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。

磨玻璃结节患者薄层胸部CT中迭代重建算法的iDream重建技术应用

目的探析磨玻璃结节患者薄层胸部CT中迭代重建算法的iDream重建技术的应用。方法选取2020年7月至2023年1月我院收治的80例磨玻璃结节患者为研究对象,开展薄层胸部CT,收集影像资料,采用FBP(滤波反投影)、iDream对纵隔窗、肺窗图像重建。结果FBP组主气管下段、上段和上下段平均的SD值均高于iDream组,SNR均低于iDream组(P<0.05)。FBP组及iDream组脂肪、肌肉、主动脉的SD值比较,FBP组高于iDream组(P<0.05);FBP组的BN高于iDream组,SNR低于iDream组(P<0.05);两组的CNR相比,差异无统计学意义(P>0.05)。在纵隔、肺窗图像及磨玻璃结节评分中,iDream组的分值结果均高于FBP组,差异有统计学意义(P<0.05)。临床医师对肺窗、纵隔窗和肺部磨玻璃影密度评分,其一致性良好。结论将iDream重建技术用于胸部CT平扫中,不仅能使噪声下降,而且还利于图像质量能力提高,建议应用推广。

基于正则方法与迭代技术相结合的复杂温度场重建算法

针对傅里叶正则算法在复杂温度场重建过程中存在的不足 ,首先用正则化方法获得温度场重建这一不适定问题的稳定解 ,然后利用迭代技术对解进行一次迭代优化修正 ,充分考虑观测矩阵降质对温度场重建的影响·提出一种基于正则化方法与一次迭代技术相结合的复杂温度场重建算法·仿真结果表明该算法温度场重建精度优于傅里叶正则算法 。

自动管电压调制技术与迭代重建算法在冠状动脉CTA检查中应用

目的探讨双源CT自动管电压调制技术与迭代重建算法在冠状动脉CT血管成像(computed tomography angiography,CTA)中应用的价值。方法将连续325例接受双源CT冠状动脉CTA的患者分为试验组和对照组,试验组采用自动管电压调制技术(Care kV),对照组采用固定管电压1 20kV,所有患者按照心率不同分别采用相应扫描方式,试验组中39例患者,应用Care kV技术后扫描时管电压为80 kV者采用迭代重建算法(iterative reconstruction,IR)进行后处理。对各组的图像质量平均分、血管管腔CT值、图像噪声、信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)、对比噪声比(contrast-to-noise ratio,CNR)、容积CT剂量指数(volume CT dose index,CTDI_(vol)●和有效辐射剂量(effective dose,ED)分别采用两独立样本t检验或Mann-Whitney U检验、Wilcoxon检验或配对样本t检验进行组间对比研究,P<0.05认为差异具有统计学意义。结果①试验组和对照组图像质量平均分无统计学差异(试验组3.86±0.23,对照组3.85±0.20,P>0.05);试验组图像噪声高于对照组,血管管腔CT值高于对照组,SNR和CNR低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05);试验组CTDI_(vol)和ED均低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05);②IR组图像质量平均分高于FBP组,差异具有统计学差异(IR组3.93±0.18,FBP组3.85±0.23,P<0.05);IR组图像噪声低于对照组,SNR和CNR均高于FBP组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论应用双源CT自动管电压调制技术与迭代重建算法对冠状动脉CTA检查进行个性化调制,在保证或提高图像质量的同时,可以有效降低辐射剂量。

自适应迭代重建算法结合自动管电流调制技术在腹部CT低剂量应用

目的 探讨自适应迭代重建算法（ASIR）结合自动管电流调制技术在腹部低剂量的应用.资料与方法 150例行腹部CT检查的患者按就诊顺序分成A、B、C组,每组各50例,采用自动毫安扫描技术行腹部CT检查,3组预设噪声指数（NI）分别为8、10、11,并采用ASIR为30％、40％、50％进行重建,分别记为A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3.计算各组有效剂量（ED）,由2名医师对图像质量进行评估.结果 图像质量均满足临床诊断要求,A组有效剂量为（5.74±1.45） mSv,B组为（3.35±1.35） mSv,C组为（2.57±1.71） mSv.除A1与B3、B1与C3组间图像噪声值差异无统计学意义,其余各组图像噪声值差异均有统计学意义（F=89.240～179.444,P＜0.05）.A3图像噪声值最低,图像质量评分最高（4.43±0.50）分,C1图像噪声值最高,图像质量评分最低（3.66±0.64）分.结论 ASIR结合自动管电流调制技术,可以大幅度降低腹部检查者的辐射剂量.

