图像域迭代重建算法与滤波反投影法对肝脏CT图像质量和扫描剂量影响的比较研究

目的:评价图像域迭代重建算法(iterative reconstruction in image space,IRIS)与滤波反投影法(filtered backprojection,FBP)对肝脏CT图像质量和扫描剂量的影响。方法:采用西门子emotion 16层螺旋CT,在上腹部常用扫描管电压130 kV条件下,曝光量分别采用250、230、210、190、170、150、130、110、90、70、50、30、20 mAs对尸体标本进行上腹部扫描,采用IRIS与FBP分别对扫描后的原始数据进行重建。以130 kV、250 mAs FBP重建图像作为对照,比较不同扫描剂量条件对肝脏图像质量的影响,探讨IRIS对降低肝脏CT扫描剂量、提高肝脏CT图像质量的作用。结果:在相同扫描条件下,IRIS重建图像质量优于FBP重建图像质量;在同等图像质量的前提下,IRIS可以降低40%的扫描剂量。结论:与FBP相比,IRIS可以显著降低扫描剂量,提高肝脏CT图像质量。

SPECT骨断层重建的滤波反投影法和有序最大期望值法的比较

目的:比较SPECT骨断层图像重建的有序最大期望值法(OSEM)与滤波反投影法(FBP)的图像效果。方法:32例患者进行SPECT骨断层显像,采集部位以脊柱为主。给药(30mCi99mTc-MDP)3～4h后进行断层图像采集。由1位技师对图像数据分别进行OSEM和FBP(包括Metz窗函数和Butterworth窗函数)图像重建。由3位核医学医师独立双盲阅片。结果:OSEM放射条纹状伪影远远少于FBP,图像分辨率和图像清晰度也优于FBP。结论:骨断层重建方法OSEM法优于FBP法。

基于滤波反投影法的CT系统参数标定及图像重建问题

本文以CT图像成型为背景,研究如何利用传感器接收的数据进行图像成型。根据附件中的数据,综合多种数学基础原理,建立滤波反投影模型。通过对传感器接收的多组数据进行计算和处理,得出图像形状和大小,并分析了多种因素对图像成型效率的影响。

基于清波反投影法的计算断层成像(CT)仿真

计算断层成像是一种先进的可视化技术．它利用物体材料与射线相互间的物理特性和计算机的运算能力，对通过物作横断面若干方向的投影数据，经过专门的算法反演得到物体横断面的物理特性，在生物医学工程、航空航天、石化工业、无损检测等领域具有非常广泛的应用价值．本文介绍了断层成像基本原理，重点就基于滤波反投影法的图像重建算法进行了讨论，并给出了采用该算法的计算机仿夏实验的结果，最后指出了进步研究的方面．

基于优化的CT系统标定与滤波反投影图像重建

该文建立了CT系统标定模型和CT系统重建模型,分析了标定模型的精度和稳定性,并设计了精度和稳定性更高的标定模板及对应的标定模型。针对CT系统标定问题,结合几何知识及接收信息建立方程组联立求解,计算出增益系数、探测器单元间距和各方向上的平行射线方程,从而建立优化模型并利用遗传算法得到旋转中心坐标。针对CT图像重建问题,首先推导了衰减系数与像素值的关系,然后采用各种滤波器进行滤波反投影重建。最后通过计算机正向模拟和反向求解分析了标定模板的精度和稳定性,设计了稳定性高的长方形-圆模板和精度高的长方形-椭圆-圆模板。

ASIR算法对肝硬化患者碘摄入量、辐射剂量及门静脉CT图像质量的影响

目的 研究自适应统计迭代重建(ASIR)算法对肝硬化患者碘摄入量、辐射剂量及门静脉计算机断层扫描(CT)图像质量的影响。方法 以2020年1月至2022年12月河南中医药大学第一附属医院收治的68例肝硬化患者为研究对象,采用随机数字表法分为滤波反投影法(FBP)组(34例)和ASIR组(34例)。所有患者均进行门静脉CT检查,其中FBP组进行FBP重建(0%ASIR),对比剂用量450 mgI·kg^(-1),管电压100 kV;ASIR组进行ASIR重建(40%ASIR),对比剂用量350 mgI·kg^(-1),管电压100 kV。统计两组一般资料,比较两组碘摄入量、辐射剂量及门静脉CT、对比噪声比(CNR)、信噪比(SNR)值、图像质量主观评分。结果 ASIR组碘摄入量低于FBP组(P<0.05);ASIR组和FBP组有效剂量(ED)、CT剂量容积指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)比较,差异无统计学意义(P>0.05)。ASIR组门静脉主干、右支、左支CT、CNR、SNR值及门静脉图像噪声、伪影、门静脉3级分支结构显示主观评分均高于FBP组(P<0.05)。结论 与FBP重建相比,ASIR重建用于肝硬化患者门静脉CT检查可提高门静脉CT、CNR、SNR值,提高CT成像的客观和主观图像质量,但可有效降低碘摄入量,且不会增加辐射剂量,有助于提高安全性。

