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。

运行时间周期化工业机器人模型迭代寻优NURBS轨迹插补

为满足工业机器人高精度复杂曲线运动的需求,本文提出运行时间周期化工业机器人模型迭代寻优NURBS轨迹插补算法.首先,根据轨迹最大轮廓误差和机器人动力学特性对曲线分段.随后,提出优化回溯算法,使各子曲线段均可用S曲线加减速规划.之后,为保证机器人在进给速度极小值处不超速,将各加减速阶段运行时间调整为插补周期的整数倍,并对子曲线段衔接处速度平滑处理.最后,提出模型迭代寻优曲线插补,大大降低了速度波动率.仿真试验表明,该方法插补轨迹的各项指标均满足要求且最大速度波动率仅为0.000099%.真机试验也验证了该方法可有效减小轨迹误差.

基于模型的完全迭代算法(IMR)对肾脏小结石诊断价值的实验研究

目的通过实验对比研究,探讨基于模型的完全迭代算法(IMR)技术对肾脏小结石的诊断价值。方法制作肾结石体模:单个重量(300±30)g的猪肾4个,将每个肾脏自肾脏一极沿冠状面切开至肾盂水平,将大小分别为2 mm、1 mm、0.5 mm的尿酸结石各24枚(每个肾脏6枚)分别植入肾皮质、肾髓质及肾盂,将植入结石的肾脏放置于注满生理盐水圆柱形有机容器,对体模进行CT扫描,用滤波反投影法(FBP)、高级迭代重组算法(iDose^4)、IMR技术分别重组出层厚为0.8 mm、层间距为0.3 mm的图像,对不同尺寸结石诊断的敏感性、特异性、准确性、数量、诊断结石的信心及图像质量进行评估。结果主观评价指标:(1)IMR图像的质量评分相对于FBP及iDose^4图像,有统计学意义。(2)IMR图像的噪声低于FBP及iDose^4图像,且iDose^4图像的噪声低于FBP。(3)对于2 mm、1 mm的结石三种重组方法对结石的检出率(均为100%)及正确诊断的信心(均为3分)没有统计学意义。对于0.5 mm的结石IMR技术对结石的检出率及正确诊断的信心与FBP和iDose^4比较,P<0.05,有统计学意义。客观评价指标:FBP、iDose^4、IMR技术所得图像的噪声和信噪比分别为[(5.8±0.5)HU,9.1±0.6]、[(4.1±0.3)HU,13.5±0.5]、[(1.9±0.3)HU,28.2±0.5],三组图像的噪声和信噪比两两比较,差异均有统计学意义。结论相对于FBP与iDose^4图像,IMR技术能在提高图像质量的同时提高微小结石诊断的准确性。

全模型迭代重建算法评价^(125)I粒子植入术后CT图像

目的探讨全模型迭代重建(IMR)算法评价^(125)I粒子植入术后图像的应用价值。方法收集接受^(125)I粒子植入术及术后CT随访的16例腹部肿瘤患者,对扫描原始数据分别以滤波反投影法(FBP)、IMR和高级重建迭代(iDose^4)算法进行重建,比较3种重建方法图像的噪声、伪影指数(AI)、CNR和主观评分。结果 FBP重建图像的噪声、CNR及AI分别为(58.65±4.03)HU、1.09±0.43和51.60±9.23,iDose^4图像分别为(48.38±5.34)HU、1.29±0.48和43.77±4.91,IMR图像分别为(41.46±3.44)HU、1.58±0.56和38.51±4.64,3种重建方法图像的噪声、CNR及AI两两比较差异均有统计学意义(P均<0.05)。IMR图像的主观图像质量评分显著高于FBP和iDose^4算法图像(调整后P<0.001,P=0.011)。结论 IMR算法获得的图像质量较高,可有效减少^(125)I粒子伪影,为^(125)I粒子植入术后随访与疗效评估提供了更佳方法。

车辆-轨道空间非线性耦合系统交叉迭代算法及应用

基于有限元法建立了车辆-轨道空间非线性耦合系统动力学模型,提出了将迹线法融入交叉迭代法求解车辆-轨道空间非线性耦合系统动力学的方法。车辆-轨道空间非线性耦合模型包含车辆子系统和轨道子系统,其中车辆子系统为31自由度的整车模型,轨道子系统采用空间梁单元、黏弹性弹簧阻尼元件和三维块体单元模拟,两子系统通过轮轨相互作用实现耦合。轮轨接触几何关系采用“迹线法”与“最小距离法”计算,运用Newmark数值积分交叉求解车辆子系统动力学方程和轨道子系统动力学方程。为验证算法的可行性,进行了算例对比计算。作为应用实例,分析了CRH2高速动车通过CRTSⅡ无砟轨道时引起车辆和轨道结构的动力响应,并选择列车速度和轨道不平顺对车辆-轨道耦合系统动力响应的影响进行了参数分析。计算结果表明,将迹线法融入交叉迭代法求解车辆-轨道空间非线性耦合系统动力问题的算法具有计算精度高、收敛速度快和程序编制容易的特点。

