本文關鍵詞：Micro-CT快速掃描及其降噪方法研究

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【摘要】：微型計算機斷層成像(Micro-Computed Tomography,Micro-CT)技術因其較高的空間分辨率、無損動物組織、較低的成本,在分子成像領域得到廣泛的應用,同時Micro-CT可以為其他成像提供解剖學上的高分辨率結構信息,因此它還可以和正電子發(fā)射計算機斷層成像技術(Positron Emission Computed Tomography,PET)、單光子發(fā)射計算機斷層技術(Single Photon Emission Computed Tomography,SPECT)等其他成像技術相融合,組成多模態(tài)融合系統(tǒng)。本文致力于構建一個轉盤式小動物Micro-CT系統(tǒng),用于與小動物PET、光學成像進行多模態(tài)融合,主要完成了以下幾方面的工作:1.搭建了一套轉盤式Micro-CT系統(tǒng)。首先提出了系統(tǒng)的設計目標,并對系統(tǒng)的相關性能做了仿真分析,主要包括其極限空間分辨率和采集視野;接著實現(xiàn)了MicroCT硬件系統(tǒng)的搭建,它將作為正在研究中的一套三模態(tài)系統(tǒng)的子系統(tǒng),具有較高的空間分辨率,可調(diào)節(jié)的視野范圍,滿足了不同的成像需求;然后開發(fā)了一套控制軟件用于CT圖像采集;最后對其性能做了測試,主要包括X光源的焦斑移動,高對比度空間分辨率,對比度分辨率等相關性能,并通過小鼠實驗對該系統(tǒng)的成像性能進行了驗證。2.為了降低Micro-CT成像掃描劑量,開發(fā)了一種快速掃描的圖像采集方法。首先通過理論的推導證實了其可行性,然后給出了詳細的方案,完成了整個采集流程的設計,并通過專門的仿體實驗驗證了該快速掃描方法的成像效果,最后使用快速掃描的方法進行了小鼠的圖像采集。3.研究了基于非局部平均的CT成像降噪問題�？紤]到快速掃描圖像積分時間過低,照射劑量較少,造成圖像噪聲過大,本文引入了非局部平均降噪算法,并將該算法應用于投影數(shù)據(jù),投影數(shù)據(jù)轉換成的正弦圖以及三維重建數(shù)據(jù),在這三種情況下分析了算法的降噪性能,比較了算法的優(yōu)劣,最后將該算法應用于快速掃描的CT圖像,并取得了較好的降噪效果。
【關鍵詞】：Micro-CT 小動物成像 快速掃描 降噪
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R814.42
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 研究背景15
• 1.2 研究意義15-16
• 1.3 國內(nèi)外研究進展16-19
• 1.3.1 Micro-CT16-17
• 1.3.2 CT圖像去噪算法17-19
• 1.4 本文的主要工作及各章安排19-21
• 1.4.1 本文主要工作19
• 1.4.2 各章節(jié)安排19-21
• 第二章 Micro-CT成像系統(tǒng)21-39
• 2.1 引言21
• 2.2 Micro-CT成像原理21-22
• 2.3 Micro-CT系統(tǒng)的方案設計與仿真分析22-27
• 2.3.1 Micro-CT系統(tǒng)的設計目標22-24
• 2.3.2 Micro-CT系統(tǒng)仿真分析24-27
• 2.4 Micro-CT系統(tǒng)設計與實現(xiàn)27-31
• 2.4.1 系統(tǒng)總體設計方案27-28
• 2.4.2 Micro-CT硬件組成28-30
• 2.4.3 Micro-CT圖像采集軟件30-31
• 2.5 Micro-CT性能測定31-37
• 2.5.1 Micro-CT光源焦斑移動測試31-33
• 2.5.2 Micro-CT高對比度空間分辨率測定33-34
• 2.5.3 Micro-CT對比度分辨率測定34-36
• 2.5.4 Micro-CT小鼠掃描實驗36-37
• 2.6 本章小結37-39
• 第三章 Micro-CT系統(tǒng)快速掃描方案與設計39-47
• 3.1 引言39
• 3.2 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集流程39-40
• 3.3 連續(xù)快速掃描方案設計40-43
• 3.3.1 連續(xù)快速掃描方案40-41
• 3.3.2 快速掃描關鍵技術41-42
• 3.3.3 快速掃描具體實現(xiàn)42-43
• 3.4 快速掃描的性能測試43-46
• 3.4.1 快速掃描性能測試實驗43-45
• 3.4.2 連續(xù)快速掃描小鼠實驗45-46
• 3.5 本章小結46-47
• 第四章 基于快速掃描Micro-CT圖像的降噪47-59
• 4.1 引言47
• 4.2 非局部均值算法介紹47-49
• 4.3 基于非局部均值的CT圖像降噪方法49-52
• 4.3.1 CT圖像降噪的三個域49-50
• 4.3.2 搜索框選取50
• 4.3.3 數(shù)據(jù)預處理50-51
• 4.3.4 平滑參數(shù)h的估計51-52
• 4.4 實驗結果及分析52-56
• 4.4.1 實驗數(shù)據(jù)52-53
• 4.4.2 實驗結果以及分析53-56
• 4.5 快速掃描降噪結果56-57
• 4.6 本章小結57-59
• 第五章 總結與展望59-61
• 5.1 總結59
• 5.2 展望59-61
• 參考文獻61-65
• 致謝65-67
• 作者簡介67-68

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1 熊磊;Micro-CT快速掃描及其降噪方法研究[D];西安電子科技大學;2015年

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本文編號：669261