بیابان را، سراسر، مه گرفتست.

چراغ قریه پنهان است

موجی گرم در خون بیابان است

 بیابان، خسته

 لب بسته

 نفس بشکسته

 در هذیان گرم مه، عرق می ریزدش آهسته از هر بند.

 


"احمد شاملو"

 






مطلب پیش رو خلاصه یکی از پایان نامه های دانشگاه واشینگتن است.

ارائه پایان نامه توسط : دباشیش پال

گروه مهندسی پزشکی دانشگاه واشینگتن  در سنت لویس

 

 


عکسبرداری بوسیله نشر پوزیترون یا همان PET در آمریکا به طور گسترده در بیمارستانها استفاده می شود که اطلاعات متابولیکی و عملکردی عضو مورد بررسی یا کل بدن را به ما می دهد. در این پایان نامه برای رسیدن اسکنر های حاضر PET به کیفیتی بالاتر در عکسبرداری سر و گردن و پستان و شکم ، از وسایل الحاقی جدیدی استفاده شده است. در این پروژه، وسیله جانبی یک حلقه از آشکارسازهای با قدرت تفکیک بالاست که درون حلقه دستگاه اسکنر قرار می گیرد. به علاوه قرار دادن این وسیله الحاقی منجر به سه نوع متفاوت تطابق می شود. :1- وسیله الحاقی با خودش 2- وسیله جانبی با اسکنر 3- اسکنر با اسکنر . تطبیق وسیله الحاقی با اسکنر دارای هندسه ای غیر متعارف است ،که می تواند باعث بالا رفتن کیفیت تصویر برداری شود. مدل دو بعدی ماتریس سیستم برای حلقه کامل الحاقی ساخته شده است . از روشی مانند این نیز برای نوع سه بعدی استفاده شده است. این مدل بعدها برای کارکرد بهتر سیستم PET-Insert نیم حلقه ای به کار برده شد و همچنین بهبود دقت و کیفیت بوسیله مطالعات شبیه سازی چشمه نقطه ای بیان شد.

یک الگوریتم FBP در دو بعد ساخته شده که طبق اصول هندسی fanbeam (استفاده از پرتوهای واگرای خارج از بدن) کار می کند. این الگوریتم تصاویر را با کیفیت بهتری نسبت به FBP های سنتی که برای هندسه پرتوهای موازی است ، به ما می دهد. یک الگوریتم PML-EM ، توزیع اکتیویته را از سه نوع انطباق فوق، باهم ارزیابی می کند. از الگوریتم PML-EM برای داشتن نویز کمتر نسبت به FBP استفاده می شود. عواملی همچون تضعیف از وسیله الحاقی ، بهره کریستال آشکارساز، در ماتریس سیستم لحاظ نشده است.در عوض دو الگوریتم قبلی دارای تصحیح این تضعیف ها هستند. همچنین تقارن های تصادفی نیز لحاظ شده است.

در این تحقیق ابتدا از نمونه ها و حیوانات توسط دستگاه microPET F220 محصول شرکت زیمنس برای عکسبرداری استفاده شد، تا الگوریتم به تاحد امکان تصحیح شود.برای بهبود  کیفیت تصاویر از سه نوع تطابق استفاده شد تا در نهایت کیفیت تصاویر اسکنر به اسکنر ارتقا یابد.

 

 

 


استاد راهنما:

Arye Nehorai


 

2:00 PM Thursday, December 20, 2007

Bryan Hall room 305, Electrical and Systems Engineering


متن اصلی:


THESIS DEFENSE

DEBASHISH PAL

Biomedical Engineering Department

Washington University in St. Louis

 


IMAGE RECONSTRUCTION FOR A HIGH RESOLUTION PET-INSERT SCANNER

 

Positron emission tomography (PET) is widely used in clinical diagnosis as it provides metabolic and functional information about an organ of interest or the whole body. We are developing novel insert devices for existing PET scanners to achieve higher resolution in selected regions of interest such as the head, neck, breast, or abdomen. In this work, the insert is a ring of high-resolution detectors placed concentrically inside a scanner. Adding the insert inside the scanner leads to three different types of coincidence data: insert-insert, insert-scanner, and scanner-scanner. The insert-scanner coincidences have an unconventional geometry and hence a novel image reconstruction method is developed. The two-dimensional model of the system matrix is developed for a full-ring insert and is based on the intersection of a fan with a pixel and the same approach is extended in three-dimensions. This model is further modified to better describe a new geometry for a half-ring PET-insert system and improvement in the accuracy of the model is demonstrated using a point source simulation study.

A filtered back-projection (FBP) algorithm is developed in two-dimensions based on the novel idea of using a fanbeam geometry for the coincidences. This FBP algorithm yields images with significantly reduced artifacts compared to traditional FBP reconstruction on the insert-scanner data using parallel-beam geometry. A penalized maximum likelihood expectation-maximization (PML-EM) algorithm is developed to jointly estimate the activity distribution from all three datasets. The PML-EM algorithm is demonstrated to have a better resolution-noise tradeoff than the FBP algorithm. Factors such as attenuation from the insert, crystal detection efficiency are not modeled in the system matrix computation. Instead, they are included in a component-based normalization correction. Corrections for attenuation from the body and accidental coincidences are also discussed.

Phantoms and animals are imaged in a fully functional prototype insert system attached to a microPET F220 (Siemens Inc., Knoxville) scanner to validate the reconstruction algorithm. The resolution of the images reconstructed using all three types of coincidence data are demonstrated to have improved resolution compared to images reconstructed using coincidence data of type SS, which is close to the resolution of the original microPET F220.

 

Thesis advisor:

Arye Nehorai

 

 

 

 

2:00 PM Thursday, December 20, 2007

Bryan Hall room 305, Electrical and Systems Engineering