自适应统计迭代重建算法在肺部低剂量CT扫描中的应用价值

目的:分析自适应统计迭代重建(ASIR)算法在肺部低剂量CT扫描中的应用价值。方法:回顾性分析2019年10月—2020年10月于我院就诊需进行肺部低剂量CT扫描的83例患者,采用ASIR算法纳入实验组(n=42),采用传统滤波反投影法(FBP)纳入常规组(n=41),比较两组患者CT容积剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)、有效剂量(ED)、噪声和图像清晰度。结果:实验组CTDIvol、DLP和ED均显著小于常规组(P<0.05),实验组胸廓入口、气管隆突、上腹部的肌肉和脂肪CT值均显著小于常规组(P<0.05),两组患者主观噪声评分和清晰度评分中1分、2分、3分和4分例数均无统计学差异(P>0.05),实验组主观噪声评分和清晰度评分5分例数占比均显著大于常规组(P<0.05)。结论:ASIR算法在肺部低剂量CT扫描中具有降低图像噪声、提高图像清晰度的优势,可推广应用于临床诊断。

FBP、ASiR和VEO重建算法对腹部CT图像质量的影响

目的:探讨传统滤波反投影法(FBP),自适应统计迭代重建技术(ASiR)和基于模型的迭代重建(VEO)3种重建技术对常规剂量腹部薄层CT图像质量的影响。方法:采用GE Discovery CT750HD对35例患者进行腹部常规剂量CT扫描。分别采用FBP、50%ASiR和VEO重建技术对原始数据进行0.625mm薄层重建,并应用后处理台对图像进行质量评价分析。测量并比较肝脏、胰脏、脾脏、肾脏、髂内肌、子宫和前列腺等的噪声值、信噪比(SNR)、和对比噪声比(CNR)。重建图像的主观评价由3名有经验的影像医师采用盲法评价。结果:FBP、50%ASiR和VEO三组图像的肝脏噪声分别为30.76±5.79,21.89±4.21和12.01±1.79,50%ASiR和VEO组图像噪声分别较FBP组降低29%和61%(P均<0.01)。FBP、50%ASiR和VEO三组图像的肝脏组织的CNR分别为7.53±1.49,10.95±2.57和16.85±14.93,50%ASiR和VEO组图像CNR分别较FBP组提高46%和123%(P均<0.01)。FBP、50%ASiR和VEO三组图像的肝脏组织的SNR分别为2.56±0.79,3.70±1.23和4.85±1.91,50%ASiR和VEO组图像SNR分别较FBP组提高45%和89%(P均<0.01)。结论:与FBP重建算法比较,在相同剂量条件下,50%ASiR和VEO能显著降低腹部CT图像噪声并提高图像质量;其中VEO重建算法降噪及提高图像质量效果更为显著。

工业CT图像重建的ART算法研究

工业CT是一种先进的无损检测手段。传统的滤波反投影算法(FBP)要求完备的投影数据,而实际检测中往往由于客观原因无法获得完全的投影数据。针对不完全投影的数据重建问题,提出了利用代数重建法(ART)进行图像重建。分析了影响ART算法的重建速度和重建质量的因素,通过仿真实验对两种算法的重建质量进行了比较。结果表明,在投影数据不完备时,ART算法的重建质量要优于FBP算法。

锥束CT图像重建算法的快速实现

本文基于锥束CT滤波反投影重建的FDK算法,通过两种算法改进并结合基于共享内存的OpenMP并行技术和代码优化,实现了锥束CT图像的快速重建。基于锥束CT实际投影数据的重建结果表明,图像重建速度得到了较大的提高,断层图像重建质量与FDK原型算法相当。

单光子发射型计算机断层扫描术图像重建方法的应用

单光子发射型计算机断层扫描术(single photon emission computed tomography,SPECT)是核医学检查中最为重要的方法之一。文中介绍常用的SPECT断层重建方法及其应用进展,分析重建函数的原理及参数的选择,评价其优缺点。利用SPECT指导断层图像重建,从而准确地显示靶器官的解剖结构和病变,为临床诊断提供有价值的信息。

