医用XCT图像中金属伪影去除方法研究(可复制论文).pdf

中文摘要关键词:计算机断层成像滤波反投影法金属伪影线性插值代数重建法统当今计算机断层成像技术是医疗诊断最重要的手段之一。它通过测量湎咴诟鞲龇较蛏贤腹颂宥喜闶钡睦刍ゼ跸凳或称投影杉扑慊算整个断面上湎咚ゼ跸凳姆植迹缓笠允滞枷竦男问较允境隼矗镏医生诊断病灶部位。由于病灶对湎叩奈章释胝G榭鱿虏煌虼断面上湎咚ゼ跸凳姆植季湍芨锒咸峁┲匾P畔ⅰ然丽一个困扰成像的重要阀题就是金属伪影的去除。由子金属的原子数很高,金属物体对用于诊断用途的湎叩哪芰康乃ゼ跻T对陡哂谌颂宓娜碜织或骨头,因此几乎没有湎叩墓庾幽芄坏酱锾讲馄鳌V谒苤#寐瞬反投影方法重建图像时要求投影数据必须是完备的,因此,当人体中含有金属物体对,用传统的滤波反投影法对投影数据进行重建后,图像上有明显的明暗相间的条状伪影。这些伪影严重破坏了图像质量,特别是金属物体周围的组织,从而使得诊断变得非常困难,甚至无法诊断。本文从重建图像的基本原理出发,从醒方砥考虑来研究金属伪影去除的方法:一是从投影补偿的观点考虑,金属物体的存在使得投影数据缺失或者被破坏,因此在图像重建之前对缺失的投影数据进行补偿,所采用的方法是线性插值法;二是从重建方法考虑,滤波反投影要求投影数据的完餐性,因此可以采用迭代重建的方法,在迭代的过程中,认为金属物体的投影数据是缺失的,不作任何处理,也能有效地重建图像。采用的迭代方法包括基于代数迭代的ǎ以及基于统计迭代的法。在此基勰上,本文提出利用法的改进算法法重建图像来抑制金属伪影。数值仿真实验结果表明,上述几种方法在很大程度上都能有效的抑制并去除金属伪影。计迭代法
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学饿文储躲僻午学位论文作者签名:彳枣缔哗签字瞧刁年‘月莎闩/芤雹胡独创性声明学位论文版权使用授权书年易月同签字霞期:气力贳晃竲或撰写过的研究成果,也不包含为获得苤盗叁鲎。或其他教育机构的学位或证本学位论文д咄耆私廛值僚烫糜泄乇A簟⑹褂醚宦畚牡墓娑ā特授权基鲞盘鲎⋯.可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进和:检本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工俘和墩得的研究成果,除了文中特别加以标注和致韢之处外,论文中不包含其他人已经发表书藤搜劂过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任俺贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签字同期:索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得导师签名:
第一章绪论弟一早三百成像技术的历史自从年伦琴发现湎咧科穑嗣呛芸煲馐兜絏射线在医学成像中的应用前景。在发现湎吆蟮募甘曛校琗射线摄影技术有了很大的进步与发展,包括使用影像增强管、旋转阳极湎吖芤约安捎迷硕喜闵阌暗取5是,由于这种常规的湎叱上窦际跏墙颂迦峁雇队暗健ǜ龆矫嫔来显示,因此产生了图像重叠,并由此带来诊断困难等问题。此外,投影线成像对软组织的分辨能力较差,使其在临床中的麻用也受到了一定的限铜。如何克服在投影湎叱上窦际踔谐鱿值挠跋裰氐侍猓笔堑笔币窖界迫切希望解决的问题。这个问题的数学描述应该是如何根据接收到的投影数据构造出入体内的断层图像皇墙峁怪氐耐枷。∈峭队爸亟ㄍ枷竦睦砺邸M枷裰亟ḿ际跤τ糜赬射线发射医学是一个重大的突破,对头颅、心肺、腹部及肿瘤的诊断均具有深远的影响,因而受到普遍的重视。投影重建图像的理论起源于年舆地利数学家甊所发表的论文,文中证明二缝、三维物体的图像能够通过无限多个射线投影值来确定。,但是限于当时的技术条件雨未能实现。年美国科学家甆。枷裰建原理应用于射线天文学,用来重建太阳微波发射的图像。到了二十世纪六十年代,由于科学技术的巨大进步,特别是计算机科学的迅速发展,图像重建问题重新引起人们的重视,相继有不少学者进行了卓有成效的创造性的研究。对图像重建理论的主要贡献者之一是英国的物理学家瓹,自五十年代以来,他发表了一系列论文,不仅证明了医学领域中从湎咄队笆葜亟ㄍ枷竦目赡性,而且提讼嘤Φ氖迪职旆ú⑼瓿闪朔抡媸笛檠芯俊最初把投影图像重建技术应用于医学领域的是他在年研制了伽玛射线进行透射型成像的初级装置。与甓懒⒌匮兄了发射型成像装置。这些装霞均用类似于反投影的算法进行图像重建,所得图像不够清晰。由于年代以前尚未发现的论文,、及第‘一章绪论.
鈉⒄棺纯年确立的。月及年月在“鄙戏⒈砹肆狡L馕!坝孟呋直硎疽缓姆椒ḿ捌湓诜派溲系挠τ谩的系列文章,并将这一方法成功地应用于简单的模拟装置。第一台临床用的计算机断层