医学图像三维表面模型重建

三维表面模型重建是医学图像处理的重要内容,是将CT和MRI等医疗影像设备获得的二维图像重建成三维立体表面显示图像的过程.本文重点研究了其重建算法的具体实现:(1)在建模上采用了基于体素的三维物体体积重建;(2)在显示上提出了基于Ray-Casting的三维物体二维直接显示技术.所以,和传统采用三角面拟合的方法相比,具有图像重建过程无需生成中间数据、无需进行3D物体的边界检测等优点,同时该算法并行性好,易于采用硬件方法实现加速.因此,本研究为医学图像三维表面模型重建应用软件的开发打下了理论基础.     

CT图像的三维重建

本文利用6例自愿者、2例上颌窦癌患者颌面部薄层 CT 扫描资料应用计算机技术进行立体三维图象重建。重建采用体元法和表面成形法。讨论了颌面部 CT 图像三维重建方式和临床应用价值。     

锥束CT精确重建算法研究最新进展

第八届三维图像重建及核医疗学国际会议于2005年7月在美国盐湖城召开.该会议是在CT、PET及SPECT图像重建领域最负盛名的会议之一.本文主要介绍在本次会议上提出的几种最新锥束CT精确重建算法,包括MD-FBP算法、R-line算法等;还讨论了这两种精确锥束重建算法的各自优点,并对CT图像重建领域下一步的研究方向做了展望.     

图像分割多阈值法研究

目的:医学图像分割是CT图像的三维重建等后续操作的基础,分割的准确性对医生判断至关重要。本文深入研究阈值分割算法、开发出一款将医学图像进行多阈值分割的实用软件。方法:此软件是利用VC 编程工具进行开发。其功能模块主要是利用医学影像处理与分析开发包MITK中的输入文件将输入数据利用像素值进行提取并处理。结论:相对于单阈值分割,多阈值分割有着诸多优势。     

三维锥束扫描CT成像图像重建新进展

介绍了作者在CT成像理论研究和工程应用实践中关于图像重建、图像处理和理解方面的成果,以及对未来的展望.主要的成果包括四个方面:一是研究三维CT重建常用算法的特点和固有误差,提出改进重建图像质量的新方法;二是从研究算法重建的优化准则出发,实现不同的重建方法;三是从应用任务出发对重建图像的性能进行理论和仿真研究;四是从应用实际问题出发,提出图像处理和理解的有效方案.     

16排螺旋CT3D及MIP在肝癌APS中的临床应用

目的:探讨16排螺旋CT三维及最大密度重建技术在肝癌动门脉分流诊断中的应用价值.方法:对64例肝癌伴动门脉分流患者的16排螺旋CT增强图像进行三维及最大密度重建,并对重建图像进行观察和分析(与CT轴位图像和数字减影血管造影图像进行对照).结果:16排螺旋CT三维及最大密度重建技术能全面、直观、多方位地显示肝癌动门脉分流的影像征象,并能较好显示动门脉分流导致的血液动力学改变.结论:16排螺旋CT三维及最大密度重建作为轴位CT图像的重要后处理技术,具有无创、直观、快速显示肝癌动门脉分流各种影像征象的特点,为临床诊断和治疗肝癌动门脉分流提供可靠的依据.     

锥束扫描三维CT及其工程应用

目的介绍了作者基于非晶硅面阵探测器开展的3D-CT(Three dimensional Computed Tomography)及基于ICT(Industrial Computed Tomography)的逆向工程技术(RE-Reverse Engineering)研究.方法与资料利用具有高分辨率、高灵敏度、高动态范围的非晶硅面阵探测器,开展锥束扫描3D-CT研究,采用Feldkamp型三维重建算法,即利用锥束射线回转扫描得到的二维数字投影序列重建被扫描区域的断层图像.在小锥角情况下,重建质量可以与二维CT相媲美;对三维重建得到的CT图像进行相应的图像、图形处理,获取实物内外表面轮廓数据,并将其输入CAD设计平台,逆求出实物原型的CAD模型.结论 320KV和9MeV高、低能射线下的重建指标:空间分辨率为2.0~3.0Lp/mm;密度分辨率为0.3%;基于3D-CT的RE技术对于各种复杂结构的快速原型制造、技术破译、改型设计提供了有力的手段,有着十分重要的应用价值和广泛需求前景.     

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。     

图像三维重建法在震损建筑实体建模中的应用研究

震损建筑的震害研究对于建筑的震后安全评估具有重要作用,然而目前仅基于二维震害图像的方法,难以满足对建筑整体震损状况认识的需求。提出了应用图像三维重建法对震损建筑进行实体建模,实现震损建筑的三维模型重建。首先围绕建筑拍摄一系列图像,然后依次应用由运动恢复结构方法进行稀疏重建、多视图立体视觉方法进行密集重建,经尺度变换后,再用泊松表面重建方法进行表面重建,最后通过纹理映射方法重建出真实感强的三维模型。试验分析表明,方法对建筑的重建误差仅为1.5%,能够较好地满足整体震害研究的需要。     

利用EUV模拟观测和CT方法重建均匀等离子体层全球密度分布——三维ART重建和地球遮挡效应研究

本文对地球等离子体层和电离层进行了三维建模,并模拟卫星对30.4 nm极紫外线的探测过程,取得圆轨道平行束情况下的投影数据.采用改进的ART算法对所得数据进行三维重建,获得等离子体层的空间密度分布.结果表明,在投影角度覆盖180°的情况下,重建结果很好地再现了模型中空间各点的数值.文章对实验结果从CT重建方法的角度进行...     