不同混合权重深度学习重建算法对低剂量CT扫描肺结节定量分析准确性的影响

目的探讨深度学习重建算法对模拟肺结节定量分析准确性及图像质量的影响。方法使用GE Revolution CT对内置9枚模拟结节的仿真胸部体模进行低剂量CT扫描。采用滤波反投影法(Filtered Back Projection,FBP)及不同混合权重的深度学习图像重建(Deep Learning Image Reconstruction,DLIR)和自适应统计迭代重建(Adaptive Statistical Iterative Reconstruction-Veo,ASiR-V)算法对图像进行重建。利用人工智能辅助诊断软件对所有图像进行自动测量,与手动测量结果进行对比,并计算信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)及对比噪声比(Contrast to Noise Ratio,CNR)。结果不同混合权重、不同算法均不影响肺结节的手动测量结果(P>0.05),但DLIR的使用可能影响肺结节大小的自动测量结果(P=0.01);此外,DLIR算法计算的SNR、CNR最高,且DLIR-H拥有最好的图像质量(P<0.05)。结论与ASiR-V和FBP算法相比,DLIR可以显著改善图像质量;且DLIR的混合权重越高,图像质量改善越明显,测量方式不同不会影响这一结果。

重建算法及参数对SPECT颞颌关节显像髁突代谢活性的影响

目的观察滤波反投影法(FBP)、二维有序子集最大期望值法(2D-OSEM)及其参数对SPECT颞颌关节显像髁突代谢活性的影响。方法回顾性分析197例因单侧髁突异常增生致偏颌畸形患者,分别以2D-OSEM及FBP算法对SPECT重建图像,前者子集数为2、4、8,迭代次数为4、8、16,后者应用巴特沃斯滤波器,设定截止频率为0.32,阶数为9。基于重建图像分别计算双侧髁突摄取百分率差值,评估髁突代谢活性;观察FBP和2D-OSEM算法子集数及迭代次数对双侧髁突摄取百分率差值及髁突代谢活性阳性率的影响。结果双侧髁突摄取百分率差值在子集数为2、迭代次数为4的2D-OSEM重建图像中[9.00%(4.20%,16.90%)]与FBP重建图像中的差异无统计学意义(Z=-1.86,P=0.06),而在其余2D-OSEM图像中均高于FBP图像(P均<0.01)。子集数(F=16.85,P<0.01)及迭代次数(F=34.29,P<0.01)对2D-OSEM重建图像中的双侧髁突摄取百分率差值存在显著主效应,且其间存在交互效应(F=13.14,P<0.01),双侧髁突摄取百分率差值随子集数或迭代次数增加而增高。2D-OSEM(142/197,72.08%)与FBP(88/197,44.67%)重建图像的髁突代谢活性总阳性率差异有统计学意义(χ^(2)=30.91,P<0.01)。2D-OSEM重建图像中,子集数为4时,髁突代谢活性阳性率的平均值为53.80%,与子集数为2(50.93%)及8时(57.87%)差异均无统计学意义(χ^(2)=0.98、1.98,P=0.32、0.16);子集数为8时,髁突代谢活性阳性率平均值高于子集数为2时(χ^(2)=5.74,P=0.02);迭代次数为8时,髁突代谢活性阳性率的平均值为53.81%,与迭代次数为4(51.10%)及16(57.70%)时差异均无统计学意义(χ^(2)=0.87、1.82,P=0.35、0.18);迭代次数为16时,髁突代谢活性阳性率的平均值高于迭代次数为4时(χ^(2)=5.19,P=0.02)。结论采用FBP或2D-OSEM算法及不同参数行SPECT颞颌关节显像重建,髁突代谢活性存在差异。

