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64层螺旋CT胸痛三联症低剂量成像的临床应用研究

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中国CT和MRI杂志 2016年第6期14卷 51-53页

作者：李焯洪阮卫锋郭月娥冯庆瑜苏小莉广东省清远市中医院影像科广东清远511500

目的探讨64层螺旋CT胸痛三联症低剂量成像的临床应用价值。方法以我院放射科收治的因急性胸痛就诊并拟行胸痛三联扫描的108例患者为研究对象,所有患者根据体质量指数(BMI)不同选择管电压,若BMI≥24kg/m2,管电压为120Kv;若BMI0.05);A组... 详细信息

目的探讨64层螺旋CT胸痛三联症低剂量成像的临床应用价值。方法以我院放射科收治的因急性胸痛就诊并拟行胸痛三联扫描的108例患者为研究对象,所有患者根据体质量指数(BMI)不同选择管电压,若BMI≥24kg/m2,管电压为120Kv;若BMI低剂量成像的临床应用价值。结果 A组患者图像质量与B组相比,无显著差异(P>0.05);A组受限剂量与B组相比,存在显著差异,P低剂量成像的临床应用价值高,图像质量可靠,患者承受的辐射剂量少,具有较高的临床应用价值,值得推广。

关键词：螺旋CT 胸痛三联症低剂量成像

64层螺旋CT在胸痛三联征低剂量成像中的临床应用

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临床医学工程 2016年第9期23卷 1151-1152页

作者：阮卫锋广东省清远市中医院广东清远511500

目的探讨对胸痛三联征患者采用64层螺旋CT低剂量成像的临床效果。方法选取我院收治的急性胸痛患者108例随机分成三组,均行胸痛三联征CT扫描。其中,低管电压组(25例)行回顾性心电门控扫描,管电压采用100 kV;心电门控组(29例)行前瞻性心... 详细信息

目的探讨对胸痛三联征患者采用64层螺旋CT低剂量成像的临床效果。方法选取我院收治的急性胸痛患者108例随机分成三组,均行胸痛三联征CT扫描。其中,低管电压组(25例)行回顾性心电门控扫描,管电压采用100 kV;心电门控组(29例)行前瞻性心电门控扫描,管电压采用120 kV;联合组(54例)行100 kV低管电压联合前瞻性心电门控扫描。管电流均由四维智能在线剂量调控技术调控。以冠状动脉图像质量评分作为质控指标。结果三组的冠状动脉分段图像质量评分比较无统计学差异,而心电门控组图像质量最高(P>0.05)。联合组受线剂量为(2.9±0.6)m Sv,明显低于低管电压组的(10.1±1.5)m Sv及心电门控组的(8.9±1.2)m Sv(P剂量略低于低管电压组,但差异无统计学意义(P>0.05)。结论应用64排螺旋CT进行低管电压联合前瞻性心电门控扫描既可获得满足诊断要求的图像质量又降低辐射剂量,值得普及。

关键词：胸痛三联征螺旋CT 低剂量成像低管电压扫描心电门控扫描

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低剂量Micro-CT成像及图像质量增强

低剂量Micro-CT成像及图像质量增强

作者：栗军涛西安电子科技大学

学位级别：硕士

微型计算机断层成像(Micro-Computed Tomography,Micro-CT)技术是一种无创伤的体外检测技术,它具有空间分辨率高、成本低和使用方便等优点。在常规的Micro-CT成像时,为了获取高质量的图像,在采集时需要高剂量的X射线曝光。过高的辐射剂... 详细信息

