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。
     

基于全变分正则化去卷积的PET部分容积校正

目的提出全变分正则化去卷积方法并应用于PET图像部分容积校正。方法将全变分（toal variation, TV）引入到图像退
化模型中,提出基于全变分正则化的Van Cittert（VC）和Richardson-Lucy（RL）去卷积方法。结果提出的方法分别应用于
NCAT仿真数据、NEMA NU4-2008 IQ 物理体模和肿瘤小鼠数据（均采用西门子小动物Inveon PET扫描得到）。相比于传统VC
和RL去卷积方法,本文提出方法在仿真实验中校正图像有明显的去噪和保持边缘效果,同时在小鼠实验中肿瘤区域的活度值
增加率为（10±1.8）%时,图像标准方差（standard deviation, SD）增加率分别从49.98%下降到14.26%和42.76%下降到4.70%。结
论本方法能够在校正PET部分容积效应的同时有效抑制噪声增加,可望更为准确地诊断肿瘤。
     

高分辨3D黑血磁共振定量评价颈动脉粥样硬化斑块

目的通过与高分辨2D黑血磁共振成像技术比较,评价3D黑血磁共振成像（3D-BB-MRI）对颈动脉粥样硬化斑块定量分
析的价值。方法40例患者进行颈动脉常规轴位2D-BB-MRI及斜矢状位3D-BB-MRI扫描。对斜矢状位3D-BB-MRI原始图像
进行轴位重建。对于每个测量对象（单侧颈动脉）,由两名有经验的放射科医师在2D-BB-MRI图像上共同找出其斑块测量的兴
趣层面,以此进行3D-BB-MRI轴位重建图像与2D-BB-MRI图像的匹配。对该侧颈动脉分别进行斑块厚度、管腔狭窄程度、管
腔面积、总血管面积的测量及管壁面积和标准化管壁指数的计算,并分析所有数据。结果在评估斑块厚度、管腔狭窄程度、管
腔面积、总血管面积、管壁面积及标准化管壁指数方面,2D-BB-MRI与3D-BB-MRI轴位重建图像的测量差异无统计学意义（P>
0.05）,两者呈较强的相关性（r>0.9）。Bland-Altman 图显示对于测量斑块厚度、管腔面积、总血管面积,2D-BB-MRI 与
3D-BB-MRI两种方法具有良好的一致性。结论3D-BB-MRI和2D-BB-MRI对于定量评价颈动脉粥样硬化斑块方面无明显差
异;3D-BB-MRI具有任意角度重建图像、灵活显示管壁及斑块情况的特点,我们认为3D-BB-MRI对于颈动脉粥样硬化成像较
2D-BB-MRI具有更好的发展前景。     

一种基于图割的交互式脑膜瘤核磁共振图像分割方法

摘要：为实现脑膜瘤核磁共振（MR）图像的精确分割,本文提出了一种新的基于图割的交互式图像分割算法。该方法首先
提取高维图像特征,然后利用加权KNN（K-Nearest Neighbor）分类器估计待分类像素属于肿瘤与背景区域的概率,并构造
新的能量函数;最后采用图割优化方法对能量函数优化求解。对脑膜瘤MR图像的分割实验表明,本方法较基于灰度信
息的图割方法在精度上有明显提高。     

不同吸入浓度七氟醚预处理对脓毒症大鼠心肌细胞凋亡及炎性反应的影响

目的观察不同吸入浓度七氟醚预处理对脓毒症大鼠心肌细胞凋亡及炎性反应的影响,初步探讨其心肌保护作用的可能
机制。方法健康成年雄性SD大鼠40只,随机分为4组（n=10）：对照组（C组）、LPS组（L组）、低浓度七氟醚预处理组（S1组）、高
浓度七氟醚预处理组（S2组）。采用腹腔注射LPS方法制造大鼠脓毒症模型,并于LPS注射后12 h收集大鼠心肌及血液标本,光
镜下观察心肌组织常规病理形态学改变,末端标记（TUNEL）法检测细胞凋亡,ELISA法检测大鼠血清肌钙蛋白（cTnI）含量及心
肌组织肿瘤坏死因子（TNF-α）含量。结果与C组比较,L组、S1组、S2组大鼠血清cTnI水平、心肌细胞凋亡指数及TNF-α含量增
加（P<0.05）;与L组比较,S1组、S2组大鼠血清cTnI水平、心肌细胞凋亡指数及TNF-α含量减少（P<0.05）;与S1组比较,S2组大鼠
各项指标水平更进一步降低（P<0.05）。结论七氟醚预处理可浓度依赖性地减轻LPS引起的心肌损伤,其机制可能与减少心肌
细胞凋亡及减轻心肌局部炎症有关。
     

