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多排螺旋CT灵敏度分布曲线初探
随着多排螺旋CT的探测器排数不断增加,其体积包容速度就越来越快,导致了决定影像纵向空间分辨力的SSP曲线亦随之变化.本文将介绍多排螺旋CT的SSP的数学推导、形状的评价、物理测量方法,后对其特性进行了总结.
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三种不同重建算法对胃周CT动脉成像质量的影响
目的 研究CT增强扫描后三种重建算法滤波反投影(Filtered Back Projection,FBP)、混合迭代重建(iDose4)和基于模型的迭代重建(Iterative Model Reconstruction,IMR)对胃部血管成像质量的影响.方法 前瞻性收集胃肿瘤患者共21例,CT动脉期图像分别用FBP、iDose4和IMR方法重建,测量胃周各血管(腹主动脉、腹腔干动脉起始段、肝总动脉、脾动脉、胃左动脉、肠系膜上动脉、胃十二指肠动脉和胃网膜右动脉)的CT值、信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR),采用配对t检验对比FBP、iDose4和IMR之间的SNR及CNR差异.结果 采用FBP、iDose4及IMR重建算法的腹主动脉、腹腔干动脉起始段、肝总动脉、脾动脉、胃左动脉、肠系膜上动脉、胃十二指肠动脉和胃网膜右动脉SNR值范围分别是12.201～15.838、16.696～22.381、38.327～46.018;CNR值的范围分别是9.549～13.186、12.952～18.637、38.307～30.616,这三种重建算法的图像SNR及CNR差异有统计学意义,IMR图像的SNR和CNR值均显著大于iDose4和FBP(P<0.001).结论 在相同扫描条件情况下,使用IMR技术相比于iDose4和FBP更能够降低胃周血管的图像噪声,提高图像质量.
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锥形束CT图像去噪与重建算法的研究进展
随着图像引导放疗技术(Image Guided Radiotherapy,IGRT)在临床应用中的不断推广,锥形束CT(Cone Beam CT,CBCT)以其开放式架构,可直接获得三维图像等优点,已成为目前IGRT开发和应用的热点技术之一.本文简单介绍了CBCT成像系统的组成与特点,重点分析比较了近年来常用的去噪与重建算法的具体原理及优缺点,并对其发展趋势做了总结与展望.
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亟待加强CT扫描辐射剂量的监管
1 CT的发展趋势及辐射特点由于医学科技的发展及高新科学技术的应用,CT技术的发展还成为医学影像设备领域中发展快的.其中包括高能X射线球管的开发应用、探测器技术的新发展、CT系统设计技术、图像软件的重建算法和计算机技术的不断发展,由此实现了亚毫米层厚的扫描、宽范围扫描的多通道探测器应用以及用1/3s即可完成一圈扫描的更快的旋转速度;同时它在动态影像领域的应用如在心血管成像和血管、肌肉骨骼解剖结构的三维成像中的应用中,已经显示出了广阔的发展前景.然而,在我们热衷于享用新技术成果的同时,有关CT辐射剂量的问题也日益引起公众的广泛关注.
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未来的CT新秀——锥形束CT
传统体层CT的射线束是二维的、探测器是一维的,锥形束CT(CBCT)的射线束是三维的、探测器是二维的.传统CT的纵向位移需要扫描床配合完成,CBCT探测器可直接获得纵向数据.现对比两者的区别,分析三维重建算法的进展,探讨CBCT的前景.
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一种用于电阻抗成像的拟Newton算法-基于修正Bk的开关算法
本文提出了一种新的电阻抗成像(EIT)图像重建算法-基于修正Bk的拟Newton类算法,并通过数值试验验证了该算法的有效性.新算法基于目标函数梯度向量的快速算法,利用基于修正Bk的拟Newton法来求解EIT逆问题.与著名的Newton-Raphson算法相比,该算法的突出优点是计算量小,数值稳定性好,具有整体收敛性.
