基于X射線能譜CT的生物醫(yī)學(xué)材料分解關(guān)鍵技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2023-05-13 00:07
隨著人工智能等信息技術(shù)的飛速發(fā)展,人類已邁入了智慧醫(yī)療時(shí)代。以深度學(xué)習(xí)為代表的機(jī)器學(xué)習(xí)算法也開始廣泛應(yīng)用在醫(yī)學(xué)成像的各個(gè)領(lǐng)域。X射線計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)(X-CT),作為智慧醫(yī)療的重要組成內(nèi)容,在醫(yī)學(xué)臨床診斷中發(fā)揮著重要作用。它利用X射線對(duì)不同物質(zhì)的衰減差異,可以在不破壞物體本身的情況下,通過斷層圖像呈現(xiàn)出其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)。然而,傳統(tǒng)X-CT由于采用積分探測(cè)方式獲取X光子信息,將會(huì)在一定程度上造成衰減特性缺失,難以滿足精準(zhǔn)診療的需求。于是,X射線能譜CT成像技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。X射線能譜CT成像得益于X射線能量分辨光子計(jì)數(shù)探測(cè)技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展。它是通過光子計(jì)數(shù)探測(cè)器來獲取被檢測(cè)對(duì)象在不同能量區(qū)間內(nèi)X射線衰減特性,依據(jù)這種差異,不僅可以提高衰減系數(shù)相近材料的成像對(duì)比度,而且還能對(duì)掃描對(duì)象進(jìn)行定性及定量分析。其中,基于X射線能譜特性的物質(zhì)分解,已成為能譜CT成像技術(shù)的一個(gè)重要研究方向。本論文依托科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(No.2016YFC0104609)、國(guó)家自然科學(xué)青年基金(No.61401049)和重慶市基礎(chǔ)科學(xué)與前沿技術(shù)研究專項(xiàng)項(xiàng)目(No.cstc2016jcyjA0473)等科研課題,著眼...
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
中文摘要
英文摘要
1 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 X射線能譜CT成像技術(shù)
1.2.2 能譜CT物質(zhì)分解
1.2.3 基于深度學(xué)習(xí)的能譜CT物質(zhì)分解
1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容
1.4 論文的結(jié)構(gòu)安排
2 X射線能譜CT成像技術(shù)基本理論
2.1 概述
2.2 X射線能譜CT成像基礎(chǔ)
2.2.1 X射線CT成像原理
2.2.2 X射線CT成像系統(tǒng)
2.2.3 X射線能量分辨光子計(jì)數(shù)探測(cè)技術(shù)
2.3 X射線CT圖像重建算法
2.3.1 Radon變換與傅里葉切片定理
2.3.2 解析重建算法
2.3.3 迭代重建算法
2.4 物質(zhì)分解基礎(chǔ)
2.4.1 衰減系數(shù)分解模型
2.4.2 能譜CT重建方法
2.5 本章小結(jié)
3 基于等效單色能量的雙能CT投影域分解方法研究
3.1 概述
3.2 投影域的雙效應(yīng)分解方法
3.3 基于等效單色能量的投影域分解方法
3.4 雙能CT投影分解實(shí)驗(yàn)研究
3.4.1 仿真模擬
3.4.2 實(shí)驗(yàn)研究
3.5 結(jié)果與討論
3.6 本章小結(jié)
4 基于深度學(xué)習(xí)的能譜CT圖像域分解方法研究
4.1 概述
4.2 圖像域的基材料分解方法
4.3 基于FC-DenseNets的圖像域分解方法
4.4 能譜CT圖像分解實(shí)驗(yàn)研究
4.5 結(jié)果與討論
4.6 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
5.1 研究工作總結(jié)
5.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
附錄
A作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
B作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目
C學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
致謝
本文編號(hào):3814906
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
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英文摘要
1 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 X射線能譜CT成像技術(shù)
1.2.2 能譜CT物質(zhì)分解
1.2.3 基于深度學(xué)習(xí)的能譜CT物質(zhì)分解
1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容
1.4 論文的結(jié)構(gòu)安排
2 X射線能譜CT成像技術(shù)基本理論
2.1 概述
2.2 X射線能譜CT成像基礎(chǔ)
2.2.1 X射線CT成像原理
2.2.2 X射線CT成像系統(tǒng)
2.2.3 X射線能量分辨光子計(jì)數(shù)探測(cè)技術(shù)
2.3 X射線CT圖像重建算法
2.3.1 Radon變換與傅里葉切片定理
2.3.2 解析重建算法
2.3.3 迭代重建算法
2.4 物質(zhì)分解基礎(chǔ)
2.4.1 衰減系數(shù)分解模型
2.4.2 能譜CT重建方法
2.5 本章小結(jié)
3 基于等效單色能量的雙能CT投影域分解方法研究
3.1 概述
3.2 投影域的雙效應(yīng)分解方法
3.3 基于等效單色能量的投影域分解方法
3.4 雙能CT投影分解實(shí)驗(yàn)研究
3.4.1 仿真模擬
3.4.2 實(shí)驗(yàn)研究
3.5 結(jié)果與討論
3.6 本章小結(jié)
4 基于深度學(xué)習(xí)的能譜CT圖像域分解方法研究
4.1 概述
4.2 圖像域的基材料分解方法
4.3 基于FC-DenseNets的圖像域分解方法
4.4 能譜CT圖像分解實(shí)驗(yàn)研究
4.5 結(jié)果與討論
4.6 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
5.1 研究工作總結(jié)
5.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
附錄
A作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
B作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目
C學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
致謝
本文編號(hào):3814906
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