在計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)（CT）成像中,如果患者在下頜骨（本文中主要指牙齒部位）植入了金屬材質(zhì)的嵌入物,包括牙科填充物、矯形植入物或其他金屬植入物等,由于人體內(nèi)部組織的衰減系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于被嵌入的金屬物體,所以X射線在穿透金屬材質(zhì)的嵌入物后會被嚴(yán)重衰減。這就導(dǎo)致了重建后的圖像與真實(shí)物體之間會存在一些差異,不僅模糊周圍組織的重要診斷信息,而且使得到的CT圖像中存在金屬偽影。由于金屬嵌入物的存在,金屬偽影一直影響著CT檢查的效果。因此,研究下頜骨CT圖像中金屬偽影的校正算法不僅具有臨床意義,而且對醫(yī)學(xué)的診斷分析很重要。傳統(tǒng)的金屬偽影校正方法的種類很多,但在具體臨床應(yīng)用中都有各自的局限性。比如基于插值的方法,大多需要圖像分割,對于含有嚴(yán)重偽影的CT圖像,很難進(jìn)行圖像分割;又如基于迭代的方法,計(jì)算的代價(jià)很大。近年來,在計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域,深度學(xué)習(xí)的發(fā)展非常迅速,其中卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被越來越廣泛的使用,這也給學(xué)者們在金屬偽影校正的領(lǐng)域帶來了新的研究方向。在探討了國內(nèi)外金屬偽影校正算法相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,為了減少CT圖像中下頜骨區(qū)域的金屬偽影,提出了一種基于深卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）的偽影校正算法,主要做了以下幾項(xiàng)工... 

【文章來源】：南京郵電大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：51 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【圖文】：

牙齒部位的金屬偽影，左圖中含有一處金屬偽影，右圖中含有兩處金屬偽影，均用箭頭指出

南京郵電大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文第二章相關(guān)理論知識介紹6綜上所述，將CT影像用于在臨床醫(yī)學(xué)診斷當(dāng)中，不僅能夠有效提高疾病診斷準(zhǔn)確率，而且可以為疾病臨床治療提供可靠的數(shù)據(jù)依靠，在臨床醫(yī)學(xué)中應(yīng)用具有重要的價(jià)值[27]。2.1.2CT工作原理要理解CT的工作原理，需要首先了解CT圖像中的有關(guān)的名詞：體素、像素和矩陣，如圖2.1所示。體素：體積單位，是CT掃描成像中最小的體積單位。體素有三個(gè)要素：長×寬×高，通常長和寬都是1mm，而根據(jù)層厚不同，將高度分為10mm、5mm、3mm、2mm和1mm。像素：面積單元，也可以稱為像元。像素對應(yīng)于與體素，不僅是體素的大小在CT圖像上的表現(xiàn)，還是組成CT圖像的最小單元�？梢娤袼厥且粋�(gè)二維概念，體素是個(gè)三維概念。矩陣：是像素用二維方式進(jìn)行排列的矩陣。它表示一個(gè)橫成行，縱成列的數(shù)字陳列，在相同大小的采樣值中，矩陣越大像素也越多，重建后圖像質(zhì)量越高。目前CT機(jī)器上常用的矩陣有320×320、512×512、1024×1024，矩陣越大，像素越多，成像質(zhì)量越好。圖2.1像素、體素和矩陣一個(gè)層面的掃描得到的信息，會經(jīng)由數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息存儲于磁盤中，由計(jì)算機(jī)運(yùn)算得出邊長為240mm正方形，厚度為10mm的層面中，由57600個(gè)1mm×1mm×10mm的體素并排成行與列，根據(jù)圖像重建算法，這些矩陣會被呈現(xiàn)在屏幕上。在第一章緒論中，已經(jīng)簡單介紹過CT技術(shù)的工作過程，可以總結(jié)為三個(gè)階段：數(shù)據(jù)采集、圖像重建和圖像顯示。第一階段是數(shù)據(jù)采集階段：掃描儀在高壓情況下，發(fā)射出扇形狀的X線束，對人體需要檢查的部位進(jìn)行多維角度的掃描。根據(jù)康普頓效應(yīng)可以得知，照射到人體的X射線會發(fā)生衰減；然后經(jīng)過該部位的X射線會被掃描儀中探測器接收，將光信號轉(zhuǎn)化為電信號輸入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理。第二階段是圖像重

南京郵電大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文第二章相關(guān)理論知識介紹7階段是圖像顯示階段，計(jì)算機(jī)將重建矩陣中的各個(gè)數(shù)值轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌叶鹊南袼攸c(diǎn)，呈現(xiàn)在熒光屏上。工作流程如圖2.2所示。高壓發(fā)生器X射線管人體某一部位探測器模數(shù)轉(zhuǎn)換器圖像處理顯示器洗印圖2.2CT工作流程在掃描過程中，當(dāng)X射線穿過人體時(shí)，初始射線的強(qiáng)度值會衰減。根據(jù)康普頓效應(yīng)和朗伯比爾定律可以得知，衰減程度取決于三個(gè)主要因素：X射線通過物體的密度、原子的組成成分以及X射線的光能能譜。那么，X射線的衰減規(guī)律可以用公式（2-1）表示[27]：-0edIIμ=，(2-1)在上述公式中，I是透過物體后X射線的強(qiáng)度值；0I是入射射線的強(qiáng)度；e是常數(shù)（2.718）；μ是線性吸收系數(shù)；d是物體的厚度。由于物質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的原子組成不同，會影響物質(zhì)自身的衰減系數(shù)。因此根據(jù)原子層存在的差異，會導(dǎo)致不同物質(zhì)的X射線吸收系數(shù)也大不相同。由公式（2-1）可知，d或μ越大，I就會越小，這表明X射線的衰減越大，反之亦然。等式（2-1）的成立需要一個(gè)條件，即X射線必須通過密度均勻的物質(zhì)。但在實(shí)際中，由于人體組織結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，其內(nèi)部的各種組織、骨骼以及血液等的密度都不一樣，就導(dǎo)致物體密度均勻的這種情況基本不存在。因此，多數(shù)研究者借助微積分的理念，將宏觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分割（如圖2.3），得分割后的多個(gè)等分結(jié)構(gòu)就可以看作是密度均勻的物質(zhì)。因此，對每個(gè)等分單元建立公式，就可以計(jì)算出X射線束的強(qiáng)度值和其衰減系數(shù)：0I1μ2μ3μiμnμ視為均勻...nId圖2.3X射線通過非均勻的物質(zhì)


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