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Freehand三维超声体数据重建的新研究进展
Freehand三维超声成像系统因其扫描方式自由、能提供更大的成像视角和更高的图像分辨率等优点,比较符合医生习惯和手术室环境,成为近年来超声影像引导介入手术的主要研究方向.Freehand三维超声从一系列不规则的二维B超图像人手,重构器脏结构的三维体数据,并进行三维渲染显示.体数据重建是Freehand三维超声成像系统的关键技术,对提高重建图像质量有着重要的作用.对Freehand三维超声体数据的重建算法进行归纳和分类,比较分析其中的典型算法,后对Freehand三维超声体数据重建算法的研究状况和未来的发展方向进行展望.
关键词： Freehand三维超声 体数据重建 重建算法 -
发射计算机断层照相(ECT)的图像重建技术
本论文阐述的是断层重建技术在核医学领域的应用.通过投影滤波技术把病灶在二维空间的图像,扩展到三维空间,得到病人病灶纵深的"信息",使临床医生更好、更快的定位病灶和了解病情.
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三维锥形束CT解析重建算法发展综述
同二维的扇束、平行束相比,三维锥束CT需要的扫描时间更短,可以获得更好的空间分辨率和更高的射线利用效率.虽然锥束CT的解析重建算法在数学计算上比较复杂,由于其运算量较大,工程实现起来也有一定的困难,但是随着近几年硬件和算法的快速发展,三维锥束CT变得越来越有希望,医用及工业CT正向着中等甚至大锥角三维锥束CT过渡.鉴于其巨大的实用背景,本文对近些年三维锥束解析重建算法的发展做了一个回顾,尤其是针对长物体问题的算法及短物体问题的算法进行的研究,并对各类算法作了比较和讨论,后对三维锥形束CT解析重建算法理论的发展进行了展望.
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髋关节股骨头挖除后螺旋CT三维重建方法
采用美国Piker 5000V螺旋CT扫描机,130kV,375mAs,层厚2～4mm,螺旋扫描,螺距(pitch)0.75～1.25,重建间隔 0.5～2.0mm,重建矩阵512×512,采用标准重建算法;用VOXQEL工作站,先对兴趣区进行手工分割(segmentation)染色,即对患侧髋臼及关节腔内碎骨片进行细致的染色,染色时务求要仔细,以免误将不需要的结构(即股骨头及股骨颈)包括其中.
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不同重建算法及有序子集大期望值法重建参数对SPECT/CT定量计算结果的影响
目的 探讨三维有序子集大期望值法(3D-OSEM)、二维有序子集大期望值法(2D-OSEM)、滤波反投影(FBP)重建图像及OSEM迭代次数和子集数对SPECT/CT定量计算结果的影响.方法 分别对Jaszczak圆筒模型、NEMA/IEC体模进行SPECT/CT断层显像,并进行CT衰减校正和散射校正以及3D-OSEM图像重建.根据Jaszczak圆筒模型重建图像获得特定采集及重建条件下的系统容积灵敏度(cpm/kBq),计算IEC体模内不同大小放射性热区的绝对放射性活度(kBq/ml;绝对定量值),并与真实活度值进行比较,计算定量误差.改变图像重建算法(2D-OSEM、FBP)和OS-EM重建参数(迭代次数和子集数)对IEC体模进行图像重建,比较不同重建算法及OSEM迭代次数和子集数对定量误差的影响.结果 采用3D-OSEM、2D-OSEM、FBP重建图像时,各球体定量误差均随球体容积的减小而明显增大(r=-0.831、-0.831、-0.826,P均＜0.05).3种重建算法间不同容积球体定量误差差异有统计学意义(F=8.850,P＜0.05),其中,3D-OSEM小于2D-OSEM重建(P＜0.05),2D-OSEM小于FBP重建(P＜0.05).各不同容积球体定量误差均随迭代次数增加而减小(r=-0.721、-0.681、-0.691、-0.711、-0.845、-0.893,P均＜0.05),随子集数的增加而减小(r=-0.670、-0.694、-0.717、-0.852、-0.956、-0.998,P均＜0.05).结论 基于CT衰减校正和散射校正的3D-OSEM重建定量精确性明显优于2D-OSEM、FBP重建,选择合适的OSEM重建参数有利于提高SPECT/CT定量精确性.
