重排的半覆盖螺旋锥束CT的反投影滤波重建

由于传统的螺旋锥束CT系统采用的扫描方法使视场范围受到限制,本文深入分析了螺旋锥束CT的半覆盖扫描方式,提出了螺旋锥束半覆盖扫描的重建算法。该扫描方式只要求射线束覆盖物体横截面的一半以上,探测器的宽度和投影数据量大约是传统螺旋锥束CT的一半,从而节约了探测器的成本。结合扇形束投影的特点和二维反投影滤波(BPF)来实现这种横向截断投影的重建,研究了重排的加权BPF重建方法。该方法首先根据重建的层将半覆盖的螺旋锥束CT投影数据重排为半覆盖的扇形束CT投影,然后用加权的扇形束BPF算法进行重建。同传统视场区域横截面全覆盖的FDK算法相比,该方法即使在大螺距的情况下其重建结果也更接近于真实值,而且均方误差减少了一半,重建时间节约了3/5。

螺旋锥束CT重建Katsevich算法在含噪投影中的应用

针对含有噪声的投影数据,在利用螺旋锥束Katsevich算法进行重建的过程中,首先采用了一种改进的中值滤波方法对投影体数据进行预处理,然后对处理后的投影数据拟合求导来取代Katsevich算法中的直接求导,减小了噪声带来的负面影响。计算机仿真实验结果证实了这种方法的有效性。

不含旋转角度微分的螺旋锥束CT重建

近年来,Katsevich提出一种基于滤波反投影的螺旋锥束CT重建算法,并给出相应的重建公式改进形式,可以有效地解决长物体成像问题。基于Katsevich算法框架,提出了新的螺旋锥束CT精确重建算法。该算法利用数学上严格的推导,将Katseivch重建公式中关于旋转角度的微分运算完全回避,使得成像质量得到较大改善,减少了重建伪影。同时,新算法仍然基于平移不变滤波且数据冗余加权在滤波过程之后进行,保持了数值计算的灵活性。为验证本文算法的有效性,对计算机模拟数据进行仿真实验,实验结果表明,新重建算法的重建图像质量较Katsevich重建算法有较大提高。

偏心螺旋锥束CT的Katsevich修正重建算法

在实际的锥束工业CT中,射线源焦点与探测器中心的水平高度不一致及转心偏移等原因会使获得的实际投影数据发生偏移。如果直接利用实际扫描所得投影数据进行图像重建,得到的图像不清晰。针对以上问题,该文修正Katsevich精确重建算法,以适应偏心的CT成像系统。将投影数据的偏移转换为探测器中心的偏移。在重建过程中,根据探测器的中心偏移量,对滤波线方程、滤波前后的重排和校正以及反投影过程进行修正处理。计算机仿真实验结果证实,该方法可以有效减小投影数据的偏移对重建图像的影响。

螺旋锥束精确重建算法优化

精确重建算法是当今研究的热点,其反投影计算量很大。因此以Katsevich算法为例,将PI线二分法求端点转变为一元函数的迭代求根进行优化;利用锥束扫描模式存在的对称性和正、余弦的特性,减少计算投影位置的次数。实验表明,优化效果较好。

一种含噪投影的螺旋锥束CT Katsevich重建算法

在实际工程应用中,投影体数据含有大量噪声.Katsevich算法作为一种精确的重建算法,它可以得到质量较高的重建图像,但它需要对投影数据旋转角和二维探测器坐标做求导运算,求导会放大噪声,甚至使重建图像失真.结合Katsevich算法中对投影数据的旋转角避开求导和探测器坐标求导采用五点差分方法代替直接求导,可以降低对旋转角度的采样率,减少对病人的射线辐射和射线成本,减小求导误差和噪声带来的负面影响,从而提高图像质量.