弥漫大B细胞淋巴瘤化疗中后期用18F-FDG PET/CT显像预测预后是否优于化疗中期？

目的探讨弥漫大B细胞淋巴瘤（DLBCL）患者在化疗中期和中后期进行18F-FDG PET/CT显像判断预后的价值差异。方
法DLBCL初诊患者142例,于标准化疗第3~4个疗程结束进行首次18F-FDG PET/CT评价为化疗中期组,于标准化疗5~8个疗
程结束进行首次PET/CT评价者为化疗中后期组,两组各有71 例,首次PET/CT显像结果记录为阴性和阳性。所有患者随访
18~114个月（平均28.73个月）,根据随访结果计算无进展生存时间（PFS）和无进展生存率（PFS%）,比较化疗中期组与中后期组
患者首次18F-FDG PET/CT 显像结果与预后的关系。结果化疗中期组18F-FDG PET/CT 显像阴性和阳性率分别为63.4%、
36.6%,化疗中后期组PET/CT 显像阴性和阳性率分别为66.2%、33.8%,两组PET/CT 显像阴性率及阳性率无明显差异（χ2=
12.423,P>0.05）。PFS比较,化疗中期组首次18F-FDG PET/CT显像阴性和阳性者PFS分别为63.56和19.23个月（P=0.000）,化
疗中后期组首次PET/CT显像阴性和阳性者的PFS分别为65.78和24.32个月（P=0.000）。化疗中期组和中后期组首次PET/CT
显像阴性者PFS时间无显著性差异（63.56 vs 65.78个月,P=0.613）;化疗中期组和中后期组首次PET/CT显像阳性者PFS时间也
无显著性差异（19.23 vs 24.32个月,P=0.274）。PFS率比较,化疗中期组首次PET/CT显像阴性和阳性者PFS率分别为73.3%、
15.4%（χ2=12.423,P=0.000）;化疗中后期组首次PET/CT显像阴性和阳性者PFS率分别为74.5%、16.7%（χ2=12.423,P=0.000）。
化疗中期组和中后期组首次PET/CT显像阴性者的PFS率无明显统计学差异（73.3% vs74.5%,P=0.613）;化疗中期和中后期组
首次PET/CT显像阳性者的PFS率也无显著统计学差异（15.4% vs 16.7%,P=0.274）。结论DLBCL在化疗中期和化疗中后期进
行18F-FDG PET/CT显像均可较好地判断预后,在化疗中后期行PET/CT显像判断预后并不优于化疗中期,因此在化疗中期行
18F-FDG PET/CT进行预测预后是合适的,不必延后到化疗中后期。
     

3.0T磁共振动脉自旋标记技术在正常成人肾脏检查中的应用

目的分析单次激发快速自旋回波-流动敏感反转恢复序列（SSFSE-FAIR）与平面回波-流动敏感反转恢复序列（EPI-FAIR）
所测量的健康肾脏的相对血流量值（rBFV）,评价两种动脉自旋标记（ASL）序列在正常肾脏检查中的应用价值。方法前瞻性
分析40 例符合纳入标准的受试者的rBFV。采用3.0T 磁共振扫描仪扫描。按3 种方式采集图像：EPI-FAIR 屏气法、
SSFSE-FAIR屏气法及SSFSE-FAIR自由呼吸法。结果SSFSE-FAIR自由呼吸法可定量区分肾脏皮髓质。皮质rBFV：111.48±
9.23;髓质rBFV：94.98±3.38;SSFSE-FAIR屏气法及EPI-FAIR不能定量区分肾脏皮髓质。EPI-FAIR皮髓平均rBFV为178.50±
17.17,95%置信区间：167.59~189.41。结论SSFSE-FAIR屏气法及EPI-FAIR空间分辨率低,无法区分肾脏皮髓质,可粗略评
价肾脏灌注情况。SSFSE-FAIR图像空间分辨率较高,可区分肾脏皮髓质结构,可初步评判肾脏皮髓质的灌注状态。
     

