高级模型迭代重建与滤波反投影在定量检测肺气肿中的价值对比研究

目的:探讨高级模型迭代重建(ADMIRE)与滤波反投影(FBP)在定量检测肺气肿中的临床应用价值。方法:选取2023年1月—12月于利津县中医院进行检查的83例慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者,所有患者均完成标准剂量进行超低剂量CT扫描,且根据临床诊断信息,患者存在不同程度的肺气肿。本组患者的扫描结果采用FBP、ADMIRE 3级、ADMIRE 5级进行重建,比较不同重建算法对应的肺气肿指数(EI)、全肺容积(TLV)、平均肺密度(MLD)以及15%肺衰减值(pere 15)、噪声(SD)值与信噪比(SNR)值以及图像质量的主观评分。结果:标准扫描及超低剂量扫描对应的EI、MLD、pere 15、SNR值、SD值以及图像质量主观评分均有差异。三种重建方法的EI超低剂量扫描、MLD标准扫描、MLD超低剂量扫描、pere 15标准扫描及pere 15超低剂量扫描对比,差异有统计学意义(P<0.05);根据3种重建方法对应的图像质量主客观评价结果,ADMIRE 3级对应的图像质量评分最高,3种方法对应的SD值、SNR值以及主观评分差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:在肺气肿定量检测中,辐射剂量可直接影响定量检测结果与图像质量,采用超低剂量CT扫描时,利用ADMIRE 3级进行图像重建,可获得质量较好的CT图像,为肺气肿程度的诊断提供可靠依据。

图像域迭代重建算法与滤波反投影法对肝脏CT图像质量和扫描剂量影响的比较研究

目的:评价图像域迭代重建算法(iterative reconstruction in image space,IRIS)与滤波反投影法(filtered backprojection,FBP)对肝脏CT图像质量和扫描剂量的影响。方法:采用西门子emotion 16层螺旋CT,在上腹部常用扫描管电压130 kV条件下,曝光量分别采用250、230、210、190、170、150、130、110、90、70、50、30、20 mAs对尸体标本进行上腹部扫描,采用IRIS与FBP分别对扫描后的原始数据进行重建。以130 kV、250 mAs FBP重建图像作为对照,比较不同扫描剂量条件对肝脏图像质量的影响,探讨IRIS对降低肝脏CT扫描剂量、提高肝脏CT图像质量的作用。结果:在相同扫描条件下,IRIS重建图像质量优于FBP重建图像质量;在同等图像质量的前提下,IRIS可以降低40%的扫描剂量。结论:与FBP相比,IRIS可以显著降低扫描剂量,提高肝脏CT图像质量。

基于反投影的MIT动态图像重建方法研究

磁感应断层成像(magnetic induction tomography,MIT)是一种无创、非接触的新型医学成像技术,图像重建算法是实现MIT快速、精确成像的关键。提出一种改进的反投影图像重建算法,首先根据成像区域的磁场分布,由磁力线确定反投影路径,降低了直线反投影用于磁场成像的定位误差;其次根据MIT电磁关系推导,构建了边界检测数据的修正模型,据此对边界相位差数据进行修正处理,进一步提高了重建图像定位准确性;最后分别对成像区域内扰动目标电导率大小变化及位置变化2种情况,构建了序列重建图像,对该图像序列联合分析获取纵向阻抗变化信息,反映了成像体随时间变化的动态信息。实验结果表明该算法具有重建速度快、定位准确的特性,能够准确反映成像区域内部电导率变化,结合序列图像联合分析实现MIT动态成像。

滤波器对滤波反投影重建图像质量的影响

在工业CT无损检测中,切片图像质量直接影响到后续的检测。而滤波函数的选取对图像重建质量影响较大。采用了一种新滤波函数。当新滤波函数的参数a取不同值时,可以近似代替R_L、S_L等滤波函数。通过比较了几种滤波器的空频特性,分析了它们对重建图像质量的影响。仿真与实测数据重建的实验表明新滤波器在a=2时重建图像Gibbs效应小,并具有较高的空间分辨率与密度分辨率。

