陳怡君

醫學影像為現今輔助診斷病灶不可或缺的一個工具，在研究核子醫學 影像中，建構更高空間解析度的影像擷取設備或是重建出更清晰的物體 影 像為重要的研究方向。本研究以單光子放射顯微鏡 Single Photon Emission Microscope, SPEM 作為研究儀器，此為單光子放射電腦斷層掃描系統 Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT) 的一個分支，擁有較 高的空間解析度，專門用於小動物造影。本論文將利用 傅立葉串擾矩陣 (Fo urier Crosstalk Matrix, FCM 分析影像系統矩陣的空間解析度，再以多針 孔取樣完整性分析此影像系統矩陣的物空間取樣，並以不同軌道 的取樣進 行物體影像重建。 影像系統的成像矩陣將三維物空間的單位體素點透過成像系統計算找 到該體素在偵測器上面的投影點，稱為影像系統矩陣 H 矩陣 ))，他的特性會 是決定這套系統成敗的關鍵，該系統的點響應函數 Point R e sponse Function, PRF 是否過寬，調制傳遞函數 Modulation Transfer Function, MTF) 會不會太 低，將會影響此影像系統的空間解析度。本研究以 F ourier Crosstalk Matrix 分析 單光子放射顯微鏡系統的影像系統矩陣的 P R F 與 MTF 並取得矩 陣的 混疊，分析在重建時是否產生取樣不足。並將透過圓形軌道、單螺旋軌道與 雙螺旋軌道的取樣方式進行比較。 取樣完整性分析方法為過去本實驗室針對 SPEM 系統所開發的針孔設 計分析方法，在製作針孔擋板前提早取得最佳針孔的分布位置，以利降低開 發成本。本研究中將以影像系統矩陣開發的環境回推物體的空間取樣，比較 單螺旋軌道與圓形軌道取樣的差異，以及在相同取樣角度下雙螺旋與單螺 旋軌道的取樣差異。 本實驗最後將以物體影像重建結果作為分析對象，使用序列子集之期 望值最大化演算法 (Ordered Subset Expectation Maximization, OSEM) 作為重 建的 迭代 演算法工具並都以迭代 20 次做為標準，並 以三點假體以及 D efrise 假體 進行影像重建，選擇三點假體的目的，是要證明通過將圓形軌道的影像 系統矩陣改寫為雙螺旋軌道影像系統矩陣，進行影像重建後的體素點能準 確回到原來的位置 。 D efrise 假體重建中，選擇了三種不同的 假體 ，一為直 徑 20 mm 高度亦為 20 m m 的假體，二為直徑 31 mm 高度亦為 31 m m 的假 體，前兩者單一碟片厚度皆為 2 mm ，第三種體積同假體一，單一碟片厚度 為 1 mm 。 其中 De frise 假體二 為此影像系 統矩陣的 視域 Field of view, FOV) 大小，此假體證明了在 FOV 中且相同的取樣數下，螺旋軌道的取樣可補足 圓形軌道的取樣 並取得較好的重建結果 ，而雙螺旋重建可以解決單螺旋軌 道取樣不平均的狀況。