64排双低技术联合迭代重建算法在颈部CTA中的应用价值

目的 探讨64排双低技术联合迭代重建算法在颈部CT血管造影(CTA)中的应用价值。方法 选取2019年10月至2020年10月高州市中医院收治的开展颈部CTA患者共55例作为研究对象,根据随机数字表法分为两组,包括对照组27例,观察组28例,对照组患者进行64排螺旋CT常规剂量联合滤波反投影重建(FBP),观察组患者行64排双低技术联合迭代重建算法,比较两组患者不同层面动脉CT值(HU)、图像噪声、信噪比(SNR)、对比噪声比(CNR)、有效辐射剂量(ED)及碘摄入量。结果 观察组不同层面HU值、图像噪声、SNR、CNR与对照组相比更高,ED及碘摄入量相比对照组更低,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 64排双低技术联合迭代重建算法用于颈部CTA中时不但可以保证图像质量,还可以减少对比剂使用量,降低辐射剂量,因此临床应用和推广价值较高。

代数重建和同步迭代重建在电容层析成像中的比较研究

针对电容层析成像技术(ECT)中的逆问题——图像重建算法的非线性和病态性问题,以12电极电容层析成像系统为对象,研究了代数重建算法(ART)与同步迭代重建算法(SIRT).分别对仿真电容值和实测电容值进行图像重建的实验验证,从成像效果、相对误差及重建时间3个方面对这两种算法进行了评估与分析.结果表明,ART算法和SIRT算法均能有效地实现ECT图像重建,其中SIRT算法能够在100次迭代内达到高精度,在收敛速度和成像效果上更具有优势.

能谱CT智能匹配技术联合自适应迭代重建技术在布加综合征中的应用

目的探讨能谱CT智能匹配技术联合自适应迭代重建(ASIR)技术对布加综合征图像质量及辐射剂量的影响。资料与方法前瞻性纳入行能谱CT血管成像的120例布加综合征患者,采用随机数字表法分为研究组和对照组,每组60例。研究组采用CT智能匹配技术,对比剂1.6ml/kg,分别采用滤波反投影(FBP)及ASIR对40~60keV图像进行重组,获得A、B组图像;对照组采用常规120kVp扫描,对比剂1.8ml/kg,采用FBP重组获得C组图像。比较3组图像的门静脉主干、肝静脉、下腔静脉及肝脏对比噪声比(CNR)及主观评分。结果在40~60keV水平,B组各部位的CNR值最高,3组间差异有统计学意义(P<0.01)。在40keV水平,C组的主观评分最高,为(3.61±0.53)分;在50~60keV水平,B组的主观评分最高,分别为(3.67±0.61)分、(3.91±0.66)分,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论通过能谱CT智能匹配技术可获得与常规扫描相当的辐射剂量,采用ASIR技术既提高了图像质量,又降低了对比剂用量。

能谱CT虚拟平扫联合多模型迭代重建算法在甲状腺图像质量及辐射剂量中的应用

目的探讨能谱CT虚拟平扫(VNC)联合多模型迭代重建算法(ASiR-V)在甲状腺图像质量及辐射剂量应用中的可行性。资料与方法收集需进行甲状腺增强检查的25例患者,采取非能谱平扫及能谱增强扫描,检查结束后在静脉期重建不同权重ASiR-V(0、20%、40%、60%、80%、100%),并重建不同权重ASiR-V的VNC,分别记作A1~A6。平扫按照滤波反投影重建,记作B1;记录各期检查辐射剂量,测量并计算6组图像感兴趣区的CT值、图像噪声(SD)及信噪比(SNR),并对图像主观和客观指标进行分析。结果A1、B1两组图像中背景噪声SD值(SD脂肪)、SNR比较,差异均无统计学意义(t=−0.196、−0.778,P均>0.05),B1图像中甲状腺CT值、SD值均高于A1图像(t=−9.206、−6.970,P均<0.05)。A1~A6图像中甲状腺SD值、SNR比较,差异均有统计学意义(F=63.258、3.987,P<0.05),随着迭代强度增大,图像SD值逐渐减小(R2=0.598,P<0.05);A1~A6图像中甲状腺CT值差异无统计学意义(F=0.130,P>0.05);A1~A6图像的0~60%主观评分呈上升趋势,40%~60%主观评分最佳(Kappa=0.83,P<0.05),80%~100%图像评分呈下降趋势,与60%图像比较差异有统计学意义(Z=−3.60、−5.47,P<0.05),权重60%的VNC主观评分高于真实平扫(Z=−4.171,P<0.05)。应用能谱虚拟平扫代替常规平扫后25例检查者的有效剂量可降低47.9%,其中静脉期能谱扫描与非能谱的有效剂量分别为(1.66±0.23)mSv、(1.75±0.24)mSv,差异有统计学意义(t=5.261,P<0.05)。结论甲状腺静脉期VNC可应用于临床诊断,降低辐射剂量47.9%;且联合后置60%权重能明显降低图像噪声,改善图像质量。

