多准则迭代卷积重建理论及实现

多准则迭代卷积重建是多目标决策下的Ｒａｄｏｎ变换求逆过程。我们从图像场的本质出发，设立反映图像场平滑性测度－熵函数、反映图像场的能量一平方范数及反映重建精度测试－投影响与重建图象的再投影之间的平方误差之和作为重建的三个性能测试。基于这些准则的多准则正则化方法是非适定图象重建一个有效的工具，从德国西门子公司实际ＣＴ投影数据的重建结果来看，多准则迭代卷积重建优于ＣＴ机用的卷积算法。     

螺旋CT在肾脏疾病中的应用

螺旋ＣＴ扫描通过快速连续扫描方式立体地采集数据,在肾脏应用方面,与常规ＣＴ比较,具有以下特点：①明显缩短检查时间,可进行肾脏多期扫描;②原始立体数据获得后,可进行任意层面、任意间隔及任意层面重叠程度的图像重建;③后处理功能丰富,可获得高质量的多平面重建图象,三维图象,ＣＴ血管造影及ＣＴ防真内窥镜等图像。螺旋ＣＴ克服了传统ＣＴ的一些不足,具有更高的临床应用价值,更广的临床应用范围及应用前景．     

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。     

电磁波井间CT成象技术及其在岩土工程中的应用

简要叙述了电磁波ＣＴ成象技术的基本原理、工作方法及其在岩土工程中诸如机场跑道、隧道工程和高层建筑地基评价中的应用。通过井下激发和观测电磁波能量的衰减，利用ＣＴ技术重建了地下介质在观测平面内相对吸收系数的二维分布图象，这些图象直观准确地反映出地下介质的构造形态、地层界面、风化壳以及破碎带的分布特征，在岩土工程探测中发挥了重要作用。     

在二维和三维CT图象重建理论方法的研究工作及新进展

本文主要介绍近几年清华大学工程物理系“粒子技术与辐射成象”国家专业实验室在二维和三维ＣＴ图象重建领域的研究成果，这些成果基本上代表了我国在核领域的研究水平。     

复杂性颌面外伤的三维CT诊断

本文用３Ｄ９８软件对２２例复杂性颌面外伤常规ＣＴ扫描数据进行三维ＣＴ重建，讨论了三维ＣＴ诊断颌面外伤的优越性，提出尽管三维ＣＴ在骨折探测方面不及二维ＣＴ，但三维ＣＴ在评价骨折的形态，范围，骨折块移位及骨折所致的面部畸形方面优于常规ＣＴ，它是对二维ＣＴ的重要     

利用普极型CT机获得HRCT图像的方法及临床应用

ＨＲＣＴ（高分辨ＣＴ）图像是较常规ＣＴ具有更清晰的空间分辨率的图像。可明显提高图像质量，从而提高病灶细节以及正常和异常细微结构的显示能力，对配合临床诊断及指导临床治疗有着很高的实用价值。如何利用普及型ＣＴ机获得ＨＲＣＴ图像。我们做了技术上的改进，并在不增加设备的基础上利用软件功能，提出一些技术参数，主要是扫描层厚，管电流及扫描时间，高分辨薄层重建，尽可能的缩小显示野，加大矩阵等。所得到的图像分辨率     

利用X—CT研究大庆油田双重介质裂缝和砂岩孔隙度

采用Ｘ－ＣＴ图象分析技术以研究双重介质的砂岩裂缝和孔隙度，对于稳产开采石油是很有价值的。Ｘ－ＣＴ法测量双重介质也隙度的优越性在于利用图象分析技术可以分别给出裂缝和砂岩的孔隙度，它同移重方法和核孔隙计测量的数据对比，是一种精度高，直观，无损伤的实验技术，Ｘ－ＣＴ测量双重介质孔隙度可给出孔隙度的分布，这有利于了解和预测残余油的分布。     

SOMATOM DR3型CT扫描系统主控计算机可靠性分析及故障排除

ＳＯＭＡＴＯＭ ＤＲ３型ＣＴ扫描系统在主控计算机为ＰＤＰ１１／４４小型计算机。系统的设计思想是采取以主控计算机为核心进行控制，由于ＰＤＰ１１／４４系列小型计算机具有单总线结构，并有较强的中断处理能力，因此在整个系统中它能很好地进行扫描启动、控制、实时数据采集、图象重建和管理、图象存贮和传送等，并完成主操作台与独立诊断台任务的分时处理，若主控计算机发生故障将对整修系统产生很大的影响。本文介绍了ＳＯＭ     

