多金属物体CT图像的金属伪影校正

针对多金属伪影的校正问题,本文通过仿真实验分析了多金属伪影的成因,并提出了一种基于投影校正的多金属伪影校正方法.该方法首先直接从投影域分割出金属区域,然后建立对金属区域投影值的校正模型,最后通过调整模型参数达到校正目的.模型以重建图像的灰度熵为目标函数,采用单纯形法迭代求解使熵最小时的校正参数.仿真和实际数据的实验结果表明,本文算法对多金属伪影的校正起到了良好的效果,且校正后的图像质量优于插值校正法.     

X射线CT正交基材料分解成像方法及其在校正金属伪影中的应用

针对被测样品的组成物质已知且彼此不混合的情况,提出了一种结合能谱信息的单能谱计算机断层扫描（CT）图像重建方法。该方法利用已知物质作为基材料对CT投影数据的采集过程进行数学建模,然后对该非线性模型进行基材料图像的迭代求解。在求解中,通过将基材料“不混合”的性质转化为向量正交性,实现了迭代过程的快速收敛。本文方法充分考虑了X射线的能谱和被测样品材料的属性,可显著地校正传统CT图像中的硬化伪影和金属伪影,有效地提高该类样品的CT成像质量。实验验证了所提方法的有效性。     

低能X射线工业CT图像杯状伪影校正

为了去除X射线工业CT图像中的杯状伪影,提高CT图像的识别能力和量化分析精度,提出一种基于分度投影和权函数的射束硬化校正方法。首先分析得出杯状伪影主要是由X射线连续谱穿过被测物体过程中出现的射束硬化所导致。然后扫描阶梯模型,采集不同厚度下的投影数据并求出线衰减系数,通过拟合曲线,得到硬化模型函数和权函数校正模型函数,并确定权函数。接着,扫描被测圆柱形工件,采集不同分度下的投影数据。最后,针对每一个分度投影数据,采用权函数与当前分度投影数据乘积的方法进行硬化校正。对含有杯状伪影的实际CT图像进行了校正实验,结果表明,与多项式拟合法相比,该方法校正后的灰度图像没有放大噪声,且信噪比提高3.29%,有效地消除了杯状伪影,同时较好地保留了图像边界细节。     

低能X射线工业CT图像杯状伪影校正

为了去除X射线工业CT图像中的杯状伪影,提高CT图像的识别能力和量化分析精度,提出一种基于分度投影和权函数的射束硬化校正方法。首先分析得出杯状伪影主要是由X射线连续谱穿过被测物体过程中出现的射束硬化所导致。然后扫描阶梯模型,采集不同厚度下的投影数据并求出线衰减系数,通过拟合曲线,得到硬化模型函数和权函数校正模型函数,并确定权函数。接着,扫描被测圆柱形工件,采集不同分度下的投影数据。最后,针对每一个分度投影数据,采用权函数与当前分度投影数据乘积的方法进行硬化校正。对含有杯状伪影的实际CT图像进行了校正实验,结果表明,与多项式拟合法相比,该方法校正后的灰度图像没有放大噪声,且信噪比提高3.29%,有效地消除了杯状伪影,同时较好地保留了图像边界细节。     

工业CT图像边缘伪影校正

为了去除工业CT图像中的边缘伪影,提高CT图像的识别能力和尺寸测量精度,提出一种降低串扰的系数修正法。首先分析得出边缘伪影主要是由散射射线在相邻探测通道之间的串扰所导致,并给出了探测通道串扰的数学模型;然后根据数学模型设计实验方案,通过对影响串扰率的主要因素进行实验分析,得到串扰率随入射X射线能量和被测物体厚度变化关系,再通过最小二乘拟合得出投影数据关于串扰率的函数;最后利用此函数对投影数据进行校正,降低了串扰的影响。实验结果表明,探测器间一级串扰率约为9.0%,二级串扰率约为1.2%,其中一级串扰是造成边缘伪影的主要因素,采用本文方法能够有效地抑制边缘伪影,同时较好地保留了图像细节和边缘。     