一种改进的螺旋锥束FDK算法

针对螺旋锥束CT的图像重建算法,提出一种改进FDK算法,和标准的FDK算法相比,它把冗余权放在滤波后处理,减少了计算工作量。

非PI线的半覆盖螺旋锥束CT的Katsevich重建

半覆盖螺旋锥束CT可以扩大传统螺旋锥束CT的视场区域,但是每个投影角下的投影数据都是横向截断的。Katsevich算法作为一种精确的重建算法,它可以得到质量较高的重建图像,但是它要求PI线上的数据是非截断的,无法直接应用于半覆盖的螺旋锥束CT。根据半覆盖螺旋锥束CT的特点和Katsevich算法本身的分析,提出了一种非PI线的Katsevich算法。它将求导后的投影数据直接沿探测器的行方向进行滤波,而不是将投影在Tam窗内重排后滤波。反投影时,也不需要根据重建点求相应的PI区间,而是直接根据重建点的z坐标求出的2π区间。实验结果表明,提出的成像方法避开了PI线对重建的影响,得到了待检测区域的完整图像。

螺旋锥束CT重建的近似逆算法

三维螺旋锥束CT以扫描速度快、成像分辨率高等诸多优点成为现代CT技术的一个重要发展方向。Katsevich精确FBP算法的提出,使得三维锥束CT研究获得了突破性进展。由于该算法的复杂性,应用中受到了限制。研究了Katsevich算法在检测板上沿滤波线展开的形式,其滤波运算由Hilbert核函数构成,利用近似逆的思想提出了融合的CT重建算法。该算法将Katsevich公式改写成近似逆的形式,得到了重建核的具体形式。

一种基于Radon逆变换的半覆盖螺旋锥束CT重建算法

半覆盖螺旋锥束计算机断层成像能够扩展传统螺旋锥束计算机断层成像的成像视野,实现小面板探测器成像超视野物体.但是,各角度下的投影都存在数据截断,会使重建结果中产生截断伪影,降低图像质量.本文提出了一种基于Radon逆变换的半覆盖螺旋锥束重建算法,该算法在滤波时先使用局部算子,再使用全局算子.局部算子不受数据截断的影响,并且降低了运算后的值由于数据截断所造成的不连续性,因此,减少了随后全局运算产生的截断误差.仿真和实际实验结果均验证了本文算法的有效性.和现有算法的对比也表明,本文算法针对半覆盖螺旋锥束投影具有更强的截断伪影抑制能力,能够有效提高重建图像的质量.

锥束/多层螺旋CT重建算法在工业CT中的应用及对运算速度的研究

目前临床应用的锥束/多层螺旋CT主要采用螺旋Feldkamp算法进行图像重建,体数据的重建需要消耗大量的时间,锥束/多层螺旋CT的图像重建一直是图像重建中的关键问题和衡量CT系统的重要指标之一。本文分析了几种快速重建算法的特点,并从算法结构、实现技巧及代码优化等方面论述了图像重建的方法,计算模拟和实验结果显示了这些方法可有效提高图像重建的速度。

锥形束CT应用于寰枢椎成像的低剂量研究

目的 :探讨锥形束计算机X线体层摄影(Cone beam computed tomography,CBCT)应用于寰枢椎成像的低剂量检查实现方法。方法:使用CBCT对头颈部体模进行扫描,选择3D牙齿成像的齿列扫描程序,扫描容积大小设置为Φ70 mm×50 mm,以5种体型模式、3种分辨率模式、2种剂量模式共30种曝光条件对体模进行扫描。以单因素方差分析比较3组不同分辨率影像的检查剂量和主、客观图像质量。结果:(1)检查剂量:常规剂量模式的剂量面积乘积(Dose-area product,DAP)值高于超低剂量模式;不同体型之间的DAP值无统计学差异;不同分辨率之间的DAP值有统计学差异(P<0.05),两两比较150μm分辨率组的DAP值与200μm分辨率组无差别,均高于400μm分辨率组;(2)成像质量客观评价:常规剂量模式的对比度分辨率(CNR)值高于超低剂量模式,超低剂量模式的噪声高于常规剂量模式;不同体型、不同分辨率之间的噪声和CNR值均无统计学差异;(3)成像质量主观评价:不同体型之间的主观图像质量评分均有统计学差异;不同剂量模式、不同分辨率之间的总体图像质量、对比度、清晰度以及噪声评分均有统计学差异(P<0.05),不同剂量模式、不同分辨率之间的伪影评分均无统计学差异。结论:使用齿列程序进行寰枢椎成像,最佳扫描序列为低剂量模式200μm分辨率下的S体型,以可接受的噪声水平实现了影像质量与检查剂量的平衡。

