X射线CT与MR磁共振成像的比较

一、前言 X线CT和MR是医学上成功使用CT成像技术的典例。本文就X线CT与MR成像原理、数据获取方法、图象重建方法、机器结构、医学应用等几个方面进行比较,以说明两者的相似和区别。     

地震层析成象

地震层析成象(Seismic tomography)是用地震波描述地球内部复杂的、不均匀的速度和/或衰减结构之图象的技术,它可以使用天然震源(地震)和人工震源(爆破和振动)的地震波。“Tomography”一词为医学家所创,来源于“tomograph”(即“切片图”)——一种受检病人身体某部分的高分辨率二维X射线图象。若干相邻切片图叠加在一起即可得到病体的三维图象,以辨认肿瘤或其它病变。地震层析成象与医学的层析成象有很强的相似性,二者都有来自多源的大量交叉射线从不同方向穿透物体,并被一组接收器所接收。就目前的技术发展水平,地震层析成象是用波速的变化来产生物体的图象,而医学层析成象(或称之为计算机辅助层面成象,或CT扫描)则是由X射线衰减的变化得到的。     

CT图象重建实用算法及计算机模拟(二)

(一) 图象重显卷积算法 CT中最常用的图象重显算法之一是卷积法,它易于实现、计算量小、且重显质量好。图1中L为投影线,它穿过物体后收集的投影值为P(l,0)。设当l≥E时P(l,0)=0,     

地震学研究中使用扇形束CT方法的初探

地球物理CT技术又称为ST(Seismic tomography)技术。它是近年来以医学CT技术为基础而发展起来的一种以数字化地震波观测台网、地震波传播理论、图象重建理论和现代化计算机技术相结合,以重现地球内部三维结构的一门新技术。 本文简述了ST的研究历史和近年来的主要成就以及国际上进行该项研究的几个庞大计划,美国的IRIS计划和欧州的ORFEUS计划。概述了我国至1985年以来开展这方面工作的情况以及所取得的主要进展。文中给出了目前ST的几种主要常用方法,卷积反投影方法和代数重建方法,讨论了它们的适用性,各自离散化公式的优点和存在的问题,分析了可能的改进途径。针对地震学研究的复杂性,对大量的近震、地方震资料,详述了应用发散束CT方法的可能性、重要性。给出了二维情况下的扇性束CT重建方法。     

当前实用的全身CT软件状况及其展望

全身CT软件是全身CT装置的控制指挥中枢系统,它是各CT厂商的重要核心机密.本文介绍当前实用的全身CT装置软件,首先介绍CT软件的作用及其技术难度,其次着重阐述CT图象重建的数学方法及其软件实现过程,最后对全身CT软件做了展望分析.     

图象分块重建算法

本文提出一种图象分块重建算法,通过对投影空间、卷积投影空间、图象空间的分割,实施分块重建运算.适合于多台微机进行并行图象重建,为构造廉价的普及型 CT 提供了一种可能途径.     

衍射CT技术和多源全息成象技术的比较研究

在本文中,我们从理论上比较研究了衍射CT技术和多源全息成象技术,讨论了在弱不均匀介质中多源全息成象技术失真的根源,推导出二维多源全息图象重建的快速算法,利用这些算法和计算机产生的非Born近似的正演数据,系统地研究了异常体的尺寸、异常程度的大小和数据采集方式对重建图象的影响.并且把它与衍射CT重建图象作了数值上的比较,所得到的许多结果（见正文结论部分）对于衍射地震CT技术和多源全息成象技术在生产中的应用有着指导意义.     

衍射CT技术和多源全息成象技术的比较研究

在本文中,我们从理论上比较研究了衍射CT技术和多源全息成象技术,讨论了在弱不均匀介质中多源全息成象技术失真的根源,推导出二维多源全息图象重建的快速算法,利用这些算法和计算机产生的非Born近似的正演数据,系统地研究了异常体的尺寸、异常程度的大小和数据采集方式对重建图象的影响.并且把它与衍射CT重建图象作了数值上的比较,所得到的许多结果（见正文结论部分）对于衍射地震CT技术和多源全息成象技术在生产中的应用有着指导意义.     

多模态医学图象的SVD-ICP配准方法

多模态医学图象的配准在医学诊断和治疗计划中起着重要的作用。本文提出一种基于轮廓特征的迭代最近点（ＳＶＤ－ＩＣＰ）的配准方法。这种方法结合了ＳＶＤ最优化解析方法和迭代搜索的优点来解决图象轮廓点的匹配问题,适用于不同模态医学图象之间的配准。我们关于ＣＴ－ＭＲＩ和ＰＥＴ－ＭＲＩ二维图象的配准实验证明了该方法的有效性。     