迭代算法(Asir-V)在儿童胸部扫描中的应用价值

目的探讨Asir-V技术在儿童胸部低剂量扫描中的应用价值。方法对60例患儿根据Asir-V的设置随机分为3组,每组20例,Asir-V分别为30%、50%和70%。每例分别测量胸廓入口层面,气管分叉层面,心底层面背部肌肉CT值的标准差(Standard Deviation,SD)为背景噪声指数,记录每个病例的剂量长度乘积(Dose-Length Product,DLP),并根据公式换算有效剂量,比较3组SD和有效剂量(Effective Dose,ED)值。结果 3组病例SD分别为21.74±1.39、2 1.4 2±1.6 7和2 2.0 7±1.9 9,D L P分别为(1 8.9 9±9.5 5)、(1 2.7 7±4.2 2)和(7.45±2.01)m Gy·cm,ED分别为(0.57±0.21)、(0.34±0.10)和(0.20±0.05)m Sv,3组SD值相当,任意两组差异(P>0.05)无统计学意义,ED递减,任意两组差异(P<0.01)有统计学意义。读片结果各病例图像质量良好(≥3分),两位医师图片一致性良好。结论 Asir-V技术在保证图像质量的同时,可有效降低辐射剂量,对儿童胸部低剂量扫描有重要价值。

CT低剂量扫描结合ASiR算法在儿童鼻窦检查中的应用研究

目的:探讨CT低剂量扫描结合自适应统计迭代重建(adaptive statistical iterative reconstruction,ASiR)算法在儿童鼻窦检查中的应用价值。方法:将150例临床疑诊鼻窦疾患的儿童随机分为常规剂量组、低剂量A组、低剂量B组,每组50例。常规剂量组采用120 kV、90 mA扫描,行滤波反投影法(filtered back projection,FBP)重建图像,低剂量A、B组采用100 kV、50 mA扫描,分别行FBP、ASiR算法(将权重值设定为50%)重建图像。对图像质量进行主观评分,并测量噪声值(以CT值的标准差SD作为噪声值)及对比噪声比(contrast to noise ratio,CNR);记录CT容积剂量指数(CT dose index volume,CTDIvol)、剂量长度乘积(dose-length product,DLP),计算有效辐射剂量(effective dose,ED)。采用SPSS 20.0进行统计学分析。结果:低剂量B组与常规剂量组比较,图像质量主观评分差异无统计学意义(P>0.05),低剂量A组与常规剂量组、低剂量B组比较,图像质量主观评分明显下降,差异有统计学意义(P<0.05);低剂量A、B组较常规剂量组SD值升高、CNR值降低,差异有统计学意义(P<0.05);低剂量A、B组CTDIvol、DLP及ED较常规剂量组明显降低,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:在儿童鼻窦CT检查中,低剂量(100 kV、50 mA)扫描结合ASiR算法可在得到满足临床诊断需求图像的同时明显降低辐射剂量。

重构算法在大型构件CT中的应用

对高能X射线出束角小,在进行大型构件CT重构时出现的投影数据不完全的情况下,针对利用高分辨探测器实现高分辨CT重构,提出了"两个方向平移+旋转"的采集投影算法,其扫描获得投影数据的时间短,并且,投影拼接再进行扇束滤波反投影重构,其重构速度快。计算机仿真结果验证了有效性。

不同重建算法对常规剂量CT腹部脏器图像质量的影响

目的 :探讨滤波反投影法(FBP)、自适应统计迭代重建(ASIR)与基于模型迭代重建(MBIR)3种重建算法对常规剂量CT腹部脏器图像质量的影响。方法:收集腹部扫描患者50例,行常规剂量CT腹部扫描,扫描后分别采用FBP、40%ASIR、MBIR重建0.625 mm图像,分别测量肝脏、脾脏、胰腺、双肾及同层面皮下脂肪CT值及标准差(SD)值,计算SNR、对比噪声比(CNR)和40%ASIR、MBIR的SD降低率和SNR、CNR增加率,并对图像进行双盲法主观评分。结果 :FBP、40%ASIR、MBIR 3组图像主观评分之间差异均有统计学意义(均P<0.05)。MBIR图像肝脏、脾脏、胰腺、双肾实质的SD值均低于40%ASIR组和FBP组(均P<0.05),MBIR图像肝脏、脾脏、胰腺、双肾SNR和CNR均较40%ASIR组和FBP组提高(均P<0.05),且SD值、SNR、CNR在3组图像间差异均有统计学意义(均P<0.05)。结论:与FBP重建方法相比,40%ASIR和MBIR不仅可有效降低图像噪声,还可提高图像质量,其中MBIR在降低图像噪声及提高图像质量方面效果最佳,有助于临床实现上腹部低辐射剂量CT检查。

DRI联合iDose^4 IR在胸部低剂量CT的应用

回顾性分析我科2014年4月26日当日行胸部低剂量扫描的原始数据,进行FBP与iDose^4（6级）重建,对比、分析图像的信噪比,评价低剂量肺CT的应用价值,报告如下。对象与方法1.病例选取及数据采集方案：共入选病例42例,男26例,女16例;年龄40~68岁,平均52.5岁。原始数据的采集应用Philips ingenuity core 128 CT。

