基于DICOM的3D C-arm控制服务协议（RoboLINK）设计与实现

三维成像技术辅助骨科机器人进行术前规划能够提高手术精确性和高效性,但目前基于三维数据的传统外科导航系统需要预先术前采图,再经过图片导入和人工配准,使得手术步骤愈加繁琐,且患者在采图和手术过程中的位置不同可能导致新的配准误差,导致精确度的降低。鉴于这一需求,本文设计一种基于DICOM协议的3D C-arm控制服务协议（RoboLINK）,能将手术机器人和CT连接,可在手术过程中进行CT采图,为当前问题提供新的解决方案。在支持三维C臂与手术机器人进行数据传输的基础上,也可传输运动控制指令,达到设备相互协作的效果。根据以上设计,协议以一影医疗的3D C-arm和模拟手术机器人为实验环境,对协议进行测试。结果表明,RoboLINK协议能够有效完成数据传输和设备控制任务,具有可行性和安全性。     

三维医学图象处理与分析系统

本文介绍了一个我们自主开发的基于微机的三维医学图象处理与分析系统。系统运行于Ｗｉｎｄｏｗｓ ９５／Ｗｉｎｄｏｗｓ ＮＴ环境,主要包括图象预处理,切片重组,三维显示,三维体显示,手术模拟等功能。可广泛用于ＣＴ,ＭＲＩ等医学图象的处理与分析,具有很好的应用前景。     

电子束CT三维重建技术与颅颌面外科

目的 探讨电子束CT三维重建技术在颅颌面外科的适应症和应用价值。方法 采用美国Imatron公司的电子束CT(electron beam CT,以下简称EBCT)C-150,对76例严重颅颌面病人实行薄层CT容积扫描。将所获CT图象经数字接口传至加拿大ISG公司生产的Allegro工作站进行三维重建。结果EBCT成像技术能立体的、详尽和精确的显示机体组织三维解剖结构极其相互关系。其再现畸形或病体模型的程度可以达到近乎解剖学的精度,为准确了解和掌握病情并制定合理的手术治疗计划提供了极为重要的依据,提高了手术治疗效果。结论EBCT三维重建技术是现代颅颌面外科最主要的诊断方法之一并具有重要的临床应用价值。     

浅议储层地质研究中的CT技术

CT技术具有无损、三维并可与计算机应用模拟相结合等特点,使其在储层地质研究中作用独特。本文从CT技术特点入手,总结分析其在储层地质研究中的应用发展历程:储层岩石组构识别、储层表征、微观流体输运过程的在线监测及剩余油分布研究等。随着高分辨率工业CT及数字岩心技术的发展,CT扫描三维数据体与数字岩心相结合,不仅可以提取岩石物理属性参数,如储层岩石的孔渗、地层因子、弹性模量、横纵波分析等,建立三维孔喉网络模型,还可以直接对复杂的孔喉系统进行定量化的结构表征和微渗流数值模拟。最后,本文作出展望,随着计算机技术的提高和油气勘探需求的增长,其应用会越来精细,越来越广泛。      

锥束CT图像重建算法在DSP上的加速方法研究

随着CT技术的发展,重建速度已成为CT系统的重要指标之一,图像重建加速的研究也成为CT研究的热点之一。DSP由于采用哈佛结构,具有专门的硬件乘法器以及广泛采用流水线操作等特点,已开始应用于图像重建加速。本文针对近年来开始应用的三维锥束CT的图像重建算法进行了DSP加速方法研究。首先介绍了DSP应用于图像重建的研究现状,其次,通过对三维重建的典型算法——FDK的算粒分解分析,结合DSP的硬件结构的特点,提出了一种基于DSP的CT图像重建的综合加速技术。该方法通过C的优化、汇编优化和编译优化的综合使用,充分利用了硬件结构和软件流水技术,采用TMS320C6455芯片实现了CT图像重建的加速计算,实验结果表明,该方法取得了较高加速比。     

从CT断面图象重建人体器官的三维形状

计算机层析成象技术(Computcrizcd Tomography)所得到的图象是二维的,不易理解三维器官的形状.因此,从CT断而图象重建人体器官的三维形状成为计算机图象处理领域的十分有意义的课题.我们对三维重建的全过程,包括CT图象的输入、分割、轮廓跟踪、多边形拟合、断而间插值及三维显示等步骤进行了研究,并提出一种断面间轮廓插值的快速有效的方法.     

衍射CT技术和多源全息成象技术的比较研究

在本文中,我们从理论上比较研究了衍射CT技术和多源全息成象技术,讨论了在弱不均匀介质中多源全息成象技术失真的根源,推导出二维多源全息图象重建的快速算法,利用这些算法和计算机产生的非Born近似的正演数据,系统地研究了异常体的尺寸、异常程度的大小和数据采集方式对重建图象的影响.并且把它与衍射CT重建图象作了数值上的比较,所得到的许多结果（见正文结论部分）对于衍射地震CT技术和多源全息成象技术在生产中的应用有着指导意义.     

