基于张量广义全变分最小的稀疏角度螺旋CT重建

目的为减少螺旋CT扫描X射线辐射剂量,提出一种基于凸集投影的张量广义全变分最小（TTGV-POCS）的稀疏角度螺 旋CT迭代重建算法。方法将螺旋CT三维体数据看作三阶张量,利用张量广义全变分（TTGV）最小约束刻画其三维图像的数 据特性,并纳入凸集投影迭代重建框架,实现稀疏角度螺旋CT的鲁棒重建。TTGV-POCS算法充分利用螺旋CT图像数据的一 阶梯度与二阶梯度的空间结构稀疏性和三维数据层间相关性,可有效抑制稀疏角度重建图像中的伪影与噪声,并较好保持图像 边缘信息。结果XCAT体模数据与病人扫描数据的实验结果表明,TTGV-POCS算法相比现有重建算法在降低噪声、去除伪影 和保持边缘等方面均有较好的表现;比较XCAT体模数据稀疏角度重建结果,本文提出的TTGV-POCS算法相比现有重建算法 PSNR定量指标可提升9.17%~15.24%;FSIM定量指标可提升1.27%~9.30%。结论TTGV-POCS算法可有效改善稀疏角度螺 旋CT重建图像质量,降低螺旋CT检查辐射剂量,更好服务于临床影像诊断。     

基于多尺度小波残差网络的稀疏角度CT图像恢复

目的 稀疏角度CT具有加速数据采集和减少辐射剂量的优点。然而,由于采集信息的减少,使用传统滤波反投影算法（FBP）进行重建得到的图像中伴有严重的条形伪影和噪声。针对这一问题,本文提出基于多尺度小波残差网络（MWResNet）对稀疏角度CT图像进行恢复。方法 本网络中将小波网络与残差块相结合,用以增强网络对图像特征的提取能力和加快网络训练效率。实验中使用真实的螺旋几何CT图像数据“Low-dose CT Grand Challenge”数据集训练网络。通过观察图像表征和计算定量参数的方法对结果进行评估,并与其他现有网络进行比较,包括图像恢复迭代残差卷积网络（IRLNet）,残差编码解码卷积神经网络（REDCNN）和FBP卷积神经网络（FBPConvNet）。结果 实验结果表明,本文提出的多尺度小波残差网络优于其余对比方法。结论 本文提出的MWResNet网络能够在保持稀疏角度CT图像边缘细节信息的同时有效抑制噪声和伪影。     

磁共振图像处理中部分傅里叶重建算法的比较

目的：比较磁共振（M RI）图像处理中部分傅里叶重建算法,对比各算法的优缺点,改进算法。方法基于部分傅里叶重建算法理论上的k空间数据的共轭、对称性,利用1．5 T 医用M RI设备,采集全k空间的数据,重建时仅利用其中55％～85％的数据模拟部分采集方式,用零填充、共轭对称、Homodyne、POCS几种算法分别重建图像。结果共轭填充方式振铃伪影最明显,POCS算法去振铃伪影效果最好。结论 POCS算法多次用低频相位加权迭代,在去掉伪影的同时造成高频图像细节丢失,且耗时较长;Homodyne算法能在保留图像细节和消除振铃中间取得较好的平衡,如果用Sinc函数作为权重函数进行相位解缠绕,还可以进一步提高图像质量。     

低剂量CT图像恢复的研究进展

目的:探讨了低剂量CT图像恢复的研究进展.方法:从低剂量CT研究的价值与面临问题、图像去噪算法、投影数据解析重建和迭代重建四个角度,阐述了低剂量技术的优缺点和图像恢复算法的发展趋势.结果:最新图像恢复算法的不断涌现,有效去除了低剂量CT投影数据噪声,提高了图像质量,确保了诊断的准确性.结论:尽管每种算法均有自身局限性,但仍然为低剂量CT成像技术降低了患者辐射剂量,并为更深广的诊断需求提供了可能.     

