圆轨道锥束重建精度与锥角关系的研究

目的：深入研究Radon空间的数据缺失与锥角的关系改进算法。方法：相对于二维CT重建，锥束重建有着诸多优势，因此目前得到越来越广泛的应用。圆轨道锥束重建，因为算法上的简洁性以及工程实现的可行性，成为了锥束重建比较乐于采用的形式。但是由于圆轨道几何结构的限制，使其不能够得到完备的锥束重建数据，只有在锥角较小的情况下才能得到，因此深入研究Radon空间的数据缺失与锥角的关系以改进算法。结果：通过一定的近似得到了一个它们之间比较简单的关系。结论：基于这一关系提出了改进算法     

一种基于FDK算法的扁平物体局部重建方法

投影数据有截断的局部重建问题是CT重建领域的一个难点,传统的重建算法会产生严重的截断伪影,最近提出的BPF算法和POCS迭代方法虽然能解决局部重建问题,但是它们的重建效率和并行性都比较差。针对特殊的扁平形状物体的局部重建问题,本文对FDK算法在此类问题上的适用性进行了分析研究。通过数字仿真实验,给出了一个可以比较准确重建扁平物体局部区域的条件,即:局部区域在水平方向上的长度大于该物体在水平方向上长度的1/8,物体厚度小于该物体在水平方向上长度的1/13。数字仿真和真实数据的重建结果证实了在这个条件下FDK算法可以很好地实现扁平物体的局部重建。     

锥束CT图像重建算法

随着螺旋多层面CT的出现，医用CT正在向着螺旋锥束CT转变，从螺旋锥束数据来重建图像有许多优点，但是这种成像方式在数学上比较复杂，技术实现也有相当的难度。本文介绍这一领域的重要成果，特别是近年文献中的基本思想，文中涉及及各种主要重算法，包括准确重建，近似重建和迭代重建算法，简言之，当数据是完整的，无噪音的，应选择准重建方法，当数据是有噪音的和／或受物体运动干扰，近似重建会有较好的性能，而当数据是不可靠的和被载截断时，迭代方法可以发挥作用，今后主要研究方向是对这些算法进行改进，比较它们的特性，并将其优点结合到一起。     

再论"非圆轨迹不含导数的扇形束扫描重建公式"

黄朝志等发现在1993年发表的非圆轨迹不含导数的扇束重建公式推导中的一个错误。他们的结论是：在假设的条件下，不含导数的重建公式不是精确的，但是一个很好的近似重建公式。在本文中，作者分析了该错误的影响，讨论了用于非圆轨迹不含导数的精确扇束重建的矫正办法，并提出了一些未解决问题。     

Splatting算法在三维CT迭代算法中的应用

采用代数重建技术重建三维物体,提出了一种基于splatting原理的ART权值计算方法,以增强重建图像的空间分辨率。该算法基于三维锥束扫描方式,采用双三次样条局部基函数作为插值核,并利用其足印函数对物体进行插值来计算像素的权值。与常量插值相比,这种方法对物体的灰度值有更精确的近似,在相同的实验条件下可重建出分辨率高的物体。给出了适用于三维锥束重建的splatting算法的具体实现,并对实验数据进行了实物重建及误差分析。     

基于单一圆轨道的锥束投影的精确重建的可能性

本文介绍了一种可以对来自于单一圆轨道的锥束投影数据进行精确重建的分析方法。特别是，通过利用光谱外推技术获得相应的重建算法。这一工作总结了Ｔｕｙ充分条件和Ｓｍｉｔｈ充要条件，并且该分析方法对解决数据不完整的问题是有意义。     

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。     

锥束CT超视野成像重建算法综述

随着锥束CT的应用日益广泛,如何突破CT成像视野的限制实现对大型物体的成像检测在现实应用中具有重要意义。本文对超视野重建算法进行了分类介绍,重点介绍了算法的发展过程和目前的发展状况,并对各种算法的特点进行了分析比较,最后对超视野重建算法的发展进行了总结和展望。     

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。     

高分辨锥束CT并行重建算法在基于NVDIA GPU显卡计算平台上的实现

目的:探讨高分辨率锥束显微CT断层重建中引入并行计算的必要性及其加速效果。方法:在具有并行计算功能的GPU显卡(NVIDIA QUADRO K5000显卡,显存4G)中为投影图像和重建体数据分配显存空间,每一个像素分配一个线程进行投影图像的各种校正和滤波,再给每个体素分配一线程进行反投影重建,在显存中实现全部断层重建。程序使用C++面向对象方法实现,内核函数用CUDA实现。结果:重建体数据大小是2 048×2 048×128,每个体素用32位浮点数记录,实验采集1 800张投影,每张投影图像大小为2 048×1 536,重建时间小于9 min,是图像采集时间的1/3,是基于CPU重建耗时的2%。将GPU并行重建得到的图像和CPU单线程重建图像结果进行对比,数据结果一致,满足实验设计的要求。结论:并行计算引入高分辨锥束CT重建可大大提高重建速度,并且能实现采集与重建同步进行。     

