检索结果-南通市图书馆

中华消化杂志 2006年第5期26卷 340-341页

作者：杨文洁江浩丁蓓陈克敏上海交通大学医学院附属瑞金医院放射科 200025

收集2002年4月-2005年10月本院32例消化道穿孔病例,对其临床及影像学资料加以分析,探讨计算机断层成像技术（CT）在消化道穿孔中的诊断价值.

关键词：计算机断层成像技术消化道穿孔技术诊断影像学资料诊断价值

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基于GPU的计算机断层成像技术研究

基于GPU的计算机断层成像技术研究

作者：石本义华中科技大学

学位级别：硕士

计算机断层成像（Computed Tomography,CT）技术,是一种依据外部投影数据重建物体内部结构图像的无损检测技术。最初应用于医学检测,随着微型计算机与图像处理系统的高速发展,医用CT很快形成了一个产业。医用CT的快速发展,很快的收到了... 详细信息

计算机断层成像（Computed Tomography,CT）技术,是一种依据外部投影数据重建物体内部结构图像的无损检测技术。最初应用于医学检测,随着微型计算机与图像处理系统的高速发展,医用CT很快形成了一个产业。医用CT的快速发展,很快的收到了工业界的关注,目前工业CT的发展极其迅速,作为一种无损的检测技术,工业CT已经广泛的应用于农业、石油、机械、矿产、汽车、航空航天,军事等领域。本论文介绍了CT图像重建的基本理论,介绍了几种经典的CT图像重建算法如:迭代代数重建算法、滤波反投影（Filtered-Back projection:FBP）重建算法、FDK （Feldkamp-Davis-Kress）重建算法等。目前使用最多的算法是FBP重建算法和在此基础上发展起来的FDK重建算法。采用这两种算法进行CT图像重建过程中,滤波函数起着非常重要的作用,它直接关系到CT断层图像重建的质量。为了满足重建过程中不同情况的需要,本论文从加权平均的思想出发,基于FBP重建算法的理论基础,提出了一种设计滤波函数的新思路,建立起一个滤波函数模型,并对该滤波函数模型的适用性进行了分析。在这个滤波函数模型的基础上,针对模拟的Shepp-Logan模型的投影数据,设计出一个具体的滤波函数。采用这个新设计的滤波函数和经典的S-L（Shepp-Logan）滤波函数、R-L滤波函数进行了图像重建比较。在综合考虑图像重建的密度分辨率和空间分辨率条件下,新设计的滤波函数重建的效果在整体性能上比其他两种滤波函数的重建效果要好。本论文MATLAB环境下,设计了可供用户选择合适的滤波函数的CT重建软件,并在C++环境下设计了FDK算法的CT重建程序。针对目前CT数据处理量大、断层图像重建时间长等缺点,本论文在对CT图像算法进行研究,并采用图形处理器（Graphic Processing Unit:GPU）并行计算技术,针对不同算法特点,在NVIDIA公司2006年11月提出的统一计算设备构架（Compute Unified Device Architecture:CUDA）的环境下,设计出并行处理程序。实现对CT图像重建的加速。在不影响重建图像精度的前提下,借助NVIDIA公司的大众消费类产品GeForce 9800GT （112SP, 14SM, 1GB）的并行计算能力,使CT图像重建的速度提高了11.30倍。在此基础上,本论文设计了基于LabVIEW环境的用户端程序,实现对样品在不同角度上的直接数字化X射线摄影（Digital Radiography:DR）图像显示,以及对重建后的各个断层图像进行了显示。对于得到的各个断层的数据,本论文还研究了实现样品三维显示的方案:采用第三方软件Amria软件实现样品的三维显示;利用OpenGL库开发出独立的三维显示模块。通过借鉴工业CT的成功,本论文对将CT这种无损检测技术应用于植物根系检测的可行性进行了探讨,并初步构建了CT系统的机械平台。