改进的先验图像约束的压缩感知重建方法用于低剂量Ｘ-线CT

低剂量CT重建已成为当前X-线CT成像的研究热点。针对低剂量CT成像,本文提出一种改进的先验图像约束的压缩感
知重建方法。新方法首先对CT线积分投影数据采用惩罚加权最小二乘方法进行降噪恢复,接着对恢复后的投影数据进行滤波
反投影重建,然后以重建图像作为先验图像应用先验图像约束的压缩感知方法进行统计迭代重建。实验结果表明,同已有的先
验图像约束的压缩感知重建方法相比,新方法能够更有效地抑制低剂量CT重建图像中的噪声和条形伪影,同时较好地保持图
像的空间分辨率。
     

低剂量CT扫描技术联合IMR技术在乳腺癌术前诊断的应用

目的探讨低剂量CT扫描技术联合迭代模型重建(IMR)技术在乳腺癌术前中的应用。方法选择2014年12月至2017年11月于我院进行乳腺癌手术的患者60例,均进行CT乳腺和胸部扫描,分别采用模型迭代重建(IMR)技术和滤波反射投影重建(FBP)技术进行图像重建,比较两种技术客观图像质量[感兴趣区内CT值、噪声(SD)值、对比噪声比(CNR)]、主观图像质量[病灶轮廓、伪影、噪声、图像清晰度]。结果 IMR技术乳腺病灶感兴趣区内CT值与FBP技术无显著差异(P0.05),SD值明显低于FBP技术(P0.05),CNR明显高于FBP技术(P0.05)。IMR技术乳腺病灶轮廓、伪影、噪声、图像清晰度评分均明显高于FBP技术(P0.05)。IMR技术胸部伪影、噪声、图像清晰度评分均明显高于FBP技术(P0.05)。CT扫描总剂量为(5.21±1.06)mGy,总ED为(2.20±0.41)mSy;乳腺动态扫描总剂量为(1.68±0.49)mGy,ED为(0.63±0.19)mSy。结论低剂量CT扫描技术联合IMR技术具有较好图像质量,对乳腺癌术前评估具有重要临床价值。     

基于投影数据全广义变分最小化的低剂量CT重建

目的 提出基于投影数据全广义变分最小化的低剂量CT重建方法.方法 首先,通过非线性Anscombe变换将满足Poisson分布的投影数据转化为近似Gaussian分布,然后基于全广义变分正则化模型对变换后的Gaussian型数据进行噪声去除.最后,对去噪的结果进行Anscombe逆变换后实现传统的滤波反投影(FBP)CT重建.结果 数值体膜实验结果表明本文提出的方法可以大大地改进重建图像的质量.FBP方法重建的Clock和Shepp-Logan体膜图像的信噪比分别为17.752 dB和19.379 dB,本文方法重建的图像的信噪比提高到24.0352 dB和23.4181 dB.FBP方法重建方法重建的Clock和Shepp-Logan体膜图像的均方误差分别为0.86%和0.58%,本文方法重建的图像的均方误差降低到到0.2%和0.23%.结论 本文方法可以在投影数据不满足分段常数假设的前提下去除噪声和条形伪影,从而提高低剂量CT图像重建质量.     

低剂量CT图像恢复的研究进展

目的:探讨了低剂量CT图像恢复的研究进展。方法:从低剂量CT研究的价值与面临问题、图像去噪算法、投影数据解析重建和迭代重建四个角度,阐述了低剂量技术的优缺点和图像恢复算法的发展趋势。结果:最新图像恢复算法的不断涌现,有效去除了低剂量CT投影数据噪声,提高了图像质量,确保了诊断的准确性。结论:尽管每种算法均有自身局限性,但仍然为低剂量CT成像技术降低了患者辐射剂量,并为更深广的诊断需求提供了可能。     

基于噪声水平估计的低剂量螺旋CT投影数据恢复

目的 构建任意低剂量水平下螺旋CT投影数据恢复模型。方法 首先,利用噪声估计模块估计任意低剂量水平的投影数据噪声方差图;然后利用估计出的噪声方差图指导投影数据进行恢复,即投影数据恢复模块;最后,采用滤波反投影算法进行图像重建。其中,噪声估计和投影数据恢复模块采用三维小波残差密集群网络结构,并利用非对称损失和全变分正则化进行约束。为验证方法的有效性,利用不同恢复模型分别对1/10、1/15常规剂量CT图像进行恢复,并与现有CT图像恢复网络IRLNet、REDCNN、MWResNet进行对比实验。 结果 在定量指标对比方面,本文提出的螺旋CT投影数据恢复方法相比于其他图像域恢复方法,结构相似性提升5.79%~17.46%（P<0.05）;临床影像医师图像质量评分结果显示,评分比其他方法高7.19%~17.38%（P<0.05）。结论 本文提出的投影数据恢复模型能够有效抑制不同低剂量水平投影数据中的噪声和伪影,重建得到组织结构完整、高分辨率的CT图像。     