一种不完全投影图像重建的快速迭代算法

为了保证不完全投影数据的重建图像质量,同时提高重建速度,提出了一种基于共轭梯度法的快速迭代算法.通过实时获取投影矩阵分量,以固定步长替代共轭梯度法中一维搜索最优迭代步长,在确保质量的同时缩短重建时间.利用模拟投影数据和实际导弹断层扫描数据进行图像重建,结果表明,与卷积反投影和代数重建法相比,此算法特别适用于扇形扫描的不完全投影数据的图像重建,在保证重建图像拟合度的同时,大大提高了重建速度.

基于等分法和迭代算法的磨料射流速度模型

针对前混合磨料射流磨料速度模型中存在的磨料受力考虑不全,无法体现磨料加速度、阻力系数以及雷诺数等关键参数的变化等问题,以固液两相流理论为基础,建立了磨料在高压管路、喷嘴内的速度模型,并基于等分法和迭代算法的数值求解方法,求解了磨料速度模型。计算结果与参考文献的平均百分比误差在5%之内,验证了该算法的正确性。同时,利用该速度模型得到了磨料在高压管路和喷嘴内的速度、加速度、阻力系数以及雷诺数的变化规律:高压管路内,磨料速度随磨料运动距离的增加逐渐增大,最后无限接近于水的速度;磨料加速度和雷诺数随磨料运动距离的增加逐渐减小,最后会趋于零;而阻力系数则随磨料运动距离的增加逐渐增大。喷嘴收敛段内,磨料速度随磨料运动距离的增加逐渐增大;磨料加速度、阻力系数以及雷诺数随磨料运动距离的增加有一个先减小后增加的过程。喷嘴直线段内,磨料速度随磨料运动距离的增加逐渐增大;磨料的加速度、雷诺数和阻力系数随着磨料运动距离的增加逐渐减小。

超椭球模型下结构非概率可靠性指标的迭代算法

迭代算法对于非概率可靠性指标的求解及其优化问题具有重要意义。本文基于不确定参数的超椭球描述,研究求解非概率可靠性指标的迭代算法。针对极限状态方程非线性情况较高时可能存在不收敛的问题,提出一个检测严重迂回振荡的判据,并在HL-RF迭代公式的基础上引入修正解,在一定程度上克服迭代不收敛的问题。数值算例验证了迭代算法的正确性和有效性。

结构方程模型迭代算法研究

对结构方程模型——偏最小二乘法分析的模型结构、迭代原理进行了具体研究.首先,详细介绍了结构方程模型的结构关系组成,并针对2个结构2个潜变量的结构方程模型进行了推导,研究了相应迭代算法并开发了实现程序.最后,通过算例验证了迭代算法的有效性.

非线性半参数模型最小二乘核估计的迭代算法

基于非线性半参数模型最小二乘核估计,给出了核估计参数分量和非参数分量估计的构造式,导出了利用高斯-牛顿迭代法的计算公式.实测数据的模拟表示该算法具有较好的拟合精度.

复指数信号模型非线性最小二乘解的几何结构及迭代算法

本文给出了复指数信号模型非线性最小二乘解的几何结构 .从分析迭代算法的收敛性态入手得到解的几何结构 ,将有助于构造十分有效的迭代算法 .另外 ,本文在低信噪比 (10dB)及较小频率差 (0 0 2Hz)的情况下 。