关键词：计算机断层成像技术 GPU并行处理技术图像处理重建算法

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TpV成像算法中p值对重建精度影响研究

核电子学与探测技术 2021年第6期41卷 1039-1044页

作者：闫慧文乔志伟山西大学计算机与信息技术学院太原030006

设计了一种约束的TpV重建模型及其自适应最速下降-投影到凸集求解算法,使用仿真模体和真实CT图像模体进行广泛重建实验,探索在不同的投影稀疏程度下p值的选择对重建精度的影响规律。实验结果表明,p值并非越小越好;p=0.5也不能保证最优;... 详细信息

设计了一种约束的TpV重建模型及其自适应最速下降-投影到凸集求解算法,使用仿真模体和真实CT图像模体进行广泛重建实验,探索在不同的投影稀疏程度下p值的选择对重建精度的影响规律。实验结果表明,p值并非越小越好;p=0.5也不能保证最优;随着投影数据由稀变密,最优p值呈现由1到0逐渐减小的趋势;这些规律可用于对TpV图像重建中p值的选择。

关键词：总变差最优化稀疏重建压缩感知计算机断层成像技术

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胸腔胃-气道瘘的临床表现与螺旋CT诊断

世界华人消化杂志 2007年第8期15卷 905-908页

作者：韩新巍吴刚赵明马骥管生水少锋马南王艳丽武汉华中科技大学生物医学工程研究所湖北省武汉市430074 郑州大学第一附属医院放射科河南省郑州市450052

目的:探讨胸腔胃-气道瘘的临床与螺旋CT表现,提高人们对本病的认识．方法:回顾性分析23例具有完整临床资料的胸腔胃-气道瘘的临床表现和螺旋CT征象．结果:胸腔胃-气道瘘主要临床表现为烧灼样刺激性呛咳、发热、顽固性肺部感染、呼吸困... 详细信息

目的:探讨胸腔胃-气道瘘的临床与螺旋CT表现,提高人们对本病的认识．方法:回顾性分析23例具有完整临床资料的胸腔胃-气道瘘的临床表现和螺旋CT征象．结果:胸腔胃-气道瘘主要临床表现为烧灼样刺激性呛咳、发热、顽固性肺部感染、呼吸困难、心动过速、消瘦等;20例(87％)胸部螺旋CT直接显示胸腔胃．气道瘘的瘘确切位置、瘘口大小以及瘘与气道的毗邻关系,并且能够观察肺部感染和测量气管、主支气管的内径．结论:胸腔胃-气道瘘具有特征性临床表现,螺旋CT是一种无创伤性、无刺激性检查确诊手段,并为下一步制定治疗方案提供详细资料．

关键词：胃气管支气管瘘临床表现计算机断层成像技术

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CT图像重建中的一种新型滤波器

中国医学物理学杂志 2021年第7期38卷 814-819页

作者：杨坪坪冯汉升许继伟宋云涛中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院等离子体物理研究所安徽合肥230031 中科离子医学技术装备有限公司安徽合肥230088

滤波反投影图像重建算法中滤波器设计是其中至关重要的一环。针对现有一次指数滤波器空域波形存在明显振荡、频域曲线截止频率附近没有明显压低的问题,引入高斯滤波器减小Gibbs效应,并设计一种用于CT重建领域的新型滤波器,即改进高斯滤... 详细信息

滤波反投影图像重建算法中滤波器设计是其中至关重要的一环。针对现有一次指数滤波器空域波形存在明显振荡、频域曲线截止频率附近没有明显压低的问题,引入高斯滤波器减小Gibbs效应,并设计一种用于CT重建领域的新型滤波器,即改进高斯滤波器。通过仿真实验对比说明滤波器中加权因子选择对图像质量的影响,另与RL滤波器、SL滤波器、一次指数滤波器、高斯滤波器实验对比验证了该滤波器拥有良好的抗噪性能,有效减小重建图像灰度波动以及明显提高重建图像质量。

