直线轨迹扫描断层成像中的图像重建与恢复方法

基于直线轨迹扫描的X射线断层成像方式,具有成像速度快、无物体重叠问题且造价较低等优点,在快速行李物品安检、大物体检查等领域具有较大应用潜力。不完备数据(有限角度)的图像重建及恢复是该成像方式的关键难题。本文介绍了一种适用于直线轨迹扫描断层成像的图像重建及恢复方法:在直接解析重建的基础上,利用linogram技术和总变分(Total Variation)正则化准则,实现快速稳定的外插迭代以补偿缺失数据,从而在保持图像边缘的同时,提高了图像像素值准确性,减小了图像伪影。     

综述:光子计数X射线探测器的能量标定方法

光子计数探测器具有能量分辨能力,在小动物成像、医学成像以及粒子物理等多个研究领域有广泛的应用。光子计数探测器一般工作在光子计数模式,用于测量高于阈值能量的光子数。这种工作模式的探测器常用阈值扫描来测量射线源的能谱,这也是能量标定实验的第一步。除了光子计数模式,基于Timepix的光子计数探测器还可以工作在TOT模式。探测器在TOT模式下可以直接测量入射粒子的能量,从而更方便地得到测量能谱。本文中,作者讨论了光子计数模式和TOT模式下探测器的能量标定方法,详细分析了使用不同射线源的标定实验,结果表明大部分情况下X射线荧光是更合适的射线源。     

CT图像中金属伪影的快速校正

CT系统由于检测对象含有金属夹杂而使得重建图像中出现金属伪影,影响图像的质量。针对金属伪影,提出一种快速而稳定的校正方法。首先判断金属投影区域,然后对金属投影进行插值,然后重建图像。最后,在重建的图像中插入金属部分,得到完整的重建图像。数值模拟和实际CT系统的实验表明,该方法能有效的消除金属伪影,并能保留金属信息,恢复图像的完整。该算法计算复杂度很小,计算快速,具有较高的实用价值。     

动态直方图双向均衡化的图像增强方法

由于图像增强的对象丰富，现有的方法很难在不同的领域达到很好的效果。本文提出了一种新的基于直方图均衡方法的图像增强技术：动态直方图双向均衡。该方法通过对图像直方图动态分区，独立地进行各个分区的直方图均衡，并均衡了灰度间距，具有很强的适应性和稳定性。经过测试，在不同类型的图像中，该方法在视觉上和量化指标评估上都得到了较好的增强效果。     

基于ICE的分布式ECT／CT系统研究平台的软件设计

可扩展性差、可重用性低、局限使用一种编程语言开发、单机等是常见的ECT／CT软件的缺点。本文介绍一种基于Internet Communications Engine（ICE）的分布式ECT／CT仿真平台的软件设计和实现方法。这一基于ICE的软件设计使其具有高度的可扩展性与重用性、支持多编程语言开发和分布式部署的特点，很好地解决了常规平台的一些局限。分布式计算的高性能优势也优化了系统对计算机资源的利用，从而提高了系统算法的运算效率。     

断层红外光谱法与常规红外光谱法对较大体积泌尿系结石成分分析结果的一致性

目的比较断层红外光谱法与常规红外光谱法对较大体积泌尿系结石成分分析结果的一致性。方法采用清华大学附属北京清华长庚医院2019年1月至2021年6月收治的105例患者的术后泌尿系结石标本, 其中肾结石81例(77.14%), 输尿管结石16例(15.24%), 膀胱结石8例(7.62%)。所有结石术前影像学检查测量最大径均≥0.8 cm。84例经皮肾镜碎石取石术和输尿管镜碎石取石术后标本, 以结石碎块为主, 采用常规红光谱法随机多点取样进行结石成分分析和复测。2020年11月1日后通过腹腔镜切开取石术或标准通道经皮肾镜取石术中利用网篮抓取获得的21例肾结石标本, 术后测量最大径≥0.8 cm。根据术中所见, 此21例取材时尽量选择包含完整分层构造的标本。此21例标本均分别采用常规红外光谱法和断层红外光谱法分析结石成分和复测。断层红外光谱法即取2个相对最大的同轴断面, 断面垂直间距>2 mm, 根据第1个断面的形态学分层进行多点取样, 若断面无明显分层结构, 则由中心向外周均匀样2～3处;若断面有明显分层结构, 则依据分层, 每层取样1处, 每次取样材料分别进行红外光谱法分析, 多点...     

术前和术中泌尿系结石成分分析的研究进展

近年来, 泌尿系结石疾病发病率和复发率居高不下, 结石成分分析对进一步了解泌尿系结石的病理生理过程、制订有效的预防策略和精准的治疗方案有重要意义。影像学评估是术前结石分析的主要方法, 双能CT检查在对结石主要成分识别方面表现出应用潜力, 光子计数能谱CT检查则有望实现像素级的结石成分精准化分析。术中结石成分分析主要依靠内窥镜下图像的自动化识别, 利用机器学习算法可对常见结石成分进行较可信的预测, 引入形态结构分类法(MCC)和术中肾乳头病变的观察和描述是对结石成分分析及代谢成因评估的重要补充。本文对术前、术中结石成分分析的研究进展进行综述, 以提高临床医生对结石成分分析重要性的认识, 为进一步开展相关临床研究提供方向。     

实时定位轨迹工业CT系统研究

计算机断层成像（CT）在扫描时需要高精度的机械运动以保证重建图像的质量。在工业CT的应用中,如果被检测物体体型较大,高精度的机械运动系统将会难以实现。本文提出了一种基于实时定位系统的工业CT实现方案,以提高大型工业CT系统的适用性。该方案包括视觉定位系统的实现、定位系统位置的选择与性能评估,以及结合定位信息的图像重建方法。基于以上方案,本文以多段直线轨迹扫描为例,模拟了扫描过程中可能出现的移动和定位的误差,并结合模拟扫描数据进行重建。重建结果表明该方法可以减少机械系统不精确所造成的影响,在一定程度上提高了图像的质量。     

用ROC和LROC方法观察三维CT成像识别缺陷的性能

将ROC引入CT检测系统来对缺陷识别的效果进行定量分析。传统的ROC方法由于只针对缺陷位置固定的情形,存在自身的局限性,而考虑了缺陷定位的LROC方法更符合实际。本文基于两种方法获取的实验数据进行研究,并结合LROC模型和ROC模型的物理意义进行比较分析。结果表明,经综合比较,LROC方法优于ROC方法,但LROC模型的假设前提在一些情形下并不成立,因此在实际应用中也存在自身的局限性。目前来看,将ROC实验和LROC实验结合使用,是提高诊断效果的最优方案。     

断层影像系统性能的数值/解析计算研究进展

本文综述了近年来断层影像技术领域的一个重要研究方向—系统性能的评估预测的一些发展情况,以三个主题:数值观察器,品质因子的数值和解析计算,优化品质因子的系统设计和算法为线索,介绍了受试者特性曲线下面积(AUC)、信噪比等品质因子计算的基本理论框架,总结了国际上在这个领域内的一些最新研究成果。