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功能成像是当前核医学和医学影像学研究的一个热点领域,它结合计算机图形图像学、计算机影像处理与分析、虚拟现实和计算机网络等研究领域,主要研究生物体的生理功能,目标是显示出质量较高的图像,并最终为医生的诊断提供更为精确的信息。
在功能成像中,功能CT成像即是现有的CT技术和对比剂的结合,它能获得诸如组织血流灌注和毛细血管渗透性方面的体内血流生理方面的信息。它是对比剂从静脉注入,然后利用螺旋CT对感兴趣区域在固定的层面进行连续扫描,得到多帧图像。而多帧图像的好坏将直接影响着生物体中生理信息的精确度,它对肿瘤的早期诊断,分级和预后能提供大量有价值的信息。
本文分别对功能CT成像的去卷积方法、生理建模、注入方法进行了研究:
首先,在ATH模型中利用去卷积方法测试了ATH模型的稳定性。实验结果表明,随着信噪比的增加,方差值越来越小,表明各生理参数值越来越趋于稳定。因此,在信噪比大于等于70dB时,ATH模型得到的生理参数值比较精确。
其次,由于受到去卷积方法的启发,建立了患者函数模型。该模型把注入函数和动脉的时间密度曲线紧密地联系起来。实验结果表明,患者函数模型的建立是比较成功的。
最后,本文把去卷积方法和患者函数模型联系起来,利用敏感度函数对生理参数进行了误差评估。实验表明,多脉冲注入比单脉冲注入对降低血流(F)参数、表面渗透(PS)参数、平均通过时间(MTT)参数的不确定性有帮助。但没有观察到对血容(V)参数的不确定性的改善。当使用双脉冲注入时,相对于标准的单脉冲注入中的变异系数,F获得33%、PS获得26%的改善。当使用三脉冲注入时,相对于标准的单脉冲注入中的变异系数,MTT获得35%的改善。三脉冲相对双脉冲有某种程度的改善,但改善不是很明显。因此在临床实践中,只使用双脉冲即可。