噪声优化的虚拟单能成像技术在口腔金属植入物患者CT图像中的应用价值

目的对比噪声优化的虚拟单能成像(VMI+)与传统的虚拟单能成像(VMI)对具有金属植入物的口腔癌患者CT图像的影响。方法回顾性收集2019年8月至2020年4月我院第三代双源CT行颌面部扫描且含有金属植入物的54例患者资料。使用静脉期分别重建VMI+和VMI在40~190 keV区间(10个keV为间隔)的图像。四名医生进行了定性和定量分析,包括CT值、噪声(SD)、伪影指数(AI)和主观评估,并对VMI+和VMI图像中的高密度伪影、低密度伪影、软腭、口底、舌、颊部软组织、皮下脂肪、肿瘤、颈内动脉(ICA)和颈内静脉(IJV)进行了比较。结果在120 keV VMI+中,口底、舌和IJV的AI值最低;在130 keV VMI+中,低密度伪影和肿瘤的AI值最低;在150 keV VMI+中,ICA的AI值最低;在160 keV VMI+中,颊部的AI值最低;在190 keV VMI+中,高密度伪影和软腭的AI值最低。与所有VMI系列相比,VMI+系列的AI值较低,除了高致密伪影、颊部和肿瘤的AI值(均P<0.05)。高密度伪影的图像评分在190 keV VMI+最高,软腭在180 keV VMI+最高,颊部在160 keV VMI+最高,低密度伪影、口底、舌、肿瘤、ICA和IJV在130 keV VMI+最高(均P<0.05)。在130 keV VMI+时,整体图像质量是最好的(均P<0.05)。结论双源CT的高keV VMI+技术能有效减少金属伪影并提高图像质量,130 keV VMI+图像能兼顾最佳伪影去除效果及良好的组织对比。

双能量CT非线性融合和噪声优化的虚拟单能量图像技术在喉鳞状细胞癌中的应用

目的:探讨双能量CT线性融合图像(linear blending imaging,LBI)、非线性融合图像(nonlinear blending image,NBI)和噪声优化的虚拟单能量图像(noise-optimized virtual monoenergetic image,VMI+)技术在喉鳞状细胞癌中的应用价值。方法:回顾性分析2019年6月至2022年3月61例经病理证实为喉鳞状细胞癌患者的双能量CT资料。双能量图像采用LBI[融合系数为1(80 kV)和0.6(M0.6)]、NBI和VMI+(40 keV、55 keV)技术重建。比较5组图像的客观图像质量[对比噪声比(contrast-tonoise ratio,CNR)、肿瘤CT值、噪声]和主观图像质量(肿瘤边界评分和整体图像质量评分)。结果:40 keV的CNR、肿瘤CT值和肿瘤边界评分均明显高于80 kV、M0.6、NBI和55 keV,差异均有统计学意义(均P<0.05)。NBI的整体图像质量评分明显高于80 kV、M0.6、40 keV和55 keV,差异均有统计学意义(均P<0.05)。NBI的噪声明显低于80 kV、40 keV和55 keV,差异均有统计学意义(均P<0.05)。结论:在喉鳞状细胞癌的双能量CT中,采用VMI+技术(40 keV)能提供更好的CNR、肿瘤CT值和肿瘤边界,采用NBI技术能提供更低的噪声和更好的整体图像质量。

噪声优化的虚拟单能量成像技术在双能量CTPA图像中的应用研究

目的探讨噪声优化的虚拟单能量成像技术(Noise-optimized Virtual Monoenergetic Image,VMI+)优化CT肺动脉成像(CT Pulmonary Angiography,CTPA)图像质量、提高栓子检出效能和降低辐射剂量的可行性。方法选取2020年7至2021年3月在我院行CTPA检查的61例患者作为研究对象,随机分为两组,A组为双能量扫描(80/Sn140 kV,30例),B组为单能量扫描(120 kV,31例)。A组使用线性融合技术(Linear Blending,LB)获得M=0.6的LB图像(A1组),使用VMI+技术获得VMI40+图像(A2组)和VMI60+图像(A3组)。比较4组图像的信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)、对比噪声比(Contrast to Noise Ratio,CNR)和主观图像质量;比较A1组、A2组和A3组图像的栓子检出量和显示清晰度;比较A组和B组的辐射剂量。结果A2组和A3组的CNR值均显著高于A1组和B组(P<0.05)。A3组SNR显著优于A2组(P<0.05),A3组、A1组和B组3组SNR无统计学意义差异(P>0.05);4组图像质量主观评分差异有统计学意义(P<0.05),且A3组评分最高;A2组和A3组段以下栓子显示清晰度和检出量无统计学意义差异(P>0.05),但均高于A1组(P<0.05)。A组有效辐射剂量显著低于B组(P<0.05)。结论VMI+技术能提高CTPA图像质量、栓子检出效能和降低辐射剂量,可为临床诊断肺栓塞提供更可靠的影像资料。