在IBM—PC机上用直接法进行三维CT图象的重建和显示

70年代末以来,三维成象显示医学物体的技术逐渐在整形外科和脑外科的手术定位和手术模拟中得到广泛的应用。近年来,国外在硬件和软件技术上做了很多工作以提高三维图象重建的速度和精度,但大多数努力采用了复杂的硬件和软件技术,使得系统的成本大大提高。本文中提供的直接重建法可以在 IBM-PC 微机上实现。通过数据通讯技术,使外科医生能在自己的办公室中对三维图象进行观察和进行手术模拟。该系统与 CT 之间是通过数据通讯来联系的.所以,只要配以不同的接口程序,就能与不同型号的 CT 联接     

多维体视方法论及其在地球科学研究中的意义

本文阐述”多维体视方法论”,主张立体透视与动态、多维地看问题;它起源于医学CT(计算机层析学)透视成像、核磁共振(MRI)等体视学方法研究疾病的生理解剖结构、病理特征、监测人体有关器官的各种变化,是行之有效的方法;已成功地应用于检测工业器械、航天器及地下结构等物体的内部结构,从而发展和演绎出来的认识论方法。在医学领域将CT、MRI所得二维信息和断面图像、对病灶区引入“体显示”和“面显示”等可视化技术,将能充分反映不同疾病的病理、药理特征;在航天、地学等领域同样应用着CT多维“可视化技术”。本文试图发扬综合预测的学术思想,将医学临床应用CT、核磁共振、体视学方法结合研究其他制约因素指标,从而区分出疾病的原发、继发分期,导致绝症的进程和前兆,概括为“多维体视预测方法”;也适用于地震孕育、强震发生与火山喷发预测的研究。     

CT机器、图像后处理技术的新进展

1）CT机的进展：CT机器自问世以来，随着计算机技术、探测器技术、X线技术的不断及发展以及新的微电子和显微技术不断的应用于CT机，从而提高了CT机的性能，标志着CT扫描从层面扫描到螺旋扫描的换代。2）图象后处理技术：螺旋CT的出现及计算机软件的开发，利用导航技术做出具有3D仿真内窥镜的图象，既（VE），这种新的影像学方法，引起了广泛的关注。     

从CT断面图象重建人体器官的三维形状

计算机层析成象技术(Computcrizcd Tomography)所得到的图象是二维的,不易理解三维器官的形状.因此,从CT断而图象重建人体器官的三维形状成为计算机图象处理领域的十分有意义的课题.我们对三维重建的全过程,包括CT图象的输入、分割、轮廓跟踪、多边形拟合、断而间插值及三维显示等步骤进行了研究,并提出一种断面间轮廓插值的快速有效的方法.     

南京工学院成象技术研究进展

南京工学院CT成象技术的研究是从1982年初开始的。在韦钰教授等中年教师的带领下,开始了CT成象方面的理论和实验研究。1982年申请了中国科学院自然科学基金,非几何光学学成象理论的研究,当年12月,就做出了国内第一张微波CT图象,虽然CT成象的传动装置很原始,但是经过实验人员仔细认真的测试,克服了泄漏场干扰等难点,做出一张清晰的鸭     

基于声光衍射原理的新型医学CT构想

根据声光衍射原理，提出一种全新扫描方式和图象重建方法的医学ＣＴ技术设想。在理论上给出了新技术的可行性研究，并提出新方法实用化实验的参数和条件。与现用的ＣＴ相比，交真有扫描时间短，重建图象速度快，对人体无害，图象分辨率高，成本大幅度降低等显著优点。     

井间不完全数据CT的一个定理

一、引言X-CT 已经在医疗诊断上取得了巨大成功。随之,这项技术逐渐渗透到地球物理反演问题中。1979年,K.A.Dines 和 R.J.Lytle 首先对地球物理 CT 作了大量数值实验并把井间CT 方法应用于诸如地球物理勘探,隧道定位,煤田开采等实际工作。井间 CT 不同于医学CT,它是由在井间两侧或加上地面三侧发射接收信息,成井间的图象。因此井间 CT 是不完全数据的 CT 扫描。本文用变换的方法,把井间直线模型和圆外 CT 联系起来,从而导出了一个唯一性定理。从定理的证明过程出发有可能构造相应的计算方法。     

第五代CT——超高速CT

超高速X线CT的动态摄影、三维图象的构成,临床上的作用已引起医学界的关注。本文将就超高速CT 装置的结构、性能、扫描法,临床应用作一介绍。     

三维可视化技术在临床医学的应用研究

本文首先介绍了西北大学可视化研究所研制的三维医学可视化分析系统。在此基础上,系统被用于医学影象数据库、虚拟内窥镜技术、远程会诊系统和计算机医学辅助教学系统的开发平台,为医学图象可视化提供了有力的工具.     

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.     

显微CT的锥束重建技术

显微CT技术一直是Iowa大学CT/显微CT实验室研究的焦点。这篇文章报告了我们在锥束显微CT方面最近取得的一些进展。我们利用Feklkamp类算法了多X光源和检测器偏置条件下的近拟图象重建；解释了Grangeat精确重构框架下的图象伪影。最后重点介绍了最近有关一般分块迭代Landweber格式的收敛性结果；给出了模拟和实验结果，探讨了进—步的研究方向。