低管电压联合迭代重建技术在BMI正常腰椎疾病患者多层螺旋CT检查中的应用

目的探讨低管电压联合迭代重建技术(SAFIRE)在BMI正常腰椎疾病患者多层螺旋CT检查中的应用效果。方法将拟行腰椎多层螺旋CT扫描的BMI正常(BMI 18~25)的腰椎疾病患者60例随机分为120 kVp组、100 kVp组及80 kVp组,各20例,均进行腰椎CT平扫,管电压分别设置为120、100及80 kVp;扫描完成后120 kVp组仅采用滤波反投影法(FBP)进行图像重建,100 kVp组、80 kVp组分别采用FBP及SAFIRE进行图像重建。记录图像质量客观评价相关指标(肾脏实质、腰大肌及竖脊肌的噪声值及信噪比)、图像质量主观评分、管电流、辐射相关指标[CT容积指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)、有效辐射剂量(ED)]。结果采用SAFIRE进行图像重建的100 kVp组、80 kVp组肾脏实质、腰大肌及竖脊肌噪声值及信噪比均低于采用FBP进行图像重建(P均<0.05)。采用FBP进行图像重建的100 kVp组、采用FBP及SAFIRE进行图像重建的80 kVp组肾脏实质、腰大肌及竖脊肌噪声值及信噪比均高于120 kVp组,图像质量主观评分均低于120 kVp组(P均<0.05);采用SAFIRE进行图像重建的100 kVp组肾脏实质、腰大肌及竖脊肌噪声值、信噪比及图像质量主观评分与120 kVp组比较差异均无统计学意义(P均>0.05)。各组管电流比较P>0.05。120 kVp组、100 kVp组及80 kVp组CTDIvol、DLP、ED均依次降低,组间两两比较P均<0.05。结论 BMI正常腰椎疾病患者进行腰椎多层螺旋CT检查时采取100 kVp管电压联合SAFIRE可在保证图像质量的同时明显降低辐射剂量。

大尺度非局部均值伪影抑制技术对提高低剂量腹部CT图像质量的价值研究

目的评价大尺度非局部均值伪影抑制(AS-LNLM)技术对提高低剂量腹部CT图像质量的价值。方法对腹部检查的26例患者采用GE Discovery CT750 HD进行腹部常规剂量及低剂量CT扫描。分别采用滤波反投影(FBP)、40%自适应统计迭代重建(ASIR)技术对常规剂量及低剂量腹部原始数据进行0.625 mm薄层重建,并将两种重建算法的低剂量数据进行AS-LNLM技术处理,应用后处理站对图像进行质量评价分析,测量并比较肝脏、脾脏及腹主动脉的噪声、对比噪声比和信噪比,并对腹部图像质量进行主观评分。记录每例患者每次检查的剂量长度乘积(DLP)和CT剂量指数(CTDIvo1),并计算有效剂量(ED)及剂量平均减低率。结果对于腹部图像质量,AS-LNLM低剂量图像比未使用此技术的常规剂量及低剂量图像有更低噪声值、更高对比噪声比(CNR)及信噪比(SNR)(P<0.05);常规剂量图像较低剂量图像有更低噪声值以及更高的CNR及SNR(P<0.05);对于FBP重建算法,低剂量+AS-LNLM技术及未用此技术低剂量图像的主观评分分别为(3.36±0.69)和(1.95±0.72)(P<0.05);对于40%ASIR重建算法,低剂量+ASLNLM技术及未用此技术低剂量图像的主观评分分别为(3.68±0.48)和(2.18±0.66)(P<0.05)。常规剂量图像用FBP及40%ASIR两种算法重建后的图像主观评分分别为(4.73±0.46)和(4.82±0.40)。低剂量扫描的CTDIvol值、DLP值及ED值分别为(1.84±0.01)m Gy、(49.60±2.63)m Gy/cm和(0.74±0.04)m Sv;常规剂量扫描的CTDIvol值、DLP值及ED值分别为(7.61±0.03)m Gy、(204.18±11.19)m Gy/cm和(3.06±0.17)m Sv。结论AS-LNLM低剂量图像较常规扫描不但可以明显降低扫描剂量,并可以明显提高图像CNR及SNR,图像质量能够满足诊断要求。