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重建算法对SPECT空间分辨力的影响
目的 探讨重建算法对SPECT断层成像分辨力的影响.方法 采用Siemens Symbia T SPECT机,对长轴分布5条线源的椭圆柱分辨力模型进行成像.选择Hann和Butterworth 2种滤波反投影法(FBP),每种窗函数各选择3种截止频率;Flash 3D和有序子集大期望值(OSEM)法2种迭代法,各选择5种平滑函数;分别对图像进行断层重建.以线源半高宽(FWHM)代表重建图像的分辨力,计算5条线源6个层面上的径向、切向和轴向FWHM,并行多元线性回归分析.结果 FBP重建中,FWHM随窗函数截止频率增大而变小;同一截止频率下,Butterworth重建图像的FWHM小于Hann.迭代法中,FWHM随平滑函数核宽度增大而变大;Flash 3D和OSEM法重建图像径向及切向FWHM差异无统计学意义,而轴向Flash 3D图像的FWHM显著小于OSEM.结论 重建算法及参数设定对断层图像分辨力的影响较大,应根据临床需要和经验适当选择.
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Philips GEMINI PET/CT五种常规图像重建算法图像质量的比较
目的 探讨Philips GEMINI PET/CT五种常规图像重建算法对PET图像质量的影响.方法 对Jaszack模型进行PET/CT显像,分别运用滤波反投影Hanning滤波(FBP-Hanning)、滤波反投影Butterworth滤波(FBP-Butterworth)、有序子集大期望值法(OSEM)、行处理大拟然算法(RAMLA)及三维行处理大拟然算法(3D-RAMLA)对模型显像的各组原始数据进行图像重建.比较模型显像在不同重建算法及不同计数状态时图像分辨率、图像均匀性、图像对比度以及重建时间的差异.结果 模型显像中,3D-RAMLA、RAMLA、OSEM、FBP-Hanning及FBP-Butterworth所需重建时间分别为180 s、130 s、120 s、85 s、80 s.在高计数状态下,FBP-Butterworth小可分辨4.8 mm的"热区"立柱,FBP-Hanning、OSEM、RAMLA及3D-RAMLA小可分辨6.4 mm的"热区"立柱.在各种重建算法中,3D-RAMLA的图像对比度明显优于其他算法,RAMLA及3D-RAMLA的图像均匀性指标优于其他算法.随着采集计数的减少,各重建算法均出现图像分辨率、图像均匀性以及图像对比度的下降,其中以FBP-Butterworth下降为显著.结论 不同重建算法及不同计数状态下PET图像质量存在不同程度的差异,在临床显像中应根据需要选择适当的图像重建算法.
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PET系统分辨力及影响因素的实验研究
目的研究不同条件下,PET系统的分辨力.方法采用椭圆柱分辨力模型,测定ECAT EXACT HR+ PET系统2D采集模式下,10个空间位置处、17种总活度,两种重建条件(①:FBP,Hanning,截止频率0.4;②:OSEM,Gaussian,核2 mm后滤波)时的系统分辨力.结果系统分辨力不随视野中总活度而变化;但与空间位置相关,中心区好,距中心16mm处的径向分辨力下降近2 mm;由条件二重建的图像中心区分辨力为4.52 mm,高于条件一重建的图像(7.51 mm),空间各点处两种条件重建图像的分辨力相差约3 mm.结论 PET系统分辨力与活度无关,但空间分布不均,且受重建条件影响较大.
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大限度减低64层螺旋CT前门控冠状动脉造影辐射剂量的研究进展
随着多层螺旋CT的投入使用,CT冠状动脉造影术(CT coronary angiography,CTCA)不断发展.对于64层螺旋CT及其以上机型的研发和应用,GE公司重在改进探测器材质及重建算法;日本TOSHIBA公司改进了探测器宽度,大大降低了扫描时间,在一个心动周期即可完成心脏采集;SIEMENS公司独有的双源球管-探测器系统可以将时间分辨率提高到83 ms,并且第二代双源CT的大螺距螺旋扫描(high-pitch scan,HPS)配合心电门控技术亦可在200~300 ms的时间内完成扫描;PHILIPS公司改进了探测器及机架旋转速度,因此具有较高的时间分辨率(135 ms)及较快的扫描时间.各家公司对CT系统改进的两个目的是提高图像质量且降低辐射剂量[1].