工业CT图像边缘伪影校正

为了去除工业CT图像中的边缘伪影,提高CT图像的识别能力和尺寸测量精度,提出一种降低串扰的系数修正法。首先分析得出边缘伪影主要是由散射射线在相邻探测通道之间的串扰所导致,并给出了探测通道串扰的数学模型;然后根据数学模型设计实验方案,通过对影响串扰率的主要因素进行实验分析,得到串扰率随入射X射线能量和被测物体厚度变化关系,再通过最小二乘拟合得出投影数据关于串扰率的函数;最后利用此函数对投影数据进行校正,降低了串扰的影响。实验结果表明,探测器间一级串扰率约为9.0%,二级串扰率约为1.2%,其中一级串扰是造成边缘伪影的主要因素,采用本文方法能够有效地抑制边缘伪影,同时较好地保留了图像细节和边缘。     

刀锋伪影校正技术在精神疾病患者海马MRI检查中的应用

为探讨磁共振刀锋伪影校正（BLADE）技术提升精神疾病患者海马磁共振图像质量的效果，本文分别使用结合了BLADE技术的BLADE T₂WI TSE、BLADE T₂WI FLAIR及传统T₂WI TSE、T₂WI FLAIR四种序列，对47例精神疾病患者和美国放射学院（ACR）标准模体在3.0 T磁共振成像（MRI）设备上分别进行常规海马斜冠状位扫描和ACR标准检测.患者的磁共振图像由2名放射科医师采用5分法对运动伪影、搏动伪影、颗粒度、海马磁共振图像质量进行评价，并应用Wilcoxon符号秩检验进行数据分析.模体图像通过识别图像的钻孔阵列和轮辐的数目，半定量评价各序列的高对比空间分辨力（HCSR）和低对比物体探测能力（LCD）.结果表明相比传统序列，结合BLADE技术的序列能够明显改善海马磁共振图像的运动伪影、搏动伪影（p<0.001），提高图像质量（p<0.05）；但在图像颗粒度方面，传统序列表现更优（p<0.001）.ACR模体半定量分析显示，结合BLADE技术序列与传统序列相比，在LCD检测方面结果更优、在HCSR检测方面结果相同或略逊.本文推荐将BLADE技术应用于不合作的精神疾病患者海马的MRI检查.     

两种CT成像环状伪影校正方法

探测器探元响应的不一致性导致计算机层析成像(CT)图像产生环状伪影,使得像质下降,影响了缺陷的判读以及图像的后续处理与量化分析.提出了两种CT成像环状伪影校正方法:基于特征识别的校正方法和基于B样条曲线拟合的校正方法.前者针对单个独立探元或者少数几个相邻探元存在突出响应不一致的情况.该方法首先识别出响应不一致探元的位置,然后在该位置执行局部中值滤波以消除正弦图中的竖直条纹.后者针对多个连续探元同时存在微小响应不一致的情况.该方法用B样条曲线拟合的方法确定各个探元的归一化增益系数,进而对探元的响应不一致性进行校正.两种方法各有特点,互为补充,共同组成较为完备的环状伪影校正体系.实验结果验证了两种方法的有效性.     

硬化伪影的新型表现形式及其校正

X射线硬化是导致工业CT重建图像质量下降的物理原因之一。硬化伪影通常表现为两种形式,即杯状伪影和带状伪影。描述并证实了硬化伪影的一种新型表现形式,这种伪影与真实结构相关,且分布规则,容易造成伪影与真实结构的混淆。采用线性化校正方法对该伪影进行抑制,提高了重建图像质量,改善了通过CT重建图像进行几何测量的精度。     

X射线CT环形伪影去除方法

为去除X射线CT图像中的环形伪影,建立了一种投影数据预处理方法。该方法通过对各角度投影数据逐一进行分段多项式拟合的方式建立异常探元的备选校正因子集合,再根据备选校正因子的概率密度分布确定最可几校正因子。介绍了方法的物理依据、原理及其实现步骤,并分析了其在复杂条件下的适应性。结果表明:该方法对稀疏环形伪影、密集环形伪影以及伴随强噪声污染的CT图像环形伪影均可去除;与中值滤波等方法相比,可以更好地保持图像的空间分辨率。该方法可用于多材质检测对象CT图像的处理。     

Runout error correction in tomographic reconstruction by intensity summation method

An alignment method for correction of the axial and radial runout errors of the rotation stage in X‐ray phase‐contrast computed tomography has been developed. Only intensity information was used, without extra hardware or complicated calculation. Notably, the method, as demonstrated herein, can utilize the halo artifact to determine displacement.     