基于改进同步迭代算法的矿井煤尘检测

为了对矿井煤尘颗粒进行实时监测,提出了消光法和过程层析成像技术相结合的消光层析法,设计了基于阵列式传感器的测量电路,在数据重建中引入了同步迭代算法(SIRT)对实验数据进行重构,并针对该算法速度慢的缺点提出了通过增加权重系数来提高速度的改进方法,以实现工业的在线测量。最后,对设计装置进行了实验分析,实验结果表明该装置能较好地实现煤尘颗粒的在线测量。

有序子集最小二乘OS-LS图像重建迭代算法

为推导一种新的快速图像迭代重建方法,首先将有序子集(orderedsubsets,OS)技术应用到最小二乘图像重建迭代算法(leastsquarereconstruction,LS);然后对仿真Phantom模型数据和实际医用正电子发射断层成像仪(PET)数据进行重建,并研究了在不同子集划分下的重建结果,同时分析比较了不同子集的选取对OSLS重建图像质量以及重建收敛速度的影响。重建结果表明,这种基于有序子集的最小二乘图像重建迭代算法(OSLS)具有较高的重建图像质量和较短的计算时间,相对于传统LS算法的重建,OSLS的收敛速度加速了约L倍(L为子集个数),其重建图像质量也好于传统的滤波反投影(FBP)方法的重建,可应用在PET图像重建中。

OFDM系统中一种改进的基于循环前缀的同步迭代算法

在考虑了多径衰落信道的影响下改进了基于循环前缀的最大似然(ML)同步迭代算法,利用多个OFDM符号中相同位置的抽样点相加对参与相关计算的抽样点进行了修正,使抽样点的幅度变化降低,从而提高了同步迭代算法的精度。同时弥补了原ML迭代算法只在高斯白噪声信道背景下才能得到准确的定时和频率偏差估计的不足,实现了多径衰落信道下的同步估计。分别在高斯白噪声信道下和多径衰落信道下进行了仿真实验,结果表明:改进迭代算法在任一信道下都具有较好的同步性能。

低管电压联合迭代重建技术在甲状腺CT检查中的可行性

目的探讨甲状腺CT检查中低管电压联合迭代重建(SAFIRE)技术的可行性。资料与方法回顾性分析行双源CT双能量甲状腺检查的80例患者,根据扫描管电压不同分为3组,A组:线性融合(相当于120 kV);B组:100 kV联合SAFIRE;C组:80 kV联合SAFIRE。比较3组图像动、静脉期正常及病变甲状腺组织的CT值、信噪比(SNR)、对比噪声比(CNR)、背景噪声及主观评分;分析3组图像结节形态学表现(形态不规则、强化残圈征、沙砾样钙化、节段缺损征)诊断恶性结节的灵敏度、特异度及准确度的差异。结果 B、C组动、静脉期的背景噪声、正常甲状腺及病变组织的CT值均大于A组,差异有统计学意义(P<0.01)。A、C组间动脉期正常甲状腺SNR、CNR及病变组织的CNR,静脉期正常甲状腺CNR及病变组织SNR差异无统计学意义(P>0.05),且均大于B组;静脉期各组间正常甲状腺SNR差异均有统计学意义(P<0.05),且C组最大。B、C组间主观评分及用于判断甲状腺恶性结节的灵敏度、准确度差异无统计学意义(P>0.05),均大于A组。结论低管电压联合SAFIRE重建可在保证图像质量及提高诊断准确性的同时降低甲状腺CT检查的辐射剂量。

同步辐射光成像中的最大似然迭代重建法

本研究主要目的在于探讨与评估在同步辐射光源显微成像时使用不同的图像重建算法时的图像质量与重建速度。此次实验我们采用鸟类的羽毛做为受测物体,并且使用位于新竹科学工业园区内的同步辐射研究中心的同步辐射光源及高分辨X光摄影机来取得X光的影像。本研究使用两种不同的算法来重建图像,分别为滤波反投影法与梯度最大似然迭代重建法,作为这次评估的算法。由重建图像的结果显示,我们可以发现梯度最大概似迭代式重建法在边缘的地方有模糊化的现象,另外在图像质量方面,滤波反投影算法的影像上的环状伪影较梯度最大似然迭代算法明显。因此本研究就针对目前同步辐射的图像重建法做一探讨,并对两种不同的重建算法做一适当的评估,以期望提供不同的图像重建法给予不同需求的使用者。

