醫(yī)學圖像重建中的數(shù)學建模及算法研究
發(fā)布時間:2021-10-10 18:56
醫(yī)學圖像重建是一項非入侵地獲得人體內(nèi)部可視化結(jié)構(gòu)的重要技術(shù)。醫(yī)學成像技術(shù)和應用的發(fā)展對醫(yī)學重建提出了更高的要求,例如對動態(tài)影像和超低劑量計算機斷層成像(Ultra low dose Computed Tomography,ULDCT)等影像的重建。高空間和時間分辨率以及快速省時是重建的基本要求,同時重建也要求數(shù)據(jù)獲取過程盡量用時較少并且盡量減少對患者的輻射。一方面,在動態(tài)單光子發(fā)射計算機成像(Single-Photon Emission Computed Tomography,SPECT)重建中,利用有效的方法準確地重建圖像對于疾病診斷越來越重要。由于動態(tài)變化的存在和設(shè)備的局限性,我們在實際中只能獲得少量的投影數(shù)據(jù)。有效地處理獲得的少量數(shù)據(jù),幾乎是對所有的成像設(shè)備的挑戰(zhàn)。此外,噪聲的存在和物體的運動導致動態(tài)圖像重建中存在更多的困難。另一方面,長時間暴露在X射線環(huán)境中或者較大強度的X射線對人體有巨大的傷害。為了減少X光的輻射,快速掃描以及減小X射線的劑量是兩個重要的切入點,由此ULDCT成為熱門的研究領(lǐng)域。本文旨在探索動態(tài)SPECT和ULDCT重建模型以獲得高質(zhì)量的圖像同時減少X光對人體...
【文章來源】:上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:138 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
–1X射線通過的位于線L上的所有組織的點
第 1 幀 第 11 幀 第 21 幀 第 31 幀 第 41 幀 第 51 幀 第 61 幀 第 71 幀 第 81 幀圖3–3二維仿真模擬橢圓數(shù)據(jù)重建結(jié)果。從上到下:實際圖像;FBP重建圖像;求解argminU∥ U 重建圖像;固定B, 求解 argminα∥ αB f ∥2F,圖像U = αB ; 交替求解 argminα,B∥ αB f圖像U = αB ; SEMF 模型重建圖像。Fig.3–3Fromtoptobottom: trueimageframes; reconstructbyFBP;asolutionsolvingargminU∥ U f
建中的數(shù)學建模及算法研究 上海交通大學博士學位論文第 1 幀 第 11 幀 第 21 幀 第 31 幀 第 41 幀 第 51 幀 第 61 幀 第 71 幀 第 81 幀圖3–3二維仿真模擬橢圓數(shù)據(jù)重建結(jié)果。從上到下:實際圖像;FBP重建圖像;求解argminU∥ U f∥2F重建圖像;固定B, 求解 argminα∥ αB f ∥2F,圖像U = αB ; 交替求解 argminα,B∥ αB f ∥2F,圖像U = αB ; SEMF 模型重建圖像。Fig.3–3Fromtoptobottom: trueimageframes; reconstructbyFBP;asolutionsolvingargminU∥ U f∥2F;a solution by using a fixed basis B, solving argminα∥ αB f ∥2Fand U = αB ; a solution solvingargminα,B∥ αB f ∥2Falternatively and U = αB ; reconstructed by our SEMF method.— 42 —
本文編號:3428963
【文章來源】:上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:138 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
–1X射線通過的位于線L上的所有組織的點
第 1 幀 第 11 幀 第 21 幀 第 31 幀 第 41 幀 第 51 幀 第 61 幀 第 71 幀 第 81 幀圖3–3二維仿真模擬橢圓數(shù)據(jù)重建結(jié)果。從上到下:實際圖像;FBP重建圖像;求解argminU∥ U 重建圖像;固定B, 求解 argminα∥ αB f ∥2F,圖像U = αB ; 交替求解 argminα,B∥ αB f圖像U = αB ; SEMF 模型重建圖像。Fig.3–3Fromtoptobottom: trueimageframes; reconstructbyFBP;asolutionsolvingargminU∥ U f
建中的數(shù)學建模及算法研究 上海交通大學博士學位論文第 1 幀 第 11 幀 第 21 幀 第 31 幀 第 41 幀 第 51 幀 第 61 幀 第 71 幀 第 81 幀圖3–3二維仿真模擬橢圓數(shù)據(jù)重建結(jié)果。從上到下:實際圖像;FBP重建圖像;求解argminU∥ U f∥2F重建圖像;固定B, 求解 argminα∥ αB f ∥2F,圖像U = αB ; 交替求解 argminα,B∥ αB f ∥2F,圖像U = αB ; SEMF 模型重建圖像。Fig.3–3Fromtoptobottom: trueimageframes; reconstructbyFBP;asolutionsolvingargminU∥ U f∥2F;a solution by using a fixed basis B, solving argminα∥ αB f ∥2Fand U = αB ; a solution solvingargminα,B∥ αB f ∥2Falternatively and U = αB ; reconstructed by our SEMF method.— 42 —
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