不同迭代重建算法在眼眶CT中的适用性研究

目的:探讨不同迭代重建算法在眼眶CT中的应用价值。方法:回顾性收集2024年1月至2024年3月首都医科大学附属北京同仁医院行眼眶CT检查的31例患者,分别使用混合迭代重建算法(iDose4)和全模型迭代重建算法(IMR)技术对图像进行标准算法和骨算法重建,对比分析不同重建算法图像的平均CT值、噪声(SD)、信噪比(SNR)、对比度噪声比(CNR)以及图像质量主观评分;采用随机区组方差分析比较不同算法重建图像间的客观指标差异;采用多个相关样本的秩和检验比较不同算法重建图像的主观评分差异。结果:不同标准算法重建图像的CT值、噪声、SNR、CNR差异均有统计学意义,与iDose4相比,IMR标准算法重建图像噪声降幅达25%~67%,SNR增加1.3~1.5倍,CNR增加2~3倍;与iDose4相比,IMR骨算法重建图像噪声降幅达70%~96%,SNR增加5~15倍,CNR增加4~31倍;不同骨算法及标准算法的图像质量评分差异均有统计学意义,标准算法IMR1-Brain Routine组评分最高5(4,5),骨算法iDose43 YD组评分最高5(5,5);两名观察者评分的一致性较强,加权Kappa系数0.644~1。结论:眼眶CT中推荐使用混合迭代重建技术iDose4 Level 3重建骨算法图像,使用全模型迭代重建技术IMR Level1重建标准算法图像。

基于迭代重建算法的iDream重建技术对CT定量分析肺功能的影响研究

目的:探究不同iDream重建等级(1、3、5级)对CT定量分析肺功能参数的影响,为临床应用iDream重建技术定量测量肺气肿指标提供参考。方法:回顾性选取2021年12月至2022年1月在某院行胸部CT平扫的50例患者,分别使用滤波反投影(fittered back projection,FBP)、iDream 1级、iDream 3级、iDream 5级4种方法重建图像。测量4组图像的主气管CT值和标准差(standard deviation,SD)值并计算图像信噪比(signal to noise ratio,SNR),使用肺功能定量分析软件测量4组图像的双肺总容积(total lung volume,TLV)、肺气肿容积(emphysema volume,EV)、肺气肿指数(emphysema index,EI)、15%肺衰减值(15th percentile of lung attenuation,Perc 15)、15%肺质量(pulmonary density 15%,PD15%)。采用SPSS 22.0统计学软件进行数据对比。结果:4组间图像主气管CT值、TLV比较,差异无统计学意义(P>0.05),4组间SD、SNR、EV、EI、PD15%、Perc 15比较,差异有统计学意义(P<0.05)。随着iDream重建等级的增高,主气管SD值、EV、EI逐渐降低,iDream 3级组与iDream 5级组EV、EI比较,差异无统计学意义(P>0.05);随着iDream重建等级的增高,PD15%、Perc 15逐渐升高,iDream 3级组与iDream5级组PD15%、Perc 15比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:随着iDream重建等级的增高可降低图像噪声,影响CT定量分析肺功能结果,iDream 3级和iDream 5级可保证EV、EI、PD15%、Perc 15相对稳定,不受迭代重建算法强度影响。

基于FCM及快速迭代收缩阈值算法的平面ECT图像重建

为提高平面阵列电容成像系统的成像精度,提出一种基于模糊C均值聚类(FCM)进行数据优化的快速迭代收缩阈值算法(FISTA)。根据平面阵列电容数据的特点,首先利用FCM算法对测量电容值进行分类,保留有效电容值,实现电容向量降维;然后利用离散小波基(DWT)对灰度值进行稀疏表示,并建立L1正则化模型,采用FISTA进行求解,以实现图像重建;最后将FCM处理后的电容值分别用于Landweber算法、Tikhonov算法进行重建对比。仿真与实验结果表明,该算法重建图像的平均相对误差约为0.0527,平均相关系数约为0.9422,均优于其它算法,且重建图像伪影较少,更接近真实情况;因此,所提算法具有更好的重建效果。。

