自适应统计迭代重建技术在髋关节64排CT低管电流检查中的应用

目的：探讨自适应统计迭代重建（ASIR）技术在髋关节64排CT低管电流检查中的应用。方法：106例髋关节64排螺旋CT扫描患者,随机选取53例患者采用常规管电流220 m As扫描,并采用滤过反投影（FBP）方式重建。另外53例患者采用低管电流50 m As扫描,并采用30%ASIR技术。对两组髋关节图像的辐射剂量和图像质量进行评价,并比较不同重建图像在同一层面的图像噪声值和信噪比。结果：常规管电流组与低管电流组的CT剂量指数（CTDIvol）分别为（15.55±0.20）m Gy、（3.56±0.15）m Gy,低管电流组平均CTDIvol较常规管电流组降低77.1%;常规管电流组与低管电流组的剂量长度乘积（DLP）分别为（297.82±2.9）m Gy·cm、（67.59±3.3）m Gy·cm,低管电流组平均DLP较常规管电流组降低77.3%,低管电流组与常规管电流组相比,辐射剂量大大降低（P〈0.05）。常规管电流组图像质量评分为优、良、差的患者分别为49、4和0例;低管电流组图像质量评分为优、良、差的患者分别为42、11及0例。两组图像的差异无统计学意义（P〉0.05）。图像噪声值分别为31.44、44.29,差异有统计学意义（P〈0.05）。图像信噪比分别为11.03、10.06,差异有统计学意义（P〈0.05）。结论：ASIR技术应用于64排螺旋CT髋关节低管电流扫描,大幅降低辐射剂量的同时,图像质量也能满足临床诊断的需要。     

解析延拓高阶解的推导方法与比较分析

利用迭代求导法、直接求导法推导了解析延拓高阶解公式,并与经典递推方法进行了比较分析。利用迭代求导法得到了重力异常径向导数在球近似下的通用递推公式,该公式表明,解析延拓的经典递推求解方法实际上是忽略小项的近似,在忽略小项后,迭代求导法与递推法的形式是一样的。虽然直接求导法可以提高计算速度,但利用5°×5°实验区的重力数据进行解析延拓实验的结果表明,直接求导法获得的犵2项数值较其他方法偏小0.1～0.4mGal,这种差异的产生主要由于计算误差引起的。     

电离层三维层析成像的自适应联合迭代重构算法

在电离层层析成像过程中,联合迭代重构算法是一种常用的反演算法.然而,该算法迭代收敛较慢,反演结果精度不高.为此,本文发展了一种自适应的联合迭代重构算法,该算法利用上一轮的电离层电子密度反演结果,自适应地调整松弛因子和加权参数.通过模拟数据和实测数据对该算法的反演结果进行了验证,并将得到的反演结果与电离层测高仪数据进行了比较,结果表明,该算法能够有效地反演电离层电子密度,且反演结果精度优于常用的联合迭代重构算法.     

位场向下延拓的改进迭代维纳滤波法

根据维纳滤波理论导出的位场向下延拓滤波器为最佳下延滤波器,但因其实现需要已知待求位场和噪声的功率谱而在实际应用中受到限制.针对该问题,本文首先提出一种基于位场径向平均功率谱的位场噪声水平估计方法,进而利用偏差准则求取正则化参数,实现位场正则化向下延拓;然后将位场正则化下延结果的功率谱作为待求位场功率谱的估计初值,采用带修正项的迭代维纳滤波方法来更新对待求位场功率谱的估计,最后提出本文的位场向下延拓改进迭代维纳滤波方法.基于理论重力模型数据及航磁实测数据进行了向下延拓对比试验,结果表明,改进迭代法具有较好的收敛性,且下延精度优于Tikhonov正则化法和递增型维纳滤波法.     