应用插值滤波反投影快速重建300MW电站锅炉准三维温度场

基于辐射传递模型和投影重建技术的图像法温度场测量为研究电站锅炉燃烧工况的变化,进行燃烧诊断提供了新的手段。针对现有温度场重建算法无法满足实时在线监测的要求,提出了基于二元矩形插值公式的滤波反投影重建算法,通过对火焰图像中获取的投影数据进行插值后滤波反投度分布切片,校正后的比色法测温公式被用来计算断面内各点的温度值,最后通过 OpenGL 技术将各断面的温度显示在三维坐标中。该算法降低了温度场重建的时间复杂度,从现场 300WM 电站锅炉的实际测试,达到了现场在线监测的要求。

iDose4迭代重建与滤波反投影重建在CCTA图像中的应用价值比较

目的:探讨iDose4迭代重建在冠状动脉CT血管造影(coronary CT angiography,CCTA)中的应用价值。方法:选择冠心病患者124例,均行CT扫描iDose4迭代重建与滤波反投影(filtered back-projection,FBP)重建。iDose4迭代重建患者依体质量指数(body mass index,BMI)进行分组,BMI≥20 kg/m2为迭代组1(135 k V),共56人,BMI<20 kg/m2为迭代组2(110 k V),共68人;FBP组均采用110 k V管电压进行扫描。分别对信噪比(signal noise ratio,SNR)、对比噪声比(contrast to noise ratio,CNR)及图像质量进行比较分析。结果:迭代组1与FBP组的SNR、CNR、辐射剂量及图像质量评分差异均存在且差异具有统计学意义(P<0.05)。迭代组2与FBP组的CNR及辐射剂量差异均存在且差异具有统计学意义(P<0.05),SNR、图像质量评分差异不具有统计学意义(P>0.05)。结论:低压iDose4重建法在64排CCTA中辐射剂量小且图像质量好,值得在临床中推广应用。

比较以自适应性统计迭代重建技术和滤过反投影重建的低剂量腹部CT的图像质量

目的比较应用自适应性统计迭代重建技术(ASIR)和滤过反投影(FBP)两种重建技术获得不同低剂量腹部CT扫描图像的质量及对病变的优化显示。方法选取22例临床诊断肝脏占位而接受腹部增强扫描的患者,在常规动脉期扫描后门静脉期分别以150mAs和100mAs对病变中心上下10cm范围进行连续扫描,分别用FBP及3个水平(30%、50%、70%)的ASIR重建图像,测量并比较图像噪声及容积CT剂量指数(CIDIvol),并对所得图像进行图像质量评分。结果与FBP相比,ASIR可降低图像噪声,减少伪影,增加诊断信心度(P<0.001)。采用150mAs及100mAs扫描时,30%ASIR和50%ASIR图像的诊断信心度评分较好,CIDIvol分别为12.74mGy、8.59mGy,均低于常规扫描剂量(P<0.05)。150mAs时,与FBP比较,30%ASIR、50%ASIR和70%ASIR重建图像中,肝实质、背景肌肉及门静脉的平均噪声均有所降低,分别为(18.74%、30.39%、41.49%)、(18.73%、30.67%、41.85%)、(22.66%、37.14%、43.61%);100mAs时,则分别降低(20.37%、32.22%、43.32%)、(18.63%、30.48%、41.57%)和(21.39%、35.09%、45.72%)。100mAs-30%ASIR图像噪声与150mAs-FBP图像噪声差异无统计学意义(P>0.05),而扫描剂量降低32.96%。结论采用ASIR重建算法可有效提高图像质量,降低腹部CT扫描辐射剂量。

