首页> 正文

稀疏角度及低剂量CT图像重建算法研究

2020-12-13阅读(548)

稀疏角度及低剂量CT图像重建算法研究

论文摘要

近年来,计算机断层成像技术（Computed Tomography, CT）已经在临床获得了广泛应用,尤其在医学诊断及治疗中的应用越来越广泛。与其他影像检查手段相比,如X线机, CT具有较高的分辨率,是现代影像学的杰出代表。然而由于CT设备在提高成像质量的同时,使用了更大的X射线剂量,使得人们越来越关注CT剂量对人体的潜在危害。包括GE, Toshiba和Philips在内的各大公司都在强调低剂量检查,以减少辐射剂量对病人的损伤,最新推出的CT也都以其剂量控制技术为最大卖点。通过限制管电流等CT扫描参数以及降低采样角度,可以达到降低辐射剂量的目的,但同时在投影数据中引入了很强的噪声,使得重建的CT图像产生严重退化,且图像中包含大量的条形伪影。因此如何在保证图像质量的前提下有效地降低射线剂量成为近年来CT领域的研究热点。随着计算机硬件技术的飞速发展,图像去噪和恢复领域出现了很多新算法、新思想,这也为从算法方面改善低剂量CT图像质量提供了新的契机。本文将回顾图像去噪领域的一些重要工作,阐述当前关于非局部,多尺度的算法思想,并将这些新的思想应用于稀疏角度及低剂量CT图像重建的问题中。针对稀疏角度CT重建及低剂量CT重建,期望降低CT剂量的同时有效改善重建图像质量,分别主要采用约束迭代重建算法,投影域恢复及图像后处理等方法。基于这两种有效降低辐射剂量的方式考虑,本文主要做了以下工作：（1）提出了一种基于非局部平均迭代修正的稀疏角度CT凸集投影迭代重建方法,该方法采用两相式重建策略：首先对CT稀疏投影数据采用POCS算法进行重建,以获得满足数据一致性及非负性约束的重建图像；随后由POCS重建图像导引非局部平均对其进行优化修正,以消除图像中的高频噪声,保持图像边缘,减少条形伪影,达到提升图像质量的目的。两相交替进行,直至满足某一终止准则。仿真实验表明,本文提出的非局部平均迭代修正稀疏角度CT POCS重建算法,可有效抑制重建图像噪声和条形伪影,大幅提高重建图像质量。（2）提出一种投影数据恢复导引的非局部平均（NL-means）低剂量CT重建方法。首先通过非线性Anscombe变换将满足Poisson分布的投影数据转化为Gaussian分布,以便于投影数据噪声的滤除；待投影数据滤波后,对滤波后投影数据执行Anscombe逆变换和滤波反投影（FBP）CT图像重建；然后将投影数据滤波后的FBP图像作为先验构建非局部权值矩阵,并将该权值矩阵用于低剂量CT图像的非局部平均成像。仿真和临床实验结果表明,该方法在噪声消除和伪影抑制两方面均有上佳表现。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 研究背景
  • 1.3 本文的研究内容
  • 1.4 本文的组织结构
  • 第二章 CT成像原理与稀疏角度及低剂量CT概述
  • 2.1 引言
  • 2.2 CT成像算法基础
  • 2.2.1 CT设备的基本组成
  • 2.2.2 CT投影数据的获取
  • 2.2.3 滤波反投影算法
  • 2.3 影响CT辐射剂量的主要因素
  • 2.4 稀疏角度及低剂量CT的临床意义
  • 2.5 稀疏角度及低剂量CT投影数据的特点
  • 第三章 稀疏角度CT图像重建理论及数字图像去噪的模型与方法
  • 3.1 稀疏角度CT图像重建理论
  • 3.1.1 稀疏信号恢复理论
  • 3.2 图像噪声模型
  • 3.3 数字图像去噪的方法介绍
  • 3.3.1 Gaussian滤波
  • 3.3.2 各向异性扩散滤波
  • 3.3.3 小波阈值去噪
  • 3.3.4 双边滤波与非局部平均算法
  • 3.3.5 BM3D算法
  • 第四章 非局部平均迭代修正的稀疏角度CT凸集投影重建
  • 4.1 引言
  • 4.2 模型与方法
  • 4.2.1 POCS
  • 4.2.2 非局部平均算法
  • 4.3 非局部平均迭代修正的稀疏角度CT POCS重建
  • 4.4 实验与分析
  • 4.4.1 仿真实验
  • 4.4.2 重建中各参数的选择
  • 4.5 结论
  • 第五章 投影数据恢复导引的非局部平均低剂量CT优质重建
  • 5.1 引言
  • 5.2 模型与方法
  • 5.2.1 噪声模型
  • 5.2.2 Anscombe变换
  • 5.2.3 NL-means滤波
  • 5.3 投影数据恢复导引的非局部平均低剂量CT图像重建
  • 5.4 实验与分析
  • 5.4.1 仿真数据实验
  • 5.4.2 临床数据实验
  • 5.5 讨论与结论
  • 第六章 总结及展望
  • 6.1 本文工作总结
  • 6.2 未来工作展望
  • 参考文献
  • 硕士期间学术成果
  • 致谢
  • 统计学证明