全模型迭代重建算法(FIRST)在低剂量冠状动脉CTA中的应用研究

目的探讨全模型迭代重建算法(Forward Projected Model-Based Iterative Reconstruction Solution,FIRST)在80 kV低剂量冠状动脉CT血管造影(CT Angiography,CTA)中的应用价值。方法本研究纳入了45例使用Aquilion ONE GENESIS 640层CT行80 kV低剂量冠状动脉CTA扫描的患者,平均体质指数为(24.7±2.7)kg/m^(2),心率小于75次/min。扫描原始数据分别采用FIRST_Cardiac、混合迭代算法和滤波反投影算法进行重建。测量主动脉根部,左主干,前降支近、中、远段,回旋支近、远段及右冠状动脉近、中、远段的管腔及邻近脂肪成分CT值及图像噪声标准差(Standard Deviation,SD),并计算信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)和对比噪声比(Contrast to Noise Ratio,CNR)。右冠状动脉、前降支和回旋支的CT值和SD值为近、中、远段的平均值。双盲法下对冠脉18个节段采用4分法进行图像质量评估。对每一个患者进行剂量长度乘积和CT容积剂量指数的记录并进行有效辐射剂量的测算。结果三组重建图像在右冠状动脉、前降支、回旋支、主动脉根部和左主干的CT值无明显差异(P=0.071、0.081、0.061、0.263、0.409);FIRST_Cardiac组图像的SD值均明显低于其余两组(P<0.001);FIRST_Cardiac组图像的SNR和CNR以及主观图像质量评分均明显高于其余两组(P<0.001)。结论FIRST能够显著降低80 kV低剂量冠状动脉CTA的图像噪声,提高图像质量,满足临床诊断需求。

一种切力模型下大圆筒结构位移的迭代算法

提出一种作用于沉入式大直径圆筒内、外壁上的土体竖向切力模型．该模型假设土体的竖向剪切变形刚度系数与土中深度和筒体位移成比例，得到的求解筒体位移的平衡方程为一非线性方程组，为此建立了求解这一方程组的迭代算法，并用模型试验结果对其进行了检验．计算结果与试验结果吻合较好．

病态线性系统的控制模型设计及其迭代算法

建立一种解决病态线性系统的控制模型,得到求解病态线性系统近似解的一种新算法.该算法为病态线性系统利用计算机迭代求解提供了直接的算法依据,同时也适合于常态线性系统近似解的计算.最后将新算法与传统的Gauss-Seidel算法进行比较.

“双低”(低对比剂、低管电压)技术结合多模型迭代重建算法在肾脏双期CT增强扫描中的可行性

目的:探讨“双低”(低对比剂、低管电压)技术结合多模型的迭代重建(ASiR-V)算法在肾脏双期CT增强扫描中的应用价值。方法:前瞻性选取临床因病情需要做肾脏CT增强检查的患者60例为研究对象,随机分成常规剂量组及低剂量组各30例。患者均行肾脏双期CT增强扫描。常规剂量组:管电压120 kVp,对比剂320 mgI/ml碘佛醇,使用传统滤波反投影法(FBP)技术进行图像重建;低剂量组:管电压100 kVp,对比剂270 mgI/ml碘克沙醇,使用多模型迭代重建算法(ASiR-V),分别记录两组患者的CT扫描有效辐射剂量(ED)及碘摄入量,比较两组患者行肾脏CT平扫及动脉期的肾皮质及髓质的CT值、图像噪声(SD),对比噪声比(CNR)及信噪比(SNR)。由两位高年资影像诊断医师进行主观图像评分;并对两组图像质量的客观评价和主观评价进行相关统计学分析。结果:低剂量组的ED及碘摄入量明显低于常规剂量组,差异具有统计学意义(P<0.05)。两组图像质量的客观评价(CT值、SNR、CNR及SD)及主观评分差异均无统计学意义(均P>0.05),两位医师对图像质量主观评分的一致性较好(Kappa=0.765)。结论:“双低”技术结合ASiR-V算法在肾脏双期CT增强扫描中可获得满足临床诊断要求的图像质量,并且可以明显降低患者的有效辐射剂量及碘摄入量,值得临床推广使用。

基于离散事件拓扑图模型的单线列车运行调整迭代修复算法

列车运行调整的优化是一个非常复杂的问题,需考虑的因素很多,很难给出一个完美的优化模型。根据单线列车运行调整的特点,建立了单线列车运行图的离散事件拓扑图模型,并在此基础上提出了单线列车运行调整的迭代修复算法。在综合考虑列车运行调整各种常用的性能指标的基础上,提出了"调整运行图综合满意度"作为运行调整的目标,给出了基于离散事件模型的迭代修复算法的原理与步骤,并实例进行仿真。仿真结果表明,该算法模型在实际运行过程中的具有较好的优化性和有效性。