一种优化的图象重建外插算法

处理由不完全数据重建图象的方法之一是代数重建法。但是,代数重建法的一个不足是关于重建图象的收敛速度很慢;本文利用代数重建法有限次迭代的重建图象反映原图象的分布趋势和向原图象变化的这一特点,提出一种优化的图象重建外插算法。数值模拟结果表明,新算法在重建图象的收敛速度和质量方面均有改进。     

CT辐射量降低和投影数目研究（英文）

改进CT技术的最终目标是用较低的辐射剂量重建出更高质量的图像以降低患癌症的风险。近年来受压缩感知理论的启发,减少投影角度重建一直是减少辐射量的一个热门课题。但是,当辐射剂量固定,减少投影角度并不总是意味着更好的图像质量。本文研究固定辐射剂量下图像质量和扫描角度数目的关系。数值实验表明对于固定的辐射剂量,起初图像质量随着扫描角度数目的增加而提高,但是当扫描角度数目足够大之后图像质量反而下降了。在等角全扫描模式下,对于我们测试的辐射剂量和图像,产生最佳图像质量的最佳扫描角度数目是300,这对于实际的应用具有借鉴意义。      

利用计算机断层成像方法由观测图像重建等离子体层全球密度分布——投影数据不完备问题

在用计算机断层成像方法由EUV观测图像重建等离子体层全球密度分布时,地球的遮挡和有限角度都会导致投影数据不完备,从而无法精确重建出等离子体层的密度分布.本文针对该问题,提出一种基于图像总变差极小化的代数迭代算法.通过重建等离子体层投影数据缺失最为严重的中心子午面,证明该算法能够显著提高重建图像的质量. 并且在IMAGE卫星仅能达到90°的有限投影角度下,此算法重建图像的相关系数可达0.760,而代数迭代算法的相关系数仅为0.696.     

虚拟单能图像与常规CT图像的图像质量对比

目的:对比双源双能CT的虚拟单能图像与常规CT图像的图像质量.方法:采用西门子SOMATOM Force双源双能CT扫描图像质量控制体模Catphan 500的高对比度分辨率CTP528组件和低对比度分辨率CTP515组件,分别采用双球管扫描方案重建低、中、高3档虚拟单能能谱图像(A组:40keV,B组:70keV,C...     

基于相对TV最小的CT图像重建算法

总变差（TV）最小算法是一种有效的CT图像重建算法,可以对稀疏或含噪投影数据进行高精度重建。然而,在某些情况下,TV算法会产生阶梯状伪影。在图像去噪领域,相对TV算法展现了优于TV算法的性能。鉴于此,将相对TV模型引入图像重建,提出相对TV最小优化模型,并在自适应梯度下降-投影到凸集（ASD-POCS）框架下设计对应的求解算法,以进一步提升重建精度。以Shepp-Logan、FORBILD及真实CT图像仿真模体进行重建实验,验证了该算法的正确性并评估了算法的稀疏重建能力和抗噪能力。实验结果表明,相对TV算法可以实现逆犯罪,可以对稀疏或含噪投影数据进行高精度重建,与TV算法相比,该算法可以取得更高的重建精度。      

混凝土CT图像的几何校正

细观裂纹是混凝土CT研究的主要对象。直观地观察混凝土灰度CT图像细观裂纹的产生和变化有一定困难,需要根据差值CT图像的方法对其进行增强处理。发现差值图像存在阴阳环现象,因此在进行差值运算前首先需进行图像校正,包括整体平移校正、整体几何校正和感兴趣区域校正三种方法,感兴趣区域校正的差值图像最客观。本文提出了有效地提取混凝土CT图像内细观裂纹信息的新方法。     

代数重建法物理模型超声波图像重建

用“DC4型超声波检测仪”检测未知纵波速度分布的嵌有石膏的铝板,沿每条射线采集透射直达波“到时”数据。用特殊的布置方法布置射线,使每条射线积分步长均为已知常数,并沿其做Radon变换（线积分）,从而建立此“铝板模型”纵波速度分布线性代数方程组。编制ART加法修正方法R语言程序处理“到时”数据,重建“铝板模型”纵波速度分布,并提出识别石膏洞的充分必要条件、检验条件和“视察法”,通过重建结果识别出“铝板模型”上“石膏洞”的位置。此外,按照对“铝板模型”的相同的处理方式对“三板平面模型”进行实验及分析。本文重建图像的结果对于了解CT成像方法具有参考价值,有助于CT成像技术的推广应用。      

基于对抗式残差密集深度神经网络的CT稀疏重建

针对计算机断层成像稀疏重建过程中产生条状伪影的问题,本文提出一种基于对抗式残差密集深度神经网络的CT图像高精度稀疏重建方法.设计一种耦合残差连接、密集连接、注意力机制和对抗机制的UNet网络,以含条状伪影图像和高精度图像作为训练样本,通过大规模训练数据,对该网络进行训练,使其具有压制条状伪影的能力.首先,利用滤波反投影...     

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。     

页岩微米孔隙结构重构的非光滑正则化及快速梯度优化算法

页岩微观结构认识是页岩气勘探开发的基础.传统的探测手段是基于表面的有损观测方法.本文应用上海光源同步辐射技术对页岩结构进行无损探测获取投影数据,该技术可以避免X射线硬化.我们利用X射线计算机断层成像技术进行图像恢复,提出了L1模+TV(全变差)非光滑正则化方法抑制噪声影响,提高图像对比度.实验证明,该方法是准确重建页岩微观结构的有效方法.