거리 의존적 역투사를 이용한 SPECT 영상 구경보정

Aperture Correction using Distance-Dependent Backprojection for SPECT Images

평행 빔 SPECT는 평행구멍 모양의 조준기와 검출기를 결합하여 프로젝션 데이터를 얻는다. 그러나, 평행 빔 SPECT의 프로젝션 데이터는 광자의 검출방향을 고정하는 조준기의 점선원 반응 함수의 부정확성 때문에 거리 의존적 흐트러짐의 영향을 받게 되어, 이를 해결하기 위한 효과적인 구경보정이 필요하다. 이 논문에서는 반복적 구경보정 방법의 시간적 제약과 주파수-거리 관계를 이용한 방법의 성능상의 제약을 극복하기 위한 방법으로 거리 의존적 역투사를 이용한 구경보정을 제안한다. 제안된 방법은 직접적 영상재구성에서 적용하는 거리 독립적 역투사를 거리 의존적 역투사로 대체하여 구경보정 효과와 함께 영상을 신속히 재구성 할 수 있다. 제안된 방법의 성능을 기존의 푸리에-거리 관계를 이용한 방법과 비교하기 위해 여러 모의실험을 수행하였다. 모의실험 결과를 통해 제안된 방법이 기존의 푸리에-거리 관계를 이용한 방법에 비해 공간분해능을 향상시키고 잡음에 강건함을 확인할 수 있었다.

The parallel beam SPECT acquires projection data by using parallel hole collimators in conjunction with photon detectors. Those projection data of the parallel beam SPECT are, however, contaminated by the distance dependent blurring because of the inaccuracy of the point response function of the collimator that is used to define the range of directions where photons can be detected. Thus an efficient aperture correction is required. In this paper we propose a distance dependent backprojection method to overcome the time limitation of iterative aperture correction methods and the performance limitation of Fourier-Distance Relation based method. The proposed method achieves aperture correction and fast image reconstruction by replacing the distance independent backprojection of the direct image reconstruction with the distance dependent one. We conducted several simulations to compare the performance of the proposed method with that of the conventional Fourier-Distance Relation based method. The simulation result shows that the proposed method outperforms the Fourier-Distance Relation based method in spatial resolution and robustness against noise.