一种改进的锥束螺旋CT单层重排重建算法

多层螺旋CT中,采用大螺距可以大大提高扫描速度,在工业和医学中颇受青睐。但在给定探测器尺寸条件下,螺距过大会出现明显的伪影。Noo等1999年提出的单层重排算法(SSRB)能够适应较大的螺距,且有较高的重建图像质量。本文采用新的重排方法对SSRB算法进行了改进,理论分析及仿真实验表明,相同探测器大小时,改进的SSRB算法(ISSRB)可适用的螺距是SSRB的(1+tan²δ)倍(δ射线源半张角),且有相近或更高的图像质量。     

锥束扫描三维CT及其工程应用

相似文献   

基于新的非局部先验模型的Bayesian低剂量CT重建算法

为了改善低剂量CT重建图像质量,在传统非局部先验的基础上,提出了一种基于投影对称性的改进非局部先验模型。基于该先验模型构造了一种贝叶斯(Bayesian)重建算法,并将其应用到低剂量CT投影数据降噪中,通过滤波反投影算法重建出图像。仿真实验结果表明,本文所提出的算法较基于传统先验模型的重建算法,能在去除噪声与保持边缘之间取得较好的平衡。     

选择性重排FDK算法及其GPU加速优化

FDK算法是目前三维图像重建的主流算法,但是传统重排FDK算法存在占用内存量较大、重建效率不高的问题,本文提出一种选择性重排FDK算法。根据重排前后投影数据的结构关系,计算出一轮重排所加载的最少锥形束投影,并使用循环队列对有限帧数的投影进行选择性加载,显著降低了重建对内存的消耗。此外,利用新算法较好的并行性,借助图形处理单元(GPU)对算法进行了硬件加速,大大提升算法的执行效率。为验证算法有效性,对512³规模的仿真数据和实际数据进行重建,在不损失重建精度的前提下,新算法占用内存约为传统算法的1/3或1/5。本文算法对传统重排FDK算法进行了改进,有效降低了计算机内存占用,较好地解决了大规模投影数据重建问题。     

基于KARL 3D迭代重建算法双低检查技术在支气管动脉成像中的临床价值

目的：探讨基于KARL 3D迭代重建算法双低检查技术在支气管动脉成像中的临床价值。方法：回顾性分析2020年7月至9月武汉市肺科医院收治的60例咯血患者的临床影像资料,随机抽取采用A方案患者30例,采用B方案患者30例。A组采用120 kV,对比剂80 mL,FBP重建图像;B组采用100 kV,对比剂65 mL,分别进行KARL 3D 5级和FBP重建图像。比较两组图像质量主观评分,客观评价及辐射剂量差异。结果：B组KARL 3D 5级重建图像质量与A组差异无统计学意义,两者均满足CTA诊断要求。B组KARL 3D 5级重建图像较FBP重建图像相比,图像噪声下降,图像质量提高,差异有统计学意义。B组有效剂量低于A组差异有统计学意义。结论：基于KARL 3D迭代重建算法采用低管电压和低对比剂用量所获支气管动脉图像可以满足诊断要求,同时也能降低患者自身所受辐射剂量和对比剂用量。     

锥形束重构解析算法的研究历程及内在联系

本文提出了锥形束重构解析算法研究历程中的主要问题,阐述了锥形束重构领域相关数学理论和数值计算方法建立与发展的脉络,剖析了锥形束重构研究过程中各算法的内在联系。指出了该领域今后研究工作的某些关键问题。     

基于改进重建滤波器的局部CT重建算法

鉴于实际工程应用需求,基于截断投影数据的CT图像局部重建是X射线CT重建的一个重要课题,本文概述了现有的局部重建算法,分析了其优缺点,提出了一种基于改进重建滤波器的局部CT重建算法。通过对滤波函数的改进,使其能量主要集中在中心位置,使旁瓣迅速下降,进而使滤波函数具有局部重建功能。另外改进的滤波函数压制了低频信息,突出了高频信息,具有提高成像空间分辨率的功能,但对图像噪声有所放大,实际实验数据验证了算法的可行性。