双低技术基于多模型迭代重建算法在改善肝脏CT增强检查中图像质量与辐射剂量的价值

目的:探讨双低技术基于多模型迭代重建算法在改善肝脏CT增强检查中图像质量及辐射剂量的价值。方法:回顾性收集60例肝脏增强患者作为研究对象,根据随机数字表法分为A组和B组,每组30例。A组管电压80kVp,碘浓度为300mgI/mL碘海醇对比剂,采用多模型迭代重建算法(ASiR-V)重建;B组管电压120kVp,碘浓度350mgI/mL碘佛醇对比剂,采用滤波反投影算法(FBP)重建。比较两组图像质量客观评价指标[肝脏CT值、噪声(SD)、信噪比(SNR)及对比噪声比(CNR)]和主观评价指标(图像噪声、图像失真度及图像诊断评分),并计算两组患者有效辐射剂量及碘摄入量。结果:与B组比较,A组患者有效辐射剂量降低了39.93%,碘摄入量减少了44.90%,SD降低了42.93%,SNR及CNR分别提高了40.70%、49.42%,差异均有统计学意义(P<0.05)。两组图像客观评价指标噪声评分、失真度评分及诊断评分比较差异均无统计学意义(P>0.05),且2名观察者之间评价一致性较好(Kappa=0.843)。结论:在肝脏CT增强检查中,与常规管电压FBP算法相比,低管电压低浓度对比剂结合ASiR-V算法可显著降低患者有效辐射剂量及碘摄入量,且能够得到满意的图像质量,临床价值较高,值得推广应用。

关于完全广义混合强非线性变分包含的迭代算法

引入并研究了Hilbert空间中一类新的完全广义混合强非线性变分包含 ,利用极大单调映射的预解算子技巧建立了新的三步迭代算法 。

基于迭代算法ASiR-V的CTU能谱与非能谱成像的对比研究:体模及临床研究

目的:通过体模预试验和临床研究,对比分析CT尿路成像(CTU)能谱与非能谱扫描图像质量及辐射剂量的差异,探究能谱扫描在保证图像质量前提下利用前置多模型迭代重建算法(ASi R-V)控制剂量的有效性。方法:(1)QSP Phantom体模预试验:采用80/140 kV(0.5 ms)切换能谱扫描、GSI辅助,NI=5,自动匹配相应的GSI模式,重建70 ke V,记作A-1组;非能谱扫描采用120 k V、自动毫安技术(NI=5),记作A-2组;固定毫安=365 m A,能谱扫描者记作B-1组,非能谱扫描(120 k V)者记作B-2组,均采用FBP重建。(2)临床研究:前瞻性收集CTU平扫+增强检查者45例。对照组:平扫采用120 kV、自动管电流调制扫描(NI=11),采用前置40%ASiR-V重建。实验组:增强三期均采用GSI模式,重建70 keV,打开GSI辅助(NI=11),自动选择最佳能谱参数扫描,动、静脉期及延迟期重建前置ASi R-V权重分别为30%、40%、50%(后置ASi R-V权重与之匹配)。对体模QSP Phantom及临床研究的能谱与非能谱扫描各组图像质量进行客观、主观评价,并记录每次扫描的检查辐射剂量,采用配对t检验和Wilcoxon秩和检验进行统计学分析。结果:(1)体模研究:自动毫安(NI=5),10、2.5 mg/mL及水试管在A-1组图像的SD值与A-2组无显著差异(P>0.05),20、5 mg/mL试管在A-1组图像的SD值稍高于A-2组(P<0.05),A-1组的CTDIvol较A-2组升高2.3%;固定毫安=365 mA,各目标试管在能谱B-1组图像中的SD值稍高于非能谱B-2组(P>0.05),B-1组的CTDIvol较B-2组降低36.3%。(2)临床研究:1)NI=11、ASi R-V权重相同(40%),能谱与非能谱图像的SD值无显著差异(P>0.05),图像主观评分均>4分,组间差异无统计学意义(P>0.05),能谱扫描的CTDIvol较非能谱升高6.06%(P>0.05);2)NI=11,30%、50%ASiR-V的能谱扫描与非能谱相比,各组间SD无显著差异(P>0.05),3组图像均满足影像诊断要求(>4分),相比40%非能谱扫描,30%能谱CTDIvol升高29.4%,50%能谱CTDIvol降低17.3%(P<0.05);(3)不同权重ASiR-V能谱图像的SD值组间无显著差异(P>0.05),辐射剂量随ASiR-V迭代强度增加而降低,相比于30%能谱扫描,40%、50%能谱CTDIvol依次降低22.0%、51.7%。结论:在自动毫安条件下,从体模预试验和临床研究,能谱成像图像质量及辐射剂量与非能谱成像相当;将能谱成像联合前置ASi R-V,在保证图像质量的同时可获得比非能谱更低辐射剂量的能谱图像,使其在临床中应用的效益最大化,具有良好的应用前景。

混合回归模型参数MM估计的迭代算法及其收敛性

本文在[1]与[2]的基础上,给出混合回归模型参数两步M估计的一个迭代算法,并证明了这种算法的收敛性,最后通过随机模拟结果和一个实例,比较了两步M估计与两步最小二乘估计的优劣。