一种基于快速蒙特卡罗模拟的CBCT散射校正方法

    公开(公告)号:CN119679445A

    公开(公告)日:2025-03-25

    申请号:CN202411772540.1

    申请日:2024-12-04

    Applicant: 东南大学

    Inventor: 季续 黄文辉 陈阳

    Abstract: 本发明公开了一种基于快速蒙特卡罗模拟的CBCT散射校正方法,属于图像处理领域。该方法包括以下步骤:1)对原始CBCT投影数据进行初步重建,生成低分辨率、厚切片的完整层数CT图像;2)根据重建的低分辨率CT图像生成对应的材料密度数字体模文件;3)将生成的体模文件输入蒙特卡罗程序,利用低剂量、稀疏采样和下采样的方式模拟散射信号;4)模拟空气扫描信号,计算散射信号与模拟空气信号的比值,实现信号归一化;5)利用归一化的散射信号乘以实际数据的空气信号进行校正,并对其进行插值和上采样,得到完整角度、原始尺寸且符合实际数据数值范围的散射信号;6)对得到的散射信号应用高斯模糊处理;7)对实际CBCT投影数据进行散射校正,得到不含散射的投影图像。本发明方法通过快速蒙特卡罗模拟结合亮场比值校正,提升了CT散射校正的速度与准确性,优化了成像质量。通过在NIVIDIA TITAN XP GPU上测试,本方法总耗时约40s,相较于传统的蒙特卡洛模拟散射的方法速度上加快了约400倍。

    一种基于非线性配准模型的C臂CT几何矫正方法

    公开(公告)号:CN117152018A

    公开(公告)日:2023-12-01

    申请号:CN202311187786.8

    申请日:2023-09-15

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于非线性配准模型的C臂CT几何伪影矫正方法,包括以下步骤;对原始抖动的投影Sp按CT设备原始设计几何重建(几何参数在每个角度保持一致),得到带几何伪影的重建图Ip;将被扫描物体的无伪影先验信息通过简单刚性配准,配准到Ip位置;对配准后的先验信息按CT设备原始设计几何进行投影(几何参数在每个角度保持一致),得到CT设备理想投影Si;将原始抖动的投影Sp与先验信息理想投影Si带入特殊设计的非线性2D‑2D配准模型,拟合出每个视角下的投影矩阵;用预测出的投影矩阵作用在原始投影Sp上,完成几何矫正。本发明与现有技术相比,通过本方法进行的几何矫正参数估计与金标准相当接近,计算复杂度更小,完成几何矫正后,CT图像质量更高,显示效果更好,二次伪影更少。

    一种肝脏CT图像中血管分割掩码的断裂修补与拓扑分析方法

    公开(公告)号:CN119863444A

    公开(公告)日:2025-04-22

    申请号:CN202411938718.5

    申请日:2024-12-26

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明提供一种肝脏CT图像中血管分割掩码的断裂修补与拓扑分析方法,具体步骤包括:1)对肝脏血管分割掩码进行骨架化,提取血管骨架、骨架端点和骨架点处血管半径粗值;2)不考虑去除肝静脉和门静脉的错误粘连,以断裂修补为目的,求取连接后的血管中心线①;3)考虑去除肝静脉和门静脉可能的错误粘连,设定更为严格的连接条件,得到断裂的血管中心线,再以分类为目的,求取包含断裂且肝静脉和门静脉明显区分的血管中心线②;4)合并上述中心线①和②,对原始血管分割掩码中缺失的血管段进行重建,合并到原分割掩码中,得到最终断裂修补后的血管掩码和中心线拓扑结构。

    一种CT图像环形伪影数据模拟及移除方法

    公开(公告)号:CN119693485A

    公开(公告)日:2025-03-25

    申请号:CN202411772541.6

    申请日:2024-12-04

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种面向深度学习的CT图像环形伪影数据仿真方法,及层间互补性和中心区域增强的环形伪影移除方法。结合环形伪影原理和扫描系统特征,通过数值模体物理尺寸对齐、加入量子噪声和电子噪声、探测器非均匀响应模拟、有环数据无环数据配对重建四个步骤来获取成对环形伪影数据和标签。设计了双分支环形伪影移除网络。网络使用上述的数据模拟方法获取大量环形伪影数据作为训练集,结合探测器响应随机产生的片间伪影信息互补性,设计伪三维数据格式作为网络输入。该方法在减少环形伪影和恢复图像细节方面具有良好的特性。并且,数据模拟方法充分考虑了系统的特性,对仿真数据训练的模型可以直接应用于未见的真实数据,在解决实际的环形伪影移除问题方面具有很大潜力。

