收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

X射线微分相位衬度CT重建算法研究

李镜  
【摘要】:对于弱吸收物质,X射线相衬成像方法使用折射信息,而不是衰减信息作为成像信号,可以提供更加丰富的关于物体内部结构的信息。到现在为止,X射线相衬成像技术已经发展出四大类方法:干涉成像法,相位传播法,衍射增强成像法和光栅成像法。前三种方法依赖于具有空间相干性或时间相干性的X射线源。然而,此类射线源往往造价昂贵且体型巨大,这是相位衬度成像方法走向实际应用的主要障碍。光栅成像法可以采用常规x射线管实现相位衬度成像,与其他方法相比,更具有实际应用的可能。干涉成像法可以测量X射线的相位分布,相位传播法可以测量X射线相位的二阶梯度分布,衍射增强成像法和光栅成像法可以测量x射线相位的一阶梯度分布。因此,衍射增强成像法和光栅成像法常被统称为微分相位衬度(Differential Phase-Contrast, DPC)成像法。基于这两种成像方法的计算机断层成像(Computed-Tomography, CT)技术可被称为DPC-CT。 通常,相位衬度CT需要在每个角度下多次曝光,进而导致了相当长的曝光时间和较大的辐射剂量。因此,如何在数据量较少的条件下获得更高质量的重建结果是DPC-CT中一个值得研究的问题。在基于同步辐射源的DPC-CT的实验中,射线束具有极高的平行度,CT重建问题可通过平行束算法解决。在基于常规X射线管的DPC-CT的实验中,射线源发射出球面波,扇形或锥形束算法更加合适。虽然锥形束可以覆盖物体的若干断层,但要重建柱状物体,还必须交替执行平移操作和旋转操作。相比之下,螺旋扫描模式允许平移操作和旋转操作同时执行,具有较高的重建效率。针对螺旋DPC-CT的研究尚不多见。针对少数据量重建和螺旋DPC-CT重建这两个问题,我们研究了如下三个方面的内容: (1)将压缩感知理论引入DPC-CT重建中用于解决少数据量重建问题。本文测试了经典的压缩感知算法如OMP算法、GPSR算法、近似点(Proximal Point, PP)算法和Bregman分离执行(Bregman Operator Splitting, BOS)算法在DPC-CT中的重建效果。在此之后,本文将经典的ART算法融入近似点算法和BOS算法中,提出了适合相位项梯度重建的ART-PP算法和ART-BOS算法。随后,本文又将ART-BOS算法推广至相位项直接重建中。该算法拥有比经典的ART-POCS-TV算法更快的收敛速度。 (2)将“正反投影法”融入螺旋DPC-CT重建当中,提出了螺旋DPC-CT的近似重建方法。该方法的基本思想是根据物体临近断层之间的相关性,首先将螺旋扫描条件下采集到的数据插值到某个断层上,估计出该断层的正弦图,再根据“正反投影法”提取折射角,最后通过扇形束重建算法完成重建。该方法的优点是仅需一次扫描即可重建三维物体,缺点是缺乏严格的理论支持。 (3)提出了一种螺旋锥束近似重建算法和一种精确重建算法,这两种算法都是基于PI线的。近似重建算法的基本思想是将锥形束等效为若干倾斜扇束,再用扇形束算法进行重建。该算法适用于一维光栅成像的情形,在小锥角条件下可以取得良好的重建效果。精确重建算法将二维微分相位衬度投影与相位衬度沿X射线传播方向的积分值之间的关系表达为一个多元偏微分方程的形式,再将该方程融入吸收衬度螺旋锥束CT的Katsevich算法中,理论上适用于任意锥角情形。由于精确算法在数学上的严密性,它可对DPC-CT算法的应用和研究起到一定的指导作用。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 郝明珠;骨巨细胞瘤的影像学诊断[J];CT理论与应用研究;2000年02期
2 任为端,李昌存,荆志敏,李明光;肾外伤的CT诊断[J];CT理论与应用研究;1998年03期
