基于重投影的CT图像硬化伪影校正

在工业计算机断层成像(CT)技术中所用的X射线源通常是多能的,检测过程中只能获得多能投影数据,若直接重建图像则会出现硬化伪影,硬化伪影校正是提高重建图像质量的一重要步骤。本文采用重投影的方法来校正由于射线硬化导致重建图像出现的硬化伪影,通过硬化校正后的重建CT图像质量得到显著提高。     

基于Wiener滤波的反投影图像重建算法

CT是一种先进的成像技术,投影重建图像为关键技术之一,目前CT图像重建算法多采用滤波反投影针对投影数据不足所产生伪影的问题,经分析伪影产生的原因后,提出了一种基于Wiener滤波与反投算法。算法利用Wiener滤波对传统的滤波反投影图像重建算法进行改影图像重建算法相结合的新图像重建算法,该克服重建图像伪影。通过对典型流型进行实验仿真,证明改进后的算法对重建图像的质量有明进,能较好地显改善。     

工业CT的散射研究

X射线散射的存在严重影响了工业CT系统的性能．物体内部密度锐变区域的散射将可能引起重建图像严重的高频伪影,从而影响缺陷的检测,理论计算了不同材料交界面处的X射线散射引起的投影数据偏差的强度及分布,并通过Monte Carlo方法作了验证．在此基础上,简单分析了散射引起的伪影的表现形式。     

X射线CT成像条状伪影校正

X射线CT成像过程中,由光子饥饿引起的CT图像中的条状伪影退化了CT图像的质量,增大了CT图像的数值统计误差,进而影响到材料探测结果。本文提出了一种基于自适应中值滤波的条状伪影校正方法,该方法依据投影数据的幅值自适应地设定滤波的窗口尺寸。针对多个相邻探元处于光子饥饿状态的情况,设定了阈值,判断中值滤波后的投影信号幅值是否处于阈值之下,否则继续扩大滤波窗口,直至满足阈值判断准则。本文通过实验验证了方法的有效性,该方法简单易行,适于实际工程应用。     

X-ray CCD165-SX探测器快速数据采集

对X光探测器X-ray CCD165-SX在帧移模式下进行数据采集。选择合适开口高度的掩膜,使得CCD的曝光面仅是整个探测面的一小部份。利用TTL信号发生器产生的脉冲信号触发子潜像帧移,将各个不同时间内产生的子潜像储存在CCD的芯片上不同位置上,当芯片填满子潜像时,一次性读出。这种方式大大加快了实验数据的采集速度。实验中对快速升温的情况下对PE样品进行测试,成功地采集到了随时间快速变化的散射信号。     

基于基图像TV模型的CT射束硬化校正方法

X射线CT中,X射束硬化导致重建图像中出现伪影,严重影响了图像质量。论文深入分析了射束硬化对原始投影数据的影响,并提出了一种基于基图像TV模型的射束硬化校正方法。该方法首先依据射束硬化的物理特征建立了带有可调参数的初步校正模型;其次,在不同的可调参数条件下,原始投影数据经该模型预处理变换得到多组预处理投影序列;再次,分别对预处理投影序列进行重建得到一系列校正基图像;最后,将基图像的线性组合作为最终重建图像。其中,加权系数的最优解是以最终重建图像的全变分(Total Variation,TV)函数作为目标函数,通过迭代法求得。为验证该算法,对真实的铝柱体模和工业检测件进行了实验,结果表明,该算法对射束硬化引起的杯状和条状伪影均有显著的抑制效果。     

工业CT教学实验仪图像重建的设计

工业CT教学实验仪被应用于物理和放射医学专业的教学,图像重建是教学实验仪软件的重要组成部分.论文阐述了CT的物理原理和第一代CT重建算法,描述了工业CT教学实验仪的扫描过程;分析了旋转中心偏移的伪影,实现了中心偏移校正方法,设计了图像重建软件,实际应用表明此软件重建图像清晰质量较高.     

常用的几种插值方法在CT系统金属伪影校正中的性能比较

相比利用迭代重建算法校正金属伪影,对投影数据插值来校正金属伪影的算法有诸多优点(如计算快速、容易算法实现等),因此实际校正中多用插值方法.不同的插值方法对校正结果有很大的影响.对目前常用的线性插值、三次样条插值和多项式插值这几种插值方法作了简单介绍, 并利用这些方法分别对基于Sheep-Logan模型的仿真结果进行校正和对实际的CT扫描的结果进行校正, 对这些方法的校正效果作了比较和讨论.     

高能工业CT探测器能谱响应影响校正研究

高能X射线工业CT探测器系统的能谱响应是一重要的特性参数。用实验方法测定探测器的能谱响应曲线存在很多困难。本工作利用Monte-Carlo模拟程序计算了CdWO₄探测器模块的能谱响应曲线,分析了9MeV驻波电子直线加速器X射线束的能量、剂量角分布以及X射线束能谱硬化对探测器模块探测效率的影响,为线阵探测器系统的一致性校正、非线性校正等提供了理论计算参数,并应用于工业CT图像校正,取得了满意的效果。     

基于半扇束扫描的CT图像迭代重建算法

为解决探测器尺寸受限导致的CT图像重建区域面积受限以及X射线辐射剂量较大问题,提出一种半扇束扫描模式下的CT图像迭代重建算法。该算法将探测器水平偏置,稀疏角度下采集物体投影数据,利用ART-TV迭代算法对投影数据进行重建,达到预设迭代次数后,输出重建图像。实验结果表明:半扫描可扩大重建面积,降低探测器成本;利用迭代重建算法,降低剂量的同时重建优质CT图像。     