锥束螺旋CT的串扰屏蔽

在锥束CT(ComputedTomography)中,由于X射线特别是高能X射线散射引起的探测器通道间的串扰,会降低探测器的信噪比和物体的空间分辨率,同时也会在图像的边缘产生伪影。采用了一种有利于机械实现的交错螺旋和平行螺旋的扫描方法,通过在探测器面板上加隔离网来减少射线串扰,并采集4次投影数据,以弥补加隔离网后投影数据的缺损。同时对改进的扫描方法和投影采集方法作了计算机仿真,从仿真实验的结果来看,采用探测器4次采样和交错螺旋或平行螺旋的扫描轨迹,能有效减少因射线串扰引起的伪影,并减少了由螺旋运动引起的伪影。

上颌窦前外侧壁骨内血管孔道位置锥形束CT影像判断分析及其临床应对措施

目的:回顾临床病例资料,分析上颌窦前外侧壁骨内血管孔道的锥形束CT(cone beam computer tomography,CBCT)定位方法及其在上颌窦侧壁开窗提升手术中的临床应对措施。方法:回顾分析71例(81侧)上颌窦侧壁开窗植骨术(上颌窦外提升)病例的临床及影像学检查资料,通过CBCT影像资料测量分析上颌第一磨牙缺失位点相对上颌窦前外侧壁骨内血管孔道的位置及其临床应对措施。结果:71例(81侧)上颌窦外提升病例中,术前CBCT曲面断层模拟功能可以判断上颌窦前外侧壁近远中区域骨内存在血管孔道77侧(95.1%)。应用CBCT冠状面断层功能局部可观察到上颌第一磨牙缺失位点相对上颌窦外侧骨壁血管孔道54侧(66.7%),其中3侧(3.7%)可见两条水平向大致平行走行的血管,另外27侧(33.3%)未见明显血管孔道。81侧的影像资料中有6侧两位医师的诊断不一致,CBCT诊断的一致性kappa值为0.842(P<0.001)。54侧检出第一磨牙缺失位点上颌窦外侧骨壁内存在血管孔道的病例中,最低位置血管孔道距离牙槽嵴顶水平的平均距离为(13.0±4.7)mm(最小3 mm、最大28 mm),距离上颌窦底水平的平均距离为(9.3±4.8)mm,其中1侧检出上颌窦底骨壁内血管孔道。根据手术记录,上颌窦侧壁开窗术中解剖骨壁内血管4侧,开窗有意识避开血管3侧,1侧因出血而中断手术,73侧手术记录中未见血管相关记录。结论:上颌窦前外侧骨壁血管孔道CBCT检出率较高,术前CBCT检查具有较高的可靠性,有助于完善手术设计、降低术中损伤上颌窦前外侧骨壁内血管的风险。

锥形束计算机断层扫描转化二维平片与头颅侧位片测量磨牙后间隙对比研究

目的对比研究锥形束计算机断层扫描(CBCT)转化的头颅侧位片(CCB)与传统头颅侧位片(Ceph)对磨牙后间隙相关标志点的定点准确性,并比较两种侧位片所测得磨牙后间隙是否有差异。方法对25例需要正畸的错畸形患者(男性10例,女性15例,平均年龄21.5岁)进行CBCT扫描,并拍摄Ceph。按统一标准将CBCT数据转化成左右两半头颅侧位片。选择测量磨牙后间隙的常用标志点,由同一名操作者分别对CCB与Ceph中磨牙后间隙相关标志进行3次定点并测量,对CCB与Ceph上的定点误差、3次测量的误差及磨牙后间隙长度与高度值采用方差分析、组内相关系数及配对t检验。结果3次CCB与Ceph测量磨牙后间隙结果符合正态分布,操作者3次测量值重复性好,在CCB上定点的精度明显优于Ceph。结论CCB定点的精度普遍要优于Ceph,尤其是磨牙根尖点在CCB上的定点更精确。对磨牙后间隙测量精确性也更高。

