型计算机体层显像(PET/CT) 块序正则化最大期望值(BSREM)重建算法 图像质量 β值
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稀疏光路遥测技术层析迭代算法模拟研究
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作者 廖知堂 秦敏 +7 位作者 方武 李胜 邵豆 韩宝彬 解建业 赵夏丹 任恩伯 谢品华 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第S1期303-311,共9页
光学遥测层析技术通过多条光路交叉测量获取污染物浓度,再结合图像重建算法进而获得监测区域污染物浓度分布,可为后续污染物的扩散、传输和沉降过程分析提供技术支持。现有的主动式光学遥测层析技术,如长光程差分吸收光谱层析技术(LP-DO... 光学遥测层析技术通过多条光路交叉测量获取污染物浓度,再结合图像重建算法进而获得监测区域污染物浓度分布,可为后续污染物的扩散、传输和沉降过程分析提供技术支持。现有的主动式光学遥测层析技术,如长光程差分吸收光谱层析技术(LP-DOAS Tomography)、傅里叶变换红外光谱层析技术(FTIR Tomography)等应用于大气监测中存在实际测量光路数与对应重建算法模拟设计的光路数量差异过大的问题。由于光路数量限制会严重影响重建算法质量,致使重建算法的输出结果是否适用于实际监测还需进一步验证。在主动式光学遥测层析技术实际应用中实测光路数与设计光路数存在数倍差距时,考虑到直接沿用理论模拟部分的结果可能导致系统性误差,针对光路严重受限这一问题,将凸集投影全变分最小化算法(POCS-TVM)中凸集投影过程的代数重建算法(ART)替换成最大似然期望最大化算法(MLEM),构建更适用于主动式光学遥测层析技术的优化算法。通过数值模拟对高斯分布污染源浓度进行重建研究,采用归一化均方距离(σ_(nearness))定量评估算法重建质量。在总光路不超过20条时,模拟实验对比了优化后的POCS-TVM-MLEM、ART、MLEM和POCS-TVM算法,结果表明,POCS-TVM-MLEM算法的单污染源重建σ_(nearness)较ART和POCS-TVM算法平均降低70.5%和63.4%;双污染源重建σ_(nearness)平均降低41.8%和41.1%;当系统测量误差为2%~20%时,该算法该算法重建质量更高,同时具有更优的抗误差能力与抗噪稳定性,更适用于不超过20条总测量光路的主动式光学遥测系统污染物浓度重建。 展开更多
关键词 光学遥测层析技术 测量光路 最大似然期望最大化算法 图像重建算法
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优化Tikhonov迭代法在电容层析成像中的应用 被引量：3
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作者 高鹤明 许传龙 王式民 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期527-532,共6页
为了提高电容层析成像的速度和质量,将收敛速度较快的Tikhonov迭代法应用于电容层析成像.Tikhonov迭代法的难点在于正则化系数的选取,通过对其正则化作用的分析,提出利用对灵敏场的奇异值分解,选取最大奇异值作为正则化系数,从而保证算... 为了提高电容层析成像的速度和质量,将收敛速度较快的Tikhonov迭代法应用于电容层析成像.Tikhonov迭代法的难点在于正则化系数的选取,通过对其正则化作用的分析,提出利用对灵敏场的奇异值分解,选取最大奇异值作为正则化系数,从而保证算法收敛的稳定性;同时为了提高收敛速度,将线性反演算法(LBP)计算所得的灰度作为迭代的初始值.结果表明:该正则化系数具有更高的稳定性和收敛速度;Tikhonov迭代法与Landweber迭代法相比具有收敛速度更快,重建图像质量更高的优点. 展开更多
关键词 电容层析成像 Tikhonov迭代法 奇异值 正则化 图像重建
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稀疏角度数据下非视域物体三维重建方法研究 被引量：6
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作者 王雪峰 张自豪 +1 位作者 陈兴稣 王元庆 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期451-457,共7页
非视域成像技术是一种新型的针对观测视线外目标进行三维成像的技术,主要是通过激光照射中介面,利用探测器对隐藏物体光强的时空分布信息进行采集,再使用重建算法进行图像重建。由于其仅能在稀疏或部分角度下进行探测,不能获取隐藏物体... 非视域成像技术是一种新型的针对观测视线外目标进行三维成像的技术,主要是通过激光照射中介面,利用探测器对隐藏物体光强的时空分布信息进行采集,再使用重建算法进行图像重建。由于其仅能在稀疏或部分角度下进行探测,不能获取隐藏物体的全方位信息,获取数据信息不足从而使图像重建精度不高。本文针对稀疏角度数据问题,提出了反投影最大似然期望值最大化(BP-MLEM)算法,能够有效提高非视域物体三维重建的精度;通过结构相似度(SSIM)进行分析,对比滤波反投影算法,经过第3、4、9和20次迭代后,重建结果图的SSIM值分别提高了0.147、0.1607、0.22和0.2906;对比MLEM算法,经过多次迭代后,SSIM值均得到了提高;当迭代次数不断增加时,使用MLEM算法得到重建结果图的SSIM趋于稳定,而提出算法的SSIM值则不断增加,表明该算法具有更好的稳定性,不易造成过收敛问题。 展开更多
关键词 稀疏角度数据 非视域成像 反投影最大似然期望值最大化算法 三维重建
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岩移沉降观测中数据缺失的一种估算方法 被引量：3
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作者 赖礼泉 《矿山测量》 2021年第4期46-49,共4页
在矿区的岩移沉降观测过程中,由于环境、人为等原因导致观测数据缺失问题,损害了整体观测数据的完整性,影响后续沉降趋势预测。文中提出了一种最大期望算法,通过计算极大似然估计,交替执行E步和M步,最终得到观测缺失数据填补值。利用某... 在矿区的岩移沉降观测过程中,由于环境、人为等原因导致观测数据缺失问题,损害了整体观测数据的完整性,影响后续沉降趋势预测。文中提出了一种最大期望算法,通过计算极大似然估计,交替执行E步和M步,最终得到观测缺失数据填补值。利用某矿区实测数据进行实验,对比分析发现最大期望算法对缺失数据填补更接近实际测量值,在实际应用中有一定参考价值。 展开更多
关键词 岩移沉降观测 数据缺失 最大期望算法 填补值
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