1024×1024重建矩阵结合迭代重建算法在胃部CT血管成像中的应用

目的 探究1 024×1 024重建矩阵结合迭代重建(Karl)算法在胃部血管及肿瘤供血动脉CT血管成像中的应用价值。资料与方法 前瞻性收集大连医科大学附属第一医院2022年3—6月行胃部CT血管成像的胃部肿瘤患者30例,对CT扫描图像原始数据进行分组重建。A组采用常规512×512矩阵结合Karl 5级重建;B组采用1 024×1 024大重建矩阵结合不同等级Karl算法重建,分为B1(Karl 5)、B2(Karl 7)及B3(Karl 9)3个亚组。在轴位图像上测量胃左动脉起始部的腹主动脉、腹腔干、脾动脉、肝动脉及同层面腹壁皮下脂肪组织的CT值和SD值,计算信噪比(SNR)、对比噪声比(CNR)。由2名观察者采用5分法评估各组图像质量。结果 2名观察者主观评价一致性较好(Kappa=0.782~0.789,P<0.05),B1~B3组图像主观评分均优于A组,B2组得分最高(二维评分:χ^(2)=27.309、24.250;三维评分:χ^(2)=21.964、21.294;P均<0.05),30例患者中25例见胃动脉系统参与肿瘤供血,B2组各血管的清晰显示率均优于A组;A与B1、B2组各血管CT值差异无统计学意义(t=-1.918~2.720,P>0.05),B2组较A组血管SD值、SNR、CNR和背景噪声值,除腹主动脉SD、肝动脉CNR外差异均无统计学意义(t=-5.909~5.768,P>0.05);B1~3组图像随着Karl算法等级提高,SD值逐渐降低(F=2.881~27.109,P<0.05),SNR、CNR逐渐升高(F=3.612~12.149,P<0.05)。结论 1 024×1 024重建矩阵结合Karl 7级算法可以改善图像质量,增强胃部微细血管及肿瘤供血动脉分支的显示效果,在临床上有很好的应用价值。

高级建模迭代重建算法对颞骨CT图像质量的影响

目的比较不同水平的高级建模迭代重建算法(ADMIRE)对颞骨CT图像质量的影响。方法收集2023年1月至2月在空军军医大学唐都医院行颞骨CT扫描的患者24例,其中男性13例,女性11例;年龄21~61岁,平均年龄43.3岁。采用德国西门子SOMATOM FORCE CT扫描仪对24例患者行颞骨CT扫描,分别采用传统滤波反投影(FBP)和AD MIRE 1、3、5对扫描后的图像进行重建,比较4组图像客观评价(包括CT值、噪声、信噪比)、主观评价的差异。结果4组图像的客观评价、主观评价总分差异均有统计学意义(P<0.05);相对于FBP,ADMIRE重建后,图像的噪声减低,信噪比升高,ADMIRE 5噪声最小,信噪比最高;ADMIRE 1与FBP组图像主观评价差异无统计学意义,ADMIRE 3图像质量最好,5分占比最高(75%)。结论采用高级建模迭代重建算法后,图像噪声减低,信噪比提高,但并非迭代比例越高,图像质量越好。

卡尔曼滤波下多源传感器数据互补-加权迭代融合算法

因多源传感器在数据融合过程中,受自身数据差异性影响较大,导致最终的融合结果精准度较低。为此,在卡尔曼滤波算法的基础上,针对多源传感器数据提出一种互补-加权迭代融合算法。建立多源传感器观测模型,找出数据融合过程中的最优加权系数。在多源传感器组合系统中引入卡尔曼滤波算法,结合互补-加权迭代融合算法,建立预测方程、状态方程、滤波互补因子以及估计均方误差方程,实现多源传感器的数据融合。实验结果表明,所提算法可以精准找出最优加权系数,观测误差始终在0.6 m以下,可以实现数据的精准融合。