投影插值联合物理校正的自适应CT金属伪影消除算法

目的 为去除CT图像中的金属伪影,提升CT图像质量,本文提出一种结合投影插值和物理校正的自适应加权CT金属伪影消除算法。方法 采用归一化金属投影插值算法得到初始校正投影数据,在此基础上引入金属物理校正模型得到物理校正投影数据,通过自适应权重加权融合两者投影得到最终的校正投影,最后经过滤波反投影重建获得最终校正图像。为验证本文算法的有效性,采用仿真数据和临床数据进行实验。对于仿真数据本文采用PSNR和SSIM定量指标进行评估,而临床数据采用影像专家对结果图像评分方式来比较不同方法的伪影消除性能。结果 在仿真数据实验中,与对比方法结果相比,本文方法结果的PSNR定量指标至少提升了0.2 dB且获得最高SSIM定量指标。影像专家评分结果显示本文方法在临床数据中获得最高的评分结果3.616±0.338（5分制）,与对比方法之间的伪影消除性能差异具有统计学意义（P<0.001）。结论 本文提出的金属伪影消除算法,可有效去除金属伪影,同时保持更多的组织结构信息,减少新伪影的产生。     

不同级别迭代重建技术在颅脑 CT 扫描中的应用

目的：评价颅脑CT扫描中不同级别的迭代重建技术（SAFIRE）对图像质量和噪声的影响,探讨获得最佳图像质量的迭代重建级别。方法收集40例于本院行颅脑CT检查患者,分别采用滤波反投影法（FBP）及1－5级SAFIRE进行图像重建,比较不同组别图像基底节层面的组织CT 值、噪声、信噪比、灰质可见度及图像对比度噪声比（CNR）,并进行统计学分析。由两名影像学诊断医师采用双盲法以5分法对图像质量进行主观评价。结果①SAFIRE 2级及3级图像评分值的差异无统计学意义,且二者图像评分最优,高于FBP图像。②SAFIRE 1－5级图像的噪声、信噪比及对比度噪声比均优于 FBP图像,而灰质对比度差异均无统计学意义。结论在常规颅脑CT扫描中,与常规重建算法FBP比较,SAFIRE重建技术可提高图像质量,降低图像噪声。     

投影数据校正对数字乳腺层析成像质量的影响

目的 研究数字乳腺层析成像(DBT)投影数据采集过程中的探测器性能因素对重建图像质量的影响.方法 参照传统探测器的投影数据校正方式,结合DBT成像过程特有的数据采集模式,对探测器采集的投影数据进行暗场校正、光场及其增益校正等.而后,利用基于全广义变分正则化项的PWLS迭代重建算法进行DBT图像重建.结果 乳腺仿真物理体模数据的实验结果表明,相对于未校正的投影数据,本文校正方法对由光子数分布不均造成的投影数据足跟效应进行了有效抑制.重建图像结果显示,校正后投影数据的重建图像中低对比度结构的显像得到提升.结论 投影数据暗场校正、光场及其增益校正过程用于DBT图像重建可提高图像质量.     

一种新的基于纠正正弦图探测值的PET图像Bayesian重建算法

目的 提出一种新的耦合反馈(CF)修改观测值的迭代模型以进一步改进正电子发射成像(PET)的Bayesian重建.方法 在PET重建的迭代过程中,此种负反馈迭代算法利用最近的一次重建图像来更新有噪声的探测到的发射正弦图数据.对此重建图像的相关操作包括线性滤波、维纳滤波和对重建图像的投影.研究中使用的正弦图数据来自模拟体模数据.结果 实验及对于重建图像的视觉和量化比较表明,所提出的新的重建算法要优于传统的Bayesian重建,能够进一步提高PET图像的质量.结论 文中提出的修改观测值的CF迭代模型能够在一定程度上改善原始测量数据,能够应用于PET图像重建或其他原始数据噪声较大的重建问题.     

