Сравнение двух статистических алгоритмов реконструкции изображений при количественной оценке патологических очагов методом гамма-эмиссионной томографии | Sciact - Система учета научной деятельности ИМ СО РАН

Сравнение двух статистических алгоритмов реконструкции изображений при количественной оценке патологических очагов методом гамма-эмиссионной томографии Научная публикация

Журнал

Сибирский журнал индустриальной математики
ISSN: 1560-7518

Вых. Данные

Год: 2026, Том: 29, Номер: 1, Страницы: 39-55 Страниц : 17 DOI: 10.33048/SIBJIM.2026.29.104

Ключевые слова

Однофотонная эмиссионная компьютерная томография, OSEM, MAP-Ent, регуляризация

Авторы

Нестерова А.В. ¹ , Денисова Н.В, ²

Организации

1	Институт математики им. С. Л. Соболева СО РАН , просп. Акад. Коптюга, 4, г. Новосибирск 630090, Россия
2	Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН , ул. Институтская, 4/1, г. Новосибирск 630090, Россия

Информация о финансировании (2)

1	Институт математики им. С.Л. Соболева СО РАН	FWNF-2024-0002
2	Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН	124021400036-7

Проведён сравнительный анализ двух статистических подходов к реконструкции изображений при обследовании пациентов методом однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ). Выполнено сравнение алгоритма Ordered Subset Expectation Maximization (OSEM), используемого в большинстве современных ОФЭКТ-систем, и алгоритма нового поколения Maximum a Posteriori с априорной информацией на основе энтропийного функционала (MAP-Ent) при количественной оценке накопления радиофармпрепарата в патологических очагах. Исследования выполнены методом имитационного компьютерного моделирования с использованием цифрового двойника стандартизированного вещественного фантома NEMA IEC, включающего шесть сфер различного размера, имитирующих очаги поражения. Точность реконструкции оценивалась с использованием максимального коэффициента восстановления RCmax, определяемого как отношение реконструированной накопленной активности в максимуме к её истинному значению. Показано, что алгоритм OSEM характеризуется неустойчивостью итерационного процесса, появлением шума и краевых артефактов. Применение постфильтрации стабилизирует решение и обеспечивает сходимость, однако приводит к занижению оценки активности в очагах малого размера и возможной потере малых очагов. Алгоритм MAP-Ent обеспечивает устойчивую сходимость и высокую количественную точность без необходимости постфильтрации, сохраняя контрастность малых очагов. Вместе с тем точность реконструкции существенно зависит от выбора глобального параметра регуляризации, что ограничивает оптимальную реконструкцию очагов различного размера и указывает на необходимость применения локальной регуляризации.

Нестерова А.В. , Денисова Н.В.
Сравнение двух статистических алгоритмов реконструкции изображений при количественной оценке патологических очагов методом гамма-эмиссионной томографии
Сибирский журнал индустриальной математики. 2026. Т.29. №1. С.39-55. DOI: 10.33048/SIBJIM.2026.29.104 РИНЦ

Поступила в редакцию:	11 февр. 2026 г.
Принята к публикации:	13 мая 2026 г.
Опубликована online:	13 июл. 2026 г.

≡ РИНЦ:

91703133