医学图像重建中的数学建模及算法研究

发布时间：2021-10-10 18:56

　　医学图像重建是一项非入侵地获得人体内部可视化结构的重要技术。医学成像技术和应用的发展对医学重建提出了更高的要求,例如对动态影像和超低剂量计算机断层成像（Ultra low dose Computed Tomography,ULDCT）等影像的重建。高空间和时间分辨率以及快速省时是重建的基本要求,同时重建也要求数据获取过程尽量用时较少并且尽量减少对患者的辐射。一方面,在动态单光子发射计算机成像（Single-Photon Emission Computed Tomography,SPECT）重建中,利用有效的方法准确地重建图像对于疾病诊断越来越重要。由于动态变化的存在和设备的局限性,我们在实际中只能获得少量的投影数据。有效地处理获得的少量数据,几乎是对所有的成像设备的挑战。此外,噪声的存在和物体的运动导致动态图像重建中存在更多的困难。另一方面,长时间暴露在X射线环境中或者较大强度的X射线对人体有巨大的伤害。为了减少X光的辐射,快速扫描以及减小X射线的剂量是两个重要的切入点,由此ULDCT成为热门的研究领域。本文旨在探索动态SPECT和ULDCT重建模型以获得高质量的图像同时减少X光对人体... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：138 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

–1X射线通过的位于线L上的所有组织的点

第 1 帧 第 11 帧 第 21 帧 第 31 帧 第 41 帧 第 51 帧 第 61 帧 第 71 帧 第 81 帧图3–3二维仿真模拟椭圆数据重建结果。从上到下：实际图像；FBP重建图像；求解argminU∥ U 重建图像；固定B, 求解 argminα∥ αB f ∥2F，图像U = αB ; 交替求解 argminα,B∥ αB f图像U = αB ; SEMF 模型重建图像。Fig.3–3Fromtoptobottom: trueimageframes; reconstructbyFBP;asolutionsolvingargminU∥ U f

建中的数学建模及算法研究 上海交通大学博士学位论文第 1 帧 第 11 帧 第 21 帧 第 31 帧 第 41 帧 第 51 帧 第 61 帧 第 71 帧 第 81 帧图3–3二维仿真模拟椭圆数据重建结果。从上到下：实际图像；FBP重建图像；求解argminU∥ U f∥2F重建图像；固定B, 求解 argminα∥ αB f ∥2F，图像U = αB ; 交替求解 argminα,B∥ αB f ∥2F，图像U = αB ; SEMF 模型重建图像。Fig.3–3Fromtoptobottom: trueimageframes; reconstructbyFBP;asolutionsolvingargminU∥ U f∥2F;a solution by using a fixed basis B, solving argminα∥ αB f ∥2Fand U = αB ; a solution solvingargminα,B∥ αB f ∥2Falternatively and U = αB ; reconstructed by our SEMF method.— 42 —


本文编号：3428963