微型计算机断层成像(Micro-Computed Tomography,Micro-CT)技术是一种无创伤的体外检测技术,它具有空间分辨率高、成本低和使用方便等优点。在常规的Micro-CT成像时,为了获取高质量的图像,在采集时需要高剂量的X射线曝光。过高的辐射剂量不仅会使实验所用活体小动物受到过量的电离辐射,也会降低X射线源和X射线探测器的使用寿命。但是降低X射线曝光将会导致重建图像质量的严重退化,因此需要对低剂量重建图像进行图像质量增强。本文致力于研究基于转台式的Micro-CT成像系统的低剂量成像及图像质量增强。具体工作可分为以下几个方面:1.采集不同剂量水平的离体样品的Micro-CT图像,构建真实配对的低剂量Micro-CT数据集。基于本文搭建的高分辨Micro-CT成像系统,通过修改采集协议减少曝光时间和采集时间的方式降低辐射剂量、加快采集速度,提升采集效率。使用离体的大鼠股骨样品进行成像,采集配对的低剂量、常规剂量和高剂量的数据,弥补了临床CT数据集中没有真实配对数据的不足。为了便于实现数据集的共享,经过数据预处理和重建等流程后,将重建图像和投影图像分别保存为标准的DICOM格式和扩展的DICOM-CT-PD格式用于低剂量Micro-CT数据集的构建。2.基于上述低剂量Micro-CT数据集开展图像质量增强算法的研究。因为降低数据采集时的辐射剂量将会导致重建图像质量的严重退化,本文在图像域和投影域使用基于深度学习的图像降噪方法开展图像质量增强算法的研究,显著提升了低剂量Micro-CT图像的质量。除了使用峰值信噪比和结构相似性指数等图像质量评价指标来评估算法的性能,本文还提出了基于骨参数分析的图像质量评价指标,从实际参数测量的准确性方面来评估不同算法图像质量增强的效果,评估结果证明与视觉相关评估指标的提升并不一定能引起与诊断相关参数计算精确度的提升。从投影域和图像域图像质量增强效果的对比结果,证明了直接在图像域进行图像质量增强的结果要优于在投影域进行图像质量增强后再重建的结果。3.针对活体小鼠心脏成像时存在运动伪影的问题,本文开发了一种基于X射线探测器触发的前瞻式门控采集方案。通过使用X射线探测器的序列采集模式,在2×2Binning模式下最短曝光时间为14.2ms,实现了在一个心电周期内连续采集多个心脏运动相位的数据。并且设计了用于模拟心脏周期运动的运动仿体,通过对运动仿体成像验证了该门控系统的可行性。然后开发心电采集模块完成小鼠心电信号的采集和心电R波波峰的检测,实现了小鼠心脏多相位成像。最后为了解决心脏多相位成像时因短曝光引起的图像噪声较大的问题,在投影域和图像域使用非局部均值滤波算法和图像L梯度最小化算法提升低剂量重建图像的质量。

关键词： Micro-CT 低剂量成像数据集构建图像质量增强心脏多相位成像

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基于图像的透射电镜低剂量原子成像方法研究

基于图像的透射电镜低剂量原子成像方法研究

作者：孟紫怡湖南大学

学位级别：硕士

随着球差校正电镜的成功研制以及现代电子显微学的发展,科学家已经能够在原子尺度对材料的微观精细结构进行表征,对材料的微观性能与宏观性能之间的关系有了更深层次的认识,进一步实现了对材料性能的改善与优化。然而,针对电子束敏感材... 详细信息

随着球差校正电镜的成功研制以及现代电子显微学的发展,科学家已经能够在原子尺度对材料的微观精细结构进行表征,对材料的微观性能与宏观性能之间的关系有了更深层次的认识,进一步实现了对材料性能的改善与优化。然而,针对电子束敏感材料,如何减少高能电子束对材料造成的辐照损伤,扩大透射电镜的适用范围,一直是材料科学与电子显微学领域共同关注的热点与难点问题。围绕低剂量成像方法与电子显微学定量分析,本文探索了几种基于图像的能够降低电子束剂量的成像方式,并对其进行了理论分析、编程模拟与实验论证,取得的主要研究成果如下:(1)提出了一种基于全连接神经网络的出射波函数重构方法EWR-NN。该方法利用神经网络反传播模型以非线性拟合的方式对波函数进行优化,相比传统的波函数重构技术往往需要20张以上的高分辨系列像,EWR-NN理论上可以从任意材料的两张高分辨系列像中重构样品下表面的出射波,因而能够极大地缩短样品在电子束下的暴露时间,有效地避免电子束辐照对样品结构的破坏性影响。(2)通过图像模拟的方式对iDPC-STEM、HRTEM,以及基于HRTEM成像理论的出射波重构技术进行了比较分析。研究发现,iDPC-STEM的图像强度与样品中元素的原子序数并不一定成单调函数关系,而波函数的相位像具有更宽的单调成像区间,能够在更大的厚度范围内反映样品的结构。虽然波函数重构技术与iDPC-STEM都能帮助提高低剂量图像的信噪比,但随着电子束剂量的降低,波函数重构技术对输入图像在数量上的要求也逐渐提高。iDPC-STEM技术在低电子剂量下能够保持较好的衬度与信噪比,成像质量比使用2张图像的波函数重构结果更佳。(3)提出了一种从系列旋转的欠采样STEM图像中恢复高采样信息的超分辨重构方法EM-SR,并探究了这种方法的合理性与适用性。这种方法通过迭代的方式对拍摄的低分辨像进行优化,理论上适用于任何图像,对样品的种类和复杂程度没有要求。旋转图像的对中精度对重构图像的分辨率有巨大影响。从模拟结果来看,其对中精度要小于0.5像素,才能得到较好的重构高分辨图像。

