基于改进谱投影梯度算法的X射线发光断层成像

摘要：

X射线发光断层成像(XLCT)是一种可同时获得解剖结构和功能信息的新型分子影像技术,在早期肿瘤检测与放疗方面具有重要应用潜力,但由于测量信息少,成像模型复杂等原因,其断层重建一直是挑战性难题.本文采用非单调Barzilai-Borwein梯度(NBBG)算法来求解重建问题目标函数.每次迭代中,谱投影梯度方法近似为L1范数约束的最小二乘问题.Barzilai-Borwein梯度法获得相应的更新方向,提高算法的收敛速度.采用非单调性线性搜索策略构建最优步长,保证全局收敛性.通过将Barzilai-Borwein梯度法和非单调性搜索结合,在保证全局收敛的同时,克服了选取精确步长带来较大计算量的缺点.数值仿真实验和物理实验得到的基于NBBG算法的单光原重建位置误差分别为0.68和0.94 mm,与分裂增广拉格朗日收缩算法(SALSA)相比,本文方法在重建精度、鲁棒性和重建效率等方面都获得了较优的结果.

关键词：光学分子影像、X射线发光断层成像(XLCT)、图像重建、梯度算法

所属期刊栏目：25

分类号：Q63;TP391(生物光学)

资助基金：国家自然科学基金资助项目61372046,11571012,61640418;中国博士后科学基金;陕西省科技计划资助项目2015KW-002;陕西省自然科学研究计划资助项目2015JM6322;陕西省教育厅基金资助项目15JK1726;陕西省教育厅专项科研计划资助项目14JK1578,16JK1772;西北大学自然科学基金资助项目338020006,338050003;西北大学研究生创新项目YZZ15096

在线出版日期：2017-03-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：42-49