小动物锥束CT分角度几何校正

目的 改善小动物锥束CT(CBCT)系统的空间分辨力。 方法 对由3个钢制小球组成的校正模型进行360°扫描,根据质心法计算小球中心的投影位置,然后计算光源的位置、旋转轴偏移等7个几何参数,最后对在旋转扫描过程中由于系统的不稳定而发生变化的部分几何参数进行分角度计算,得出投影角度相关的几何校正参数。在对被测物体进行扫描后,利用上述几何参数和分角度校正参数,采用FDK算法进行图像重建。 结果 经过分角度几何校正后,重建图像的空间分辨力提高了2 lp/mm。 结论 分角度几何校正方法能够很好地解决系统不稳定造成几何参数在扫描中发生轻微变化的问题,显著提高CBCT的空间分辨力。     

基于自适应点扩散函数的锥束CT散射校正

目的 探讨基于自适应点扩散函数的方法对锥束CT散射校正的效果。方法 通过加入遮挡板的方法来获取投影图像部分区域散射分布;建立散射分布模型,利用遮挡区域散射分布,自适应地调整扩散函数模型参数,然后进行散射估计和校正;对遮挡区域进行修复,以减少断层重建噪声。结果 基于自适应点扩散函数的方法不需要重复扫描被测物体,能高效地对不同厚度和密度的物体进行锥束CT散射校正,可减少因散射造成的杯状伪影和条纹状伪影,与相比、杯状伪影从校正前的26.09%下降到1.26%,即减少约95.17%。结论 基于自适应点扩散函数的方法可有效进行散射校正、降低杯状伪影和条纹状伪影,校正后图像质量明显增加。     

非等中心锥束CT成像系统标定及三维重建

目的 研究非等中心锥束CT系统(CBCT)几何参数标定及投影图像重排, 提出新的方法以提高参数标定精度及三维(3D)重建质量, 以期突破现有算法要求等中心系统应用环境的限制。方法 针对非等中心CBCT系统建立坐标系, 推导标定模型中特定标志点空间坐标与其在投影图像中平面坐标之间的几何关系, 建立虚拟等中心CBCT系统, 提出面向非等中心CBCT系统的解析+迭代混合标定方法, 对投影图像进行重排, 在此基础上进行3D重建。将标定模型置于非等中心CBCT系统中, 获取各个旋转角度下的投影图像;提取投影图像中特定标志点坐标, 基于这些坐标数据, 采用所提方法计算虚拟等中心CBCT系统几何参数;并求取虚拟等中心锥束投影图像;最后采用FDK算法进行3D重建。结果 与文献[10]算法相比, 所提算法对转轴在成像板上的投影坐标(u^0' 和v^0' )标定精度相当, 而射线源到成像板的垂直距离(D')和射线源到转轴的距离(R')标定精度明显较优。结论 本研究混合标定算法可提高D'和R'的标定精度, 并可突破文献[10]算法等中心系统应用环境的限制。     

基于条状挡板的kV级锥形束CT散射校正

目的 校正锥形束CT投影中的散射信号,以提高图像质量。 方法 使用条状挡板测量Varian机载kV级锥形束CT投影图像中的散射信号,并将其从再次扫描的投影中扣除,以获得原始射线的投影图像。使用空域自适应的BayesShrink小波对投影图像进行去噪处理,并导入Varian On Board Imager工作站进行重建;比较处理前后的图像质量。 结果 校正后图像的低对比度分辨力提高,噪声降低,CT值的准确性和均匀性得到改善。 结论 条状挡板能准确获取投影图像中的散射信号;扣除散射信号后使用小波阈值法去噪,可有效提高图像质量。     

基于正侧位锥束CT投影快速构建脊椎三维模型

目的 探讨基于C形臂的两张正侧位2D锥束CT（CBCT）投影图像进行3D模型重建的效果。方法 采用半自动化的二维投影图像特征点提取算法,选定18点的特征点集并提取其对应的正侧位二维投影图像平面坐标,然后针对C形臂CBCT系统建立坐标系,推导特征点三维空间坐标与其在投影图像中平面坐标之间的几何关系,代入转换公式获得特征点集的三维空间坐标。利用薄板样条法对三维脊椎基础模型进行空间非刚性插值获得三维脊椎目标模型。将L3石膏模型置入C形臂CBCT系统,获取375幅圆周扫描图像,利用FDK算法重建三维模型并进行表面重采样得到三维脊椎参考模型,对其进行不规则形状调制得到三维脊椎基础模型,利用本文方法对三维脊椎基础模型进行空间非刚性插值得到三维脊椎目标模型,并设置对照组对本文方法的精度进行评价。结果 相对于特征点手动提取和边缘增强提取算法,采用半自动化特征点提取算法构建获得的三维脊椎目标模型与参考模型的误差降低至1 mm以内。结论 采用本文方法可构建出近似的、精度较高的脊椎三维模型,为基于C形臂CBCT的手术导航提供3D图像支持。     