体CT锥束精确图像重建Katsevich算法的理论研究

本文主要介绍了关于新型的锥束CT重建算法——Katsevich算法。首先描述了如何引入Katsevich重建公式，同时介绍了Tam-Dannielson窗口和PI线的一系列与其他重建算法不同的重建方式，指出反投影过程与Feldkamp重建算法的反投影过程是一样的。我们可以利用这个重建算法有效地进行锥束螺旋CT重建，并得到效果理想的图像。我们也可以设计相应的并行算法，便于分析这些算法的复杂度，如：分析算法时间并且采用并行算法加快运行速度。这个方法也可以被用来改进成为其他重建公式（例如Zou和Pan的BPF型反转公式）。

锥形束CT结合冲击式气动手机在拔除上颌前部埋伏牙中的应用

目的探讨锥形束CT（CBCT）与冲击式气动手机相结合在拔除上颌前部埋伏牙中的优势。方法选择需要拔除上颌前部埋伏牙的患者30例,术前分别拍摄全景片与CBCT,术中采用冲击式气动手机微创拔除患牙,对全景片与CBCT两种定位方法进行比较,并记录手术时间,术中术后并发症发生率。结果与全景片比较,CBCT能准确定位上颌埋伏牙的位置方向,差异有统计学意义。微创拔牙手术时间为10-35 min,平均为16 min,较传统方法时间有所减少。患者手术中主观感觉较好,各种牙拔除术并发症发生率仅有6.7%。结论 CBCT可以更准确定位上颌前部埋伏牙。CBCT与冲击式气动手机相结合可以缩短手术时间并减少并发症的发生,值得临床进一步研究和推广。

锥形束CT引导下微创拔除前磨牙区多生牙

目的探讨锥形束CT(cone beam computer tomography,CBCT)引导下微创拔除前磨牙区多生牙的临床效果,为临床拔除前磨牙区多生牙提供经验参考。方法收集CBCT定位下使用种植机微创拔除前磨牙区多生牙的病例,分析多生牙的上、下颌分布情况、位置特点、手术时间及拔牙术后反应等情况。结果前磨牙区多生牙中下颌占70.13%,埋伏位置偏舌(腭)侧者占89.61%,手术平均时间上颌(26.96±7.60)min,下颌(27.70±7.35)min,术后疼痛视觉模拟评分为术后1 d[上颌(2.48±0.90)分,下颌(2.54±0.98)分],术后7 d[上颌(0.57±0.51)分,下颌(0.59±0.53)分]。结论前磨牙区多生牙以偏舌腭侧最为常见(89.61%);CBCT引导下使用种植机拔除前磨牙区多生牙时间较短,手术创伤较小。

唇腭裂患者手术辅助快速扩弓的锥形束CT研究

目的采用锥形束CT(CBCT)研究生长发育高峰期唇腭裂患者手术辅助快速上颌扩弓(SARME)前后牙颌系统的变化。方法选择11例处于生长发育高峰期的单侧完全性唇腭裂患者,进行双侧颊侧骨皮质切开术+快速扩弓治疗,手术前(T1)及扩弓后(T2)拍摄CBCT。利用EZ3D2009软件对上颌牙及牙槽骨的变化进行测量,采用配对t检验行统计学分析。结果扩弓后,牙弓宽度和牙槽骨宽度明显增加(P<0.05);牙槽骨高度无明显改变(P>0.05)。牙槽骨厚度在牙合1/3处颊侧减小,舌侧增加(P<0.05)。裂隙两侧支抗牙颊向倾斜移动。结论生长发育高峰期的唇腭裂患者进行SARME治疗可以达到较为满意的临床效果。

锥形束CT在发现上颌第一磨牙近中颊根第二根管中的作用

目的探讨锥形束CT(CBCT)对提高上颌第一磨牙近颊第二根管(MB2)发现率的作用。方法选取2017年1月至2018年12月在合肥市第三人民医院进行根管治疗的136例上颌第一磨牙,按病人是否同意在根管治疗术前行CBCT检查分成两组,试验组69例病牙术前拍摄CBCT,对照组67例病牙术前未拍摄CBCT,进行根管治疗,记录近颊根管数目,比较两组MB2发现率。结果试验组MB2发现率为55.1%,对照组MB2发现率为35.8%,两组相比差异有统计学意义(P<0.05)。结论CBCT可显著提高上颌第一磨牙MB2发现率,有助于根充适充,提高根管治疗的成功率。