    一种基于双域优化的光子计数CT环形伪影矫正方法

    公开(公告)号:CN119313763A

    公开(公告)日:2025-01-14

    申请号:CN202411450176.7

    申请日:2024-10-17

    Applicant: 东南大学

    Inventor: 季续 阚盛琦 陈阳

    Abstract: 本发明涉及一种基于双域优化的光子计数CT环形伪影矫正方法,所述方法包括以下步骤:1)对光子计数CT采集的正弦图进行预矫正;2)对预矫正后的正弦图,结合矫正参数微调正弦图探测器方向的响应;3)对微调后的正弦图进行重建,将重建CT图像转化为HU值,并将重建CT图转化为极坐标系;4)计算极坐标系下重建图沿着极径方向梯度的绝对值,以全图梯度绝对值的平均值最小化为目标优化步骤2中的矫正系数,迭代计算直至收敛;5)将最终收敛所得的矫正系数用于步骤1经过预矫正后的正弦图,进行图像重建获得矫正后的CT图像。本发明方法通过双域联合优化多项式矫正系数,进一步矫正探测器响应不一致问题,从而去除预矫正后光子计数CT图像的残余环状伪影,提高了图像质量和诊断的准确性。

    一种基于螺旋钢珠模体的双球管射线源锥束CT几何矫正及配准方法

    公开(公告)号:CN119251105A

    公开(公告)日:2025-01-03

    申请号:CN202411287074.8

    申请日:2024-09-13

    Applicant: 东南大学

    Inventor: 季续 任陈龙 陈阳

    Abstract: 本发明公开了一种双球管射线源锥束CT几何矫正及配准方法,具体如下:对螺旋钢珠模体进行双射线源CT数据采集,根据投影图最大密度投影图像确定近似的光源垂直入射中心位置,估算理想几何并通过滤波反投影算法获得螺旋钢珠模体对应双射线源的三维CT图像;识别并记录两个三维CT图中的钢珠位置;根据双射线源的理论高度差,匹配两个三维CT图中的钢珠,记录共同包含钢珠的位置;将两个源的实图坐标组根据共同包含钢珠通过刚体变换拟合到同一坐标系下;代入投影矩阵重建对双射线源CT图像进行滤波反投影重建。通过上述步骤,本发明可以有效去除双源CT图像几何伪影并完成双源CT的图像配准,在真实双源CT数据上可以输出几何配准后的高质量的双源重建图像。

    一种基于域迁移的无监督堆叠金属有限角CT伪影去除方法

    公开(公告)号:CN117974517A

    公开(公告)日:2024-05-03

    申请号:CN202410136394.7

    申请日:2024-01-31

    Applicant: 东南大学

    Inventor: 季续 吴锬 陈阳

    Abstract: 本发明公开了一种基于域迁移的无监督堆叠金属有限角CT伪影去除方法,包括采集真实堆叠金属的有限角CT数据,并进行滤波反投影重建;根据真实的堆叠金属制作对应的模拟数据,对其做有限角和全角度的正投影,并进行滤波反投影重建;使用模拟数据的有限角和全角度重建数据预训练U‑Net神经网络;使用模拟数据的有限角重建数据和真实有限角CT重建数据预训练分类器;通过特征图弱化模拟数据的特征,继续训练U‑Net神经网络直至收敛;将真实数据输入神经网络,生成有限角伪影去除图像。本发明在难以获得全角度CT投影数据的前提下,通过域迁移技术,使得模拟数据训练的网络具有更强的泛化型,在真实数据上的表现相较于现有技术具有更高的成像质量及量化精度。

    一种基于基变换和选择性滤波的能谱CT多材料分解噪声抑制方法

    公开(公告)号:CN117670716A

    公开(公告)日:2024-03-08

    申请号:CN202311719261.4

    申请日:2023-12-13

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于基变换和选择性滤波的能谱CT多材料分解噪声抑制方法,包括以下步骤:对能谱CT图进行噪声水平归一化;对材料分解矩阵的逆与能谱CT图噪声水平矩阵的积矩阵进行奇异值分解,得到基变换矩阵;将基变换矩阵作用到噪声水平归一化后的能谱CT图,得到低噪声子图和高噪声子图;根据低噪声子图的值的差异以及空间的距离计算加权项,对高噪声子图进行去噪滤波,得到降噪后的高噪声子图;基变换反演,将低噪声子图和降噪后的高噪声子图变换为能谱CT图,再进行材料分解,形成了噪声抑制后的材料基图像。本发明与现有技术相比,在进行噪声抑制时能更好地保留基图像中的细节,材料基图像值的偏置更少,整体与金标准图像更接近,同时运算速度更快,硬件资源要求更低。

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