PET/MRI新技术应用研究进展

PET/CT的广泛应用有力地促进了核医学的发展。MRI与CT相比有更高的软组织对比度和空间分辨率,且无电磁辐射,因此PET/MRI的研究成为近些年的热点,并已取得了初步的进展,虽然目前PET/MRI离广泛应用还存在一定距离,但已有的研究成果表明,PET/MRI具有广阔的发展空间,有望将分子影像技术的发展带入一个新的时代。     

SPECT/CT的最新应用进展

SPECT/CT是继PET/CT之后迅速推出的新型分子影像设备。它利用单光子核素,并借助CT的功能,同时能提供脏器、组织精细的形态解剖和功能代谢信息,为疾病的定位和定性诊断提供客观依据。与PET、PET/CT相比更具有普及、推广和广泛开展临床应用的实用价值,是一种新的分子影像技术。     

PET/CT影像辅助CT引导下肺穿刺活检的应用

目的：探讨PET/CT影像辅助CT引导下肺穿刺活检的应用价值。方法：回顾性收集本院开展PET/CT影像辅助CT引导下肺穿刺病例53例及常规CT引导下肺穿刺120例。分别就两组病例的临床基本资料（年龄、性别、有无肺气肿）、病灶情况（大小、位置）、穿刺情况（穿刺体位、深度、取材满意度、取材次数）、并发症情况（出血、气胸、种植、空气栓塞）和病理结果,进行统计学分析,检验水准均为P<0.05有统计学意义。结果：两组病例1次取材满意、1次穿刺及2次穿刺分别引起的并发症有统计学差异,P值<0.05;病理结果阳性率有统计学差异,P值<0.05;临床、穿刺相关数据及总并发症无统计学差异,P值>0.05。结论：相比于常规CT引导的肺穿刺,PET/CT影像辅助肺穿刺,病理结果阳性率更高,并且可以明显减少二次进胸活检次数,减少并发症的发生。     

18F-FDG PET/CT联合神经元抗体检测诊断神经系统副肿瘤综合征

目的:探讨全身18F-FDG PET/CT联合神经元抗体检测在神经系统副肿瘤综合征（PNS）患者诊疗中的应用价值。方法:回顾性收集56例临床疑诊PNS患者的临床、神经副肿瘤抗体检测及全身18F-FDG PET/CT资料,对照病理及临床随访结果,利用ROC曲线评价PET/CT、神经元抗体及二者联合检测结果的诊断效能。结果:56例疑诊PNS患者中,共有肿瘤患者20例,其中肿瘤伴PNS 19例,肿瘤伴脊髓转移1例。18F-FDG PET/CT显像提示肿瘤或可能肿瘤23例,其中20例为真阳性,3例为假阳性（随访结果分别为反流性食管炎、反应性骨改变、颈部炎性病变）,其余33例为真阴性;敏感度、特异度、准确度分别为100.0％、91.7％、94.6％。神经元抗体阳性33例,其中PNS伴肿瘤8例（抗Amphiphysin抗体脑炎3例,抗GABAB抗体脑炎2例,抗Yo抗体脑炎1例,抗Hu抗体脑炎2例）,PNS不伴肿瘤25例（LGI1抗体脑炎10例,抗Amphiphysin抗体脑炎3例,抗Hu抗体脑炎1例,抗GABAB抗体脑炎3例,抗Yo抗体脑炎3例,抗CASPR2、GAD65、NMDA、PNMA及SOX1抗体脑炎各1例）;神经元抗体阴性23例（其中伴肿瘤12例）;敏感度、特异度、准确度分别为40.0％、30.6％、33.9％。两种联合检测结果的敏感度、特异度、准确度分别为100.0％、33.3％、57.1％,50.0％、94.4％、78.6％。ROC分析显示AUC分别为0.958（P<0.001;95％CI,0.904～1.000）、0.353（P>0.05;95％CI,0.199～0.506）、0.667（P<0.05;95％CI,0.528～0.806）及0.672（P<0.05;95％CI,0.514～0.830）,18F-FDG PET/CT及两种联合检测方法具有统计学意义。结论:全身18F-FDG PET/CT可作为疑诊PNS患者无创筛查肿瘤的一线检查方法。      

利用MATLAB实现CT断层图像的三维重建

医学图像三维重建为人体结构提供了真实、直观的反映,便于医学人员对病灶的观察及手术的进行。但图像三维重建编程实现困难,不易被非计算机专业人士所掌握。本文运用MATLAB6.5软件中的图像处理工具箱实现了CT断层图像的三维表面重建及体重建,原理简单,编程实现方便。在对头部CT图片进行的三维表面重建及体重建实验中,重建速度快,显示效果良好,便于各类非计算机专业人士推广应用。     

