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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

正电子发射断层扫描(pet/fdg)方法利用同位素标记示踪法可以在正常的生理状态下无创地、定量地测量局部组织的葡萄糖代谢率(mrglc)。脑局部葡萄糖代谢率(lcmrlgc)是反映脑组织或脑神经元活跃程度的一个重要指标。本课题的主要目的利用matlab软件设计一个程序，将pet/fdg模拟数据导入，借助三室模型，可以快速而准确的计算lcmrlgc，并通过大量的测试和模拟，使该程序稳定可靠，保证其具有一定的实用价值。该程序可以使lcmrlgc的获取变得简易而准确，减少人们在该环节的精力投入，减少工作量，方便后续研究，在医学应用方面具有重要作用。

国内外研究现状

国内外已经存在了大量的医学软件，这里就afni和spm做简单介绍。

afni是由美国wisconsin医学院生物物理研究所开发研制的，它的开发者为cox博士。afni是一个交互式的脑功能成像数据分析软件，它可以将低分辨率的脑功能成像的实验结果叠加在具有较高分辨率的结构脑图像上进行三维显示；通过选择一些特定的特征点，它可以将实验数据转换到立体定位(talairach-tournoux)坐标；它可以同时在屏幕上显示三个正交的平面图像，显示的图像可以在各种功能和解剖数据之间互相转换；其附加的程序包可以对三维图像数据集进行操作和融合。

spm( statistical parametric mapping)是专门为脑功能成像数据分析而设计的一个通用软件包它可以对所有成像数据的每一个像素点都进行了计算,进而得出包含有每个像素点参数值的图像,这个参数图像是许多单次扫描图像所包含信息的压缩和精简,这样更有利于我们读取和理解。spm主要的贡献是通过对不同图像数据之间的比较，给出了具有统计学意义的结果。

2. 研究的基本内容

本课题的主要研究内容有pet技术即正电子发射断层显像技术、借助三室模型推导函数、脑局部葡萄糖代谢率（lcmrglc）的定量研究方法、lcmrglc的定量研究方法的计算机算法实现，算法与程序界面的融合和具体程序功能的实现。

pet技术是一种核医学成像的新兴技术，方法是，将某种生物生命代谢中必须的物质，标记上短寿命的放射性核素，注入人体后，通过对于该物质在代谢中的聚集，来反映生命代谢活动的情况，从而达到诊断的目的。

lcmrglc的定量研究方法是将18f 标记的 2-脱氧葡萄糖作示踪剂的动态正电子发射断层扫描(fdg-pet)方法应用于人脑，并根据三室模型推算研究。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

本课题利用matlab软件进行程序设计。 lcmrglc的定量研究方法采用pet/fdg的定量计算和三室模型的理论，釆用合适的数学算法利用输入函数和输出函数的测量值再使用计算机配合相关计算软件，求得局部组织的葡萄糖代谢率等参数。输入函数是动脉血液中示踪剂浓度的时间活度曲线(time activity curve， tac)，输出函数则是指组织中的tac。

进度安排：2018年3月1号之前查阅文献做出具体的算法分析，3月10号之前做出相应的算法程序和界面，4月1号应初步完成一个程序版本，之后时间做程序测试和写论文。

预期效果：程序能够正常运行，在程序界面中输入相应的参数值之后，能够得到正确的lcmrglc。保证多次使用不会出错。

4. 参考文献

[1]吴义根.脑局部葡萄糖代谢率pet_fdg定量计算的误差分析[j].自然科学进展，2002,12（2）：192-200.

[2]吴义根.用rpatlak 图解及动态fdg-pet 方法生成脑局部葡萄糖代谢率参数图[j].科学通报，2012,57（30）：2849-2856.

[3]wu y g. noninvasive quantification of local cerebralmetabolic rate of glucose for clinical application using positronemissiontomography and 18f-fluoro-2-deoxy-d-glucose.[j]. journal of cerebralblood flow metabolism official journal of the international society ofcerebral blood flow metabolism, 2008, 28: 242–250.

[4]杨裕华.功能性影像技术研究进展[j].中国医疗设备，2004,19（2）：35-39.