15个短串联重复序列位点与大骨节病传递不平衡分析及与低硒暴露的交互作用

摘要：目的寻找大骨节病（KBD）的易感基因,探讨低硒暴露与KBD易感基因的交互作用。方法在陕西省麟游县KBD
病区收集23个KBD核心家系,应用聚合酶链反应技术及GeneScan Analysis 3.7和Genotyper3.7软件进行基因分析。对
核心家系进行单体型相对风险分析（HRR）和传递/不平衡检验（TDT）。采用原子荧光光谱法测定血清硒水平,用二项
Logistic回归模型分析低硒暴露与KBD可疑易感基因的交互作用。结果23个核心家系的HRR和TDT分析发现3个等
位基因（位点D2S151的等位基因248 bp、位点D2S305的等位基因320 bp和位点D11S4094的等位基因194 bp）与KBD关
联（P<0.05）。被研究人群的平均血硒浓度为0.037 μg/ml,未发现低硒暴露与多态性STR位点的交互作用（P>0.05）。结
论D2S151、D2S305和D11S4094位点或其附近位点的多态性可能与KBD发病有关,可疑易感基因和低硒暴露在研究人
群中无交互作用。     

PET显像剂18F-AlF-NOTA-PRGD2的肿瘤靶向性

目的研究新型PET受体靶向显像剂18F-AlF-NOTA-PRGD2用于肿瘤显像的可行性。方法18F-AlF-NOTA-PRGD2采用
18 氟-氟化铝（18F-AlF）与NOTA-PRGD2在100 ℃下通过鳌合反应标记制备而得。荷脑胶质瘤U87MG裸鼠经尾静脉注射
18F-AlF-NOTA-PRGD2后行体内放射性生物学分布和PET/CT、microPET/CT显像研究。结果18F-AlF-NOTA-PRGD2采用一步
法成功标记,反应时间15~20 min,标记产率为17%~25%。体内放射性生物学研究显示该显像剂能靶向肿瘤病灶,静脉注射后
1 h和2 h肿瘤摄取量分别达4.14±1.44、2.80±1.18% ID/g（t=1.910,P=0.070）,肿瘤/脑比值分别达2.95±0.61、5.21±2.62（t=-1.686,
P=0.167）。PET/CT和microPET/CT显像均可清楚显示该显像剂在荷瘤鼠体内的放射性分布情况,肿瘤显像清楚,体内分布良
好,但microPET/CT图像质量明显优于PET/CT。结论18F-AlF-NOTA-PRGD2标记简单、易行,在荷瘤鼠体内具有优良的肿瘤靶
向性,可发展成为PET肿瘤显像剂。     

不同低温诱导方式对大鼠脑梗死急性期的治疗效果比较

摘要：目的比较冰帽、全身低温及颈内动脉冷盐水灌注（ICSI）对于大鼠脑梗死急性期的治疗效果,为临床治疗急性脑梗死时不
同低温方式的选择和ICSI的深入研究提供实验依据。方法250~300 g SD大鼠随机分为模型组、冰帽组、全身低温组和ICSI
组,用线栓法复制大脑中动脉栓塞2 h模型,各低温方式的目标温度为33~34 ℃维持20 min。再灌48 h后,进行神经行为学评
分;取脑行2,3,5-氯化三苯四氮唑染色;干湿重法检测脑含水量;酶联免疫吸附法检测血清中神经元特异性烯醇化酶（NSE）、
S100β和基质金属蛋白酶9（MMP9）的浓度。结果各低温方式均能降低大鼠梗死体积,其中冰帽能使梗死体积减小27.4%（P<
0.05）,而全身低温和ICSI能使梗死体积减小47.6%和61.6%（P<0.01）。全身低温组和ICSI组的脑含水量低于模型组（P<0.05）;
冰帽组的含水量低于模型组,但并无统计学意义。各低温组中,仅有ICSI 组的神经行为学评分与模型组有统计学差异（P<
0.05）。血清学方面,ICSI组的NSE和S100β的浓度显著低于模型组（P<0.05）;全身低温组和冰帽组中各指标与模型组比较均无
统计学意义。结论ICSI对于脑梗死急性期的治疗效果要优于冰帽和全身低温,而全身低温比冰帽有更好的疗效。
     

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.     