感兴趣区域CT图像重建方法及模拟实验

虽然CT技术已经发展得相当成熟,但在大物体成像、高分辨率成像和减少辐射剂量等方面现有的CT成像方法仍然存在较大的困难。事实上,很多工程应用中并不要求对完整的物体进行全局CT成像,只需要获得某些感兴趣区域的物体图像即可,特别是医疗临床诊断中只要能够实现对可疑病灶部位的成像即可。因此,本文研究了针对感兴趣区域的CT图像重建方法,以及X射线束的视野只覆盖感兴趣区域的扫描方法设计,感兴趣区域CT成像研究的关键是如何在投影数据截断情况下实现断层图像的精确、稳定重建;本文介绍了三种投影数据在不同截断方式下的图像重建方法,并设计了相应的数值模拟实验,给出了数值模拟实验结果。最后,对感兴趣区域CT成像技术在工程中应用潜力做了展望。     

基于特征学习的低剂量CT成像算法研究进展

随着CT（computed tomography）技术在临床中的大量应用,其辐射伤害问题也越来越受到人们的关注。与此同时,高性能低剂量的成像也已经成为近年来CT研究领域中的重要研究方向。随着学习型算法的提出及广泛应用,为低剂量CT成像算法的发展带来了新的方向。在影像大数据环境下,基于特征学习方法的低剂量CT成像有着更广阔的发展空间。本文将从稀疏表示和深度学习两个方面,介绍一些国内外应用于改善CT成像质量的相关技术,包括CT成像技术的发展趋势,特征学习相关算法的研究现状,提高低剂量CT扫描成像质量的相关方案等。本文对近年来在低剂量CT成像及特种学习算法等领域的研究成果进行了介绍,并进行相关总结和分析。     

CT断层重建中滤波函数设计的新方法

滤波函数在CT图像重建过程中起着非常重要的作用,直接关系到重建图像质量。为了提高CT重建图像质量,本文从加权平均的思想出发,根据FBP重建算法的理论基础,提出一种设计滤波函数的新思路,并分析了五点加权平均滤波函数性能比较。最后针对Shepp-Logan模型数据和实际的海螺投影数据,设计出一种新的滤波函数并与S-L和R-L滤波函数的重建效果进行了比较。从比较结果可以看出,新设计的滤波函数重建的图像效果在整体性能上最好,在局部地方,其密度分辨率有所提高。本文为滤波函数的设计提出了一种新的想法和思路。     

320排动态容积CT颅内动脉瘤图像重建算法进展和评估

320排动态容积CT脑血管数字减影(DSA)可为颅内动脉瘤病人提供4D DSA成像信息,这一技术的关键是宽体检测器和ConeXact锥束重建算法。本文对目前常见锥束扫描重建算法进行了分析和比较,特别是近几年发展起来的Feldkamp类,Grangeant类,Katsevich类和ConeXact锥束重建算法。应用方面对30例颅内动脉瘤患者进行了宽探测器平台下动态容积扫描,一次成像获得满意图像,无阶梯伪影,并与计算机断层血管造影(CTA)、常规DSA对比,320排CT DSA检查可作为颅内动脉瘤筛选和术后复查一种方法,与CTA相比320排CT动态容积成像和功能成像有明显的优势。     

X射线岩石CT的历史与现状

采用X射线CT技术无损探测岩石内部结构和裂纹演化过程 ,起源于 2 0世纪 80年代后期 ,由最初对CT图像的认识逐步深化为对岩石裂纹演化规律的分析和应用研究。基于室内岩石试件扫描断面的CT图像 ,目前在岩石变形破坏过程的实时监测、加荷条件多样化、裂纹演化规律性、裂纹宽度的定量测量、岩石裂纹三维图像重建、损伤演化与损伤变量分析、CT成果应用研究等方面取得了一系列进展。岩石CT面临的主要问题是如何获得各种试验条件下精确的CT图像及其成果的应用研究。岩石CT的生命力在于自身理论、技术发展和在相关领域的应用程度     

稀疏信号恢复理论在CT图像重建中的应用

新的图像重建算法一直是CT成像前沿研究中的热点问题之一,而实际中常常遇到的有限角度重建问题则是其中的难点.Terence Tao和他的同事提出了一种稀疏信号恢复理论,为解决这个问题提出了可能的应用策略.我们在本文中介绍了这个理论并给出了在锥束CT重建中应用的初步结果.这种理论和策略的实现对很多应用情况都有重要的意义,为该领域的发展开辟了新的方向,也必将对该领域的发展产生重大影响.     