基于滤波反投影的脑磁感应迭代重建算法研究

颅脑磁感应断层成像技术(BMIT)是一种非接触、无创的新兴颅脑医学成像技术,图像重建算法是提高重建图像质量的关键。依据BMIT反投影算法和迭代算法,设计出一套基于滤波反投影的脑磁感应迭代重建方法。首先根据滤波反投影重建算法原理,给出初始电导率分布,其次基于电导率变化敏感性加权计算滤波反投影矩阵,最后利用一步牛顿迭代构成滤波反投影迭代重建算法,通过设置理想条件数G来修正Hessian矩阵,改善重建过程的病态程度,并对待重建数据进行标准化位置校正处理。实验结果表明,该算法成像速度快,重建出的图像具有较高分辨率,能够准确反映成像区域内仿真病变的大小及位置信息,且轮廓清晰,为颅脑磁感应断层成像技术应用于临床监护奠定了基础。

基于FDK反投影权重的锥束DSA重建算法

针对锥束数字减影血管造影成像系统(DSA)锥角增大而导致锥束伪影严重的问题,提出了一种基于FDK的反投影权重锥束DSA重建算法.分析了圆扫描轨迹远端伪影的成因,针对短扫描阴影区域导致的Radon空间数据缺失,提出了一种距离变量的反投影权重函数,并将其作为约束条件引入到FDK算法中,实现扫描轨迹远端区域的数据补偿,扩大图像重建区域.应用该算法对无噪声和有噪声的模拟投影数据,及自行研发的锥束DSA的实际扫描数据分别进行了重建试验.结果表明,文中算法较FDK类算法(Parker-FDK)对大锥角投影数据可明显抑制锥角伪影,其归一化均方距离判据和归一化平均绝对距离判据比Parker-FDK均降低了5%.

滤波反投影图像重建算法研究

CT是一种先进的成像技术,被广泛应用于工业无损检测和医学图像处理中。目前CT图像重建算法多采用滤波反投影算法。本文介绍了滤波反投影算法的基本原理,讨论了滤波函数的设计,给出了采用该算法的计算机仿真重建结果。实验结果表明,重建精度依赖于具体的滤波函数,而且在投影数据完全时可获得较高质量的重建图像。

冠状动脉CT血管成像iDose4迭代重建与滤波反投影重建图像质量和辐射剂量比较

目的比较iDose4迭代重建与滤波反投影(FBP)重建在冠状动脉CT血管成像(CCTA)的图像质量和辐射剂量,评价iDose4迭代重建的临床应用价值。资料与方法所有患者采用FBP和iDose4两种重建方法行64层CCTA检查。对采用iDose4重建的患者根据体重指数(BMI)分为管电压120kV组和100kV组;FBP组重建时管电压固定为120kV。采用四分法评价图像质量,并计算图像信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR)。结果 iDose4120kV组和FBP120kV组图像质量评分分别为(3.2±0.8)分和(3.0±0.7)分,SNR分别为16.5±3.8和13.8±3.9,CNR分别为21.6±6.8和17.6±6.6,辐射剂量分别为(5.5±1.6)mSv和(8.5±1.4)mSv,差异均有统计学意义(P<0.05),其中辐射剂量下降36%。iDose4100kV组和FBP120kV组图像评分分别为(3.1±0.6)分和(3.0±0.8)分,SNR分别为16.8±3.0和17.1±4.4;CNR分别为24.6±6.8和19.8±6.2,辐射剂量为(4.2±1.1)mSv和(8.6±1.2)mSv,差异均有统计学意义(P<0.05),其中辐射剂量下降51%。结论管电压固定为120kV时iDose4迭代重建较FBP重建可显著提高图像质量,并降低辐射剂量;低管电压(100kV)的iDose4迭代重建与高管电压(120kV)的FBP重建图像质量无显著差异,但可以显著降低辐射剂量。

用查找表和极坐标反投影法实现计算机断层扫描快速重建

为了在普通PC机上实现计算机断层扫描 (CT)快速重建 ,提出了利用查找表和极坐标反投影快速重建方法。该方法首先在极坐标系下利用查找表实现快速反投影 ,然后将极坐标反投影数据映射到笛卡尔坐标系中 ,在此过程中 ,又一次运用查找表技术实现快速插值 ,有效地节约了时间。计算机仿真结果表明 ,该方法不但大大提高了重建速度 ,而且重建质量与传统卷积反投影相当 ,尤其当重建图像尺寸较小时 。