迭代重建算法的研究进展

在满足临床诊断要求的图像质量同时，减少受检者的辐射剂量，已成为当今影像学的重要研究方向，重建算法的改进就是CT低剂量研究的一个重要方向。常用的CT图像重建算法主要有两类：解析算法（Analytic Reconstruction，AR）和迭代算法（Iterative Reconstruction，IR）。作为解析算法的代表，FBP算法一直都被作为CT图像重建方法的基础和“金标准”，该算法运算速度快，但对成像过程做了很多简化模拟，易受统计波动的影响，图像噪声较大。迭代算法可以弥补FBP算法所固有的问题。近年来，多种迭代算法已经快速发展，并陆续投入了临床应用，其中，自适应统计迭代重建技术（Adaptive Statistical Iterative Reconstruction，ASiR）可以有效地降低图像噪声，改善图像质量，在保证同样图像质量和相似重建速度的前提下，剂量可以降低30％-65％。

全迭代重建技术在双上肢无法上举患者胸部CT检查中的价值

目的:通过比较不同重建算法(FBP、iDose^(4)、IMR)对双手无法上举患者的胸腹部CT图像质量的影响,来明确IMR重建技术对特殊体位CT检查的价值。方法:回顾性重建2022年1月1日—3月1日在海军军医大学第一附属医院急诊检查的双手无法上举行胸腹部CT检查的患者20例,所有数据均在256层螺旋CT(Brilliance iCT FHD Elite)上采集,所有病例采用三种重建算法重建图像:A组(FBP算法)、B组(iDose^(4)算法)、C组(IMR算法)。测量正常肝脏区域以及伪影区域的CT值、SD值以及SNR,对图像主观质量采用5分法进行评估。采用Friedman检验比较图像客观指标(SNR值、SD值)的差异,2名医师对图像主观评分的一致性分析采用Kappa检验,图像主观评分的比较采用Kruskal-Wallis H检验,两两比较采用Boniferroni检验。结果:三组图像间SD值、SNR_(liver)以及SNR_(artifact)差异均具有统计学意义(P<0.05)。两位医师对图像的主观评分一致性很好(Kappa=0.841),三组图像主观评分差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:IMR重建技术可显著降低双手无法上举患者肝脏CT图像的噪声,并提高图像SNR,改善图像质量,推荐临床使用。

基于差分吸收光谱技术的大气痕量气体重建算法

针对在一些不能获取大量投影数据或者投影分布不均匀的实际情况下,重建大气痕量气体的二维空间分布问题,采用代数迭代重建算法(ART)和同步迭代重建算法(SIRT)2种重建算法对其进行重建。通过数值模拟的方式对2种重建算法的重建效果进行了比较研究,并建立了多轴差分吸收光谱层析系统,进行了外场试验。通过计算机模拟和外场实验研究,从成像效果中可以看出,2种迭代算法均能在数据不完善的情况下,精确地重建出大气痕量气体的二维空间分布;在不同的模型及评价指标下,通过对2种重建算法的重建误差的比较,可以发现SIRT算法的重建误差要小于ART算法的重建误差,尤其在测量数据波动比较大、受干扰的情况下。

自适应统计迭代重建技术在临床中的应用进展

随着CT成像技术的不断发展,尤其是螺旋CT、多层螺旋CT（Multi Slice Spiral CT,MSCT）、低剂量螺旋CT（Low Dose Computed Tomography）、能谱CT（Spectral CT）成像技术的发展,临床对于疾病的诊断精确性得到了很大幅度的提高,然而由CT检查引起的辐射剂量对于被照射人群存在的潜在危害性也逐渐被人们所关注,辐射剂量问题成为CT检查中的热门话题.

单幅同轴全息图两步迭代收缩重建

利用压缩传感理论中的两步迭代收缩重建算法,开展单幅同轴全息图重建实验研究,实现单幅同轴全息图共轭重建像的消除并克服数字全息技术在轴向聚焦平面识别能力的不足。以数字图像和标准分辨率板为记录物体,比较分析了基于两步迭代收缩算法和菲涅尔近似衍射重建算法的重建质量;以两根裸光纤为实验样本,分析了两步迭代收缩重建算法对记录物体轴向不同焦平面的识别能力。实验结果表明两步迭代收缩重建算法可得到清晰度高于68.73%的重建信息,同时对直径为125μm的两根光纤在9mm的轴向间距条件下,显示出了比全息菲涅尔近似算法更好的聚焦平面识别能力。这一轴向聚焦识别能力有助于数字全息技术应用于功能材料梯度参数或功能涂层光学器件涂层厚度检测。

用于两相流检测电容层析系统成像的迭代算法

电容层析成像技术(ECT)在应用生产过程中作为一种在线检测技术而得到充分应用。通过精确测量ECT系统的12个电极之间的电容,并利用测量数据进行二维模型有限元法计算其电场敏感分布图,提出了一种迭代的成像算法。该迭代算法可比较精确地对管道横截面的两相流进行图像重建。并讨论了工业应用的实际问题和目前的技术上的缺陷性。