胰腺癌放疗图像引导锥束CT运动伪影修正技术研究

基于二维平板探测器技术的锥束CT系统广泛应用于放射治疗前的摆位验证,但在以胰腺癌为代表的腹腔肿瘤放疗应用中会遇到呼吸运动和肠道蠕动导致的严重阴影与条状伪影问题,难以从CT影像中分辨病灶区域。由于胰腺等柔性脏器在呼吸运动作用下会存在非刚性形变,体表运动监测结果和实际脏器运动间存在难以量化的偏差,也难以监测以肠道蠕动为代表的不规则运动,故腹腔锥束CT运动伪影修正问题缺乏有效解决方案。本文基于生物动力学理论和人体生理学常识,提出全新的无需运动监测或体内标记物植入的放疗图像引导锥束CT运动伪影修正方法,设计基于伪影图像特征、融合各类CT图像域处理算法的伪影修正策略。将该策略应用于临床腹腔锥束CT影像处理后所得结果表明锥束CT图像质量有显著改善,典型软组织区域的平均CT数误差从90 HU降到30 HU,肠道空腔边界和周边软组织信息得到部分恢复。本文开发的伪影修正策略无需呼吸门控或增加投影数,避免标记物植入手术,可集成到现有工作流,为胰腺癌放疗图像引导提供肿瘤定位信息。      

一种去除CT图像中同心椭圆伪影的变分模型

在计算机断层成像（CT）中,伪影会降低重建图像的质量。针对该问题,本文提出一种去除CT图像中同心椭圆伪影的方法。该方法基于方向全变分（DTV）的思想,将椭圆伪影的去除问题建模为能量最小化问题,并通过对椭圆伪影边缘特征的分析,建立适应于椭圆伪影的变分模型。由于提出的模型为具有可分裂结构的非光滑凸优化问题,因此本文使用交替方向乘子法（ADMM）。最后,通过仿真实验验证该模型对于去除椭圆伪影的有效性。      

原发性肠道淋巴瘤的螺旋CT表型和征象分析

目的:探讨原发性肠道淋巴瘤（PIL）的CT表现,以提高该病的影像诊断和鉴别水平。方法:收集北京医院从2013年3月至2022年2月的21例经病理证实的PIL患者资料,分析其CT表型及特征表现。结果:21例PIL均为非霍奇金淋巴瘤（NHL）;12例为弥漫大B细胞淋巴瘤（DLBCL）,3例为滤泡性淋巴瘤,2例为NK/T细胞淋巴瘤,2例为T细胞性淋巴瘤,黏膜相关淋巴组织淋巴瘤（MALT）和套细胞淋巴瘤（MCL）各1例;病变位于结肠7例,回肠5例,小肠系膜4例,回盲部2例,空肠1例,直肠1例,1例累及右半结肠和回盲部。CT检查显示,肠壁环周浸润型3例,肠壁增厚型3例,肿块型4例,动脉瘤样扩张型7例,肠系膜多发结节型4例。CT增强多表现为均匀的轻中度强化;21例患者中,2例合并肠穿孔,2例合并肠梗阻。结论:PIL的特征CT表现包括肠管多节段受累、肠壁局限性或弥漫性明显增厚、肠腔动脉瘤样扩张、偏心性密度均匀的肠腔肿块以及肠系膜“夹心面包征”,认识这些征象有助于提高对原发性肠道淋巴瘤的诊断。      

基于子空间投影和边缘增强的低剂量CT去噪

低剂量计算机断层扫描（CT）是一种相对安全的疾病筛查手段,但低剂量CT图像往往包含较多噪声和伪影,严重影响医生的诊断。针对该问题,本文提出一种基于子空间投影和边缘增强网络（SPEENet）。SPEENet为自编码器结构,包含双流编码器和解码器两个主要模块。双流编码器可以被分为噪声图像编码流及边缘信息编码流两部分,噪声图像编码流对低剂量CT图像进行特征提取,利用图像特征去除低剂量CT中的噪声和伪影;边缘信息编码流部分主要关注低剂量CT图像的边缘信息,利用边缘信息保护图像结构。为充分利用编码器特征,本文引入噪声基投影模块,构建基于编码器和解码器特征的基,并利用该基将编码器提取的特征投影到对应的子空间,获取更好的特征表示。本文在公开数据集上进行实验以验证提出网络的有效性,实验结果表明,相较于其他低剂量CT去噪网络,SPEENet可以取得更好的去噪效果。      

基于CT图像的花岗岩矿物组分与细观结构分析

获取准确的岩石矿物组分与细观结构特征,对从细观层面认识岩石宏观力学性质具有重要意义。CT扫描技术是研究岩石矿物细观结构的有力工具。本文采用高分辨率三维CT扫描系统,获得了花岗岩CT扫描图像;采用阈值分割的方法,综合X射线衍射试验结果确定合理的分割阈值,实现了对花岗岩CT灰度图像的三值化分析;最终获得了花岗岩的主要矿物含量与细观结构特征。研究结果表明:选择合理的分割阈值,可实现花岗岩主要矿物石英、长石、云母的自动识别和定量分析;基于三维重构模型,可获得不同矿物的形状、粒径和空间分布特征。本文方法对定量测试岩石矿物组分和认识其细观结构具有一定的参考意义和价值。     

