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CT图像重建中Mojette投影获取方法的研究

CT图像重建中Mojette投影获取方法的研究

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作者：曲芝萍大连理工大学

学位级别：硕士

计算机层析成像技术(Computed Tomography,CT)广泛地应用在医学诊断、工业检测、社会安全等领域。随着CT系统的普及,由于受到辐射剂量、采样几何、系统硬件、采集时间等现实条件的约束,很多实际应用中往往无法获得完整的投影数据。在数... 详细信息

计算机层析成像技术(Computed Tomography,CT)广泛地应用在医学诊断、工业检测、社会安全等领域。随着CT系统的普及,由于受到辐射剂量、采样几何、系统硬件、采集时间等现实条件的约束,很多实际应用中往往无法获得完整的投影数据。在数据不完备的情况下,基于连续域中的Radon变换的重建方法需要求解一个病态问题,很难获得满意的结果。作为Radon变换的一种离散形式,Mojette变换凭借其独特的性质,只需少量的投影数据即可精确重建图像,为CT不完全投影数据重建问题提供了一个新的思路。然而,Mojette变换的成像模型与现行的CT系统并不兼容,它的获取只能通过从Radon投影数据中转换而实现,严重阻碍了Mojette变换实现产业化应用。为了解决这一问题,本文的具体研究工作如下:(1)首次将深度学习技术应用在Mojette投影数据的获取上。由于Radon变换和Mojette变换均可视为二维图像的某种一维特征表示方法,因此,本文从特征表达的角度出发,从实际CT系统采集到的Radon投影数据中获得Mojette投影,可以被视作图像特征转换。基于这一思想,本文确定了利用深度学习技术获得Radon投影与Mojette投影之间的映射关系的技术路线,提出了投影获取的新思路。(2)提出基于反馈机制的Mojette投影获取方案,解决了等采样、无噪声条件下Radon投影到Mojette投影的映射问题。该方案提出的网络结构以断层图像的Radon投影作为输入,该图像的Mojette投影作为输出,利用误差反馈思想提高转换精度,使用基于物理模型的合理初始化,从而加速卷积网络收敛。(3)提出基于特征融合的Mojette投影获取方案,解决了欠采样、有噪声条件下Radon投影到Mojette投影的映射问题。该方案的网络结构在误差反馈思想和合理初始化的基础上,结合问题的特殊性,设计了多通道融合模块以抑制噪声对转换的影响,提出了特征融合模块以增强网络的学习能力,利用了通道注意力模块以实现准确地误差反馈。为了训练网络模型,本文搜集了大量医学断层重建结果,合成了仿真图像,从而制作了图像数据集,并在此基础上建立了投影数据集,为今后的科研工作打下了基础。本文通过详尽的仿真实验,证明了所提方案能够从Radon投影数据中获得相对应的Mojette投影数据,验证了设计的网络结构具有普适性,其设计思想可靠。

关键词：计算机断层层析成像 Mojette变换深度学习

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关于自发性孤立性腹腔干动脉夹层诊疗的回顾性分析

关于自发性孤立性腹腔干动脉夹层诊疗的回顾性分析

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作者：朱凤华中科技大学

学位级别：硕士

目的自发性孤立性腹腔干动脉夹层(Spontaneous isolated celiac artery dissection,SICAD)在临床实践中很少见,其自然病程、治疗方案的选择和预后尚未得到充分的研究,本研究的目的是对本中心收治的自发性孤立性腹腔干动脉夹层病例进行... 详细信息

目的自发性孤立性腹腔干动脉夹层(Spontaneous isolated celiac artery dissection,SICAD)在临床实践中很少见,其自然病程、治疗方案的选择和预后尚未得到充分的研究,本研究的目的是对本中心收治的自发性孤立性腹腔干动脉夹层病例进行回顾性研究,回顾并探讨本中心自发性孤立性腹腔干动脉夹层患者的病史、治疗和预后特点,总结本中心对SICAD患者的评估、治疗的经验。方法在华中科技大学同济医学院附属协和医院病历系统中申请获取2010年1月至2022年7月期间诊断为自发性孤立性腹腔干动脉夹层的患者住院资料,包括住院记录和影像学检查呈现的腹腔干动脉特征,按照自发性孤立性腹腔干动脉夹层的诊断标准,即不伴有腹主动脉夹层单独发生于腹腔干及其分支的动脉夹层,确定最终明确诊断为自发性孤立性腹腔干动脉夹层的病例。汇总最终符合纳入标准病例的基线特征、临床表现、影像学检查结果、治疗情况和治疗后影像检查资料,并进行定期随访以评估病情转归情况。结果出院诊断中包含“自发性孤立性腹腔干动脉夹层”的病人一共有131例,最终符合标准并纳入研究的患者共76例,男性67例(88.2%),女性9例(11.8%)。所以患者的平均年龄为52.8±8.7岁(范围:26-71岁)。主要发病人群为45-65岁的中老年男性。纳入本研究的病例中,有43名患者(56.6%)有吸烟史。共有61名患者(80.3%)表现有上腹痛、下腹痛、腰背部疼痛、恶心、呕吐等症状并确诊为本病,余下15例患者(19.7%)均是因为其他原因行相关检查时偶然发现腹腔干动脉夹层。41名患者(53.9%)有高血压病史,1名患者(1.3%)既往有脑血管意外病史,6名患者(7.9%)既往有心血管意外病史,3名患者(3.9%)有糖尿病史,这76名患者中没有患有动脉炎、纤维肌性发育不良,结缔组织病等疾病。有症状患者的腹腔干动脉与腹主动脉夹角为57.78±14.94°,无症状患者为59.65±20.11°。27名患者因顽固性腹痛或夹层动脉瘤扩张接受了腔内治疗,这27名患者中有2名患者因术中导丝未能进入夹层真腔和腹腔干动脉后跟入长鞘困难导致腔内治疗失败继而接受了保守治疗,其余49名患者接受了保守治疗。接受保守治疗的49名患者中,有1名(1.3%)患者出院1年后腹痛复发,CT示自发性孤立性腹腔干动脉夹层较前轻度扩张。经过再入院和保守治疗,症状有所改善,出院后症状未再复发。在接受治疗后,所有患者的症状均有所改善。结论自发性孤立性腹腔干动脉夹层的症状可能不受腹腔干动脉与腹主动脉夹角的影响。保守治疗对一半以上的患者有效。即使患者腹痛再次发作,如果患者病情稳定,保守治疗还是有效的。腔内治疗在完全重塑方面比保守治疗有更好的效果。

关键词：自发性孤立性腹腔干动脉夹层计算机断层层析成像腹腔干动脉与腹主动脉夹角临床表现治疗预后

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