基于放疗科大孔径CT的自适应迭代重建技术在肺结节穿刺中的应用研究

目的:研究大孔径CT自适应统计迭代重建(ASIR)对肺结节经皮穿刺中图像质量的影响。方法:选取2023年1月—7月于深圳市宝安区人民医院接受大孔径CT引导穿刺的肺结节患者20例。分别应用滤波反投影技术(FBP)和ASIR技术重建图像并评价两组图像质量。主观评价采用Likert评分,客观评价对结节区噪声标准差(SD)、对比噪声比(CNR)和穿刺针针尖位置CT值等资料。结果:图像的主观评价均满足穿刺要求且一致性较好(Kappa值=0.740)。ASIR图像质量随着权重先增加后降低,权重为60%时最佳。和FBP相比,ASIR 60%的Likert评分更高,结节SD和CNR值比较,差异有统计学意义(P=0.004、0.043)。其他统计参数比较,差异均没有统计学意义(P>0.05)。结论:放疗用大孔径CT常规扫描不影响穿刺图像质量,ASIR 60%图像质量更优,可以用于引导肺结节经皮穿刺。

原始数据迭代重建算法在胃癌术前分期诊断中的应用价值研究

目的 ：比较原始数据迭代重建算法（sinogram affirmed iterative reconstruction algorithm,SAFIRE）与传统滤波反投影（filtered back projection,FBP）重建算法在胃癌术前CT分期中的图像质量。方法：选取40例经手术病理证实为进展期胃癌的患者,所有患者术前均行128层双源炫速CT扫描并分期。将原始数据通过SAFIRE的1~5级及FBP算法分别进行重建,获得5 mm层厚的CT图像。测量并比较所得图像的胃壁病灶、肝脏、右侧竖脊肌、皮下脂肪及腹主动脉的噪声和CT值、病灶的对比噪声比（contrast-to-noise ratio,CNR）和信噪比（signal-to-noise ratio,SNR）及腹主动脉SNR,并对胃癌术前分期的图像质量进行主观评分。结果：FBP重建算法与SAFIRE（1~5级）间各部位所测得的平均CT值差异无统计学意义（P〉0.05）。FBP重建图像中病灶的平均噪声最高,而在SAFIRE图像中,随着1~5等级的增高,噪声逐渐降低,CNR及SNR也随之降低。主观评分中,FBP重建图像的评分最高,而SAFIRE图像随等级的升高,评分逐渐降低;其中,FBP重建算法与SAFIRE S1、SAFIRE S2与S3的主观评分结果间差异均无统计学意义（P〉0.05）。结论：SAFIRE技术应用于胃癌术前分期检查中,虽能降低图像噪声,提高图像的CNR、SNR,但相比常规FBP重建算法并不能提高进展期胃癌术前分期的准确率。在相同扫描条件下,更推荐应用FBP重建算法或SAFIRE的S1图像来对进展期胃癌进行分期诊断。

瓦里安新型锥形束迭代重建算法的图像质量分析

目的:定量分析头颈部的锥形束CT(cone-beam CT,CBCT)与新型迭代重建锥形束CT(iterative cone-beam CT,ICBCT)图像之间的质量差异。方法:利用Catphan604模体,客观地分析了瓦里安Halcyon加速器CBCT和ICBCT标准头部扫描模式下两种图像的高对比度分辨率、低对比度分辨率、均匀性、图像噪声及信噪比和对比度噪声比。针对临床患者数据,利用5位头颈部患者的CBCT、ICBCT分别计算了与成对参考CT图像之间的绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)、峰值信号比(PSNR)、结构相似性(SSIM)。结果:两种图像的高对比度分辨率无明显差异,MTF50的值均为0.41 lp/mm;低对比度分辨率的感兴趣区域均不可见;相比于CBCT,ICBCT图像的整体均匀性更好(9.89 HU vs 9.21 HU)、图像噪声更小(7.29 HU vs 6.50 HU)、信噪比更高(38.69 vs 53.01)以及对比度噪声比更高(16.93 vs 25.98)。对于临床患者影像,ICBCT与CBCT相比,其MAE、RMSE更低,均值分别为(29.27±9.26)HU、(97.75±19.61)HU;PSNR、SSIM更大,均值分别为32.61±1.72、0.93±0.02,且四个指标之间均存在统计学差异(P<0.05)。结论:头颈部ICBCT图像的质量优于传统CBCT图像质量。