关键词：计算机断层成像技术图像重建一次指数滤波器高斯滤波器仿真实验

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大型工业CT中的三维显示与交互检查技术

核电子学与探测技术 2002年第6期22卷 532-536页

作者：肖永顺张丽陈志强康克军清华大学工程物理系北京100084

介绍了三维显示和交互检查技术在大型工业 CT图像检查中的应用 ,总结了目前工业 CT三维图像显示领域主要应用的面绘制和体绘制方法 ,并分别对这两类主要的绘制算法进行了评价。重点对工业 CT多断层图像数据三维显示的各个技术细节进行... 详细信息

介绍了三维显示和交互检查技术在大型工业 CT图像检查中的应用 ,总结了目前工业 CT三维图像显示领域主要应用的面绘制和体绘制方法 ,并分别对这两类主要的绘制算法进行了评价。重点对工业 CT多断层图像数据三维显示的各个技术细节进行了具体的分析 ,并总结了在大型工业 CT图像检查分系统方案设计中存在的技术难点。

关键词：工业CT 三维显示科学可视化交互技术图像检查计算机断层成像技术

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基于低秩约束的CT图像重建算法

基于低秩约束的CT图像重建算法

作者：高健重庆邮电大学

学位级别：硕士

计算机断层成像技术(Computed Tomography,CT)在临床医学诊断中发展迅速,CT重建算法的研究已取得满意的成果。然而随着CT重建技术的进一步发展,CT高辐射剂量使得其致癌风险成为了一个不容忽视的问题,这使得减少CT辐射剂量成为目前急需... 详细信息

计算机断层成像技术(Computed Tomography,CT)在临床医学诊断中发展迅速,CT重建算法的研究已取得满意的成果。然而随着CT重建技术的进一步发展,CT高辐射剂量使得其致癌风险成为了一个不容忽视的问题,这使得减少CT辐射剂量成为目前急需解决的热点问题。为了减轻高辐射剂量对患者的伤害,研究者引入压缩感知理论(Compressive Sensing,CS),在相比于奈奎斯特采样频率(NyquistShannon sampling theory)更加低的采样频率下借助随机投影,利用自然信号可压缩的特性缩短对信号的采样时间。然而,目前医院CT图像重建算法虽然能够恢复出质量高的图像,但算法对投影数据的完备性要求很高,这就需要在扫描时加入较多的辐射剂量,对患者造成伤害。基于压缩感知的CT图像重建算法虽然能在较少的投影数据下重建CT图像,但由于存在算法的运行时间长、图像存在伪影、去噪能力弱等缺点,无法应用于实际医疗诊断中。本文将围绕低剂量CT投影数据重建问题,以提高当前基于压缩感知的CT图像重建算法重建CT图像的质量为目标,旨在研究基于低秩约束的CT图像重建算法,主要内容如下:(1)运用压缩感知理论、稀疏表示、低秩矩阵恢复理论等相关知识,研究了传统CT图像重建算法重建图像存在伪影以及投影数据要求较多的问题,提出了一种基于低秩矩阵恢复的CT图像重建算法(CT image Reconstruction by Low Rank Constraint,LRC-CT)。首先,对图像进行初始值估计,在利用其步长因子自适应特点的同时,利用自然图像具有自相似特性将图像块进行分组,建立图像信号的非局部自相似性先验,采用奇异值阈值法(Singular Value Thresholding,SVT)求解L1范数正则化问题,并对图像矩阵低秩逼近,进而提出了一种基于低秩约束的CT图像重建算法,进一步提升CT图像重建质量。理想数据和带噪声数据的实验结果都表明,相比于对比算法,本文能有效去除伪影且获得质量更好的CT图像。(2)运用有限差分思想以及梯度下降法的相关知识,针对目前CT图像重建算法中的细节组织模糊以及边缘过度光滑的问题,提出了一种非局部的TV正则化CT图像重建算法(Total Variation regularized CT image reconstruction algorithm based on low rank constraint,TVLRC)。在LRC-CT算法模型的基础上,对低秩矩阵进行TV正则化约束,并通过奇异值阈值法、代数迭代法、交替乘子算法等优化算法对目标函数进行求解。实验结果表明:相比于对比算法,TVLRC算法在不完备投影数据下有效地抑制了伪影以及边缘过度光滑的问题,进一步提升了CT图像重建质量。

