锥形束CT系统在线几何标定方法研究

来源 :南方医科大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:NF_Frankie
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
锥形束CT(Cone-beam CT,CBCT)系统,被广泛应用于工业和临床成像等许多方面。一般来说,CBCT系统的重建算法对成像的几何结构有着严格的要求,我们称之为理想的几何结构,但是在实际情况中,由于安装误差和加工误差会使得实际的几何结构偏离理想的几何结构。在这种情况下,若继续使用理想的几何结构进行图像重建就会导致重建图像中产生几何伪影,影响图像质量。为抑制几何伪影,不少学者提出许多几何标定方法,主要分为两大类型:利用标定模体进行离线几何标定和利用图像信息进行在线几何标定,然而这两种类型的标定算法均有一定的缺陷。本论文提出了一种基于平面板的在线几何标定方法,算法的主要思想是结合上述两种标定类型各自的优点,让几何标定模体(内嵌若干钢珠点)和成像物体同时成像。一方面,该标定方法使用标定模体进行解析运算,算法精度较高,运算速度较快,能够适用于实际扫描成像的任务;另一方面,由于采用同步成像的策略,使得该标定算法能够获得实时有效的几何参数,而不会出现上述离线几何标定算法中预扫描和正式扫描轨迹不一致,导致几何标定得到的几何参数无效的现象。经仿真实验验证,提出的标定方法的精度与目前用于CBCT系统几何标定的金标准DLT(Direct Linear Transformation)算法大致相同,求解的几何参数中距离参数误差为± 1mm以内,角度参数误差为±0.04度以内。此外,仿真实验和实际实验均证明,相比于未进行几何标定得到的重建图像,经过几何标定得到的重建图像几何伪影明显去除,且评估图像几何伪影的定量指标如信息熵、图像锐度和对比度噪声比也有较大的改善。此外,由于该算法中使用到几何标定模体,算法精度会受到几何标定模体制作误差的影响,该误差具体表现为制作模体上钢珠点的实际位置和理论位置出现偏差。为规避该误差对提出的算法精度的影响,本文提出了一种借助于机械臂CT对几何标定模体进行自标定的方法,目的在于精确估计出制作好的标定模体上钢珠点的实际坐标。该自标定方法不仅适用于本文使用的平面板,也适用于所有的离线几何标定模体。经仿真实验验证,该自标定算法的精度较高,当选用合适的参数时,每个钢珠点定位误差可达到±0.01mm以内。经实际实验验证,经过自标定后得到的重建图像几何伪影抑制明显。同时,该自标定算法使得几何标定模体的制作不再只依赖于机床加工,使用者可自己动手制作,如此可节约标定模体制作的成本和时间周期。此外,该自标定在标定模体使用周期内只需进行一次即可,不会增加几何标定的难度和复杂度。
其他文献
随着经济技术的快速发展,高层建筑越来越普遍,其数量之大,规模之大,是过去远远不可比拟的。高层的结构形式更加多样化,而在各种灾害面前也面临更高的风险,因此对高层建筑的安
海马体位于大脑丘脑和内侧颞叶之间,主要负责长时记忆的存储。海马体的体积及其功能的异常与很多精神疾病密切相关。因此海马体的准确分割,可以辅助医师对相关精神疾病进行诊
大数据时代,随着互联网技术的飞速发展,互联网上源源不断产生着大量数据,造成数据的爆炸性增长,这其中就包含大量的自然语言文本数据。文本数据是数据价值密度最大、最有利用
我们处在互联网的高速发展时期,计算机科学在生活中扮演着越来越重要的角色,人工智能AI(Artificial Intelligence),作为近几年计算机科学中最热门的分支,逐渐走进人们的日常
现代化的工业生产对机器人的运动稳定性和工作效率有着较高的要求,合理高效的轨迹规划可以改善工业机器人的运动性能,提高工业生产的自动化水平。目前,针对工业机器人轨迹规
铁基非晶合金因较好的软磁性能而受到研究者的持续关注。通过调控成分和改善退火工艺可以提高其综合软磁性能。但是调控成分有一定的盲目性和耗时性,退火则通常会引起条带变
目前关于车辆路径问题的研究,大部分内容以每个客户的需求只能用一辆车完成配送为约束条件;然而,在实际的城配物流车辆调度中,有些客户的需求量比较大,城配物流企业需要对这
粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)是模拟鸟群觅食行为的基础上提出群智能优化算法,是优化领域中新兴的分支。它具有实现简单、易于理解、控制参数少等优点。
随着悬索桥跨径的不断增大,吊索长度越来越长。悬索桥吊索频率低、阻尼小、质量轻,极易在风荷载、车辆荷载等作用下发生大幅振动,这将缩短吊索的疲劳寿命,从而对整座桥梁的安
随着科技不断进步,科研文献迅猛增长,新的研究方向不断涌现,如何有效对科研文献进行分类、管理、分析对科研人员和科技的发展都具有重要意义。传统的科研文献研究主要集中于