关于能力谱方法收敛性的讨论

给出了ATC-40迭代求解方法A收敛性的一个数学解释。分析了ATC-40迭代求解方法A和改进的能力谱方法在迭代上的差异,并从数学上证明了改进的能力谱方法有收敛的结果。     

附不等式约束的总体最小二乘迭代算法

基于惩罚函数和测量平差中权的思想,提出了附不等式约束的总体最小二乘平差模型,即利用惩罚函数对不等式约束方程构造约束权,通过零权和无限权将不等式约束转换为等式约束,从而将不等式约束平差准则转化为传统的测量平差准则。同时,根据非线性最小二乘平差理论,用构造结构矩阵的方法来顾及系数矩阵的结构性,推导了附不等式约束的总体最小二乘迭代算法。该算法迭代格式与传统的间接平差类似,只需经过若干次迭代便能得到最优解。     

基本矩阵约束下的摄像机畸变校正及像主点确定

针对视觉测量系统中畸变校正过程烦琐、计算复杂等问题,提出了一种基于基本矩阵约束的镜头畸变自动校正及像主点坐标确定方法。基于对极几何的基本矩阵和一阶径向畸变模型构建了两视图同名点约束方程;为解决待求参数过多导致解不稳定的问题,采用分步求解策略分别求解基本矩阵及畸变参数和主点坐标,用RANSAC稳健估计方法求取基本矩阵,用迭代最小二乘优化求解畸变参数和主点坐标,两步交替进行。提出的算法仅使用两张图像即可获取径向畸变参数及主点坐标,可操作性强,且对噪声具有一定的鲁棒性,适用于自然场景图像的校正。     

平面拟合法校正多波束换能器横向安装偏差

针对多波束测深系统换能器横向安装偏差校正不完善的问题,提出了一种以近似平面估算换能器横向安装偏差的方法。分析了横向安装偏差对海底地形测量的影响,采用选权迭代的方式对子区平坦海底进行平面拟合,以平面拟合系数求解模型作为计算平面方程的推值模型,利用两近似平面夹角确定换能器横向安装偏差,将计算结果带入CARIS软件船配置文件中,完成对换能器横向安装偏差的二次校正。实验结果表明,该法能有效探测换能器横向安装偏差,且经二次校正后的主检测线交叉区域水深值具有较好一致性,满足海道测量规范要求。     

FLASH扫描在冠状动脉CTA双低中的应用研究

目的:探讨在100kV管电压条件下应用碘克沙醇低碘浓度(270mgI/mL)对比剂,结合大螺距前瞻性心电门控螺旋扫描(FLASH spiral)模式和正弦波迭代重建技术(SAFIRE)行冠状动脉CT成像(CCTA)的可行性。方法:收集接受CCTA检查且心率≤70次/min的患者60例,随机分为A、B两组。A组患者采用FLASH spiral扫描模式,扫描管电压100kV,碘对比剂浓度为270mgI/mL,应用迭代重建技术(SAFIRE),重建卷积核I26f;B组患者采用前瞻性心电门控序列扫描模式,扫描管电压为120kV,碘对比剂浓度为370mgI/mL,采用滤波反投影重建(FBP),重建卷积核B26f,比较两组患者CCTA图像质量与有效射线剂量的差异性。结果:①两组患者年龄、心率和BMI比较,差异无统计学意义(P>0.05)。②图像质量:两组图像质量主观评价比较,差异无统计学意义(P>0.05)。两组图像质量客观评价比较,A、B两组在左冠状动脉主干的SD和SNR数值差异有统计学意义外(P<0.05),其他指标差异均无统计学意义(P>0.05)。③辐射剂量:A组平均有效射线剂量为(0.94±0.05)mSv,B组(4.31±1.21)mSv,两组的差异有统计学意义(P<0.05)。A组有效剂量较B组大幅减低,降幅约达78.2%。结论:100kV管电压条件下应用碘克沙醇低碘浓度(270mgI/mL)对比剂,结合FLASH扫描模式和SAFIRE行CCTA检查,图像质量可以满足临床诊断需要,与一般前瞻性心电门控序列扫描相比,有效剂量降低约78.2%。      

一种地面激光雷达点云与纹理影像稳健配准方法

为了使地面激光雷达点云得到真实和高分辨率纹理,需要对目标进行全方位的拍照。这时点云和影像的配准会出现大角度的问题。同时,由于控制点选点误差、仪器误差等,配准精度往往不能满足要求。针对以上问题,本文提出一种稳健的配准方法。首先,应用重心化的空间相似变换模型和正交旋转矩阵与反对称矩阵的关系推导解算配准参数角元素的模型。将配准结果当作初始值。然后,应用一种基于共线方程的改进丹麦法选权迭代法进行降权精确配准,确定配准参数的精确值。试验表明,本文方法稳定性强、配准精度高,适合任意角度影像与点云的高精度配准。