关键词：计算机断层成像技术低秩约束压缩感知有限差分图像去噪

基于CNN和Transformer耦合网络的低剂量CT图像重建方法

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基于CNN和Transformer耦合网络的低剂量CT图像重建方法

作者：乔一瑜山西大学

学位级别：硕士

计算机断层成像(computed tomography,CT)技术是应用最为广泛的医学成像技术。然而,病人在被扫描的过程中会受到X射线的辐射,增加致病风险。所以低剂量CT成为了当前的研究热点。实现低剂量扫描的一种方式是降低每个角度下的辐射剂量。但... 详细信息

计算机断层成像(computed tomography,CT)技术是应用最为广泛的医学成像技术。然而,病人在被扫描的过程中会受到X射线的辐射,增加致病风险。所以低剂量CT成为了当前的研究热点。实现低剂量扫描的一种方式是降低每个角度下的辐射剂量。但是,这会导致投影数据的噪声增大,进而使得重建图像噪声较大。这样,低剂量CT图像的去噪问题成为实现低剂量扫描的关键问题。近年来,CT图像的深度学习去噪技术是一种优秀的去噪技术,其根本原因是深度学习可以建模含噪图像和高质量图像之间复杂的、难以被数学模型描述的非线性映射。现有工作大部分均采用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN),其最大的优点是可以高效建模图像的局部信息,但其利用全局信息的能力有限。近来在自然语言处理和计算机视觉中得以成功应用的Transformer则可以很好地对全局信息进行长程依赖建模。显然,如果能将两者有机耦合来构建深度网络,有望进一步提升低剂量CT图像去噪的性能。为此,本文研究基于CNN与Transformer耦合网络的低剂量CT图像去噪。主要工作如下:提出了一种CTC(CNN-transformer-coupling)网络,以CNN和改进的Transformer耦合模块为主要部件,综合运用了CNN的局部信息关联能力和Transformer的全局信息捕捉能力,使用了残差连接机制和信息复用机制,实现了低剂量CT图像的高精度去噪。提出了一种NCCTC(Non-local CNN-Cross Transformer-coupling)网络,在CTC网络基础上,改进核心部件,以非局部CNN和交叉Transformer耦合的方式,引入U型架构,扩大感受野,进一步提高了去噪精度。设计并实现了一种基于CNN和Transformer耦合网络的低剂量CT图像去噪系统。该系统可以实现含噪图像的读入及处理、高质量图像的写出等功能。CNN与Transformer的有机耦合,进一步提升了低剂量CT图像的深度学习去噪能力,该研究有一定的理论意义和实际价值。

关键词：计算机断层成像技术卷积神经网络 Transformer 低剂量图像去噪

基于Transformer的CT稀疏重建方法研究

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基于Transformer的CT稀疏重建方法研究

作者：陈蒙蒙山西大学

学位级别：硕士

计算机断层成像(Computed Tomography,CT)技术的出现,极大地推动了医学影像诊断学的进展,在精准诊疗中发挥着日益重要的作用。然而X射线辐射有可能危害人体健康,所以低剂量CT成为了研究热点。CT稀疏重建是指从稀疏角度下采集的投影重建... 详细信息

