基于全局低分辨率CT扫描的合成层析成像技术

合成层析成像可由有限几个投影数据重建三维物体,与传统CT相比,该方法所需的射线剂量少得多.由于投影数据不完备,导致的重建图像伪影是合成层析成像的一个主要问题.本文提出一种对感兴趣区域进行合成层析成像方法,和其他方法相比可以得到更好的重建图像质量.该方法首先对目标进行低分辨率全局扫描,然后对感兴趣区域进行高分辨率局部扫描,最后,利用两次扫描的投影数据集合重建感兴趣区域的图像.数值仿真结果表明,用本方法重建感兴趣区域图像,要明显好于没有使用全局扫描信息的方法.     

一种用于小体积偏置探测器锥束CT系统的反投影滤波重建算法

在传统的CT系统中,系统的硬件成本和计算量都是非常巨大的.本文深入分析了一种利用偏移放置的面阵探测器的锥束CT系统,在这种系统中X射线束仅仅覆盖被扫描物体的一半体积,投影数据在探测器方向上是截断的,探测器尺寸和投影数据量都减少为传统CT系统的一半.在这种扫描方式下,现有的重建方法是首先利用重排算法获得180度范围内的平行束投影数据,然后再利用滤波反投影(FBP)算法重建出物体的三维图像.但是重排算法不可避免地会引入误差,降低重建图像的空间分辨率.本文提出了一种反投影滤波(BPF)形式的直接反投影重建方法,该方法不需要对投影数据重排,直接反投影滤波重建出最终的图像.因此,该算法在数学上更简洁,计算速度更快,能够更多地保留重建图像的高频信息.最后,数值模拟实验结果验证了该系统和重建算法能够获得高质量的CT图像.     

潘晓川教授的反投影滤波(BPF)新型重建算法介绍

计算机断面成像(CT)的精确重建方法一直是现代CT成像领域中一个活跃的研究方向。近几年,关于平行束、扇束、锥束CT精确重建的研究取得了一系列重要的突破和创新成果。本文主要介绍了美国芝加哥大学潘晓川教授为首的课题组提出的一类基于反投影卷积(BackprojectionFiltration:BPF)的CT精确重建算法。BPF算法最重要的贡献在于它成功地解决了从沿探测器方向截断的投影数据进行CT精确重建的问题;因此,通过BPF算法能够设计出针对目标的感兴趣区域成像策略,减少成像扫描、重建时间,辐照剂量和散射光子。     

一种基于FDK算法的扁平物体局部重建方法

投影数据有截断的局部重建问题是CT重建领域的一个难点,传统的重建算法会产生严重的截断伪影,最近提出的BPF算法和POCS迭代方法虽然能解决局部重建问题,但是它们的重建效率和并行性都比较差。针对特殊的扁平形状物体的局部重建问题,本文对FDK算法在此类问题上的适用性进行了分析研究。通过数字仿真实验,给出了一个可以比较准确重建扁平物体局部区域的条件,即:局部区域在水平方向上的长度大于该物体在水平方向上长度的1/8,物体厚度小于该物体在水平方向上长度的1/13。数字仿真和真实数据的重建结果证实了在这个条件下FDK算法可以很好地实现扁平物体的局部重建。     

基于改进重建滤波器的局部CT重建算法

鉴于实际工程应用需求,基于截断投影数据的CT图像局部重建是X射线CT重建的一个重要课题,本文概述了现有的局部重建算法,分析了其优缺点,提出了一种基于改进重建滤波器的局部CT重建算法。通过对滤波函数的改进,使其能量主要集中在中心位置,使旁瓣迅速下降,进而使滤波函数具有局部重建功能。另外改进的滤波函数压制了低频信息,突出了高频信息,具有提高成像空间分辨率的功能,但对图像噪声有所放大,实际实验数据验证了算法的可行性。     

任意扫描轨迹下三维Shepp-Logan体模的投影方法

图像重建是将二维投影数据转换为三维体数据的数学过程。分析图像重建算法性能的常用手段是数值仿真,而获取数字体模的投影数据是仿真实验的第一步。Shepp-Logan体模应用最为广泛,本文首先介绍三维Shepp-Logan体模及其改进形式。重点讨论在任意扫描轨迹下三维Shepp-Logan体模的投影方法。并运用该方法模拟了工业CT中常用的圆轨迹与螺旋轨迹成像过程。数值分析结果显示,两种扫描轨迹得到的重建图像均方误差均小于2‰,本文的方法可以达到较高的精度。     

基于GPU实现的数字合成X射线体层成像投影数据的模拟方法

数字合成X射线体层成像技术能利用有限角度下的投影数据重建物体任意断层的图像.在数宁合成X射线体层成像重建算法研究中,模拟投影数据是重要的步骤,本文提出了一种基于GPU光线投射算法的数字合成X射线体层成像投影数据模拟方法.比较传统CPU模拟手段,GPU模拟方法计算速率快,且基于硬件支持的三线性插值能够得到更加接近实际的投...     