常规CT成像、虚拟单能量成像、MARs技术去除金属植入物伪影的对比研究——人工全髋关节置换术后

本研究对比分析了能谱CT消除金属伪影的虚拟单能图像(Virtual monoenergetic imaging,VMI)成像技术、伪影减除重建算法(Metal artifacts reduction software,Mars)技术和常规CT成像,在全髋关节置换术后(THR)去除金属伪影方面的研究。纳入34例全髋置换术后行能谱CT检查的患者。通过能谱模式一次扫描得到CI(常规CT图像)、40~140keV不同能量级水平的VMI图像及MARs技术重建图像,对比分析三组图像质量及伪影指数。客观定量评价指标有伪影宽度,衰减系数(HU),噪声(SD),对比噪声比(CNR),测量的感兴趣区在射线束硬化伪影区、邻近骨组织、肌肉及膀胱。两位放射科医生对金属伪影的消除情况和图像质量进行主观视觉评分。结果:与常规CT成像(CI)相比较,140keV的VMI成像和MARs技术成像展现了很强的伪影去除效果,在常规CT图像上测出来的平均伪影宽度是30.2mm,140keV的VMI图像测出来是20.1mm,CI和VMI相比较P值<0.05;MARs成像技术测出来的伪影宽度是16.4mm,CI和MARs成像相比较P<0.001;同时在强伪影方面,MARs的去除效果更优。在中度伪影情况下,VMI虚拟单能量成像去伪影更有效。MARs技术在膀胱和肌肉上有最佳的噪声降低效果和最佳的对比噪声比(P<0.05),但是VMI技术在骨结构的显示方面更好。主观视觉评分也证实VMI和MARs技术能减少图像伪影和提升图像质量(P<0.001)。140keV的VMI成像和MARs技术显著降低了全髋关节置换术后的金属伪影,VMI技术和MARs技术在骨结构和周围软组织的评估上有各自的优势。

双能量CT虚拟单能量成像能级设置对炎症性肠病图像质量的影响

目的:评估炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)患者腹部双能量CT(dual-energy CT,DECT)扫描不同能级噪声优化的虚拟单能量图像(noise-optimized virtual monoenergetic imaging,VMI+)的主观和客观图像质量,得出最佳重建参数,提高IBD诊断准确率。方法:选取2016年4月到2017年6月确诊为IBD的32名患者腹部DECT扫描图像进行线性融合(M_0.6)、VMI+、传统虚拟单能量图像(virtual monoenergetic imaging,VMI)重建,虚拟能级为40~100 ke V,间隔为10 ke V。以病变肠段部位的图像信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)和对比噪声比(contrast-to-noise ratio,CNR)作为客观图像质量评价标准,主观图像质量评价由3名放射科医生对总体图像质量、锐利度、病变轮廓、噪声4个方面进行双盲评估。结果:客观图像质量评价最佳重建参数为40 ke V VMI+(SNR 8.28±2.34;CNR 5.10±2.10),优于线性融合图像(SNR 5.82±1.44;CNR 1.53±0.86)和传统VMI(P<0.01)。主观图像质量评价中,50 ke V VMI+总体图像质量(均值4.80)高于其他图像(P<0.01),40和50 ke V VMI+锐利度最高(均值分别为4.14和4.25,P=0.415),40 ke V VMI+显示病变轮廓能力评分高于其他图像(均值4.52,P<0.01)。100 ke V VMI+和100 ke V VMI噪声最低(均值分别为4.58和4.40,P≥0.11)。结论:相比于线性融合和传统VMI重建,低能级VMI+可显著提高IBD病变部位的腹部DECT扫描图像的主观和客观图像质量。