CT扫描剂量和迭代重建算法对胸部不同区域纯磨玻璃结节成像质量及检出能力的影响:体模研究

目的研究CT扫描剂量和迭代重建算法对胸部不同区域纯磨玻璃结节(pGGN)成像质量及检出能力的影响。方法于仿真胸部体模内肺实质、胸膜下及纵隔旁3个区域置入两种不同密度、不同直径的球形pGGN。采用64排螺旋CT预设的自动管电流调制技术[按照设备预设的由高到低的2个扫描剂量等级(常规剂量组、低剂量组)]进行扫描,行三维自适应迭代剂量降低(AIDR 3D)算法重建图像。分析图像质量客观评价指标和pGGN检出率。结果(1)在相同的AIDR 3D重建算法下,低剂量组位于胸膜下和纵隔旁区域pGGN的信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR)均较常规剂量组低,差异有统计学意义(P<0.05);常规剂量组、低剂量组肺实质内pGGN的平均噪声(SD)、SNR及CNR差异均无统计学意义(P>0.05)。(2)扫描剂量和AIDR 3D算法均可对胸部不同区域≤5 mm的pGGN的检出率造成影响;其中在低剂量下使用Mild-AIDR算法时,对纵隔旁区域≤5 mm的pGGN检出率影响更为明显。结论低剂量CT扫描和低权重迭代算法会影响胸部纵隔旁pGGN的成像质量和检出能力。对这些区域较小pGGN的筛查和随访,应合理地选择扫描剂量及迭代重建算法的权重。

基于原始数据的迭代重建技术在眼眶CT平扫中的应用

目的探讨基于原始数据的迭代重建(SAFIRE)技术在眼眶CT平扫中的价值。方法对50例眼部外伤患者行眼眶CT平扫,分别采用用滤过反投影(FBP)和SAFIRE(强度1～5级)技术重建图像;对比分析6种重建图像的平均CT值、噪声、SNR、CNR、图像质量评分及病变检出率。结果 6种重建图像间,同种组织CT值差异无统计学意义(P均>0.05);与FBP图像相比,1～5级SAFIRE图像中视神经噪声分别降低15.69%、27.39%、36.17%、41.75%和53.99%,视神经SNR分别提高18.62%、37.46%、55.70%、69.55%和118.11%,CNR分别提高21.59%、32.90%、56.43%、83.91%和104.39%(P均<0.05);SAFIRE 1级和5级图像的质量评分低于FBP图像,2～4级图像的质量评分高于FBP图像,SAFIRE 3级图像评分最高。结论眼眶CT平扫中应用SAFIRE能有效降低噪声和提高图像质量。

迭代算法用于投影数据不完备时重建断层图像的研究

在工业CT的检测过程中,由于各种原因而可能造成投影数据的不完备,这样利用传统解析方法重建出的图像会有严重失真。应用迭代算法则可以使重建图像质量有很大改善。应用基于最大似然估计的梯度法和凸函数法对不完备投影数据进行重建。

