一种快速迭代软阈值稀疏角CT重建算法

针对目前迭代软阈值稀疏角CT重建算法收敛速度较慢的问题,提出了一种基于全变分约束的快速迭代软阈值稀疏角CT重建算法.该算法首先对CT稀疏投影数据采用联合代数重建算法(SART)进行重建,以获得满足数据一致性的重建图像,然后计算SART重建图像的离散梯度变换,并对其进行软阈值滤波,最后利用离散梯度变换的伪逆更新重建图像.由于在迭代过程中利用了前2次迭代重建图像作为下一次迭代的初始图像,因而加快了重建算法的收敛速度.对Shepp-Logan模体进行仿真的实验结果表明:在无噪、5×104和2×105光子泊松噪声情况下,与SART重建算法、基于Harr小波的快速迭代软阈值算法以及基于全变分约束的迭代软阈值重建算法相比,该重建算法的收敛速度有明显提高,同时能够有效减小图像的相对重建误差.     

双能量乳腺X射线成像噪声分析与评价方法

针对双能量乳腺X射线成像结果易受到成像噪声影响的问题,提出了一种新的用于评价成像噪声对双能量计算结果影响的方法.该方法首先采用乳腺体模在两台临床常用的乳腺X射线成像系统中用双能量曝光,计算出成像噪声大小,并根据双能量成像物理模型推导出双能量计算结果对成像噪声的敏感度指标公式,然后依据公式和成像噪声水平评价敏感度大小.使用该评价方法对成像噪声引起的钙化图像背景区域的波动值以及钙化点的对比度信噪比值进行研究,仿真结果表明,成像噪声对双能量计算结果的影响较大,对于Essential系统,成像噪声会给钙化图像背景区域带来100～120μm的波动;对于DS系统,波动为160～200μm.Essential系统的性能明显优于DS系统,更适合于双能量乳腺X射线成像.     

基于代数方法的二值图像重建研究

以血管截面图像的二值重建作为研究对象，着重讨论了基于代数重建方法（Algebraic Recon-struction Technique,ART)下的算法实现问题，主要内容包括提高重建速率及改善重建质量，即简化ART权因子，缩短算法迭代时间；利用被重建对象为二值的先验特点，对重建结果加以后处理，模拟实验结果证明，这种方法应用于旋转DSA（数字减影血管造影术）的心血管重建中，在保证质量的前提下，可以极大地降低所需投影的个数。     

基于医学X射线成像物理模型的模体投影仿真计算

为了逼真模拟X射线CT投影数据，提出一种结合X射线能谱分布函数和组织边界逼近策略的投影仿真算法，该算法将模体内各区域CT值映射为组织密度和各元素质量分数，用XCOM软件计算组织质量衰减系数，确定X射线穿越各区域边界的位置，最后根据X射线能谱参数、组织密度、组织质量衰减系数、相邻边界间的距离计算出经过衰减的X射线能谱分布函数与模体投影数据，该算法比解析模拟算法编程简单，比离散模拟算法存储空间小、计算精度高．对模拟投影进行Feldkamp锥形束三维重建，显示出预期的射束硬化效果．     

一种从衰减数据重建X射线球管光谱的方法

为了获得完整的球管光谱信息以实现X射线的曝光剂量控制和成像质量评估，提出了一个基于模型的光谱重建方法．根据不同厚度的衰减数据，用非线性最小二乘法估计出模型参数值，重建出应用于乳腺X射线检查的球管光谱．相对于传统的光谱重建方法，该方法采用模型约束，有效地遏制了衰减数据中测量噪声的影响，重建的光谱具有较高的精度．实验表明，当衰减数据合有标准差为1％的泊松噪声时，钨靶在35kV和45kV球管电压下，重建光谱的误差分别为4．03％和2．92％；钼靶在20kV和30kV电压下，误差分别为6．68％和8．41％．     

数字减影过程中的灰度校正问题研究

分析了直接数字减影法中不能完全消除与血管重叠的其他组织的影像问题,从理论和实验上提出了解决该问题的方法。按照X线在人体组织中的吸收特点,建立了以“等效单能”模型为基础的X线成像模型。在实际进行减影前,按照此关系对X线图像进行一定的灰度变换,减影结果就可以极大程度地消除血管以外的其他组织的影像。实验结果证明了这种方法的有效性。     

医学数字成像与通讯标准上层协议的设计与实现

从协议实现的角度，对医学数字成像与通讯标准DICOM3．0应用协议框架中涉及应用控制服务元素（ACSE）与应用层数据传输规范的上层协议（ULP）进行了研究，在给出实现上层协议一般方法的基础上，提出并设计实现了一种减少数据复制次数的新方法。在DICOM应用消息服务元素（DIMSE）层的数据传入传输控制协议（TCP）数据包的过程中，使用逐层打包后递交下一层的传统方法需要复制数据4次，而采用该方法只需要复制1次，与传统方法相比，新方法大大提高了协议的运行效率，系统实际运行结果验证了这一点。     

CT模体投影解析计算及其在射束硬化校正中的应用

为了开发出有效的医学诊断X射线CT(计算机断层扫描)射束硬化校正方法,结合X射线源能谱分布以及数学CT模体内各区域的几何形状和材料成分,提出一种宽能谱X射线投影解析计算方法.首先在仅考虑人体组织的前提下将CT值映射为材料成分,然后采用解析方法确定区域边界,最后根据X射线能谱分布计算投影数据.与线积分投影比较,该方法不但能够生成更真实的投影,而且能够为射束硬化校正与CT重建研究提供统一的投影数据.FORBILD头部模体实验结果表明,骨校正的骨区域CT值不一致误差比水校正的小4～5Hu,比单能谱重建的大5～6Hu.     

布尔雷唐变换性质的进一步研究及其应用

利用边界支撑函数（BSF）,对布尔雷唐变换的性质进行了进一步的研究．指出凸集平移一矢量,则BSF叠加一正弦分量;凸集绕原点旋转θ度,则BSF相位平移θ度．构造了基于支撑集面积的目标函数,其极小值点确定了最小支撑集（MSS）．在MSS的圆度比较大的情况下,用MSS逼近凸血管截面,可以大大提高血管截面重建速度．仿真结果表明对于一幅256×256的二值血管截面图像,利用256个方向的投影数据进行重建,MSS逼近的方法可以将重建速度提高50倍．     

一种胸部X射线摄影图像中结节检测的多尺度匹配滤波器

为了提高胸部X射线摄影图像中肺结节的正确检测率,提出一种基于通道化Hotelling模型的多尺度匹配滤波算法.以X射线胸片中的正样本和负样本图像作为训练集合,用Hotelling分类器训练出不同尺度的匹配滤波器组,并与待检测的胸片图像做滤波.计算滤波输出图像的视觉检测差异,以最大差异为约束条件寻找最优尺度的滤波器,计算...