基于迭代重建算法和体质量指数在低剂量冠状动脉CT血管造影中的临床应用

目的 评估基于迭代重建算法(iterative reconstruction algorithm,IRA)和体质量指数(body weight index,BMI)的个性化前瞻性心电(ECG)门控低剂量冠状动脉CT血管造影(coronary computed tomography angiography,CCTA)的辐射剂量和图像质量。 方法 将2014年6-11月我院收治的100例心率<65 次/min的患者随机分为常规剂量组和低剂量组,各组50例。常规剂量组CCTA采用管电压120 kV和管电流800 mAs进行扫描,采用滤过反投影(filter back projection,FBP)算法进行图像重建;低剂量组管电流采用280 mAs,管电压根据BMI在80~120 kVp间调节,采用FBP和IRA(iDOS-5)算法进行图像重建。2组均采用前瞻性ECG门控技术,比较2组间的辐射剂量和图像质量。 结果 与常规剂量组相比,低剂量组CTDI、DLP和ED均明显降低(P<0.01)。低剂量组采用FBP时图像质量评分为3.72±0.24,明显低于常规剂量组的3.86±0.23(P<0.01)。采用IRA后,图像质量评分为3.81±0.20,虽低于常规剂量组,但差异无统计学意义(P>0.05)。 结论 采用基于IRA和BMI个体化前瞻性ECG门控低剂量CCTA,能够在不显著牺牲图像质量的前提下降低受检者的辐射剂量,为一种具有较好成本效益比的技术,值得在临床推广。      

基于投影域小波滤波处理的CT图像环形伪影去除方法

目的平板CT成像常产生环形伪影,其原因在于平板探测器单元因多种不利因素的影响,性能存在不一致现象,表现
为投影数据内含有直线结构信息。为了实现平板CT优质成像,本文提出一种基于投影域小波滤波处理的环形伪影去除方
法。方法新方法首先把线积分投影数据等间隔分成四个子投影数据,接着分别对四个子投影数据进行小波分解,生成小波
系数矩阵,然后分别对小波系数进行滤波处理,新的小波系数矩阵进行小波重构生成四个新的子投影数据,并合成为新的线
积分投影数据,最后再用加权均值滤波对新的线积分投影数据进行滤波处理,处理后的线积分投影数据采用滤波反投影方
法进行图像重建。结果实验证明测试算法有效可行。结论实验结果表明,该方法能有效地去除环形伪影,使图像细节清
晰可见。
     

基于图割的肺4D-CT图像超分辨率重建

肺4D-CT在当今的肺癌放射治疗中起着重要的作用。本文提出了一种基于全局图割方法的肺4D-CT图像超分辨率重建 方法,来提升肺4D-CT图像的质量。该方法首先在最大后验马尔科夫随机场框架下建立一个肺4D-CT各相位高分辨率图像重 建的全局能量函数,然后,将该能量函数转化成图的表达方式,最后用图割方法和α-β swap算法优化能量函数来恢复高分辨率 图像细节结构。实验结果表明,在恢复图像的细节方面,本文方法要优于传统的线性插值和凸集投影超分辨率重建算法。     

COSEM图像重建方法的技术特点和应用

SPECT、正电子符合线路和 PET图像质量受图像采集方法、射线在体内衰减以及图像重建方法等因素的影响。在假设图像采集方法和射线在体内衰减因素不变的情况下,由二维投影数据重建三维图像,由于重建方法不同会明显影响图像质量。 COSEM和滤波反投影 (FBP)及代数迭代重建方法比较,能明显改进 SPECT、正电子符合线路及 PET图像的质量,特别是正电子符合线路和 PET图像的质量。     

迭代重建和滤波反投影重建在脑实质血肿低辐射剂量CT 复查中的应用

目的 比较迭代重建（IR）滤波反投影重建（FBP）在脑实质血肿低辐射剂量CT 复查中的应用 优劣。方法 选取病程1 周内的脑实质血肿头部CT 复查的成人90 例,随机分为3 组,每组各30 例。分别进行 100、150、200 mAs 3 种不同辐射剂量水平的CT 扫描。图像分别进行IR 和FBP,比较不同剂量组的两种重建 方式下脑实质血肿所在层面图像的噪声水平,并对图像质量进行主观评分。结果 ①相同辐射剂量的图像噪 声IR 组低于FBP 组（P <0.05）;② IR 图像100 mAs 组与200 mAs 组主观评分差异无统计学意义（P >0.05）, 100 mAs 组噪声高于200 mAs 组（P <0.05）;③ FBP 100 mAs 组图像质量低于200 mAs 组,主观评分和噪声差 异有统计学意义（P <0.05）;④ FBP 图像150 mAs 组与200 mAs 组主观评分差异无统计学意义（P >0.05）, 150 mAs 组噪声高于200 mAs 组（P <0.05）。结论 相同辐射剂量IR 较FBP 图像噪声更小,图像主观评分相同 时IR 较FBP 所需的辐射剂量更低。对成人脑实质血肿病变的CT 复查患者,IR 较FBP 具有更低辐射剂量的优 势,IR 可采用100 mAs,而FBP 需采用150 mAs。