Scatter correction method for cone-beam CT based on interlacing-slit scan

Cone-beam computed tomography(CBCT) has the notable features of high efficiency and high precision, and is widely used in areas such as medical imaging and industrial non-destructive testing. However, the presence of the ray scatter reduces the quality of CT images. By referencing the slit collimation approach, a scatter correction method for CBCT based on the interlacing-slit scan is proposed. Firstly, according to the characteristics of CBCT imaging, a scatter suppression plate with interlacing slits is designed and fabricated. Then the imaging of the scatter suppression plate is analyzed, and a scatter correction calculation method for CBCT based on the image fusion is proposed, which can splice out a complete set of scatter suppression projection images according to the interlacing-slit projection images of the left and the right imaging regions in the scatter suppression plate, and simultaneously complete the scatter correction within the flat panel detector(FPD). Finally, the overall process of scatter suppression and correction is provided. The experimental results show that this method can significantly improve the clarity of the slice images and achieve a good scatter correction.     

Evaluating gradient artifact correction of EEG data acquired simultaneously with fMRI

Simultaneous electroencephalography (EEG) and functional magnetic resonance imaging (fMRI) has become a widely used application in spite of EEG perturbations due to electromagnetic interference in the MR environment. The most prominent and disturbing artifacts in the EEG are caused by the alternating magnetic fields (gradients) of the MR scanner. Different methods for gradient artifact correction have been developed. Here we propose an approach for the systematic evaluation and comparison of these gradient artifact correction methods. Exemplarily, we evaluate different algorithms all based on artifact template subtraction--the currently most established means of gradient artifact removal. We introduce indices for the degree of gradient artifact reduction and physiological signal preservation. The combination of both indices was used as a measure for the overall performance of gradient artifact removal and was shown to be useful in identifying problems during artifact removal. We demonstrate that the evaluation as proposed here allows to reveal frequency-band specific performance differences among the algorithms. This emphasizes the importance of carefully selecting the artifact correction method appropriate for the respective case.     

基于非线性最小二乘法的条纹相机标定数据处理方法

 使用基于非线性最小二乘法的方法处理扫速标定数据,获得了条纹相机的全屏扫速数据,消除了扫速非线性和空间畸变对测量结果的影响。该方法的不确定度约为0.04%,远小于条纹相机的系统误差。利用该方法得到了各个像素对应的扫速,其不确定度约为1.5%,显著减小了条纹相机测量结果的误差。     

基于非线性最小二乘法的条纹相机标定数据处理方法

使用基于非线性最小二乘法的方法处理扫速标定数据,获得了条纹相机的全屏扫速数据,消除了扫速非线性和空间畸变对测量结果的影响。该方法的不确定度约为0.04%,远小于条纹相机的系统误差。利用该方法得到了各个像素对应的扫速,其不确定度约为1.5%,显著减小了条纹相机测量结果的误差。     

双CCD拼接CT成像的断裂伪迹消除方法

为了解决双CCD拼接的探测器CT在成像时的几何失真问题,以双CCD探测器数字X射线机FAXITRONMX-20为实验对象,利用矩形钢板的二维投影图像计算出两块CCD之间的横向和纵向位移偏差,并以此为依据对所拍摄的图像做相应的平移和插值处理。利用金属球模型的二维投影图像分别计算出射线源垂直投影时位于两块CCD平面上的坐标,并以此为依据调整CT投影图拍摄的旋转中心。结果表明:利用矩形钢板的二维投影图像计算出的两块CCD之间的横向位移达到3个像素;利用金属球模型的二维投影图像分别计算出的射线源的垂直投影位于左、右两块CCD的平面坐标上。根据这些测量数据调整了拍摄方法,修改了重建软件,并以模型实验显示了校正前后的结果。该方法考虑了双CCD探测板之间的缝隙和空间不共面的情况,减轻了三维重建在拼接处的"断裂"现象,使得纵向误差由88μm减小到了44μm。