计算机断层成像(Computed Tomography,CT)技术的出现,极大地推动了医学影像诊断学的进展,在精准诊疗中发挥着日益重要的作用。然而X射线辐射有可能危害人体健康,所以低剂量CT成为了研究热点。CT稀疏重建是指从稀疏角度下采集的投影重建图像,是一种有效的低剂量CT实现方式。但是,以滤波反投影算法(Filtered Back Projection,FBP)为代表的解析法稀疏重建的图像中包含严重的条状伪影,影响了后续诊断。迭代法和深度学习法是两类高精度稀疏重建方法,本文聚焦基于深度学习的稀疏重建方法。当前,以卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)为代表的深度学习方法是经典的条状伪影压制方法,但是CNN主要是对局部信息进行关联建模,其对全局信息的利用能力较弱。在自然语言处理和计算机视觉中得到成功运用的Transformer则恰好可以弥补这一缺点,在全局范围内建模长程依赖关系。本文旨在研究二者的有效耦合方式,并重点探索注意力机制的作用,以提高CT图像稀疏重建的精度。本文的主要工作如下:(1)提出了一种融合通道注意力的、U型的Transformer网络(Channel Attention Fused,U-shaped Transformer,CA-Uformer),用于CT图像高精度稀疏重建。设计了双注意力机制,将通道注意力与Transformer中的空间自注意力进行耦合;将前向反馈网络替换为深度可分离卷积,实现了CNN与Transformer的有机耦合,综合了前者的局部信息建模能力和后者的全局信息关联能力。选取5000张TCIA数据集作为训练集,300张作为验证集,300张作为测试集,与四种经典的纯卷积网络及一种纯Transformer模型相比,该网络有效压制了条状伪影,并保留了更多的图像结构信息。(2)提出了一种融合金字塔注意力的CA-Uformer网络(Pyramid Attention Fused,CA-Uformer,PA-CA-Uformer),以进一步提升CT图像稀疏重建的精度。在上一个工作的基础上,引入特征金字塔注意力机制,改进多头注意力模块的实现方式,并将数据集进行扩充至10000张训练集,600张验证集,300张测试集,与上一章中所用的五种对比算法及CA-Uformer相比,进一步提高了网络压制条状伪影的能力,实现了高精度稀疏重建。

关键词：计算机断层成像技术稀疏重建卷积神经网络 Transformer 注意力机制

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锥形束CT系统几何伪影校正技术研究

锥形束CT系统几何伪影校正技术研究

作者：李翰威南方医科大学

学位级别：硕士

计算机断层成像技术(Computed Tomography, CT)是当今最先进的成像技术之一,凭借其非接触、无破坏性、高分辨率、无影像重叠等优点成为临床医学,工业,材料,生物等领域中不可或缺的重要技术,CT主要是一种通过对物体不同角度的射线投影测... 详细信息

