一种基于空气扫描的锥束CT环形伪影校正方法

在分析锥束CT平板探测器校正方法及环形伪影残留原因的基础上,提出一种简便的基于空气扫描的锥束CT环形伪影校正方法。该方法首先在同一锥束CT系统中采用相同参数进行空气扫描和被测物体扫描,然后分别重建出系列切片图像,最后由被测物体切片图像与空气切片图像对应相减实现残留环形伪影的校正,同时起到一定的降噪作用。实验结果验证了该方法的可行性和有效性。     

中国工程物理研究院研制技术成果介绍系列之二

中国工程物理研究院应用电子学研究所为适应核技术领域中光电技术和脉冲功率技术的发展需要,目前设有国家863计划强辐射重点实验室。2006年6月研制成功我国首台基于数字平板探测器的微焦点X射线源225kV显微CT系统,以数字平板探测器为基础,采用锥束X-射线进行第三代扫描的显微CT     

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.     

口腔锥形束CT剂量评估模式的研究现状?

基于平板探测器的口腔锥形束计算机断层成像（CBCT）具有X射线Z方向（本文中指平行于CT旋转轴的方向）宽准直、180°至360°投影角度范围可选、扫描视野尺寸可调节、全扇束或半扇束偏置模式可选等特点。受检者头部的吸收剂量分布与传统多排探测器CT （MDCT）和其他临床CBCT （例如放射治疗图像引导的CBCT、介入手术的CBCT等）的吸收剂量分布相比更加复杂。因此,至今还没有有效的、取得国际共识的口腔CBCT剂量评估模式。本文调研了CT剂量评估的相关研究,将口腔CBCT剂量评估模式总结为由相互联系的剂量表征量和受检者医疗照射剂量（本文中指基于人群平均数据的有效剂量和受检者特异的组织器官吸收剂量）两个层面构成。同时指出,口腔CBCT剂量表征量研究的关键问题是如何准确地描述口腔CBCT扫描一个均匀圆柱体模时,体模的垂直于Z方向的中间平面的吸收剂量分布规律,目前,面平均吸收剂量是最有潜力解决该问题的剂量表征量;口腔CBCT可以直接采用MDCT的受检者医疗照射剂量评估原理,但还需要解决的关键问题是如何提供准确的受检者对X射线的衰减情况;同时,口腔CBCT的剂量评估模式研究还应该探讨锥形束X射线阳极效应、锥角效应的影响。      

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。      

CT辐射量降低和投影数目研究

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.     

锥束微型CT图像重建中射线源位置的修正

目的:针对利用锥束光X射线机构建的微型CT系统,对射线源的微小偏差进行校准。方法:以FAXITRONMR_20型cone-beam数字X射线机为实验对象,利用金属球模型的二维投影图像计算出射线源垂直投影位于探测板平面相对坐标。对常用的锥束CT滤波逆投影算法,给出了在非标准位置扫描时的锥束CT的修正公式。结果:通过投影测量法发现所使用仪器的射线源和探测器中心存在1.056mm的偏差,并进行了修正;以模型实验显示了修正前后的结果。结论:该方法可以精确测量射线源的相对位置,通过软件修正,重建清晰的CT图像。     

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。     

一种用于三维辐照剂量检测的光学CT技术

放射治疗已经发展到3D适形和调强阶段,使得剂量不但具有3D空间分布而且随时间变化,传统的3D水箱的静态测量方式已经不能满足剂量验证的要求。本论文提出了用组织等效性好的辐射敏感材料制成模体,模体辐照后产生辐射效应并存储空间剂量分布信息,然后采用OCT读出剂量分布,从而完成测量任务,发展成3D凝胶剂量学。本课题设计研制了用于聚合物凝胶模体3D剂量检测的光学CT系统,采用锥束投照扫描,帧投影采集方式,对约580 nm波长可见光的衰减系数进行图像重建,并在此基础上描绘等剂量图等放疗临床需要的剂量学资料。OCT的扫描重建时间,分辨能力,剂量响应等都得到满意的结果。采用自制的MAGIC测量模体,用6 MV医用加速器的X射线进行照射,空间剂量分布信息存储稳定,并得到满意的剂量图。     