由投影重建图像的对称网格迭代算法

本文对于工业CT检测中常用的代数迭代重建算法提出了改进,利用投影射线之间存在的几何对称结构,提出了图像重建的对称网格迭代算法(简写为SM-IRT).该算法简化了投影系数矩阵的计算,调整了迭代算法逐线校正的迭代顺序.对模拟数据和工业CT实测数据进行了重建图像的数值实验,结果表明:与常规算法比较,本文提出的新算法重建速度快,成像精度高.     

《CT理论与应用研究》约稿函

<正>尊敬的先生/女士:CT(Computerized Tomography-计算机断层成像,是一种在不破坏物体结构的前提下,根据物体周边所获取的某种物理量(如地震波、X射线等)的投影数据,运用一定的数学方法,通过计算机处理,重建物体特定层面上的二维图像,以及依据一系列上述二维图像构成三维图像的技术。随着CT技术和各专业学科的发展,CT在物质探测方面所具有巨大的优势,在医学、工业、地球物理、工程、农业、安全检测等领域得到了广泛的应用。     

Feldkamp-type-VOI锥束CT重建算法加速的研究

本文具体介绍了一种Feldkamp-type感兴趣区域锥束CT重建方法.首先,我们分析了算法的特点:继而利用锥束扫描模式存在的对称性的反投影优化性质进行算法优化;最后,通过Shepp-Logan数值模拟实验显示优化方法可有效提高图像重建的速度且几乎不影响图像质量.     

X射线断层扫描投影图像背景不一致的校准

在X射线断层扫描(X-ray CT)成像过程中,经常会出现射线源、样品和探测器三者之间的相对移动,导致采集的投影图像(Projection image)以及亮场图像(flat field image)的空间位置配准关系出现偏差。这直接影响了投影图像背景的正常扣除,以及后续的CT图像重建。本文利用互相关方法,求出各投影图像背景与探测器原始采集位置之间的不一致量。然后将投影图像和亮场图像作相应变换,最后扣除背景得到校准后的图像。由于该方法对图像灰度较为敏感,所以在对实际样品校准之前,本文先对该样品投影图像及亮场图像进行了照度归一化。实验结果表明,该方法能够有效校正由射线源、样品和探测器之间相对移动造成的CT投影图像背景不一致,获得较好的CT投影图像和重建切片。      

显微CT的发展及其对美容-保健的影响

本文评述美国五家公司的显微CT（以下简称MCT）的现状和发展趋势,在颅凳面病人实际行皮肤切片,显示薄层细胞的基础上,结合MCT做二维和三维的CT成像,成立体,详尽和精确地显示皮肤表层5－10毫米,机体组织三维解剖结构,包括表皮,真皮、脂肪、动脉、静脉的空间分布及其相互关系,探讨显微CT和螺旋CT机在其成像分辨率提高的进程,再现美容病体模型的程度可达到亚微米级的精度,为掌握病情并制定合理的手术计划提供了重要依据,提高－整形的效果,实现全方位扫描和精密三维重建技术在颅凳面皮肤美容和减肥的适应症的应用价值。结果：显微CT三维重建技术是现代皮肤美容和保健的主要诊断方法之一,并具有重要的临床应用价值;近年来工业微焦点CT机其空间分辨率已达5－15微米,已发展了用于生物医学的研究,今后对可皮下组织作精细的CT成像,以了解形整美容,减肥,对当前的美容和保健产品给予在亚微米级,从细胞发育情况的定量评价,表述其CT影像的微观结果。     