基于低剂量胸部CT原始数据迭代重建增强等级评价不同类型肺小结节的初步分析

目的:探讨低剂量胸部CT(LDCT)原始数据迭代重建(SAFIRE)增强等级与不同类型(实性、部分实性及纯磨玻璃)肺小结节优化显示的对应关系。材料与方法:分析2020年9月至2021年1月行LDCT并符合肺小结节入组标准受试者101例105个肺小结节,依结节性质分为实性结节组(n=27),部分实性结节组(n=37)和纯磨玻璃结节组(n=41)。采用单因素方差分析、卡方检验或Kruskal-Wallis H检验先分析组间一般资料,再以滤波反投影算法(FBP,B50f)为参照,比较SAFIRE I50f和I70f(分别1~5级)各模式下客观图像质量(噪声值、肺小结节CT值、SNR和CNR)和主观图像质量评分。结果:(1)三组在性别、身体质量指数和结节分布无显著差异,纯磨玻璃结节组年龄和结节长径均小于实性和部分实性结节组;(2)SAFIRE I50f 1~5和I70f-5图像噪声值均低于FBP B50f,其中SAFIRE I50f-5噪声值最低,不同模式下肺小结节CT值无显著差异,SAFIRE I50f-5肺小结节SNR和CNR均高于FBP B50f和其他SAFIRE模式;(3)SAFIRE I50f 3~5实性和部分实性肺小结节图像质量主观评分高于FBP B50f和除I70f-5外SAFIRE其他模式,SAFIRE I50f-4纯磨玻璃肺小结节图像质量主观评分高于FBP B50f和除I50f-3、I50f-5外SAFIRE其他模式且组间评分无显著差异。结论:SAFIRE I50f-4在LDCT实性、部分实性和纯磨玻璃肺小结节图像质量客观、主观评价方面均表现良好且均衡,可适用于各类型肺小结节LDCT评价。

基于AI的新迭代重建算法与低管电压在降低肥胖患者冠状动脉CTA辐射剂量中的应用

目的:探讨采用基于AI的新迭代重建算法与低管电压在降低肥胖患者冠状动脉CTA辐射剂量的可行性。方法:选取行冠状动脉CTA检查的肥胖患者40例,随机分为两组。常规剂量组(A组)和低管电压剂量组(B组)各20例。常规剂量组采用管电压120 kV,管电流200 mAS扫描,低剂量组采用管电压80 kV,管电流200 mAS。采集数据传输到后处理工作站后,分别采用常规迭代重建算法和基于AI的新迭代重建算法的图像重建,对比分析两组的主动脉平均CT值、主动脉及左冠状动脉的信噪比、对比噪声比和右冠状动脉的噪声、信噪比。结果:B组主动脉的平均CT值、主动脉及左冠状动脉的信噪比、对比噪声比和右冠状动脉的噪声、信噪比、对比噪声比与A组无明显统计学差异;两组冠状动脉主观图像质量评分无明显差异;但B组的辐射剂量较A组降低68.2%。结论:新迭代重建算法能够显著性提高重建的图像质量,在新迭代重建算法的加持下,用80 kVp的管电压可以明显降低辐射剂量,同时获得与常规剂量图像质量相当的冠状动脉CTA图像。

原始数据迭代重建技术与单能谱成像技术在结直肠癌CT图像重建中联合应用效果

目的观察原始数据迭代重建技术(SAFIRE)与单能谱成像技术在结直肠癌双源CT图像重建中的联合应用效果。方法术前行双源CT双能量静脉期扫描并在术后经病理证实为结直肠癌的患者52例,根据静脉期图像重建方法不同分为A、B、C、D组。A组采用滤波反投影(FBP)进行图像重建,B组采用FBP联合单能谱成像技术,C组采用SAFIRE,D组采用SAFIRE联合单能谱成像技术。分别测量4组图像病灶显示最佳的3个层面的病灶、肠周脂肪的CT值及噪声并求得平均值。计算信噪比(SNR)和对比噪比(CNR)。由两位高年资中级职称CT医师进行图像主观评分;根据CT图像评估T分期并与术后结果进行对比,计算评估准确率。结果 D组CT值高于其余三组,B组CT值高于A组和C组(P均<0.01)。A、B、C、D组噪声依次降低,两两相比,P均<0.01。D组SNR、CNR及图像主观评分高于其余三组,B组和C组的SNR、CNR、图像主观评分高于A组(P均<0.01)。A组根据CT图像评估T14例、T25例、T338例、T45例,评估准确率为82.69%;B组分别为3、2、41、6例和84.62%;C组分别为4、1、40、7例和82.69%;D组分别为3、4、38、7例和84.62%。各组T分期准确率差异无统计学意义。结论结直肠癌双源CT图像重建中采用SAFIRE和单能谱成像技术均可以提高静脉期CT图像质量,两种技术联用效果更好,但并不能提高对结直肠癌T分期的评估效能。