关键词：电子显微学波函数重构神经网络超分辨重构电子束辐照效应低剂量成像

四维扫描透射电子显微镜技术:从材料微观结构到物性分析

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物理化学学报 2023年第3期39卷 43-57页

作者：冯启龙朱翀之盛冠孙土来李永合朱艺涵浙江工业大学化学工程学院前沿交叉科学研究院电子显微镜中心(分析测试中心)杭州310014

扫描透射电子显微镜(Scanning transmission electron microscopy,STEM)目前已经达到了原子级分辨率,并且由于其具有灵活的多通道成像能力以及强大的与谱学分析相结合的特点,因此在材料科学、生命科学等领域展现出强大的微尺度表征能力... 详细信息

扫描透射电子显微镜(Scanning transmission electron microscopy,STEM)目前已经达到了原子级分辨率,并且由于其具有灵活的多通道成像能力以及强大的与谱学分析相结合的特点,因此在材料科学、生命科学等领域展现出强大的微尺度表征能力。但传统STEM的探测器受单像素积分式探测机制的限制,使其只能收集特定角度的散射电子,这导致不仅丢失了散射电子的角分辨信息,还降低了入射电子的剂量效率,因此迫切需要发展全新成像技术来实现高通量、高电子剂量效率成像。近年来,电子探测技术和分区或像素化探测器的研发联合计算机运算、存储能力的大幅提高,推动了四维扫描透射电子显微镜技术(Four-dimensional scanning transmission electron microscopy,4D-STEM)的蓬勃发展,并为最大化、最高效挖掘散射电子信息带来希望。在采集4D-STEM数据时,会聚电子束在样品平面上进行二维扫描,与此同时使用一块具有高帧速、高动态范围以及高信噪比的像素化阵列式探测器在远场收集二维的衍射数据。因为这些衍射数据是角度解析的,所以既可以用来进行常规的STEM成像,也可以用来实现前沿的相位衬度成像。例如利用电子叠层重构(Ptychography)技术通过在不同空间位置测量的一系列衍射花样来重建样品物函数。此外,4D-STEM技术还可以被进一步挖掘从而获得更多关于材料内部结构的信息,这为材料的多尺度表征带来机会。本文从4D-STEM技术原理介绍开始,总结了4D-STEM技术从材料微观结构到物性分析方面的一系列应用。具体而言,内容包含了虚拟探测器成像、微区电磁场测量、微区晶体取向测量、微区应变分布测量以及材料局域厚度测量等材料微尺度表征方面的原理和应用。除此之外,利用4D-STEM数据实现的电子叠层重构成像技术因为具有较高的散射电子利用效率,所以在低电子剂量领域展现出极大的应用潜力,因此本文还对4D-STEM技术在低电子剂量领域的应用进行了探讨与展望。总而言之,随着电子探测器以及4D-STEM数据后处理分析软件的快速发展,相信新颖的4D-STEM技术最终将彻底取代传统的扫描透射电子显微镜。

关键词：扫描透射电子显微镜电磁场分布叠层成像晶体取向应变分布低剂量成像

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多层螺旋CT低剂量成像的临床应用现状

中国社区医师 2019年第1期35卷 128-128,130页

作者：张云轩信亚周湖北省黄石市第二医院CT/MRI室 435002

目前CT设备不断出新,其检查在公众人群的疾病筛查及疾病诊断中应用越来越广泛。文章就低剂量CT成像的必要性及其在各器官检查中的应用现状进行综述。

关键词：多层螺旋CT 低剂量成像应用

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低剂量医学CT成像技术:过去,现在与未来

中国体视学与图像分析 2022年第4期27卷 355-378页

作者：曾栋张晓瑜马思源李文伟王昊绳家兵陶熙边兆英马建华南方医科大学生物医学工程学院广州510515

医学CT利用X射线在人体内的衰减进行无创三维高清成像,凭借其卓越的时空分辨率而成为临床上不可或缺的诊疗利器。然而,因X射线照射而引起的电离辐射损伤是CT检查不可避免的痛点问题,而降低扫描剂量将引起图像失真,如何实现低剂量CT精准... 详细信息