虚拟现实技术的三维图像重建系统

为了提高三维图像质量,设计基于虚拟现实技术的三维图像重建系统。首先,提取三维图像点云信息,通过虚拟现实和帧同步技术融合点云数据,利用中值滤波技术去除图像噪声;然后,采用虚拟现实技术对降噪后图像开展点云优化,自动检测图像点云的特点,过滤掉噪声点,有效覆盖图像表面微小矩形面片集,提升图像三维重建完整度,通过匹配前景得到点云位置;最后,重建过程中调整点云数据为高斯正太分布项目,有效缩短图像前景和背景间重建差异,实现三维图像重建。实验结果表明,该系统的帧跟踪能力强,重建三维图像清晰、分辨率高。

基于凸优化的水下载体定位研究

基于单信标测距的定位方法,是水声定位技术一个新的研究方向,具有重要应用价值。针对单信标测距定位问题最小二乘结构,对高度非凸的测距定位方程首次提出了基于凸优化的解算方法。对带有误差的测距量测方程添加不等式约束条件,将其改写为有约束的解算方程;对目标函数和约束条件进行放射近似,将其进行凸化处理;引入松弛变量和罚函数,降低对迭代初值的敏感度。仿真结果表明:对于不同量级的初值误差,定位结果的差别在厘米量级,所提算法不需要可靠的初值即能迭代收敛得到高精度的定位结果;信标与圆形航迹的圆心距离越近,定位精度越高。通过湖上试验,进一步验证了所提算法的有效性。

光谱CT联合金属去伪影技术改善胸腹部^(125)I粒子植入患者CT图像质量的价值

目的探讨新型双层探测器光谱CT虚拟单能量图像(VMI)联合金属去伪影算法(O-MAR)在^(125)I粒子植入术后所致不同类型伪影的去除效能及术后疗效评估中的图像质量改善价值。方法该研究为横断面研究。回顾性收集2022年3月至9月于郑州大学第一附属医院^(125)I粒子植入术后行双层探测器光谱CT胸腹部联合增强扫描的患者35例。采集光谱数据分别重建为混合能量图像(CI)、VMI(50~150 keV)图像、CI+O-MAR图像、VMI(50~150 keV)+O-MAR图像, 评估各组去伪影效果及图像质量改善情况。每位患者选取伪影最强的2个层面分析, 共选取70层。客观指标包括伪影指数(AI)、受伪影影响软组织区域信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR)。主观指标包括:过度矫正伪影和新伪影产生的评估、各组图像产生不同形态伪影的数目评估、受伪影影响组织的诊断及图像质量评估。多组数据间比较采用单因素方差分析。联合O-MAR组与非O-MAR组之间采用配对样本t检验比较2组间定量指标。观察者之间的一致性评估采用Kappa检验。结果在高/低密度伪影(ROI_(H/L))中, 随VMI keV升高各组的AI值均呈下降趋势;在受伪影影响组织(ROI_(T))中, CI/VMI(70~150 keV)+O-MAR各组的SNR均优于CI/VMI组(P<0.05), CI/VMI(50~150 keV)+O-MAR各组的CNR均优于CI/VMI组(P<0.05)。伪影过度矫正及新伪影均集中分布于VMI 50 keV、VMI 70 keV组, 相较于VMI(50~70 keV)组, VMI(50~70 keV)+O-MAR组中过度矫正及新伪影数目显著降低(P<0.05);在伪影形态的比较中, 随VMI keV升高, 高密度伪影中a型条带伪影数目逐渐减少, 在VMI 150 keV+O-MAR组高密度伪影中最低为3;e型极少或无伪影数目增多, 在VMI 150 keV+O-MAR组高密度伪影中最高为23, 且各形态高密度伪影总数随VMI keV升高呈减少趋势。随VMI keV升高VMI+O-MAR各组高密度伪影诊断及图像质量评分均高于低密度伪影(P<0.05)。结论 VMI联合O-MAR可显著提高^(125)I粒子植入术后CT随访的客观及主观图像质量, 病灶显示能力及诊断信心。此外, VMI+O-MAR对高密度伪影的矫正效果更为显著。

用虚拟仪器技术提高桥梁健康监测信号波形质量的新方法

结合虚拟仪器技术探讨了如何运用数据横向对比法消除噪声影响后的波形，以及运用叠加平均法优化处理后的波形。该方法快速有效，有助于改进实时曲线，提高大跨度桥梁健康监测中实际状态信号波形的逼真性。