    • 相关论文文献

    • [1].儿童闭塞性细支气管炎的CT表现[J]. 按摩与康复医学 2016(04)
    • [2].基于CT扫描试验的透水混凝土孔隙分布特征研究[J]. 硅酸盐通报 2019(11)
    • [3].多元文化区域主动脉夹层瘤患者接受螺旋CT检查下的护理对照[J]. 影像技术 2020(01)
    • [4].CT术前诊断结肠癌以及术后结肠癌复发的临床价值分析[J]. 影像技术 2020(01)
    • [5].试论临床工程师开展CT维护工作的局限性及改进措施[J]. 中国医疗器械信息 2019(21)
    • [6].CT三期增强扫描在肝脏肿瘤鉴别诊断中的价值[J]. 现代医用影像学 2019(12)
    • [7].综合护理在调强放疗患者增强CT定位中的应用效果[J]. 医学理论与实践 2019(23)
    • [8].跖骨软骨母细胞瘤的CT表现特点[J]. 中国矫形外科杂志 2019(23)
    • [9].探究CT室检查中实行责任制护理安全管理措施的应用效果[J]. 智慧健康 2019(33)
    • [10].消化道造影联合多层螺旋CT在胃底贲门癌诊断中的临床价值[J]. 现代医用影像学 2019(12)
    • [11].CT结合高频超声对甲状腺乳头状癌颈部淋巴结转移的诊断价值[J]. 医学综述 2019(23)
    • [12].CT增强扫描中的护理干预报告[J]. 中国中西医结合外科杂志 2019(06)
    • [13].腮腺肌上皮瘤的CT影像分析[J]. 医学影像学杂志 2019(11)
    • [14].低剂量CT扫描在成人继发性肺结核患者检查中的应用[J]. 中国民康医学 2019(20)
    • [15].常规CT及多层螺旋CT在支气管扩张症诊断中的应用价值[J]. 医疗装备 2019(22)
    • [16].多层螺旋CT低剂量扫描鉴别诊断肺部小结节的价值[J]. 医学信息 2019(23)
    • [17].64排螺旋CT后处理重建技术在小儿气管、支气管异物诊断中的价值[J]. 临床医学研究与实践 2019(36)
    • [18].探讨腹部CT检查对诊断结肠肿瘤性肠梗阻的临床价值[J]. 心理月刊 2019(23)
    • [19].腹部X线与CT扫描诊断急性肠梗阻的临床价值[J]. 医学食疗与健康 2019(14)
    • [20].腹部增强CT扫描对结肠肿瘤性肠梗阻的诊断价值[J]. 中国肿瘤临床与康复 2019(12)
    • [21].多层螺旋CT三维重建用于骨关节创伤诊断的价值研究[J]. 云南医药 2019(06)
    • [22].分析腹部CT与磁共振胰胆管成像在肝外胆管结石诊断中的应用效果[J]. 中国医药指南 2019(32)
    • [23].螺旋CT在腹部创伤中的诊断价值及临床意义分析[J]. 中国医药指南 2019(32)
    • [24].64排螺旋CT图像重建对肋骨、肋软骨骨折的临床诊断价值[J]. 浙江创伤外科 2019(06)
    • [25].螺旋CT对腰椎间盘突出症并发椎管狭窄的诊断效果观察[J]. 中国医疗器械信息 2019(22)
    • [26].X线机、CT设备联合应用对腰椎间盘突出症的临床诊断分析[J]. 智慧健康 2019(34)
    • [27].基于CT图像颈椎三维实体模型重建及3D打印[J]. 中国医疗器械杂志 2019(06)
    • [28].探讨CT影像学对于血管性痴呆的诊断价值[J]. 中国实用医药 2019(34)
    • [29].双源CT双能量成像在脑血管病患者检查中的应用价值[J]. 中国卫生工程学 2019(06)
    • [30].多层螺旋CT对慢性阻塞性肺疾病肺动脉高压的诊断价值[J]. 慢性病学杂志 2019(11)

    标签：;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

    稀疏角度及低剂量CT图像重建算法研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5