医学CT利用X射线在人体内的衰减进行无创三维高清成像,凭借其卓越的时空分辨率而成为临床上不可或缺的诊疗利器。然而,因X射线照射而引起的电离辐射损伤是CT检查不可避免的痛点问题,而降低扫描剂量将引起图像失真,如何实现低剂量CT精准成像是相关领域长期以来持续攻关的重点方向。降低CT成像的辐射剂量是一项系统性工程,相关技术涉及CT成像的各个环节,包括硬件系统、扫描协议和成像算法的优化等几个方面。其中,硬件系统的优化主要从改善射线质量、提升探测效率和减少曝光时间的角度出发,扫描协议的优化主要从减少入射光子和减小曝光面积的角度出发,成像算法的优化主要从投影前处理、图像后处理和迭代重建几个方面展开。经领域多年合力攻关,低剂量CT成像得以全面发展,各项技术相辅相成,使临床CT扫描剂量得以大幅降低。更加可喜的是,人工智能的复兴在医学CT成像领域掀起巨大变革,为更低的微剂量成像带来可能性。然而,人工智能在带来巨大机遇的同时也引起新的挑战,其中包括,进一步降低CT扫描剂量的可行途径是什么?如何突破单机CT成像数据量的限制?个体扫描对象剂量降低的极限在哪里?本文对低剂量CT成像技术进行系统性综述,并尝试对上述问题做出解答,以期为低剂量CT成像方法研究和技术研发提供参考和指引。

关键词：医学CT 低剂量成像辐射剂量扫描协议成像算法人工智能

低剂量胸痛三联CT血管造影在急性胸痛患者中的应用

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中国CT和MRI杂志 2021年第1期19卷 76-78页

作者：杨超张博遂宁市中心医院影像科四川遂宁629000 咸阳市中心医院CT室陕西咸阳712000

目的探讨低剂量胸痛三联CT血管造影在急性胸痛患者中的应用价值。方法选取本院2018年2月至2020年2月本院30例急性胸痛行低剂量胸痛三联CT血管造影患者作为观察组,进行单纯冠状动脉、肺动脉及主动脉螺旋CT血管成像的患者各30例作为对照组... 详细信息

目的探讨低剂量胸痛三联CT血管造影在急性胸痛患者中的应用价值。方法选取本院2018年2月至2020年2月本院30例急性胸痛行低剂量胸痛三联CT血管造影患者作为观察组,进行单纯冠状动脉、肺动脉及主动脉螺旋CT血管成像的患者各30例作为对照组,评价成像质量。结果观察组冠状动脉共892段(理论为900段,其中8段由于发育微小或缺如未纳入到统计中),对照组894段(理论为900段,其中6段未纳入到统计中),两组冠状动脉图像质量评价比较(P>0.05);观察组与对照组主动脉图像质量评价结果分别为:升主动脉与主动脉弓1级28例、29例,2级2例、1例,3级均为0例;降主动脉:1级29例、30例,2级1例、0例,3级均为0例。两组各段主动脉成像质量比较(P>0.05);观察组与对照组肺动脉图像质量评价结果分别为:中央段1级314例、308例;2级11例、16例;3级5例、6例;周围段:1级568例、563例;2级23例、26例;3级9例、11例。两组中央段、周围段肺动脉成像质量比较(P>0.05)。结论低剂量胸痛三联CT血管造影图像质量可满足急性胸痛患者诊断需要。

关键词：急性胸痛多层螺旋CT 低剂量成像胸痛三联征

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CT能量成像技术原理和应用

中国医疗设备 2012年第9期27卷 1-7,45页

作者：刘兴龙孙宏李琛玮宋志巍王静王立志西门子(中国)有限公司

目前CT能量成像技术已经在临床工作实践中被逐渐广泛应用起来,但由于CT能量成像技术与传统的CT成像技术有较大不同,所以本文基于目前应用最为广泛的双源法CT能量成像技术对CT能量成像技术的原理和应用进行述评。期望有助于读者对CT能量... 详细信息

目前CT能量成像技术已经在临床工作实践中被逐渐广泛应用起来,但由于CT能量成像技术与传统的CT成像技术有较大不同,所以本文基于目前应用最为广泛的双源法CT能量成像技术对CT能量成像技术的原理和应用进行述评。期望有助于读者对CT能量成像技术有总体的认识和了解。

关键词： CT能量成像技术双源法能谱纯化技术低剂量成像