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高级迭代重建算法降低盆腔CT剂量潜能的模体研究
目的 探讨应用自适应统计迭代重建(ASiR)和基于模型的迭代重建(MBIR)降低盆腔CT扫描剂量的可行性.方法 应用宝石能谱CT以不同的管电流对标准男性模体扫描,记录不同毫安值扫描条件下的容积CT剂量指数(CTDIvol)和剂量长度乘积(DLP),测量滤过反投影重建(FBP)、50％ASiR及MBIR 3种重建模式下图像的平均CT值、噪声及对比噪声比.由3位高年资医师对图像给予主观评价.结果 50％ASiR及MBIR重建算法比FBP重建算法噪声明显减少,对比噪声比明显提高.能够符合诊断要求的小mA值分别为250 mA(FBP)、180 mA(50％ASiR)和100 mA(MBIR).在同等图像质量情况下,50％ASiR及MBIR重建模式分别可减少剂量28.0％及59.9％.结论 高级迭代重建算法能够减少图像噪声,提高图像对比噪声比,降低盆腔CT剂量.
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螺旋CT的发展与现状
自1989年第一台螺旋CT问世,短短10余年的时间,已从早期的单层螺旋发展到今天的多(四)层螺旋,驱动方式、数据传输、图像重建算法等都有了明显的改进,扫描速度较单层螺旋多可提高8倍,CT透视、实时螺旋、图像融合等新的功能不断完善,可为临床治疗提供更详尽的信息.本文仅就螺旋CT的原理和现状做一介绍.
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三种EIT算法重建图像评价的仿真研究
目的:针对不同的电阻抗断层成像(EIT)图像重建算法,建立客观有效的评价方法.方法:采用等位线反投影法、Landweber预迭代法和Tikhonov正则化算法,对不同深度位置的目标仿真成像.引入图像重建质量函数D和结构偏离度SSIM,评价3种算法.结果:成像目标由场域中心向边缘移动时,3种算法的图像重建质量函数D的数值随着目标的移动而减小,结构偏离度SSIM的值逐渐增大.结论:图像重建质量和结构偏离度函数是适合ETT图像特征且客观、有效的ETT图像效果评价工具,能很好地反映出图像信息和不同成像算法的差异.
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ASiR与ASiR-V重建算法对CT图像质量影响的体模研究
目的:通过模型研究,评价自适应统计迭代重建(adaptive statistical iterative reconstruction,ASiR)算法与基于多模型的迭代重建算法ASiR-V对图像质量的影响.方法:以不同管电压(100、120 kVp)、不同管电流(50、100、150、200、250、300、350、400 mA)对腹部体模进行扫描,分别采用滤波反投影(filtered back projection,FBP)、ASiR 50％、ASiR-V 50％算法重建.测量肝脏、左侧肾脏平均CT值、图像噪声、对比噪声比(contrast to noise ratio,CNR),并记录容积CT剂量指数(CT dose index volume,CTDIvol).计算并比较ASiR 50％、ASiR-V 50％算法相比FBP算法降低噪声、提高CNR的能力以及降低辐射剂量的能力.结果:与FBP相比,ASiR 50％可降低图像噪声约30％,提高CNR约43％;而ASiR-V 50％可降低图像噪声约39％,提高CNR约65％.在维持图像质量相近的前提下(CTDIvd SD≈9或10 HU),ASiR 50％与ASiR-V 50％较FBP可分别降低辐射剂量约52％、68％.结论:ASiR 50％与ASiR-V 50％能显著降低CT图像噪声并提高密度分辨力,且ASiR-V 50％降噪能力更为显著,在降低辐射剂量方面更具优势.
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迭代重建技术的进展及其在冠状动脉CT血管成像中的应用
随着CT影像技术的不断发展及计算机性能的不断提高,传统CT影像重建算法——滤波反投影技术(FBP)受到明显制约,而迭代重建技术(IR)得以迅速发展并成功应用于临床.冠状动脉CT血管成像(CCTA)是CT影像检查的重要组成,IR技术在降低CCTA辐射剂量、减轻钙化斑块和冠状动脉支架伪影、提高粥样斑块显示等方面具有重要的临床价值,就IR技术的进展及其在CCTA中的应用予以综述.