计算机断层成像技术(Computed Tomography, CT)是当今最先进的成像技术之一,凭借其非接触、无破坏性、高分辨率、无影像重叠等优点成为临床医学,工业,材料,生物等领域中不可或缺的重要技术,CT主要是一种通过对物体不同角度的射线投影测量获取物体在扫描范围内所有横截面断层信息的成像技术。其中,锥形束CT(Cone-beam CT, CBCT)相比传统的螺旋CT,具有扫描速度快、空间分辨率高和射线利用率高等优点,能够对人体无破坏的三维成像,成为医学成像诊断领域的新热点和新方向。在锥形束CT系统中,通常采用FDK算法对图像进行重建。但是FDK算法对锥形束CT系统的几何模型要求比较高,其要求有以下两点：第一、射线源焦点与探测器中心点的连线必须经过旋转中心线,且垂直于探测器平面。第二、旋转轴必须与探测器列方向平行。锥形束CT经人工安装定位后,由于机械精度达不到要求,因此整个系统不能严格满足FDK重建算法模型的两个要求,因此实际系统的几何模型和理想的FDK算法重建系统的几何模型会出现一定的几何偏差,由该几何偏差所导致的重建伪影称为几何伪影。几何伪影会降低重建图像质量,影响医生对病情的诊断,降低了医疗质量和安全。因此,几何伪影的较正对锥形束CT系统获取高质量重建图像具有重要的意义。锥形束CT的几何校正算法主要分为解析算法和迭代算法两种。解析方法通常以某些理想条件为前提,只校准系统的部分参数,从而降低问题的复杂度,但会缩小几何校正的应用范围。而迭代方法则是以投影信息或者重建图像质量作为约束标准,利用优化算法求解系统的几何参数。传统的解析几何校正方法通常需要制作一个精确的标定体模,测量体模上标记点的信息作为已知条件,然后在多角度下获取标定体模的投影数据,从标定体模的投影数据中提取锥形束CT系统中的几何参数。由于解析算法标定时间短,标定体模制作简单,应用性强,解析几何校正算法中很大一部分研究成果被当作专有技术或商业机密使用,是现代锥形束CT系统几何校正的主流算法。通过对几何校正方法的原理进行分析,目前针对标定体模的投影信息数量的研究趋势由多角度向单角度发展,对于结构较为简单的标定体模而言,需要对标定体模在大角度范围内采集足够多的投影数据,才能达到求解方程的条件;对于结构比较复杂的标定体模,只需要少角度或者单角度就能解出所有的几何参数。伴随着计算机技术的进步,迭代算法得到较大的发展,它克服了传统方法需要制作标定体模的缺点,仅依靠被检测物体的投影数据作为几何参数自标定的数据集,建立几何参数与约束函数关系的数学模型。目前迭代算法根据约束函数的分类可以分为以下两种：第一类是基于被检测物体的投影图像的特性直接求解出几何参数,第二类是基于重建图像中的几何伪影特性构建出量化几何伪影的目标函数,通过优化算法寻找最小几何伪影对应的几何参数最优解来达到标定的目的。迭代算法的优点是求解精度较高,但是往往会遇到棘手的初始值选取、局部最优和标定速度慢等问题,因此该类方法尚不是目前锥形束CT系统标定的主流算法。在迭代算法中往往需要重建一部分断层图像进行量化评估,因此CT的重建速度是一个值得关注的问题,随着计算机软件和硬件的进步,计算行业正在从只使用中央处理器CPU (Central Processing Unit)的“中央处理”转向CPU与图形处理器GPU(Graphics Processing Unit)的“协同处理”,NVIDIA公司推出一种基于CUDA(Compute Unified Device Architecture)的GPU产品,CUDA具有强大的并行计算功能以及巨大的存储器支持其进行高速并行计算,其工作原理是：由主机发送命令到显卡,在显卡中的GPU对任务进行并行运算,最后将处理结果返回主机,这样的工作过程大大节省了计算时间。本文主要工作针对锥形束CT系统中的几何校正问题展开研究,设计并制作了校正方法需要的专用标定体模,通过标定体模的投影信息以及体模的先验知识计算得出锥形束CT系统中的几何误差,并在重建算法中加以校正,有效改善了CBCT图像的成像质量。本文首先介绍几何校正的意义以及研究现状,其次介绍锥形束CT系统的成像原理和锥形束FDK重建算法,以及建立锥形束CT成像系统几何模型,然后重点介绍锥形束CT系统中的几何伪影校正技术,改进和实现了以下三个方法：第一,针对现有的锥形束CT设备,改进并实现了一种基于图像锐度的自标定几何校正方法。该算法以重建图像的锐度为目标函数建立优化模型,利用现有的解析方法计算出来的几何参数作为初始值以减少搜索范围。该算法在每次迭代中,利用当次迭代下的几何参数校正重建图像的几何伪影,采用量化评估后的特定层重建图像的锐度值作为目标函数,改变几何参数,再进入下一次迭代,直到满足迭代终止条件。因为最优的几何参数解会落在解析初始值

关键词：计算机断层成像技术锥形束CT 机械误差几何校正几何伪影