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。     

深度学习重建算法的图像质量体模研究

目的:使用体模比较CT深度学习重建算法和迭代重建算法的图像质量。方法:使用GE Revolution Apex扫描ACR质量控制体模Gammex 464,分别测量module 1～module 4的5种物质CT值准确性、低对比度分辨率、图像均匀性和高对比度分辨率。通过指标比较高剂量下（20 mGy）深度学习重建算法TrueFedelityTM（TFI）3种等级（DL、DM及DH）和自适应统计迭代重建算法V（AV）3种等级（30％、60％ 及90％）的图像质量。两种算法的各指标比较采用单因素方差分析。结果:所有6组图像的高/低分辨率均一致（高对比度分辨率:10 lp/cm;低对比度分辨率:6 mm）;两种算法都轻微高估聚乙烯、空气以及丙烯酸的CT值,各物质间CT值差异不具有统计学意义。两种算法均低估骨和固态水的CT值,其中,TFI算法对固态水的CT值较AV更接近真实值,但各组图像间不具有统计学差异。6组图像中,TFIDH的图像均匀性最佳;同等级条件下,深度学习重建算法相较IR算法的图像均匀性更佳。结论:深度学习重建算法在高剂量水平下可以在保持图像空间分辨率和CT值准确性的基础上,进一步降低图像噪声。      

工业CT系统空间分辨率两种测试方法分析与评价

空间分辨率是CT图像质量的两项重要性能指标,其测试工作也是CT设备性能测试的重要内容。本文提出工业CT系统空间分辨率常用的两种测试方法,编写基于圆盘法的空间分辨率测试软件,并结合测试软件进行空间分辨率的测试。两种测试方法的对比实验在三套工业CT系统中开展,并在相同试验条件下实施、数据采集、计算和分析。结果发现,在三套工业CT设备测试结果中,基于圆盘法的测试结果要明显低于基于标准中规定的线对卡测试方法测试结果,本文根据傅立叶变换讨论两种测试方法测试结果产生差异的原因。      

不同线对卡测试CT空间分辨率差异探讨

空间分辨率是描述工业CT系统性能的重要指标,目前测试方法有线对卡法和圆盘法,而线对卡没有统一的制作标准,常用的有条卡、圆孔形和方孔形等。本文通过理论分析和实验确定这些不同线对卡测试CT空间分辨率的结果差异及产生原因。     

X-CT机空间分辨率测试规范的探讨

空间分辨率有四种测试方法：分辨成排圆孔模型测极限分辨率;分辨成排条形模型测极限分辨率;扫描针模计算ＭＴＦ曲线;扫描条形模型计算ＭＴＦ曲线。前二种方法直观、简单,但模体重、体积大,且测量结果有一定主观因素,这两种方法用于日常质量控制为宜。第三种方法能得到完整的ＭＴＦ曲线,但计算过程复杂,本文推荐使用最后一种方法,并简述其原理,认为该方法测量ＭＴＦ曲线简便易行。     

基于射线理论点扩散函数的成像域最小二乘偏移

最小二乘偏移能够消除非规则地震采集、带限子波等因素对偏移结果造成的不良影响,提高成像分辨率和振幅保真度,但高昂的计算成本严重制约了其实用性和应用前景.本文基于射线理论格林函数和地震波走时一阶近似,提出了一种快速的点扩散函数计算方法,不但可以大幅降低点扩散函数的计算成本,还能够适应任意的空间采样以保证点扩散函数的插值精度.以此为基础,本文进一步发展了成像域最小二乘偏移方法,能够高效、灵活地实现地下反射率的迭代更新,并最终获得分辨率更高、照明更加均衡的反演成像结果.文中给出的模型和实际数据的测试结果验证了上述方法的正确性和有效性.     

提高CT空间分辨率的几种途径的试验

本文就提高 CT 空间分辨率问题对不同材料的实验模型进行了 CT 扫描实验研究,采用增加射线剂量、选择适当的射线能量及正确的图象处理方法等手段,空间分辨率有一定改善,但均有一定局限.本文提出利用 CT 固有的优势—高密度分辨率补偿其低空间分辨率的观点.实验证明了这一观点的正确性和可行性,从而提高了 CT 在工业无损检测中的实用价值.     

双能光子吸收法提高CT衬度(密度)分辨率的研究

目的：提高CT衬度的分辨率，30年来，医学CT经历了原始的第一代CT发展至目前第5代高分辨率CT和高速电子束CT，其成像的空间分辨率和时间分辨率均有明显提高，但CT成像的衬度（密度）分辨率提高并不显著，而衬度分辨率与图像的灰度等级（灰阶）密切相关，是图像清晰度的重要参数。本文对应用双能量光子扫描吸收法以提高CT衬度（密度）分辨率的原理进行分析，并探讨其实际应用的可行性。     

对修订现行工业CT相关国家标准的建议

2012年以来我国发布了一系列关于工业CT的国家标准。虽然起到了相当的积极作用,但是仍然暴露出一些明显的不足之处。本文就名词术语标准的制定、空间分辨率的检测条件、对比度分辨率、低对比度空间分辨率、加强对于圆盘模体测定技术的研究和测定透射散射比等问题提出若干修订的建议。      