3 李晓阳,张丽君;相关硬脑膜改变对脑膜瘤诊断和临床治疗的价值[J];CT理论与应用研究;1999年02期
4 江根苗,连兵,刘晋军,王怀志;CT图象重建的算法优化和代码优化(英文)[J];CT理论与应用研究;2000年S1期
5 李晓文;CT引导下肝脓肿穿刺治疗[J];CT理论与应用研究;2001年03期
6 金亚秋,刘长龙,徐立功;对称分层体非均匀衰减系数的矩阵反演法[J];科学通报;1995年16期
7 刘杰,施寅,阮秋琦;CT快速图像重建算法研究[J];中国医学物理学杂志;2003年03期
8 李玉彬,李向良,张奎祥,曹绪龙;微焦点X射线计算机层析(CMT)及其在石油研究领域的应用[J];CT理论与应用研究;2000年03期
9 黄凯音;X线及CT检查在外伤性骨质疏松中的应用及讨论[J];CT理论与应用研究;2002年02期
10 李西兵,范彦斌,曾志新;计算机图像处理技术在基于非接触测量反求建模中的应用[J];佛山科学技术学院学报(自然科学版);2002年03期
11 孙立新,王莉,王宏涛,马慧,胡军,袁令锦;CT诊断新生儿缺氧缺血性脑病的临床价值[J];CT理论与应用研究;2003年01期
12 朱胜利;CT影像工作站的建立与应用体会[J];影像诊断与介入放射学;2003年04期
13 杨朝辉,舒旭;腰椎间盘突出症的CT伪彩色化对诊断率的影响之研究[J];电脑学习;2004年02期
14 刘晓,杨朝文;抽样间距和投影数对卷积滤波法图像重建质量的影响[J];四川大学学报(自然科学版);2004年03期
15 曾茜,杨克柽,吴向阳;CT设备噪声和场均匀性的新检测方法[J];医疗卫生装备;2003年07期
16 朱青肖,宋福京;CT诊断胸部平片隐匿部位肿瘤的检出价值[J];CT理论与应用研究;1999年02期
17 王贤刚,郭志平,彭亚辉,张朝宗,田杰谟;三维高分辨工业X-CT系统[J];高技术通讯;2002年08期
18 苏永松,许忠信,李浩宇;一个基于PC的骨科手术模拟系统[J];计算机工程;2003年21期
19 葛辉玉,于桂英,李丰,刘影;用螺旋CT机做消化道检查的方法改进[J];CT理论与应用研究;2000年01期
20 邹豪,Heang K. Tuy,刘积仁;医学图像三维表面模型重建[J];CT理论与应用研究;2000年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 辛广科;;X线(CT)引导下腰交感神经阻滞治疗股骨头缺血性坏死的研究报告[A];中华医学会疼痛学分会第八届年会暨CASP成立二十周年论文集[C];2009年
2 李琼;王嵩;马国骏;;湿热内蕴型轻度脂肪肝肝/脾CT值比值与血脂的相关性分析[A];第十一次全国中西医结合影像学术研讨会暨全国中西医结合影像学研究进展学习班资料汇编[C];2010年
3 乐治文;;支气管内膜结核CT诊断及鉴别诊断[A];第十一次全国中西医结合影像学术研讨会暨全国中西医结合影像学研究进展学习班资料汇编[C];2010年
4 邹文远;;主动脉弓离断的CT诊断价值[A];第十一次全国中西医结合影像学术研讨会暨全国中西医结合影像学研究进展学习班资料汇编[C];2010年
5 赵起;邵成伟;左长京;;胃间质瘤多层螺旋CT表现及其与病理对照[A];第十一次全国中西医结合影像学术研讨会暨全国中西医结合影像学研究进展学习班资料汇编[C];2010年
6 史河水;蒋南川;李欣;吴爱兰;韩萍;刘永华;田志梁;;肺硬化性血管瘤的CT诊断与鉴别诊断[A];第十一次全国中西医结合影像学术研讨会暨全国中西医结合影像学研究进展学习班资料汇编[C];2010年
7 邹文远;石思李;李胜;;肝血管瘤的CT表现与临床分析[A];第十一次全国中西医结合影像学术研讨会暨全国中西医结合影像学研究进展学习班资料汇编[C];2010年
8 王绍娟;王智涛;刘钊;;探讨多层螺旋CT在胃肠道间质瘤恶性风险评估中的价值[A];第十一次全国中西医结合影像学术研讨会暨全国中西医结合影像学研究进展学习班资料汇编[C];2010年