小动物CT-SPECT双模态成像系统中CT几何畸变校正方法

目的 在北京大学医学物理和工程实验室研发的一个基于平板探测器的锥形束X线计算机断层扫描成像装置和单光子发射计算机断层扫描成像组成的双模态小动物成像系统中,提出一种用于校正机械系统不完善所引起的CT图像几何畸变的新方法。 方法 为系统建立一个笛卡尔坐标系,用鲍威尔算法对几何畸变参数进行计算。 结果 选取以平板探测器中心为坐标原点的坐标系统,所有几何参数均在该系统中进行定义,相应的几何畸变参数得到精确计算,基本上消除了几何伪影,经过校正后的重建图像质量有较大改善。 结论 该方法可有效校正小动物CT-SPECT双模态成像系统中CT图像的几何畸变,也适用于其他锥形束计算机断层扫描成像装置,并可作为单光子发射计算机断层扫描成像装置的几何畸变校正和双模态图像配准的基础。     

锥形束CT扫描角度及中心位置对模体靶区的影响

目的 观察锥形束CT(CBCT)扫描机架角度及中心位置对模体中植入物体积及CT值的影响.方法 于非均匀模体中插入均匀圆柱棒,以其中心为扫描中心,机架旋转360°扫描模体,分别在X、Y、Z方向上移动将扫描中心2.5、5.0、7.5和10.0 cm,或机架分别沿顺时针和逆时针方向旋转20°,间隔20°,于180°?360°...     

基于蒙特卡罗模拟的小动物质子CT最优射束能量

目的 观察基于蒙特卡罗模拟的小动物质子CT(PCT)的最优射束能量。方法 采用蒙特卡罗模拟建立PCT系统,分别以不同能量质子束对体模1、2进行扫描,并以滤波反投影法重建图像,观察其中不同材料质子的相对阻止本领(RSP)值、重建误差、空间分辨率、信号噪声比(SNR)及对比噪声比(CNR),评估图像质量,筛选最优质子射束能量。结果 重建图像中,特氟龙、聚丙烯及骨骼等效材料的RSP的相对误差均随质子能量增高而先降后升,于质子能量为130 MeV时最小,分别为0.76%、0.08%及0.05%。体模1内4种插件的SNR和CNR均随质子能量增高而降低。重建图基本无法分辨体模2内直径0.2 mm铝插件,质子能量较低时可分辨直径0.4 mm铝插件;不同质子能量下均可分辨直径0.8 mm铝插件,且空间分辨率随质子能量增高而提升,质子能量大于130 MeV后变化趋缓。结论 以蒙特卡罗模拟的小动物PCT平台的最优成像质子射束能量为130 MeV。     

锥束CT测量安氏Ⅰ类错牙合人群下颌髁突的体积和表面积

背景:髁突是下颌骨的生长中心,髁突的体积大小对下颌骨的形态有着密切的关系,同时各种关节疾病都会导致髁突形态的变化。目的:通过锥束CT测量年轻安氏Ⅰ类错牙合人群髁突体积和表面积,为中国人髁突体积和表面积提供正常参考值。方法:从重庆医科大学附属口腔医院正畸科就诊患者中选取年龄在18～28岁之间的年轻安氏Ⅰ类错牙合患者70例,男34例,女36例。所取患者脸型左右对称,"↓"开口型,开口度正常,无关节弹响,疼痛等症状。所有患者接受锥束CT检查,通过Mimics10.0对CT片髁突进行三维重建,计算髁突的体积,表面积以及形态指数(体积和表面积之比)。结果与结论:男性髁突体积和表面积均显著大于女性(P<0.01)。左右髁突体积和表面积差异无显著性意义(P>0.05)。左右两侧髁突形态指数和男女髁突形态学指数差异无显著性意义。结果提示脸型对称,无关节症状的安氏Ⅰ类错牙合人群左右髁突基本对称。     

校正CT值在CT诊断肾癌中的应用

目的：探讨校正 CT 值在 CT 诊断肾癌中的应用价值。方法对我院近期83例肾癌患者的CT资料进行回顾性分析。所有患者均实施手术治疗,病理诊断透明细胞癌69例、乳头状细胞癌14例。分析内容包括测量CT扫描各期肿瘤最大截面直径、肿瘤的平均CT值（TNC、TCP和TPP代表肿瘤平扫期、皮质期和实质期的CT值）、主动脉CT值（ANC、ACP、APP代表主动脉平扫期、皮质期和实质期的CT值）和正常肾实质CT值（KNC、KCP、KPP代表肾实质平扫期、皮质期和实质期的CT值）。计算4个校正CT值（R 代表）：R1＝（TCP-TNC）/（ACP-ANC）,R2＝（TPP-TNC）/（APP-ANC）,R3＝（TCP-TNC）/（KCP-KNC）,R4＝（TPP-TNC）/（KPP-KNC）。对透明细胞癌组和乳头状细胞癌组的各种CT检查参数进行比较,应用受试者工作特征曲线（receiver operating characteristic,ROC）分析各种检查参数的诊断效能。结果两组的TNC无统计学差异（P＝0.261）,但透明细胞癌组的TCP、TPP和校正CT值均显著高于乳头状细胞癌组（均P＜0.05）。ROC曲线下面积值（area under the ROC curve,AUC）,R1的AUC最高,其次为TCP。结论校正CT值不仅消除了患者内在因素对肿瘤增强的影响,而且与TCP、TPP联合应用时有助于肾癌亚型的鉴别。