珊瑚颗粒孔隙结构及渗流特性分析

珊瑚砂的孔隙结构对珊瑚砂的力学性质和渗透特性影响显著,采用高分辨率计算机断层扫描仪（computed tomography,简称CT）对珊瑚砂颗粒进行了扫描,建立了珊瑚砂颗粒的三维孔隙结构模型,并对孔隙的直径、体积、紧密度、球度进行了定量分析,采用数值模拟方法探究了松散堆积珊瑚砂及单颗粒珊瑚砂内孔隙结构的渗透特性。试验结果表明：孔隙数量随着孔隙直径的增加显著减少,且微孔数量较多,大孔数量较少;孔隙的直径与紧密度之间为幂函数关系,与球度之间则表现为线性关系。渗流分析结果显示,松散堆积珊瑚砂的渗透能力显示出各向异性,Z方向的绝对渗透率小于X、Y方向。珊瑚砂颗粒内的孔隙渗流速度较慢,不同颗粒之间渗流能力差距较大,部分颗粒不能发生渗流,且颗粒内孔隙的绝对渗透率仅占总绝对渗透率的1.26%。     

鄂尔多斯盆地南梁-华池地区长8储层微观孔喉结构差异及成藏意义

南梁-华池地区位于鄂尔多斯盆地的湖盆中心,长8层紧邻上部优质烃源岩,是鄂尔多斯盆地勘探开发的重点层系之一。为探究该区不同物性储层微观孔喉结构特征及差异,通过铸体薄片、扫描电镜、高压压汞、恒速压汞等方法,系统研究了南梁-华池地区长8₁储层微观孔隙结构,对比分析了研究区不同物性样品微观孔喉结构差异及其成因。研究结果表明,南梁-华池地区长8₁储层微观孔隙结构复杂多样,微观非均质性较强;随着渗透率的增大,孔喉变异系数、分选系数越大,微观均质系数越小,储层微观非均质性越强;渗透率大于1 mD的储层,大孔喉数量相对较多,连通孔喉半径比、迂曲度较小,孔喉结构多呈“通道型”型,渗透率贡献率主要依靠少数半径大于6μm的连通喉道,而渗透率小于1 mD的储层,连通孔喉半径比较大,孔喉结构多呈“束口袋”型,渗透率贡献率主要由其喉道半径峰值区间的小喉道决定。不同储层物性的微观孔喉差异主要由沉积、成岩差异而形成的。研究区水下分流河道、河口坝主砂带沉积粒度相对较粗,孔隙衬里状绿泥石薄膜发育,薄膜厚度可达10～25μm,可增加岩石颗粒的抗压强度和抑制后期碳酸盐、硅质胶结,有...     

动态时间归整算法抑制前向散射直达波干扰

基于衍射CT成像技术,在弱散射条件下根据收发分置目标散射强度的指向分布特性,可以重建目标形状、以及周围介质的声学参数。在目标的正前方,前向散射波和直达波同时到达接收阵,特别是当目标为密度和声速接近于水的弱散射目标时,散射回波完全淹没在直达波中,抑制直达波干扰才能实现目标的识别、方位估计以及声学特性解释。基于语音识别的动态时间归整(Dynamic Time Warping,DTW)算法,是利用归整路径距离的动态规划来求解发音长短不一的孤立词模板匹配的问题。固定入射波方向,以浸没水中的无限长圆柱体目标为例获取实验数据,将DTW算法用于直达波和散射波的分离,并将消除直达波影响后的目标散射远场的强度与严格的解析结果进行了对比,结果表明DTW算法可以有效地在强直达波干扰背景中有效提取目标散射信息。     

一次中强磁暴期间低续电离层响应的CT成像

为考察赤道异常区电离层对中等强度磁暴的响应特性,用电离层ＣＴ成像方法重建电离层电子密度二维剖面。重建结果表明,暴时低纬电离层电子密度以降低为主,但暴相随纬度和高度而异;磁暴期间,赤道异常峰结构仍然存在,但恢复相期间峰的位置向赤道移动;磁暴急始之后约２０ｍｉｎ,在赤道异常峰区出现电子密度深度耗空,这种耗空遍及从底到顶的整个Ｆ区,朝赤道一侧显现水平梯度非常大的陡壁。这种与磁暴急始相联系的电子密度深度耗     

显微动态与功能CT-未来的21世纪CT

病理宏观肉眼诊断的空间分辨率为毫米数量级,而微观病理显微诊断的空间分辩为微米数量级。目前医学CT影像的空间分辨率已达到0.35mm已能满足宏观病理学诊断的要求。如果医学CT的空间分辩率再提高到微米水平,即可清晰显示细胞和组织的微细结构,从而满足现代医学临床病理诊断金标准的要求。目前工业CT(ICT)的空间分辨率已达到5－10微米,从而为提高医学CT的空间分辨率提供技术依据。本文给出用工业微焦点CT机首次对生物组织进行显微成像的结果。认为,应用微焦点X线源,以及采用钨酸镉集成电路CCD检测技术,进一步缩小检测器元件探头的尺寸和增加检测器探头的数目,可以提高医学CT的空间分辨率;应用电子束快速扫描技术,可以提高医学CT的时间分辨率,达到动态的水平：应用双能X线束扫描技术,可以进一步提高密度分辩率。如果未来医学CT的空间分辨率达到微米级(显微CT),时间分辨率达到毫秒级(动态CT),密度分辨率能观察到神经细胞有兴奋时胞内钙离子浓度的瞬态上升1000倍,即成为显微动态和功能CT,就可以观测人脑神经元在不同功能状态下的动态兴奋和时空编码过程,对进一步研究人脑的学习记忆和思维认知过程有重要意义。