高分辨率CCD辐射探测器串扰校正

近年来出现的新型闪烁体与科学级CCD图像传感器耦合的高分辨辐射探测器,对提高Micro-CT等高分辨成像系统的空间分辨率、信噪比、图像质量等有重要意义,具有广泛的应用前景。但新型闪烁体如Gd₃Al₂Ga₃O₁₂等发光传输的各向同性特性,给μm尺寸的CCD像元带来了严重的串扰噪声,导致辐射探测器系统空间分辨率的实际值与理论值相差甚远。本文理论分析了高分辨率CCD辐射探测器串扰产生的物理机理,提出了利用蒙特卡罗EGSnrc仿真和Zemax光学仿真工具理论计算探测器系统像元间的串扰率函数（CTF）,再以CTF为卷积核,通过Lucy-Richardson反卷积运算对实际投影数据进行串扰校正,用双丝型像质计进行验证实验。实验结果表明,本方法可有效校正探测器串扰噪声,对改善探测器系统的调制传递函数和提高空间分辨率等有明显的效果。     

基于电子束扫描阵列微焦点射线源的倒置结构Micro-CT成像研究

倒置几何结构CT成像系统理论上具有扫描视场大、图像信噪比好、锥束伪影小等优点,但其多焦点、稀疏角的扫描模式亦会带来投影数据截断、稀疏和局部数据冗余等问题。本文利用电子束扫描阵列微焦点射线源和高分辨率小面积探测器等构建了一种新型高分辨率、大视场的倒置几何结构Micro CT实验系统(IG Micro CT)。针对该系统多焦点、稀疏角扫描模式下的投影数据截断和稀疏等特点,提出一种图像先验约束的全变分正则化SART迭代CT图像重建算法。首先通过仿真实验对图像重建算法进行了验证,并对阵列微焦点数量、旋转扫描分度数量等扫描参数进行优化,最后在IG Micro CT实验系统上获得了高分辨的Micro CT测试图像。实验结果表明,本文提出的算法适用于IG Micro CT系统,解决了投影数据截断、稀疏采样和局部数据冗余带来的条状等伪影问题,并验证了IG Micro CT这种新型成像方式的可行性。     

高计数率气体探测器读出电子学原型机研制

研制一套可用于高计数率气体探测器的读出电子学原型机系统,包括前端板、数据采集板和上位机。前端板采用一款先进的前端读出专用集成电路(ASIC)芯片实现对探测器信号的测量和模数转换;数据采集板利用现场可编程门阵列（FPGA）实现对数据的分析、处理和传输;上位机实现控制指令发送、PC端数据接收及存储等。在22~99 fC的输入范围内,原型机各通道积分非线性均好于024%;联合探测器使用55Fe放射源测试,结果好于相同条件下的商用电子学。可满足20 kHz计数率下GEM TPC探测器的读出需求。     

大型集装箱检测系统管理站的任务需求分析与结构规划

由加速器周期性产生的Ｘ射线经前准直器成形为扇形脉冲束流，透过集装箱后再经过后准直器进入阵列探测器，再由前置放大器放大成形为电压信号送入采样保持电路，经多路选择器送去变换成为一组数字量，再经过一系列的预处理就可形成一列象素。由于集装箱是载于拖动装置上的，随着拖动装置的运动，这一列列的象素就可组成一幅完整的集装箱透视图，这样的一个完整过程由中心管理站统一控制和同步。本文介绍实时扫描数据获取与处理，并给     

Phantom experiments on a PSAPD-based compact gamma camera with submillimeter spatial resolution for small animal SPECT

We demonstrate a position sensitive avalanche photodiode (PSAPD) based compact gamma camera for the application of small animal single photon emission computed tomography (SPECT). The silicon PSAPD with a two-dimensional resistive layer and four readout channels is implemented as a gamma ray detector to record the energy and position of radiation events from a radionuclide source. A 2 mm thick monolithic CsI:Tl scintillator is optically coupled to a PSAPD with a 8mm×8mm active area, providing submillimeter intrinsic spatial resolution, high energy resolution (16% full-width half maximum at 140 keV) and high gain. A mouse heart phantom filled with an aqueous solution of 370 MBq (99m)Tc-pertechnetate (140 keV) was imaged using the PSAPD detector module and a tungsten knife-edge pinhole collimator with a 0.5 mm diameter aperture. The PSAPD detector module was cooled with cold nitrogen gas to suppress dark current shot noise. For each projection image of the mouse heart phantom, a rotated diagonal readout algorithm was used to calculate the position of radiation events and correct for pincushion distortion. The reconstructed image of the mouse heart phantom demonstrated reproducible image quality with submillimeter spatial resolution (0.7 mm), showing the feasibility of using the compact PSAPD-based gamma camera for a small animal SPECT system.     

锥束CT扫描方式对ART算法图像重建的影响研究

平板探测器锥束CT的扫描方式对ART(Algebraic Reconstruction Techniques)算法图像重建会产生影响.本文用128×128×128三维Shepp-Logan头部模型作为仿真对象,探讨了不同源-扫描中心距离、投影数、缺角度下扫描方式对图像重建的影响.结果表明,源-扫描中心距离与扫描中心-探...     

A novel radiation imaging sensor based on self-activated pixels

A new position sensitive detector for charged particles and X-rays is proposed based on pixels containing MOS transistors as preamplifiers. The output of the preamplifiers is shorted to strip buses to obtain two-dimensional information with readout requirements similar to a strip detector. The total pixel capacitance is low enough (20-40 fF) to allow a large potential increase at the pixel that collected the charge. The nonlinearity introduced by the large voltage rise effectively switches on the transistors of this pixel and leaves all the other pixels of the same line at a low transconductance state, resulting in an excellent noise performance