基于光子计数探测器的多能X线CT成像技术及应用研究
发布时间：2022-01-12 10:05
X线计算机断层扫描成像（Computed Tomography,CT）技术利用X线对被检目标进行扫描,结合图像重建算法,重建被检目标内部的断层图像,在疾病诊断和治疗中起着不可替代的重要作用。随着探测器技术的飞速发展,诞生了一种基于光子计数探测器的多能X线CT成像技术,它以分能量段的方式收集透射被检目标后X线携带物质丰富的衰减信息,并利用这些衰减信息对被检目标进行CT成像,不仅可以清晰的显示被检目标内部结构,还能够提供传统X线CT所没有的物质属性识别能力。目前,基于光子计数探测器的多能X线CT成像已成为CT成像领域的研究热点之一。为了提高光子计数X线CT图像质量,本文首先利用滤波反投影（Filtered Back-Projection,FBP）算法对投影加权成像和图像加权成像方法进行了深入研究。这两种加权成像方法充分利用光子计数探测器内各能量段收集到的X线衰减信息构造权值,将权值赋予每个能量段并进行组合获得全能谱图像;基于这两种加权成像方法,研究了能量段数目对全能谱图像质量的影响。进一步地,在图像加权成像方法中,由于对透射光子分能量段进行收集,致使各能量段内收集的光子数相比于传统积分方式...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统X线CT和光子计数X线CT扫描被检目标成像过程
21 2 2 11( , ) 0( )dTT T T TTI = I I = I E ET1，T2]内的 X 线光子穿过被检目标并与其相互作用后，未衰减律可表示为：( ( , ), ) d1 2( , ) 1 21 2( , )E T T l lT TT TI I e μ′ = ), l)为 X 线路径 l 下能量段[T1，T2]内物质的线性衰减系数，光子计数探测器收集到的 X 线光子近似单能。对公式 2-8 内沿 X 线路径 l 上的投影测量值1 2( T ,T )p 为[36]：1 21 2( , )1 2( , )( , ) 1 2ln ( ( , ), )dT TT TT TIp E T T l lI= =μ′ 沿 X 线路径 l 上的投影测量值，利用一定的重建算法来估算1 2μ ( E (T , T ), l)，并根据其大小赋予相应的灰度值以图像的形
建算法析重建算法，迭代重建算法的核心思想是将连续的待重建图像 f图像的反向解析表达式。图 2.11 给出了它的重建过程，首先赋值，通过对估计值进行计算获得一个理论投影，将理论投影和探比较和分析，通过事先给定的法则对待重建图像初始值进行校正图像进行计算获得理论投影，并与实际测量到的投影进行分析和的断层图像初始值，重复上述步骤，直至相邻两次估计值差异充估计值逼近真实图像[55-56]。u u p ( β,u)O投影点图 2.10 等距扇形束向平行束坐标转换示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Medipix的谱微CT（英文）[J]. James Bennett,Raja Amir,Bruce Dobbs,牟轩沁,魏彪,Anthony Butler,Phillip Butler. CT理论与应用研究. 2012(04)
[2]自适应正则MAP的CT图像重建方法研究[J]. 何玲君,潘晋孝,孔慧华. 计算机工程与应用. 2011(28)
[3]多能谱X射线成像技术及其在CT中的应用[J]. 郝佳,张丽,陈志强,邢宇翔,康克军. CT理论与应用研究. 2011(01)
[4]一种基于指数型先验分布的正电子发射断层图像重建算法[J]. 刘祎,桂志国,张权,石海杰. 中国组织工程研究与临床康复. 2010(52)
[5]DR双能量减影技术对少量气胸的诊断价值[J]. 吴勇建,王立兴. 黑龙江医药科学. 2010(06)
[6]EM算法在X射线CT重建中的应用研究[J]. 董宝玉. 无损探伤. 2007(06)
[7]扇束等距CT滤波反投影重建算法的研究[J]. 过传卫,胡福乔. 微计算机信息. 2007(19)
博士论文
[1]基于MARS系统的X射线能谱CT研究[D]. 何鹏.重庆大学 2013
[2]X线CT不完备投影数据统计重建研究[D]. 许琼.西安交通大学 2012
硕士论文
[1]基于光子计数探测器多能谱CT重建算法及应用研究[D]. 张煜林.中北大学 2017