图像ROI选择及其应用研究

在辐射成像应用中,DR及CT检测会产生大量的图像数据,对这些图像数据的处理涉及图像处理技术的方方面面。这些处理技术包括重建、可视化、图像增强、图像压缩和图像缺陷分析等。通常人们需要对图像中的特定区域（ROI）进行处理,并对图像上的ROI进行选择。ROI的确定,编辑是辐射成像图像处理的常用功能。本文介绍常用各种ROI,实现了这些ROI的勾画、编辑、选择等功能,并介绍了ROI与孔隙度计算及缺陷识别等应用的结合。     

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。     

16层螺旋CT重建在距骨骨折的应用价值

目的:研究16层螺旋CT多平面(MPR)、三维(3D)重建在距骨骨折中的临床应用价值。资料与方法:对132例距骨骨折患者的X射线平片、16层螺旋CT-MPR、3D重建影像资料对比分析。结果:132例距骨骨折中,16层螺旋CT-MPR、3D重建骨折和脱位全部显示,X射线平片查出骨折99例,脱位31例。骨折X射线平片检出率75%,三维重建检查检出率100%,脱位X射线平片检出率87%,三维重建检查检出率100%。结论:16层螺旋CT多平面和三维重建,可更好地显示距骨骨折和脱位,对术前诊断和治疗有很大价值,尤其是对距骨细微骨折和半脱位的诊断。     

利用GCV优化的正则化方法对硬X射线望远镜图象重建研究

图象重建是一个求逆过程具有不适定性。本文介绍的是一种从少数投影数据进行图象重建的线性代数法－Ｐｈｉｌｌｉｐｓ－Ｔｉｋｈｏｎｏｖ正则化方法,同时选择优化工具ＧＣＶ确定最优的正则参数。为验证该方法,我们对日本Ｙｏｈｋｏｈ卫星上塔载的硬Ｘ射线望远镜（ＨＸＴ）拍摄的太阳图象进行重建。     

探讨宝石CT靶重建模式显示活体肺组织结构的优势

目的:比较肺CT靶重建（局部小扫描视野（FOV）薄层CT成像）和常规肺CT图像的质量以及对正常活体肺结构的显示情况。方法:对74例受检者分别行常规肺CT扫描（5mm）及靶重建（FOV 20cm,层厚1.25mm）。两名放射科医师分别判定常规肺CT成像、正常肺野小FOV薄层CT成像的图像质量:肺小叶结构、肺动静脉-支气管分支的显示（1～4级）及判断信心强度;3级和4级图像以小FOV薄层CT成像（1.25mm）显示数较多者作为标准,进一步判断常规肺CT扫描（5mm）成像的敏感性,两名观察者间的一致性做Kappa检验。结果:1级和2级图像质量在常规肺CT扫描和肺小FOV薄层CT成像间无统计学意义;3级和4级图像质量,肺小FOV薄层靶重建CT成像明显优于常规肺CT扫描,在两名观察者间均有统计学差异（P<0.05）;参照肺小FOV靶重建成像,常规肺CT扫描（5mm）成像,3级图像敏感性分别为97.1%、98.6%;4级图像敏感性分别为80.8%和85.3%。诊断信心水平明显提高（P<0.05）。在肺小FOV靶重建CT成像、常规肺CT成像上的图像质量的判断,两名观察者间具有较好的一致性（k=0.717,0.746）。结论:肺小FOV薄层CT成像较常规CT图像,能增加正常肺微细结构的显示能力和增加观察者判断信心。      

基于Chambolle-Pock框架的核TV多通道图像重建算法

总变差最小化算法是一种基于压缩感知理论的图像重建算法,能够从稀疏投影或含噪投影数据中高精度地重建图像,已经被广泛应用于计算机断层成像、磁共振成像、电子顺磁共振成像。能谱CT、T1或T2加权的MRI及EPRI均属于多通道成像。逐通道TV算法可以实现较高精度的图像重建,然而忽略了各通道图像之间的相似性。核TV算法是一种考虑了通道间图像相似性的TV类算法,可以实现高精度图像重建。面向多通道图像重建,以CT重建为研究范例,本文提出一种Chambolle-Pock算法框架下的核TV多通道图像重建算法。通过仿真模体和真实CT图像模体的重建实验,验证算法的正确性,分析算法的收敛性,探索算法参数对收敛速率的影响,评估算法的稀疏重建能力及含噪投影重建能力。结果表明,相对于逐通道TV算法,所提算法可以取得更高的重建精度。核TV算法是一种高精度的多通道图像重建算法,可以应用于各种成像模态的多通道重建场合。