X射线三维CT技术在元器件失效分析中的应用

通过比较X射线DR,普通断层CT技术,扫描声学显微镜的功能特点,分析了X射线三维CT技术的优势。通过对焊接空洞、微动开关失效案例以及不同封装形式器件的分析,研究了X射线三维CT技术在电子元器件失效分析领域的应用。同时根据X射线三维CT成像的特点,分析了该技术发展的前景。     

CT 和整形美容影像手术导航

本文探讨电子束和螺旋CT机可实现全方位扫描和精密三维重建技术在颅颌面外科和减肥的适应症的应用价值。采用美国Imatron公司的电子束CT（以下简称EBCT），已对76例严重颅颌面畸形患者实行薄层CT容积扫描。将所获CT图象经数字接口传至加拿大ISG公司生产的Allegro工作站进行三维重建。EBCT成像技术能立体的、精细地显示机体组织三维解剖结构，包括骨骼、软组织、脂肪、动脉、静脉及其相互关系，引导主刀切割的路径，提高手术治疗效果。EBCT和螺旋CT作三维重建技术是现代颅颌面外科和减肥外科最主要的诊断方法之一，并具有重要的临床应用价值。预期改装微焦点CT机后，再现畸形或病体模型的程度可以达到亚微米极解剖学的精度，为准确了解和掌握畸形程度并制定合理的手术治疗计划提供了极为重要的依据。近年来工业微焦点CT机其空间分辨率已达5-15微米陈椎昌教授等已发展了用于生物医学的研究，今后可对皮下组织作精细的CT成像，对皮肤作粗糙度（或光滑度）的定量分级，以了解整形美容、针炙磁疗减肥与CT影像的微观效果。     

两种典型三维CT系统及应用

三维CT系统是CT研究最活跃的前沿课题之一,三维重建算法1984年就由Feldcamp等提出,完成了三维CT的数学基础,为把计算时间减少到可接受的程度,我们采用几何参数表法成倍地缩短了重建时间.随着面阵列CCD探测器和新型平板探测器的出现,三维CT的硬件基础也已成熟,本文介绍了基于科研级CCD相机和非晶硅平板探测器的两种典型三维CT系统,并介绍了应用以上两套三维CT在生物医学和工业无损检测中的部分应用结果.     

类中梯装置三维大功率激电成像技术研究（英文）

类中梯装置三维激电成像技术兼顾了激电测深与激电剖面二者的特点,能快捷高效的获得测区三维电阻率及极化率信息,空间分辨率高,探测深度大。本文从类中梯装置的数据采集方式入手,阐述了采用类中梯装置进行三维激电成像的工作方式.建立了一个三维地电模型,采用类中梯装置进行三维正演模拟,并进行反演及成像。数值模拟结果表明,采用类中梯装置进行三维激电成像能较好地刻画实际地电模型的特点。以甘肃省某多金属矿为例,利用阵列式电磁法综合测量系统,进行了三维大功率激电成像技术的应用研究。实际应用结果表明,采用三维激电成像技术,可以多角度、多细节显示测区地下介质电阻率、极化率的分布情况,明确电性突变界面的延展状态,快速圈定成矿有利区。该研究对多金属矿产勘探等领域具有一定的指导性意义。     

震波射线层析图象技术在地震地质与大地构造研究中的意义

本文概述了美国地球物理联合会1984年春季年会上首次举办的“震波射线层析图象技术和三维方法”专题讨论会有关文献的内容。震波射线层析图象技术利用近年来日益增多的地震数据,用新的计算技术求得三维图象的地震波速构造,使之满足各种约束条件。求得全球各种地幔深度范围的三维波速分布,并与现行的板块构造分布图作对比,结果表明,在大部分构造活动区,裂谷带、火山区和大洋中脊下面的震波速度是慢的,而地台区下面的波速是快的,另有一些地区的波速分布表现了一定的特殊性,值得进一步研究。谷本等得出的地幔对流图为板块大地构造研究提供了新的定量基础。震波射线层析图象技术已成为研究地球内部物理、化学性质的重要手段。     

CT图象重建的算法优化和代码优化

卷积反投影是CT图象重建的最重要算法作为一种线性处理,其基本算法并不复杂,但由于CT的数据量庞大,使得图象重建的计算十分耗时.国外CT大都采用基于64位CPU的工作站并配以专门为CT建象设计的阵列处理板,这种昂贵的造价数十万元的计算机系统对一般医院用户来说是很大的经济负担.相反我们一直采用通用PC工作站,不仅降低了成本,而且计算机可以得到迅速的升级.这样,为满足医院临床诊断和治疗对建象速度的需要,我们就必须对该算法进行优化,优化的效果也成为CT软件能否适应市场需要,能否最终产品化的关键.本文总结了针对CT图象重建分别在算法层次和代码层次上所做的优化工作.第一,在算法实现的层次上,(1)在反投影算法中,进行内外循环交换,将最内层循环的计算量最大限度地减少,(2)利用反投影算法的对称性,只计算出部分图象数据并对称得到其它图象数据,(3)根据不同的视野范围自动调整反投影的计算量,(4)充分利用FFT的特点,提高实数线性卷积的效率.(5)数据的行列交换,用于提高CPU对数据的存取速度.第二,在代码编程的层次上,充分利用新一代微机CPU--Pentium III提供的新资源、新指令和相应的代码优化工具软件,重新编写算法关键部分的程序代码,以提高程序的实际执行效率.在东大阿尔派全身CT扫描机CT-C2000上的实际测试表明,通过上述算法优化和代码优化,CT图象重建软件的运行速度提高了8倍以上,己达到了医院实际使用的要求.     