基于外部定位框的PET和CT图像异机融合方法

目的 研究一种基于外部定位框的PET和CT图像异机融合新方法,实现PET和CT异机图像的准确融合.方法 采用自行研制的新型外部定位框,获取C仰ET异机扫描定位图像,利用固定的标记点进行配准,最后运用变分法和小波变换结合进行图像融合.结果 以CT图像为基准用灰度色阶显示,PET图像叠加在CT图像上,用彩色色阶显示,得到基于外部定位架的CT/PET融合后图像.结论 利用该方法获取CT/PET异机扫描定位标记点图像清晰,配准融合后图像准确.该方法具有结构简单和使用方便的特点,值得临床推广.     

非局部平均迭代修正的稀疏角度CT凸集投影重建

鉴于非局部平均(nonlocal means.NL-means)滤波后的图像质量大幅提升,本文提出一种非局部平均迭代修正的稀疏角度CT凸集投影(projection onto convex set,POCS)重建方法.新方法采用两相式重建策略:首先对CT稀疏投影数据采用POCS算法进行重建,以获得满足数据一致性及非负性约束的重建图像;随后由POCS重建图像导引非局部平均对其进行优化修正,以消除图像中的高频噪声,保持图像边缘,减少条形伪影,达到提升图像质量的目的.两相交替进行,直至满足某一终止准则.仿真实验表明,本文提出的非局部平均迭代修正稀疏角度CTPOCS重建算法,可有效抑制重建图像噪声和条形伪影,大幅提高重建图像质量.     

Human PET/CT scanners: feasibility for oncological in vivo imaging in mice

PET/CT imaging is a highly valuable oncological imaging modality. The combination of positron emission tomography (PET) and computed tomography (CT) provides the ability to accurately register molecular and metabolic aspects of cancers with anatomical and morphological findings in human clinical routine examinations and for animals in vivo research. Small animal models of mice are widely used in biomedical research for mimicking and studying the human nature, because of their genetic resemblance and the feasibility of gene transfer and gene modification. The recent generation of high performance human PET/CT scanners combines a state of the art full-ring 3D PET scanner and a high-end 16-slice CT scanner (biograph Sensation 16, Siemens AG, Erlangen, Germany). Small animals can be examined with special scanning and reconstruction protocols. The examination of tumor-bearing small animals using a modern human PET/CT revealed excellent image quality. CT can be performed with a maximum spatial resolution of 0.6 x 0.6 x 0.6 mm and PET with a maximum spatial resolution of 6.3 x 6.3 x 6.0 mm. The examination of tumor-bearing small animals using human PET/CT allowed accurate correlation and evaluation of metabolic and anatomical information and is promising for in vivo research purposes. Although image quality is limited by spatial resolution, human PET/CT is widely available and expected to contribute significantly to research with small animal imaging. The investigation of cancer in small animals with PET/CT is probably one of the most challenging tasks in nuclear medicine for the evaluation of tumor growth and growth inhibition factors; development of new anti-tumor drugs and measuring of anti-tumor effects; and cancer treatment response of immunotherapy, chemotherapy and radiation therapy.     

基于非局部低秩稀疏矩阵分解的低剂量脑灌注CT图像恢复方法

目的 为了减少脑灌注CT检查的辐射剂量,提高低剂量脑灌注CT图像质量,本文提出一种基于非局部低秩稀疏矩阵分解的低剂量脑灌注CT图像恢复方法。方法 对低剂量脑灌注CT图像进行分块形成一个矩阵,构建低秩稀疏矩阵分解模型进行求解后得到优质的低剂量脑灌注CT图像,最后利用恢复后的脑灌注CT序列图像计算出脑血流动力学参数图像。结果 在数值实验中,滤波反投影算法的图像的平均结构相似性为0.9438,本文方法恢复结果的平均结构相似性提高到0.9765;滤波反投影算法得到的脑血流量和脑血容量参数图像的结构相似性分别为0.7005和0.6856,本文方法得到的脑血流量和脑血容量参数图像的结构相似性提高到0.7871和0.7972。结论 本文方法在低剂量脑灌注CT图像噪声抑制和结构保持方面均有很好的表现,并且可以获取准确的脑血流动力学参数图像。     

