长轴向视野PET扫描仪中三种三维散射校正方法的比较

《IEEE Transactions on Radiation and Plasma Medical Sciences》：Comparison of 3-D Scatter Correction Methods for a Long Axial Field of View PET Scanner

PET成像中三种散射校正方法（SSS-TF、SSS-MLSS、MC-GPU）的对比研究，基于GATE工具箱模拟真实场景，结果显示MC-GPU在伪影抑制上最优但耗时稍长，SSS-MLSS在困难场景中优于SSS-TF，定量差异均小于5%。

　　

摘要：

单次散射模拟（SSS）是减轻PET成像中散射光子影响的最常用方法。然而，长轴向视野（LAFOV）扫描仪的出现要求重新审视这种方法或采用替代方案。在这项工作中，我们比较了为LAFOV设计的带尾部拟合的单次散射模拟版本（SSS-TF）、使用统计方法对散射正弦图进行缩放的SSS版本（SSS-MLSS），以及一种简化的基于GPU的蒙特卡洛方法（MC-GPU）。这些方法使用MC工具包GATE进行评估，模拟了具有几何特性的真实患者体素化模型，并以GATE模拟的散射结果作为参考。此外，还在扫描的模型和患者数据上比较了这三种散射校正方法。关于图像伪影，结果表明SSS-TF和SSS-MLSS在一般情况下表现相似，但在具有挑战性的场景中SSS-MLSS的表现优于SSS-TF。MC-GPU在图像伪影方面始终优于SSS-TF和SSS-MLSS，但计算时间稍长。从定量角度来看，所有方法与参考结果的相对差异均小于5%，但在存在伪影的区域除外；不过这些方法之间没有一种在整体性能上始终表现出绝对优势。实验测量证实，在具有挑战性的情况下，SSS-MLSS的表现优于SSS-TF，其性能与MC-GPU相当。

引言

散射校正对PET成像的图像质量和定量准确性至关重要。单次散射模拟（SSS）[1]、[2]由于其相对简单性和鲁棒性而成为最广泛使用和最成熟的方法，通常被用作新散射校正方法的参考。