9 马润磊;李正军;王广生;;肾上腺腺瘤的CT平扫鉴别诊断价值评估[A];第十一次全国中西医结合影像学术研讨会暨全国中西医结合影像学研究进展学习班资料汇编[C];2010年
10 泮旭铭;;脾血管瘤的CT诊断[A];第十一次全国中西医结合影像学术研讨会暨全国中西医结合影像学研究进展学习班资料汇编[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贾兴旺;冠状动脉粥样硬化血液生物标志谱与CT影像特征的相关性研究[D];中国人民解放军军医进修学院;2011年
2 隋昕;三维CT定量评估慢性阻塞性肺病患者肺功能的研究[D];北京协和医学院;2012年
3 李镜;X射线微分相位衬度CT重建算法研究[D];大连理工大学;2013年
4 古今;双源CT低剂量冠状动脉成像及心肌桥的影像学研究[D];华中科技大学;2012年
5 左一智;肺段间平面的解剖学实质与CT表现[D];山东大学;2013年
6 刘慧;基于CT图像处理的冻结岩石细观结构及损伤力学特性研究[D];西安科技大学;2013年
7 邹晓兵;大视场螺旋锥束工业CT的扫描方法与重建算法研究[D];重庆大学;2010年
8 郭威;CT不完全投影数据重建算法研究[D];吉林大学;2011年
9 李林升;基于CT图像边缘提取的工件应力分析及疲劳寿命预测研究[D];重庆大学;2011年
10 何鹏;基于MARS系统的X射线能谱CT研究[D];重庆大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 付艳乔;颈静脉球与耳蜗位置关系的CT观察[D];广西医科大学;2010年
2 王挺;CT导引经皮穿刺置管引流术治疗复杂腹腔感染86例分析[D];浙江大学;2010年
3 徐魁伟;儿童发育性髋关节脱位股骨前倾角变化规律的三维CT研究[D];中国医科大学;2010年
4 袁玉新;致蛛网膜下腔出血的颅内破裂动脉瘤CT初步研究[D];大连医科大学;2010年
5 宋庆飞;超声造影与增强螺旋CT在肾肿瘤诊断中的对照研究[D];山西医科大学;2010年
6 许志高;尿毒症肺的CT征象分析及其发生与肌酐、尿素、二氧化碳结合力的关系[D];山西医科大学;2010年
7 李锋坦;CT扫描中管电压对辐射剂量和CT值及灌注结果的影响[D];天津医科大学;2010年
8 雷鸣;多层螺旋CT血管造影在骨盆肿瘤治疗中的应用(附11例病例分析)[D];广西医科大学;2011年
9 吴丽卓;不同对比剂使用参数对腹部CT增强图像质量影响的对照研究[D];吉林大学;2011年
10 游勇;多层螺旋CT在孤立性肠系膜上动脉夹层的临床应用[D];广州中医药大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 朱盛;嘉兴首次为运河航道照“CT”[N];中国水运报;2008年
2 编译 传说;CT扫描可增加癌症风险[N];医药经济报;2009年
3 王迪;CT市场硝烟中外资变阵[N];医药经济报;2010年
4 本报记者 关媛媛 实习生 徐佳;重大工业CT机为“神七”默默奉献[N];重庆日报;2008年
5 通讯员 贾洪涛;市区出租车牌照全部使用吉CT专用号段[N];四平日报;2009年
6 武汉大学人民医院副研究员 罗照春;滥用CT易患癌[N];健康报;2010年
7 中山大学附属口腔医院放射科主任 曾东林 整理 梁剑芳;口腔科CT有哪些特点[N];健康报;2010年
8 中国医保商会 曹钢;CT高端需求强劲 贸易逆差1.15亿美元[N];医药经济报;2010年
9 ;确诊胃癌慎用CT检查[N];医药导报;2009年
10 百里 编译;CT检测阑尾炎阳性者,手术为最佳选择[N];医药经济报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978