显微CT的锥束重建技术

显微CT技术一直是Iowa大学CT/显微CT实验室研究的焦点。这篇文章报告了我们在锥束显微CT方面最近取得的一些进展。我们利用Feklkamp类算法了多X光源和检测器偏置条件下的近拟图象重建；解释了Grangeat精确重构框架下的图象伪影。最后重点介绍了最近有关一般分块迭代Landweber格式的收敛性结果；给出了模拟和实验结果，探讨了进—步的研究方向。     

基于Markov链模型的储层岩相随机模拟

在油气储层随机建模研究中，基于Markov链模型的方法是一类较受欢迎的技术，同时也是一类不成熟的技术，问题的症结之一在于侧向的转移概率矩阵很难求取，针对这种情况，作者在深入理解Walther相律的基础上，借鉴模拟退火算法的相应思路，提出了一种岩相模拟的新方法，该方法依据不同岩相的百分比进行随机模拟得到一幅初始图象，而后以按岩相组织剖面得到的垂向和侧向的岩相转移概率矩阵的相似性作为判别标准对图象进行扰动，直至得到满意的图象，二维模型试算结果表明了这种岩相随机模拟方法的可行性。     

CT技术在安检领域应用综述

在现有的安检技术中,X光CT技术是比较成熟、有效的手段之一。第一代X光CT安检机存在着较高的误报及漏报,CT技术的发展可以有效地解决这一问题。X光CT安检机与普通X射线安检机相比,有很多优点,技术有了本质上的提高,尤其是实现了三维成像和能够测定物体密度及原子序数,有效解决了普通X射线安检机成像的重影问题,能够自动与危险品的物理特征进行比对,减少人为因素的影响,既减轻安检人员的劳动强度,又能保证安检效果。     

城市震害三维模拟系统的实现方法

本文以数字减灾、数字城市概念为背景,以地震辅助决策、虚拟应急救援演练、地震科普教育为目的,给出了城市震害三维模拟系统的总体思路和实施计划。主要利用现有的数字图像处理技术、遥感技术、三维建模技术、可视化技术、数据库技术和虚拟现实技术等技术,结合新的群体和单体震害预测方法及G IS技术提出了城市震害三维模拟的总体设想,分析了城市三维震害模拟系统所需要的关键技术手段,指明了城市三维震害模拟的技术思路,并且完成了在地震影响场作用下,通过城市建筑不同震害的颜色表示,在破坏纹理库和破坏构件模型库的支撑下,建立三维破坏建筑模型库,以相似准则为依据,进一步以单体为例调入三维建筑破坏模型,实现了城市建筑三维破坏状态展示,为数字三维城市破坏的模拟提供了一种较好的思路。     

瑞利面波二维物理模型的数值模拟研究

在瞬态多道瑞利面波的理论和模拟研究中,常将三维地质模型简化为二维模型来处理,以此降低分析问题的难度和节约建模成本,然而常规的实验室二维物理模型难以实现.本文基于有限元数值模拟技术对不同模型厚度的数值模型激发的声波波场进行了数值模拟,研究和分析了具有不同菲涅尔带半径R厚度的三维均匀半空间和横向非均匀模型的瑞利面波波场和频散特征,并与对应的二维数值模拟结果进行对比分析.研究表明,在模型厚度小于最小第一菲涅尔带半径R条件下,三维物理模型实验结果与二维数值模拟模型实验结果基本一致.因此,在实际物理模拟实验中,可用厚度小于最小第一菲涅尔带半径R的三维物理模型近似二维模型.本文最后以数值模拟确定的合理模型厚度制作物理模型进行实验,验证了本文提出的问题和解决方案的可行性.     

第五代CT——超高速CT

超高速X线CT的动态摄影、三维图象的构成,临床上的作用已引起医学界的关注。本文将就超高速CT 装置的结构、性能、扫描法,临床应用作一介绍。     

图象恢复在工业CT中的应用

对于以影象增强器为检测系统的目标旋转式工业ＣＴ，分析了其图象退化的因素，采用对一维投影数据进行图象恢复的方法来提高ＣＴ图象质量。文中给出图象恢复公式，从计算机模拟和实验图象恢复的结果可看到所用方法提高了图象清晰度。