[2]多能光子计数X-CT的图像重建方法研究[D]. 余子丽.南京航空航天大学 2016
[3]不完备投影图像重建算法研究[D]. 赵莹.重庆大学 2015
[4]基于螺旋Micro-CT的成像质量优化研究[D]. 张聪哲.河北大学 2013
[5]基于压缩感知理论的CT图像重建算法研究[D]. 李超.西安电子科技大学 2013
[6]有限角度锥形束CT三维重建研究[D]. 马学云.天津大学 2012
[7]虚拟CT系统中探测器成像仿真技术研究[D]. 闫岩.中北大学 2010
本文编号：3584581
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统X线CT和光子计数X线CT扫描被检目标成像过程
21 2 2 11( , ) 0( )dTT T T TTI = I I = I E ET1，T2]内的 X 线光子穿过被检目标并与其相互作用后，未衰减律可表示为：( ( , ), ) d1 2( , ) 1 21 2( , )E T T l lT TT TI I e μ′ = ), l)为 X 线路径 l 下能量段[T1，T2]内物质的线性衰减系数，光子计数探测器收集到的 X 线光子近似单能。对公式 2-8 内沿 X 线路径 l 上的投影测量值1 2( T ,T )p 为[36]：1 21 2( , )1 2( , )( , ) 1 2ln ( ( , ), )dT TT TT TIp E T T l lI= =μ′ 沿 X 线路径 l 上的投影测量值，利用一定的重建算法来估算1 2μ ( E (T , T ), l)，并根据其大小赋予相应的灰度值以图像的形
建算法析重建算法，迭代重建算法的核心思想是将连续的待重建图像 f图像的反向解析表达式。图 2.11 给出了它的重建过程，首先赋值，通过对估计值进行计算获得一个理论投影，将理论投影和探比较和分析，通过事先给定的法则对待重建图像初始值进行校正图像进行计算获得理论投影，并与实际测量到的投影进行分析和的断层图像初始值，重复上述步骤，直至相邻两次估计值差异充估计值逼近真实图像[55-56]。u u p ( β,u)O投影点图 2.10 等距扇形束向平行束坐标转换示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Medipix的谱微CT（英文）[J]. James Bennett,Raja Amir,Bruce Dobbs,牟轩沁,魏彪,Anthony Butler,Phillip Butler. CT理论与应用研究. 2012(04)
[2]自适应正则MAP的CT图像重建方法研究[J]. 何玲君,潘晋孝,孔慧华. 计算机工程与应用. 2011(28)
[3]多能谱X射线成像技术及其在CT中的应用[J]. 郝佳,张丽,陈志强,邢宇翔,康克军. CT理论与应用研究. 2011(01)
[4]一种基于指数型先验分布的正电子发射断层图像重建算法[J]. 刘祎,桂志国,张权,石海杰. 中国组织工程研究与临床康复. 2010(52)
[5]DR双能量减影技术对少量气胸的诊断价值[J]. 吴勇建,王立兴. 黑龙江医药科学. 2010(06)
[6]EM算法在X射线CT重建中的应用研究[J]. 董宝玉. 无损探伤. 2007(06)
[7]扇束等距CT滤波反投影重建算法的研究[J]. 过传卫,胡福乔. 微计算机信息. 2007(19)
博士论文
[1]基于MARS系统的X射线能谱CT研究[D]. 何鹏.重庆大学 2013
[2]X线CT不完备投影数据统计重建研究[D]. 许琼.西安交通大学 2012
硕士论文
[1]基于光子计数探测器多能谱CT重建算法及应用研究[D]. 张煜林.中北大学 2017
[2]多能光子计数X-CT的图像重建方法研究[D]. 余子丽.南京航空航天大学 2016
[3]不完备投影图像重建算法研究[D]. 赵莹.重庆大学 2015
[4]基于螺旋Micro-CT的成像质量优化研究[D]. 张聪哲.河北大学 2013
[5]基于压缩感知理论的CT图像重建算法研究[D]. 李超.西安电子科技大学 2013
[6]有限角度锥形束CT三维重建研究[D]. 马学云.天津大学 2012
[7]虚拟CT系统中探测器成像仿真技术研究[D]. 闫岩.中北大学 2010
本文编号：3584581
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