电阻抗层析成像的电导网络解法

阻抗ＣＴ技术是通过在物体的边界进行一些电测量来重建内部阻抗分布。本文提出利用网络理论来解决阻抗ＣＴ的一种新的重建方法。首先将非均匀电导分布区域离散化为具有一些节点的电导网络，然后在边界节点上施加一组正交的电流激励，测量感生出的电压。根据网络论，这样就可利用网络的节点方程来进行求解．为求得最符合观测值的节点电导矩阵Ｇ的估计，我们从Ｇ的性质中提取了两类约束，根据广义投影理论，采用施加约束的迭代方法来重建这一反映电导分布的节点电导矩阵Ｇ．计算机模拟表明，迭代是收敛的并且能得到较好的重建结果。     

多层螺旋CT后处理技术对气管支气管异物的诊断价值

目的:评价多层螺旋CT三维重建及仿真内窥镜技术对气管支气管异物的诊断价值。方法:对20例支气管异物、1例气管异物、1例先天性气管性支气管发育异常、1例气管良性肿瘤患儿行多层螺旋CT检查并进行三维重建及仿真内窥镜技术显示气管支气管病变;三维重建技术包括多平面重建、最大密度投影、最小密度投影、表面遮盖显示和容积再现,CT仿真内窥镜对气管支气管异物的显示与支气管镜所见具有一致性。结果:多层螺旋CT三维重建及仿真内窥镜可准确、直观地显示气管支气管异物的位置、大小、形态、密度及阻塞程度。结论:多层螺旋CT三维重建及仿真内窥镜可准确评价气管支气管异物,是一种准确无创性诊断方法,为临床治疗提供直观的影像学资料,具有较高的临床诊断及指导价值。     

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。     

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.     

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.     

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。     

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.     

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。      

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。      

基于特殊窗函数的局部CT图像重建算法及其分析

为了减少X射线对人体的伤害,局部图像重建成为人们研究的重点之一.本文研究了基于一种特殊窗函数的局部图像重建算法.通常,直接用局部区域的投影数据重建局部图像,会使重建图像产生常数偏移,我们将局部区域边缘的投影数据延拓为相应沿径向未知投影数据的方法,改进了局部重建图像,并给出了基于特殊窗函数重建时,该方法的误差分析.另外,本文将该算法应用于扇形束图像重建,并通过数值实验验证了此特殊窗函数应用于扇形束重建时同样有效.     

IMR、iDose4和FBP三种重建算法在隆鼻整形术CT扫描的应用研究

目的:探讨IMR、iDose4和 FBP三种重建算法在肋软骨隆鼻术前胸部多排螺旋CT扫描中对图像质量的影响。方法:收集符合纳入标准的拟行自体肋软骨隆鼻术患者60例,术前均行胸部CT检查,分别使用IMR、iDose4和 FBP三种重建算法生成图像并进行相关后处理重建肋软骨,记录并比较各组图像质量主观评价分数和客观评价的指标如:肋软骨CT值、噪声、信噪比、对比噪声比。结果:三种算法得到的CT重建图像都能准确评估肋软骨钙化程度;主观评分IMR、iDose4组与FBP组相比,在MIP图像上评分均值分别增加50.5％和33.6％,在VR图像上评分均值分别增加51.0％和19.0％。IMR组较iDose4组的评分均值在 MIP图像和VR图像上分别增加了11.1％ 和21.1％。客观评价肋软骨CT值、信噪比和对比噪声比并作统计学分析,最终显示IMR、iDose4和 FBP三种重建算法组间对比有显著差异,IMR组明显最优。结论:IMR、iDose4和 FBP三种重建算法均能准确评估自体肋软骨是否存在钙化及程度,IMR算法较后两者更能显著降低图像噪声,提高CNR、SNR,提升肋软骨的主观图像质量,为制定最佳术前方案提供更精准的相关信息,可作为肋软骨CT检查首选算法重建技术进行应用,值得大力推广。