PET/CT中人体呼吸运动信息分析系统

毛雨轩¹，刘伟平^{1, 2}，陈晓军¹

（1. 上海交通大学 机械与动力工程学院，上海200240；2. 上海联影医疗股份科技有限公司，上海201807） 

摘要：正电子发射断层显像-计算机断层成像（PET/CT）是一种先进的分子成像技术，应用于重大心脏疾病和肿瘤的早期检测与诊断。为减少患者呼吸运动引起的成像伪影，例如门控技术的主流呼吸控制方法被广泛应用。本研究基于光纤压力传感器开发了一种实时分析呼吸运动信息的软件系统，并研究了一种用于PET/CT扫描中关联呼吸运动的门控对齐算法。提出了平滑呼吸波形的实时提取算法以及快速时间相位分割算法，降低了计算复杂度，同时保证了低延迟和高识别精度，并通过编程实现了其在下位机中的应用。本研究实现了基于光纤传感器的呼吸采集系统的软硬件集成，并开发了完整的原型产品用于实验研究。与现有传统方法相比，本研究方法的平均检测延迟小于150毫秒（现有方法约为300毫秒），且时间相位分割的相对误差约为1%（现有方法约为5%）。本研究为提高PET/CT成像质量和效率提供了重要潜力，未来致力于将系统集成到商业平台中进行临床验证。

关键词：呼吸门控，正电子发射断层显像（PET），计算机断层成像（CT），生理信号处理，时间序列回归

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Cite this article: Mao, Y., Liu, W. & Chen, X. Information Analysis System of Human Respiratory Motion for PET/CT Scanning. J. Shanghai Jiaotong Univ. (Sci.) (2025). https://doi.org/10.1007/s12204-025-2833-5