论锥束CT扫描Grangeat-型 Katsevich-型的算法

锥束图象重建算法正在快速发展，并用于重要的生物医学和工业应用中。在本文中，主要讨论有效的精确的、可能用于动态研究的算法，特别是近年发展起来的Grangeat类和Katsevich类的算法。这一选择是基于CT和显微CT的定量的和功能的应用需求。2002年，Lee和Wang提出了圆周和螺旋情形Grangeat类的半扫描锥束算法，解决了短物体重建问题。原理是利用在Grangeat类重建公式中的Radon空间信息，在阴影区域进行适当的数据插值，从而抑制Feldkamp类重建算法的亮度,减低伪影。在圆形和螺旋半扫描情形，首先我们确定位于不同采样冗余区域之间的边界。然后我们导出相应的加权函数以用于特征点的计算。就亮度减低伪影而论，Grangeat类半扫描重建算法优于Feldkamp类半扫描重建算法。2001年Katsevich推导了第一个理论上精确的螺旋锥束滤波反投影型重建公式。其局限性是探测器窗口较大和待重建物体的半径较小。2002年Katsevich改进了他的第一个公式。新的公式对病人的尺寸没有多少限制，而且相对旧公式假设了较小的探测器阵列。最近，Katsevich将他的方法推广到一般的扫描轨迹，证明了早期的两个公式是他的一般结果的特例。针对长物体的动态体成像，我们极其需要改进现有的Grangeat类和Katsevich类的算法。     

PET探测器和扫描结构的发展

正电子断层成像 (PET) 技术是一门新兴的核医学成像技术, 能够提供生理代谢水平的功能成像, 在疾病诊断, 病理研究, 药物研发等多个方面具有广泛的应用。PET技术的核心是探测器和扫描结构设计。扫描结构有环形探测器-静态扫描、环形探测器-动态扫描、平板探测器-静态扫描, 平板探测器-动态扫描等多种形式。探测器经历了PMT耦合单块晶体、PMT耦合多块晶体、PSPMT耦合晶体阵列、SPM耦合晶体阵列等多种结构。从1983年开始从事医用PET研究, 本文通过回顾先后开发的多台PET机器, 描述PET探测器和扫描结构的发展。     

CT图像重建中滤波函数的优化

CT图像重建的解析类经典算法为滤波反投影(FBP),其中的滤波环节对于重建质量的影响至关重要,通常情况下滤波函数都是将斜坡函数直接加矩形窗,而理想的矩形窗是造成Gibbs现象的根源所在,Gibbs现象使重建图像出现震荡,不够平滑。根据无穷级数求和理论,将函数展开成级数部分和形式后,可以进一步求解出部分和的算术平均值,该函数即是具有更优收敛性的费耶核(Fejes),本文根据这一理论,提出了一种改进的滤波方法,尝试利用费耶核较好的收敛性来克服Gibbs现象。实验结果表明该方法可以获得更加平滑的结果,对于图像质量的改善取得了明显的效果。     

PET/CT新技术应用

PET/CT将PET与CT整合为一体化,是功能显像和解剖显像的有机结合。为了获取经济效益,PET/CT必须在不增加治疗费用的同时具有精确的诊断性,并对患者的治疗方案作出有效的指导。PET/CT由于采用了3D采集与单纯PET相比缩短了图像采集时间,从而使病人的要求得到更大程度的满足,同时也增加了病人的舒适程度,减少了由于采集过程中病人活动导致的出错机率。PET/CT在临床上主要应用于肿瘤学、心脏病学及神经精神医学等领域,在上述领域的中其诊断精确性优势是其他显像方法不可比拟的。在指导肿瘤治疗方面,PET/CT可以通过改善患者的治疗决策而具有重要的卫生经济学价值。     

一种基于频域外推的不完全角度CT重建算法

不完全角度重建问题一直是CT图像重建领域研究的重点和难点。目前,通常的不完全角度重建方法是基于空域的迭代方法,但由于正反投影的高计算复杂度,空域迭代方法存在计算耗时,对硬件资源需求大等问题。本文提出了一种基于外推的邻近网格迭代算法(INNG-TV)。首先,平行束采样的数据通过傅里叶变换和样条插值到频域空间,然后在迭代的过程中,傅立叶空间投影已知部分的数据始终不变,缺失部分数据通过对重建图像进行INNG外推得到,同时在图像空间对重建图像做非负、最小化总变分等先验及优化约束。