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BFGS法融合InSAR和GPS技术监测地表三维形变

虽然InSAR技术具有高精度、大范围和高空间分辨率等优点,但只能监测雷达视线方向上的一维地表形变;而GPS技术虽可以监测地表的三维形变,但其空间分辨率很低.本文针对融合InSAR和GPS技术监测地表高空间分辨率三维形变展开研究.首先证明了简单的局部最优化迭代算法就能求得综合InSAR和GPS监测地表形变速率的能量函数模型的全局最优估值.随后提出了利用BFGS局部最优算法反演最优的地表三维形变速率.该方法既能避免全局最优化算法计算复杂且难以收敛的问题,又能克服传统的解析法中数值计算不稳定的缺点.最后,通过模拟实验和美国南加州真实数据实验表明,该方法能够得到高精度的地表三维形变速率场.而且当观测或插值误差导致解析法误差较大时,BFGS方法仍能得到高精度、稳定的全局最优解.     

基于褶积模型的地球物理反演模型增强

地球物理数据在采集和处理过程中,由于存在噪声、模型误差、以及数据离散化误差等系统误差,导致了异常体边界模糊和模型分辨率降低等一些不可避免的不良系统退化效应的产生.本文提出了一种新的地球物理反演模型增强方法,通过消除反演估计模型中的系统误差,压制模型中的不良系统退化效应,增强反演模型的分辨率.文章从理论上分析了数据中存在的系统误差对模型求解的影响,提出了一个新的系统误差褶积退化模型,并根据该模型提出了一种基于混合范数总变分正则化的盲反褶积模型增强算法.最后,文章通过1D线性反演增强试验和2D大地电磁反演增强试验,验证了所提出的地球物理系统退化模型的正确性,以及盲反褶积增强算法的有效性.试验结果表明,方法可以有效地提高反演参数模型的分辨率.     

地震前后遥感影像空间尺度特性与最优空间尺度选择

本文基于不同计算窗口大小的改进局部方差方法, 判定地震后遥感影像上的目标物, 如损毁建筑物、 完好建筑物的最佳空间尺度。 对航片、 QuickBird影像进行了系列实验分析, 得到了在QuickBird影像中城区完好建筑物最佳空间分辨率在2~3 m, 损毁建筑物最佳空间分辨率2~4 m, 航片中城区完好建筑物最佳空间分辨率为3~4 m。 最佳空间分辨率与目标地物的尺度紧密相关, 不同尺度大小的地物具有不同的最优空间尺度。 最佳空间尺度的选择在处理海量高空间分辨率影像时通过重采样选取最佳空间分辨率, 可以有效减少图像运算时间, 在地震灾害快速评估中具有一定的应用意义。     

基于GPS和MODIS的ENVISAT ASAR数据干涉测量中大气改正方法研究

GPS数据用于改正InSAR中大气延迟误差的方法受GPS站点密度的限制,只利用有限的几个站点所观测到的大气数据来生成干涉图的大气改正图,往往达不到很好的效果.本文研究利用GPS与MODIS数据的联合使用来生成大气改正图,首先用GPS数据对MODIS水汽产品进行分块校准,并且对MODIS水汽数据进行了空间结构函数分析,得到研究区域内水汽场的空间分布规律.然后把这种区域水汽场的空间分布信息结合到Kriging内插法中生成更为合理的水汽图.通过上海地区ENVISAT ASAR数据的实验发现,这种加以改正的GPS和MODIS数据联合改正法不仅可以对长波大气信号有明显的消弱,还能消弱一些短波的大气信号,特别是一些幅度较强的短波信号;经过GPS+MODIS算法改正后,短波信号占优和长波信号占优的两幅差分大气延迟图的整体RMS分别降低了32.74%和38.82%,去除幅度较大.与GPS+ATM(大气传输模型)算法比较,我们发现,在上海地区有限的数据条件下（即研究区域内只有6个GPS点）,GPS+MODIS法在大气去除效果或者说大气信号重现能力方面优于GPS+ATM算法.GPS+MODIS算法在捕获短波大气信号方面要比GPS+ATM更有优势,因此也可以改正短波大气误差.     

重力和重力梯度数据三维相关成像

本文提出了重力异常三维相关成像方法和重力梯度数据三维相关成像方法,并提出了基于异常分离的三维相关成像方法来提高成像分辨率.通过合成Y型岩脉模型和合成多个直立长方体组合模型的重力异常和重力梯度数据试验分析,验证了本文三维相关成像方法可显示出异常地质体的空间赋存状态和等效剩余质量分布,具有良好的纵向和横向分辨率.     

地震道空间分辨力研究

在高分辨率地震勘探中，除了了解子波特性对分辨力的影响外，研究地震道在空间任意方向的分辨力变化规律同样是非常重要的.受分辨力估算方法的局限性，除垂直分辨力和水平分辨力外，目前对于空间任意空间方向分辨力变化的研究很少.本文分析了微分法分辨力和广义空间分辨力估算公式的异同.并利用广义空间分辨力公式分析了分辨力随炮检距、观测点位置、深度的变化规律及其内在本质.与此同时，对广义空间分辨力概念进行了图形解释，揭示了其实质.这对于更好地理解和运用广义空间分辨力计算公式具有重要的意义.