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螺旋CT图像性能参数检测方法研究

作　者: 杨克柽
导　师: 林意群
学　校: 第一军医大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 螺旋CT 断层灵敏度剖面线调制传输函数噪声场均匀性 CT值线性检测方法
分类号: R310
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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内容摘要

随着螺旋CT的普及，CT质量保证研究的重点转向螺旋扫描的性能检测。与轴向扫描相比，螺旋扫描的特点主要表现在与螺距和插值算法等有关的纵向分辨力、噪声和伪影等图像性能参数的变化，特别在多层面CT出现以后，图像性能进一步提高，对检测方法提出了新的挑战。相关的研究虽然取得了一些进展，但并未进入实用，在现有的检测规范中尚无提及。本文研究的目的就在于解决目前在应用质量检测中所面临的实际问题，这对于健全质量保证体系是必须的。本文全面系统地总结了CT及其应用质量检测研究进展，分析了螺旋扫描的应用质量检测研究所面临的问题，对层厚、空间分辨力、噪声和场均匀性、CT值线性等主要性能参数进行了深入、细致的研究，提出了相应的检测和评价方法，完成了以下工作： 1．断层灵敏度剖面线的检测。断层灵敏度剖面线反映了插值算法对图像重建的影响，是螺旋扫描的重要特征。本文推导了断层灵敏度剖面线的一般数学模型，设计并制作了简单实用的检测体模，编写了相应的程序，对于单层面设备和多层面设备均取得满意的结果。同时探讨了曲线在整个成像野内随位置的变化情况，指出目标物质厚度与被测层厚的关系，为进一步的研究打下了坚实的基础。 2．调制传输函数的检测。采用周期性结构体模检测空间分辨力由于存在种种问题，随着CT技术不断发展，已不能满足应用质量检测的要求。本文针对这一问题设计并制作了简单实用的体模，检测线扩展函数从而计算调制传输函数，在此基础上评价空间分辨力，实验结果与采用Catphan500体模的检测结果较为一致，达到了客观、定量检测的目的。 3．噪声和场均匀性的计算机辅助检测方法。国家标准对噪声和场均匀性的检测，从统计学的角度是取成像野中若干区域来反映整体，不适用于局部出现强噪声或CT值较大偏差的情况。本文针对这些问题，提出了一种基于DICOM图像的全局的分析方法，编程实现自动第一军医人学颀十学位论文检测，更客观、准确地对这两个参数进行评价。4．CT值线性的定量评价方法。CT值线性反映了图像的真实性，通常的检测方法是扫描若干己知 X射线衰减系数的物质，得到相应的 CT 值，对样本集做直线拟合，观察样本与拟合直线的偏差进行判断，存在问题是缺乏统一的评价参数。本文基于CatPhan500体模，对检测数据做回归分析，从而给出CT值非线性度的定义。实验表明，该方法准确地区分了不同设备的CT值线性的差异，达到了定量分析的目的。同时文中指出体模的改进措施，为今后进一步的研究指明了方向。本文的主要创新之处在于：1．把断层灵敏度剖面线的检测纳入螺旋扫描应用质量检测项目，并实现了对它的检测。通过曲线的半高全宽测量层厚，在精度上比国家标准有质的提高，尤其适合于stnm以内的薄层。2．对噪声和场均匀性的检测方法的改进，其特点是使具有数值可比性，能精确地反映多层轴向扫描时各层面图像之间细微的差别。3．提出了CT值线性的定量评价方法。

全文目录

一绪论  10-15
  （一） CT及其质量保证进展  10-12
  （二） SCT图像性能参数应用质量检测  12-13
  （三）本文研究的目的和主要内容  13-15
二断层灵敏度剖面线的检测方法及其体模  15-26
  （一）引言  15-16
  （二）材料与方法  16-18
    1 原理  16-17
    2 设备与工具  17
    3 检测方法  17-18
  （三）结果  18-21
    1 Siemens Plus4的检测结果  18-19
    2 GE Light Speed Ultra的检测结果  19-21
  （四）讨论  21-25
    1 SSP与扫描野中所处位置的关系  21-22
    2 重建间隔的影响  22-23
    3 与斜线法的比较  23-24
    4 体模目标物质厚度与层厚的关系  24-25
  （五）小结  25-26
三空间分辨力检测方法及其体模  26-32
  （一）引言  26
  （二）材料与方法  26-30
    1 原理  26-27
    2 设备和工具  27-28
    3 检测方法  28
    4 数据处理  28-30
  （三）结果与讨论  30-31
  （四）小结  31-32
四噪声和场均匀性的检测方法  32-41
  （一）引言  32
  （二）材料与方法  32-34
    1 设备与工具  32-33
    2 检测方法  33-34
  （三）结果  34-37
    1 Siemens Plus4的检测结果  34-35
    2 GE Light Speed Ultra的检测结果  35-37
  （四）讨论  37-39
    1 与现有方法的比较  37
    2 实际检测中的两个问题  37-38
    3 影响因素分析  38-39
  （五）小结  39-41
五 CT值线性的评价方法  41-48
  （一）引言  41
  （二）材料与方法  41-43
    1 原理  41-43
    2 设备与工具  43
    3 方法  43
  （三）结果  43-44
  （四）讨论  44-46
    1 影响因素分析  44-45
    2 CT值线性与对比度标度的关系  45-46
    3 进一步研究设想  46
  （五）小结  46-48
六结论  48-51
  （一）论文总结  48-49
  （二）展望  49-51
七参考文献  51-57
附录1 断层灵敏度剖面线的数学推导  57-60
附录2 断层灵敏度剖面线的检测方法程序清单（节选）  60-61
附录3 调制传输函数检测方法程序清单（节选）  61-62
附录4 噪声和场均匀性检测方法程序清单（节选）  62-64
附录5 CT值线性评价方法程序清单（节选）  64-66
综述螺旋CT基本性能参数分析  66-75
攻读硕士学位期间发表的主要论文  75-76
致谢  76

螺旋CT图像性能参数检测方法研究

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