ECG门控自动毫安技术在MSCT冠状动脉成像中的应用价值

目的：研究总结ECG门控自动毫安调制技术在MSCT冠状动脉成像中的应用价值,探讨心脏CT低剂量技术的初步经验和方法。方法：患者60例,其中30例随机使用固定毫安扫描,另30例使用ECG门控自动毫安调制技术扫描。以64排螺旋CT行冠状动脉成像,扫描前进行心率控制措施,使用后门控数据采集、容积再现（VR）、最大密度投影（MIP）、曲面重建（CPR）;以MIP图像评价冠状动脉管腔;以VR图像5级记分法评价图像质量。结果：60例患者均成功获得冠状动脉影像。自动毫安组较固定毫安组平均剂量降低10.46%,而图像质量两组一致,无统计学差异。ECG门控自动毫安技术在保证图像质量的前提下能有效降低患者平均辐射剂量。结论：ECG门控自动毫安技术能有效降低患者射线剂量,只要准备措施有效及方法得当,就能够用低剂量完成64排MSCT冠状动脉检查,并可获得较满意的效果。     

CT薄层扫描对腔隙性脑梗塞的诊断价值

笔者应用ＣＴ薄层扫描与常规ＣＴ扫描对比的方法诊断腔隙性脑梗塞的ＣＴ表现。     

CT低剂量冠状动脉成像的管电流与管电压参数优化现状

随着64排以上多层螺旋CT(MSCT)和双源CT(DSCT)的飞速发展,CT冠状动脉成像(CTCA)以其无创、便捷、低风险和低费用等优越性,在临床上得到了越来越广泛应用。但较复杂的心脏血管成像,往往伴随着较高的辐射剂量,因此这就大大地增加了患恶性肿瘤的几率。近年来,CTCA辐射量的问题得到了不少学者的关注,对如何低剂量CTCA做了大量的研究,而管电流与管电压的调节在CT低剂量冠状动脉成像起着重要作用,本文综述了当前管电流与管电压参数优化应用的总体状况,并认为在保证CTCA图像质量的前提下,对于体重指数正常、心率稳定、冠状动脉钙化总评分在100AU以下的患者,采用降低管电压扫描可明显减少辐射剂量,若再联合应用ECG调制电流曝光技术,将进一步减少辐射剂量。但对于肥胖体重、心律不齐及钙化较多者则不适用低剂量CTCA检查。     

IVR-CT设备TACE治疗患者辐射剂量评价方法的研究

目的:通过测量肝动脉化疗栓塞术（TACE）治疗中患者入射体表剂量（ESD）,对比设备剂量指示值（dose index,DI）,建立两者之间的换算公式。方法:在接受肝癌TACE治疗的50名患者（男37、女13;年龄70.3岁±6.8岁）体表放置荧光玻璃剂量计,测量治疗中患者ESD。测定部位3处,分别为病灶背侧体表、CT及锥形束CT（CBCT）扫描野内。分别测量治疗过程中总ESD、1次CT扫描及1次锥形束CT扫描的ESD。治疗使用的IVR-CT设备为AXIOM Artis dTA/i-CT（Siemens）。探讨体表剂量与设备剂量指示值的关系。结果:ESD与设备DI之间的换算公式为ESD（mGy）=[（0.697×CTDI+7.175）×CT扫描次数]+[0.384×CBCTDI-5.472]+[0.567×透视DI-9.248]。结论:设备DI与实际测量的ESD有良好的直线相关性,使用换算公式可以得出治疗过程中患者ESD。      

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.     

