● 摘要
正电子发射断层成像（Positron Emission Tomography, PET）是一种功能影像手段，可以无创体外检测体内的代谢过程。它已广泛应用于肿瘤学、心脏病学、神经病学等临床和基础研究中，在疾病筛查、诊断、治疗评估等方面都发挥了很大作用。PET图像分析中主要分为两方面的研究：诊断指标的相关研究和PET图像分割的相关研究。研究中多采用PET临床图像，但是PET成像成本高、成像时间长、找到完全符合研究需求的病人参与实验比较难以实现等缺点都不利于开展相关基础研究。
针对以上问题，本论文研究基于模型模拟获取PET仿真图像，来实现PET图像的相关研究。代谢模型是基于PET动态图像所获得的，体现了物质在体内代谢随时间变化的特征，其中模型参数是基于临床数据与模型拟合得到的，所以基于模型产生的仿真数据是具有生理系统功能代谢信息特点的。可视人数据提供了精细的解剖结构，利用数据映射方法实现了功能代谢信息和解剖信息的融合。论文中采用的基于模型的仿真图像既具有功能信息又具有解剖结构信息，在仿真过程中可以通过设置不同参数实现不同状况下的PET图像仿真，充分满足了论文研究需求。
论文利用仿真图像研究了肿瘤大小对诊断指标的影响研究，得到了肿瘤大小和诊断指标之间的影响关系。利用仿真图像研究了肿瘤大小和噪声对图像分割精度的影响，通过对算法加入空间约束进行改进，提高了图像分割精度。利用可视人数据集提供的解剖结构信息，实现了算法分割精度的定量评价。论文研究结果为临床PET图像分析提供了一定的理论依据。