PET-CT是一种将正电子发射断层成像(positron emission tomography, PET)和计算机断层成像(computed tomography, CT)两种影像诊断技术有机结合在一起的一种多模态成像技术。该成像可同时提供准确、全面的功能成像及结构信息成像。PET-CT成像在对活体进行心胸成像时，不可避免地呼吸运动和心跳运动导致的运动模糊严重干扰定量分析，进而影响诊断结果判断。目前常用门控成像技术解决呼吸及心跳运动带来的成像伪影影响，主要包括外接门控设备法和数据驱动法。现有的数据驱动门控方法难以兼顾多模态数据处理稳定性，心脏信号提取精准性以及实时性处理及反馈。中心研究人员提出了一种改进的数据驱动门控方法——基于局部信息的主成分分析方法( partial data principal component analysis, PD-PCA)，实现了优化数据驱动门控成像完整流程。并在中国科学院高能物理研究所自主研制的 Eplus 多能全景动物 PET-CT设备进行了实验验证，实验结果表明改进后的门控成像方法能够保证在心脏信号提取上实现了更高的精度，可实现实时门控动态高精度成像。

Eplus 多能全景动物PET-CT

中心研究人员提出了一种改进的数据驱动门控方法——基于局部信息的 PD-PCA 方法，该方法在提高了门控信号提取的准确度的同时实现了门控信号提取以及门控分组划分的实时性处理，可进一步实现在采集过程中的呼吸、心脏信号实时反馈，从而实现无外接门控设备的实时监测效果。通过对于原始数据进行数据预处理，在提高门控信息准确度的同时，极大地缩短了计算时间。基于生物特性，采用直方图统计法和阈值法，对呼吸门控方法进行改进，更准确划分出呼吸平稳期的数据。同时本文设计并实现完整的 4D 门控成像流程 ，并得到了呼吸和心脏的清晰准确的 4D 动态成像效果。

SD 大鼠全胸腔重建图像

本方法可用于无外接设备的呼吸、心跳实时监测，肺部病灶体积精准测量以及肺部呼吸运动状态检测，也可用于心脏运动状态检测、冠状动脉状态检测和心血管内血液的空间状态变化检测，在实现肺部器官精准成像上具有重要意义。同时由于本方法在体积小、呼吸和心跳频率较高的小鼠中取得了很好的效果，因此对象可延伸到大鼠、兔子、灵长类动物以及人类等，实现在不同物种上的应用。但门控成像会使重建过程中出现重建角度稀疏且不均匀分布的问题，导致图像出现伪影，后续可通过深度学习的方式进行进一步的重建图像优化。