低剂量CT平扫联合迭代算法曲面重建对输尿管中下段小结石的诊断价值

目的探讨多层螺旋CT低剂量平扫联合迭代算法曲面重建技术在输尿管中下段小结石诊断中的临床应用价值。方法对78例输尿管中下段小结石患者行多层螺旋CT低剂量平扫,先通过迭代算法薄层轴位重建,再传至工作站进行曲面重建。结果多层螺旋CT低剂量平扫联合迭代算法曲面重建能清楚显示78例输尿管小结石的位置、大小、数量及以上输尿管扩张积水程度,且检出率明显优于CT轴位图像。结论多层螺旋CT低剂量平扫曲面重建技术能迅速和准确诊断输尿管中下段小结石,具有很高的临床价值。

“数据结构与算法”迭代式教学探索与实践

文章以通信工程专业为例,阐述了数据结构与算法课程教学改革对提升非计算机专业大学生编程能力的重要性,提出了迭代式案例教学的课程设计思路,结合现代教学设计优化原则,如OBE、SPOC、BOPPS与案例教学,设计了打车系统教学案例体系,通过对课堂授课方式进行改革,从而提高学生的逻辑思维能力和编程能力。

航拍图像道路数据集制备迭代最近边缘算法

数据集制备的质量和效率是遥感图像智能处理领域所关注的共性基础问题。针对航拍图像的道路提取数据集制备困难的问题,本文提出了一种迭代最近边缘特征优化算法的航拍图像道路提取数据集制备算法。该算法首先通过人工辅助,建立航拍图像和卫星图像的单应变换关系,将卫星图像投影到航拍图像上,实现基于四点法的卫星图像到航拍图像的粗配准;然后采用边缘检测算子提取粗配准后图像的边缘特征;最后利用基于迭代最近边缘优化算法完成图像的精配准,提高航拍图像的道路数据集制备精度。通过道路提取数据集制备试验,证明了本文所提出的道路数据集制备方法在满足数据集精度要求的同时,能够显著提高道路数据集制备的效率。

正弦图确定迭代重建算法对胸痛患者胸部CT图像质量的影响

目的探讨正弦图确定迭代重建(SAFIRE)算法对胸部CT扫描图像质量的影响。方法选取2020年1月至2022年12月于佛山市南海区人民医院行胸部CT平扫的90例胸痛患者,以随机数字表法分为3组,每组30例。A、B组采用低剂量扫描(100 kV,120 mA),分别采用SAFIRE算法、滤波反投影(FBP)算法重建;C组采用常规剂量扫描(120 kV,120 mA),采用FBP算法重建。对比3组肺窗及纵隔窗图像的主观质量、客观评价指标[信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR)],不同剂量组间的有效辐射剂量(ED)。结果3组图像质量主观评分、客观评价指标及ED值比较,差异有统计学意义(P<0.05);B组图像质量主观评分低于A、C组,差异有统计学意义(P<0.05),A组图像质量主观评分与C组比较,差异无统计学意义(P>0.05);A、C组SNR、CNR值显著高于B组,差异均有统计学意义(P<0.05);A组与C组的SNR、CNR比较,差异无统计学意义(P>0.05);C组ED值高于A、B组,差异有统计学意义(P<0.05),A组ED值比C组降低72.9%,A组与B组ED值比较,差异无统计学意义(P>0.05);2名医师对扫描图像的主观评价一致性好(Kappa=0.808)。结论在低剂量胸部CT扫描中,SAFIRE算法可有效降低患者辐射剂量,获得理想图像。

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。