SPECT骨断层重建的滤波反投影法和有序最大期望值法的比较

目的:比较SPECT骨断层图像重建的有序最大期望值法(OSEM)与滤波反投影法(FBP)的图像效果。方法:32例患者进行SPECT骨断层显像,采集部位以脊柱为主。给药(30mCi99mTc-MDP)3～4h后进行断层图像采集。由1位技师对图像数据分别进行OSEM和FBP(包括Metz窗函数和Butterworth窗函数)图像重建。由3位核医学医师独立双盲阅片。结果:OSEM放射条纹状伪影远远少于FBP,图像分辨率和图像清晰度也优于FBP。结论:骨断层重建方法OSEM法优于FBP法。

基于滤波反投影算法的血管内光声图像重建

将目前在光声断层(PAT)成像中得到广泛应用的滤波反投影(FBP)重建算法应用到血管内光声(IVPA)成像中,提出一种简单快速的二维图像重建方法。首先,对组织产生的光声信号进行滤波、逆卷积和时域一阶求导的预处理;然后,针对IVPA在血管腔内封闭成像的特殊性,采用权重法将预处理后的光声信号数据对导管以外的成像区域沿弧线进行反投影,得到成像平面内每个网格点处的初始光声压。最后,得到反映血管壁组织结构形态的横截面灰阶图像。对仿真血管模型的实验表明,采用所提出的方法重建IVPA图像的结构,相似性指标(SSIM)可达到0.571 7。合理选择滤波函数、滤波截止频率以及测量位置数,可以提高IVPA重建图像的质量;对光声信号进行时域一阶求导处理,能有效地突出重建图像中的组织结构信息。该方法为后续图像重建算法的优化奠定基础。

扇束CT极坐标反投影重建算法的对称优化

为了提高扇束滤波反投影(FBP)算法重建图像的速度,提出一种极坐标反投影算法的优化快速重建方法。算法利用三角函数对称性对多幅预处理后的投影数据同时进行极坐标反投影运算;在反投影数据坐标转换时运用像素位置参数的对称性,以减少双线性插值的计算量。实验结果表明,在不牺牲重建图像质量前提下,与传统卷积反投影重建算法相比,优化算法的重建速度提高8倍以上。该优化方法也适应于三维锥束重建,并可推广到多层螺旋三维重建。

基于迭代反投影的超分辨率图像重建

提出了一种结合频域运动估计和迭代反投影的超分辨率图像重建算法。根据输入低分辨率序列图像各帧之间的傅立叶变换相位差,估计出每幅低分辨率图像相对于参考低分辨率图像的子象素位移;依据所得的子象素位移并结合迭代反投影算法,实现了超分辨率图像重建。实验结果表明,该算法是一种有效的超分辨率图像重建方法。

基于新边缘指导插值的迭代反投影超分辨率重建算法

基于改进Keren配准算法的迭代反投影(IBP)超分辨率重建算法,使用双线性插值方法获得高分辨率图像的初始估计,导致重建图像产生边缘锯齿效应。针对该问题,提出一种基于新边缘指导插值(NEDI)的IBP超分辨率重建算法。利用低分辨率图像与高分辨率图像的局部协方差间的几何对偶性,通过计算低分辨率图像各像素点的局部协方差系数,得到高分辨率图像待插值像素点的值。实验结果表明,该算法能够有效减小边缘锯齿,提高峰值信噪比,降低均方根误差,并改善图像的主观视觉效果。

用对称反投影及递归迭代实现扇束CT快速重建

为提高扇束滤波反投影(FBP)算法重建CT图像的速度,本文提出了一种利用对称反投影并结合递归迭代的方法来减少反投影的运算量。研究表明该方法可使重建速度提高约23倍,且不会带来新的重建误差。

反投影重建算法的改进算法

本文首先讨论反投影重建算法的思想以及它的一些不足之处,然后重点阐述了均值＿反投影重建算法的理论基础以及对前者的改进,尤其研究了均值＿反投影重建算法的数学描述,最后在实际应用中对均值-反投影重建算法给出了需要采用的一些方法.

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。