Implementing a Fast Projector-Backprojector for EM-Based Tomogrphic Reconstruction

  • Published : 1999.12.01

Abstract

방출컴퓨터단층영상술을 위한 영상재구성법에 있어서 기대값 최대화(EM)를 사용한 maximum likeihood 방법이 기존의 filtered backprojection 방법에 비해 현저한 장점을 지니고 있다는 점에서 지속적으로 그 가치가 인정되어 왔다. 그러나, 이러한 방법은 projection 및 backprojection 의 반복계산을 요하므로 영상재구성을 위한 총 계산시간이 projector 및 backprojector 의 성능에 크게 좌우된다. 본 논문에서는 EM에 근거한 영상재구성 알고리즘의 계산량을 감소시키는 방법에 관하여 논한다. 특히, projection 및 backprojection 계산을 위한 행렬의 원소중 중요한 양들을 구하는 방법과 이들을 미리 계산하여 적절한 양의 메모리에 저장하는 방법에 관하여 고찰한다. 실험에서 제안된 방법을 사용할 경우 EM 알고리즘의 계산시간을 92%까지 현저히 감소시킬 수있음을 보였다.

Keywords

References

  1. IEEE Trans. Med. Imaging v.MI-1 Maximum Likelihood Reconstrution for Emission Tomography L.Shepp;Y.Vardi
  2. IEEE Trans. Med. Imaging v.MI-8 no.2 A Generalized EM Algorithm for 3-D Boyesian Reconstruction for Poisson Data Using Gibbs Priors T.Hebert;R.Leahy
  3. IEEE Trans. Med. Imaging v.MI-9 no.1 Bayesian Reconstructions from Emission Tomography Data Using a Modified EM Algorithm P.J.Green
  4. IEEE Trans. Med. Imaging v.MI-14 no.4 Bayesian Image Reconstruction in SPECT Using Higher Order Mechanical Models as Priors S.J.Loc;A.Rangarajan;G.Gindi
  5. IEEE Trans. Nuclear Science v.NS-44 no.3 The Thin Plate as a Regularizer in Bayesian SPECT Reconstruction S.J.Loc;I.T.Hsiao;G.R.Gindi
  6. IEEE Trans. Med. Imaging v.MI-6 Implementing and Accelerating the EM Algorithm for Positron Emission Tomography L.Kaufman
  7. IEEE Trans. Med. Imaging v.MI-13 no.4 Accelerated Image Reconstruction Using Ordered Subsets of Projection Data H.M.Hudsom;R.S.Larkin
  8. IEEE Trans. Med. Imaging v.NI-14 no.2 A Modified Expectation Maximization Algorithm for Penalized Likelihood Estimation in Emission Tornography A.R.De Pierro
  9. IEEE Trans. Med. Imaging v.MI-16 Grouped-Coordinate Ascent Algorithms for Penalized-Likelihood Transmission Image Reconstruction J.A.Fessler;E.P.Ficaro;N.H.Clinthorne;K.Lange
  10. J. Comput. Assist. Tomogr v.8 EM Reconstruction Algorithms for Emission and Transmission Tomography K.Lange;R.Carson
  11. Med. Phys v.12 Fast Calculation of the Exact Radiological Path for a 3D CT Array R.Siddon
  12. Phys. Med. Biol v.37 Simultaneous Compensation for Attenuation Scatter and Detector Response for SPECT Reconstruction in Three Dimensions Z.Liang;T.G.Turkington;D.R.Gilland;R.J.Jaszczak;R.E.Coleman