基于有序子集的懲罰加權(quán)最小二乘低劑量CT優(yōu)質(zhì)重建算法研究.pdf

1、隨著放射工程技術(shù)的飛速發(fā)展，很多CT設(shè)備都加大X線劑量，從而達(dá)到更多、更清晰的醫(yī)學(xué)圖像信息。然而隨著放射衛(wèi)生學(xué)的發(fā)展以及公眾自我保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，人們?cè)絹?lái)越注意到X線檢查中的放射劑量問(wèn)題。人們要求在不影響診斷的fj訂提下，盡可能地減少放射劑量，隨即呼喚低劑量CT設(shè)備的誕生。低劑量CT可以應(yīng)用到臨床的很多方面，例如高危人群肺癌的篩檢、CT增強(qiáng)掃描、肺內(nèi)結(jié)節(jié)病變的復(fù)查、肺癌術(shù)后及放化療后隨訪觀察、嬰幼兒和兒章肺部CT檢查等等。有效地降低X射線

2、劑量成為目前醫(yī)用CT研究領(lǐng)域的主要任務(wù)之一，由于低劑量CT掃描時(shí)受量子噪聲的影響，使得用于圖像重建的投影數(shù)據(jù)退化，致使采用目前臨床廣泛使用的解析重建算法(如濾波反投影)得到的重建圖像含有較大噪聲成分且分辨率偏低，無(wú)法達(dá)到臨床應(yīng)用的要求。由于基于統(tǒng)計(jì)學(xué)的迭代方法較傳統(tǒng)的濾波反投影算法在處理低劑量CT時(shí)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，相關(guān)重建算法得到較為廣泛的研究。 為解決低劑量CT圖像重建的噪聲問(wèn)題，新算法在經(jīng)典的加權(quán)最小二乘迭代算法的基礎(chǔ)上，采

3、用有序子集設(shè)計(jì)策略，針對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行低劑量CT圖像優(yōu)質(zhì)重建。有序子集技術(shù)下懲罰加權(quán)最小二乘算法，可以較有效處理低劑量條件下CT重建信息量不足帶來(lái)的缺點(diǎn)。同時(shí)有序子集的引入，使得新算法較經(jīng)典的懲罰加權(quán)最小二乘算法在速度上得到很大提高，低劑量CT的重建圖像仍可保持較佳的圖像質(zhì)量和較高的空間分辨率。本文前面兩章首先對(duì)CT。成像技術(shù)歷史與現(xiàn)狀和XCT成像算法歷史與現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)敘述，然后提出論文的選題背景及實(shí)際意義。 本文第二章主要分析、比

4、較目前CT圖像重建的各種算法的理論基礎(chǔ)、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。 第三章是本文的重點(diǎn)，由于傳統(tǒng)的解析重建算法(如濾波反投影)重建速度較快，但是得到的重建圖像含有較大噪聲且分辨率偏低，無(wú)法達(dá)到低劑量CT圖像重建的要求。山于基于統(tǒng)計(jì)學(xué)的迭代方法較傳統(tǒng)的濾波反投影算法在處理低劑量CT時(shí)，重建圖像分辨率具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，但是收斂速度遠(yuǎn)不及解析重建算法，而本文提出新的迭代算法，在目前國(guó)際研究前沿的懲罰加權(quán)最小二乘迭代法的基礎(chǔ)上，加入有序子集技術(shù)，在