CT对乳腺癌的诊断探讨

目的 探讨乳腺癌CT检查的技术特点和影像学特性，提高对乳腺癌的诊断水平。方法 对23例经手术后病理证实的乳腺癌病例，进行回顾分析。结果 CT扫描能清晰显示乳腺解剖结构，对病灶显示的阳性率高；CT扫描及增强扫描能显示病灶大小及周围的情况。结论 CT扫描及增强扫描对乳腺癌的诊断与鉴别诊断有较高价值，有助于临床TNM分期及制定治疗计划，是乳腺癌较好的检查方法。     

64层螺旋CT螺距的不同设置在新型冠状病毒感染肺炎中筛查应用探讨

目的:探讨通过64层螺旋CT螺距参数的设置,降低新型冠状病毒肺炎患者筛查的辐射剂量和扫描时间的可行性。方法:前瞻性选择需进行新型冠状病毒肺炎筛查患者,按扫描时间随机分为大螺距组和对照组,每组各16例。大螺距组选择1.375∶1螺距,对照组选择0.984∶1螺距。对肺纹理、支气管、纵膈结构的图像质量;胸主动脉、竖脊肌、双肺肺实质;辐射剂量的客观数据进行评价和分析。结果:32例图像均符合影像诊断要求。伪影、肺纹理评分差异有统计学意义（P<0.05）。两组右肺CT值分别是（-804.62±45.43） HU和（-852.12±28.13） HU、左肺CT值分别是（-808.13±37.74） HU和（-858.77±19.95） HU,均具有统计学意义（P<0.05）。两组的扫描时间分别为（2.14±0.15） s和（3.14±0.28） s,具有统计学意义（P<0.05）。两组记录所得的容积CT剂量指数（CTDIvol）是（7.88±0.89） HU和（11.17±1.08） HU、剂量长度乘积（DLP）是（279.14±36.33） HU和（387.25±47.86） HU均具有统计学意义（是P<0.05）,有效剂量（ED）分别是（3.91±0.51） HU和（5.42±0.67） HU具有统计学意义（P<0.05）。结论:新型冠状病毒肺炎患者CT筛查检查中,使用大螺距扫描,能够减少辐射剂量、显著缩短了扫描时间,在不影响病灶诊断的前提下,降低病人接受到的辐射剂量和放射技师感染的风险,具有实际工作意义,有待进一步推广验证。      

利用部分投影的二维CT旋转中心偏移快速校正

现有的CT重建算法都依赖于转台旋转中心的准确定位,否则会引起重建图像的伪影。目前已有的旋转中心估计方法的共同特点是利用180°或360°的投影数据。获取这些投影,需要比较长的扫描时间,占用比较多的资源。为此,在平行束扫描和扇形束扫描两种情形下,本文提出利用部分视角的投影来对转台旋转中心进行快速定位的方法。在平行束情形,利用物体空间质心与投影空间的质心的对应关系定理,由60°的投影即可准确测量出旋转中心的位置。在扇形束情形,通过将扇形束投影重排成平行束投影,仍可由扇形角再进行60°的投影准确测量出旋转中心的位置。      

肝脏外伤的CT评价

ＣＴ扫描为闭合性腹部外伤而血液动力学稳定患者的首选检查方法，对发现外伤及其程度高度敏感，专门和准确，使得许多外伤患者，特别是肝外伤得以做手术治疗，ＣＴ成像能有效地显示肝外伤保守治疗过程。     

扇束CT中短扫描方式下数据重排技术的研究与实现

根据平行束和扇束CT中的主要重建机制与原理,阐述了两种算法在计算机上的实现方法和特点.传统扇束CT通常采用的是基于一周360°的全扫描方式,为了加快扫描速度,提高重建效率,在分析了扇束和平行束在几何上的关联性后,介绍一种不完全角度的扫描方式--短扫描,以及应用于该种扫描方式下的数据重排技术,并完成了算法的实现.通过实验结果我们发现改进后的算法在速度上得到显著提高.