18F-FDG PET/CT显像中连续采集和步进采集的比较

目的 比较连续采集(continuous bed motion, CBM)和步进采集(step and shoot, SS)对¹⁸F-脱氧葡萄糖(fluorodeoxyglucose, FDG) 正电子发射型计算机断层显像/电子计算机断层显像(positron emission tomography/computed tomography,PET/CT)图像质量和定量分析的影响。 方法 选择50例PET/CT受检者分别采用CBM和SS模式在Siemens Biograph Vision 600 PET/CT设备中完成躯干部图像采集,测量纵隔血池、肺、肝、肌肉、骨骼的平均标准化摄取值(mean standardized uptake value, SUV_mean)及标准差(standard deviation, SD),并用SD来评价图像噪声,采用配对t检验或配对秩和检验及Pearson相关分析和Bland-Altman图评价两组数据之间的差异和关系。 结果 在先后两次扫描中,纵隔血池和肝SUV_mean显著降低(t =5.630和4.993,P ＜0.05),腰椎SUV_mean显著增加(t =－3.320,P ＜0.05),而肺和肌肉SUV_mean差异无统计学意义(P ＞0.05)。在不同进床模式中,所有组织SUV_mean差异均无统计学意义(t =－1.626～-0.311,P ＞0.05),且存在高度相关(r=0.903～0.985),Bland-Altman图显示纵隔血池、肺、肝、竖脊肌、腰椎、大腿肌肉各组织的均值差分别为-0.02(95% CI:-0.27～0.24)、-0.01(95% CI:-0.05～0.03)、0.00(95% CI:-0.19～0.18)、-0.01(95% CI:-0.08～0.06)、-0.03(95% CI:-0.28 ～0.22)、0.00(95% CI:-0.07～0.08)。除大腿肌肉SD差异无统计学意义(Z =－1.163,P ＞0.05)外,其余各组织SS_SD均小于CBM_SD(Z =－4.406、-2.856、-5.556、-2.954和-3.104,P ＜0.05)。 结论 CBM采集方案灵活,能够提供与SS相当的定量信息,是PET/CT图像采集方法的有效补充。     

提高开胸结扎法建立猪心肌梗死模型成功率探讨

目的:探讨提高开胸结扎法建立猪急性心肌梗死模型成功率的方法.方法:幼猪16只,结扎组(10只)复合麻醉,机械通气,正中切口开胸结扎前降支中下1/3,术前、术中、术后静滴、术中浸润利多卡因;假结扎组(6只)穿线不结扎;心电图、饲养3周后冠状动脉造影、心肌核素显像检查、心脏标本HE及切片2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)染色.结果:结扎组手术成功率90%.心电图ST段明显抬高;3周后冠状动脉造影提示前降支中远端完全闭塞;核素心肌显像提示前壁、心尖部放射性稀疏或缺如;HE染色见均匀一致的纤维结缔组织增生;切片TTC染色不着色.结论:手术前后静滴及表面浸润利多卡因,正中切口开胸结扎冠状动脉前降支是建立猪心肌梗死模型有效的方法,可明显提高成功率.     

生成对抗网络的血管内超声图像超分辨率重建

针对超声图像分辨率低导致视觉效果差的问题,本文以超分辨率重建为基础,结合生成对抗网络的方法,生成相对原图更 加清晰的血管内超声图像,用于辅助医生诊断与治疗。本方法应用生成对抗网络,生成器生成图像,判别器判断图像真伪。其 过程：低分辨率图像经过亚像素卷积层r2个特征通道,产生尺寸大小相同的r2个特征图,对每个特征图中相对应的同一像素重新 排列成一个r×r的子块,其对应高分辨率图像中的某一个子块,经过放大,产生r2倍的高分辨率图像。生成对抗网络经过不断优 化,获得更优质清晰的图像。将本方法（SRGAN）得出的结果与双立方插值（Bicubic）、超分辨率卷积网络（SRCNN）和亚像素卷 积网络（ESPCN）等方法比较,其峰值信噪比（PSNR）和结构相似性（SSIM）分别提高2.369dB和1.79%。因此,我们得知：结合生 成对抗网络的图像超分辨率重建能获得很好的血管内超声图像诊断视觉效果。     

基于快速亚像素运动估计的肺4D-CT图像超分辨率重建

肺4D-CT图像超分辨率重建技术对于提高肺4D-CT图像分辨率有重要作用。本文提出一种基于快速亚像素运动估计的
超分辨率处理方法,以重建清晰的肺4D-CT图像。首先采用快速亚像素运动估计方法估计不同“帧”图像间的运动场,然后采用
迭代反投影方法重建高分辨率肺4D-CT图像。实验结果表明,与传统的插值方法及基于全搜索运动估计的超分辨率重建算法
相比较,本方法能得到更清晰的肺部图像,图像结构明显增强。同时,与全搜索算法相比,运算时间显著缩减。