48572字硕士毕业论文医学毕业论文参考范文:基于信息扩散的医学层析成像新思路分析

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：48572字

论点：断层,成像,重建

论文概述：

本论文首先回顾了医学断层成像的发展历程,阐述了断层图像的成像原理和常用重建方法。第四、五章是作者关于断层图像优质重建问题的研究,充分运用《散度在度量数据间统计分布距离上的卓

论文正文：

第一章导言

1.1导言

内容结构安排如下:第一章是绪论，首先介绍了本文的研究背景、研究内容和组织结构。第二章是对医学断层扫描的简要介绍，主要介绍了x光和电子计算机断层扫描的发展历史和成像原理。第三章介绍了医学断层图像重建算法，重点介绍了滤波反投影解析重建算法、最小二乘图像重建算法、最大似然图像重建算法和最大后验概率图重建算法。第四章介绍了基于最小化总变差离差的层析成像方法。第五章介绍了该算法在医学层析成像中的应用。第六章总结了本文的工作，提出并讨论了当前研究中遇到的问题，最后展望了未来的工作。自从这个装置被发明以来，它在接下来的几十年里取得了巨大的发展。1972年，它仍然是第一代和第二代只能以平移/旋转扫描模式扫描头部的计算机。由x光管产生的x光束围绕人体中心同步平移运动，扫描速度慢，收集的数据少。

随着软件技术的发展，1974年引进了旋转扫描式人体CT机，以及滑环技术、螺旋CT和电子束CT等。出现在20世纪80年代末。结果，在扫描模式、速度和图像质量方面都有了显著的改进，从而打开了计算机断层扫描技术的新篇章。随着滑环技术的引入，螺旋CT扫描已成为当前CT发展的方向。因为它从技术上从根本上改变了传统的CT往复扫描方式，大大缩短了推演时间，可以在短时间内连续获得大量数据信息，不仅可以在任何方向提供高质量的截面图像，还可以在任何感兴趣的区域形成三维(3D)图像。其中，具有重要临床价值的区域成像(CTAngiography)是一种利用计算机断层重建功能软件显示血管三维图像的技术。EBCT电子束CT在硬件结构上明显不同于以往的CT。它是由电子管形成的。

第二章医学断层摄影简介

2.1导言

医学断层摄影在现代医学诊断中起着重要的作用。在患者不需要忍受手术痛苦的情况下，为各种疾病的诊断和定位提供了最直观的信息，因此在临床上得到广泛应用。1895年，伦琴发现了x光，这导致了医学断层摄影的飞速发展。从20世纪50年代到60年代，介绍了各种成像仪器，如美国闪烁照相术和超声成像术。20世纪70年代和80年代，x光断层扫描(computed tomography)、核磁共振成像(MRI)和发射断层扫描(E-CT)相继出现，成像质量逐渐提高。今天的医学断层成像设备基本上可以分为两种类型:第一种是结构断层图像重建(structural层析图像重建)，它基于解剖结构，主要提供人体结构的信息，如x光断层扫描(X-CT)。该成像具有较高的图像分辨率，能够清晰显示组织和器官的解剖结构。缺点是缺乏相应的生命信息，如组织生物化学和器官功能代谢。另一种是功能性断层扫描重建(FunctiOnal tomography re construction)，可以反映组织生物化学和器官功能代谢的变化，也称为发射断层扫描(E-CT)，如正电子发射计算机断层扫描(PET)和单光子发射计算机断层扫描(SPECT)。这些装置对生物体内部功能代谢的变化非常敏感，能够在细胞甚至分子水平上反映疾病发展的规律。

2.2 x-CT成像介绍

2.2.1X-CT开发

x光断层扫描是指以x光为辐射源的计算机断层扫描技术。这是自1895年德国伦琴发现x光以来，x光诊断方面最大的成就和突破。它也是现代高速发展的电子计算机控制技术和x光检查摄影技术相结合的产物。奥地利数学家拉冬(J.Radon)在1917年发表的论文中首次提出了计算机断层图像重建的基本数学理论，在该理论中，他系统地论证了一整套从积分值确定被积函数的理论方法，为计算机断层成像奠定了理论基础。1930年，意大利的瓦列博纳博士开始将断层扫描的相关理论和方法应用于临床实践，并取得了良好的临床效果。后来，随着科学技术，特别是计算机技术的发展，图像重建问题受到了广泛关注。后来，世界上许多学者对这个问题进行了富有成效和创造性的研究。1963年，美国科学家科马克博士首次提出了一种通过多向投影重建断层图像的计算方法。为了区分物体内部不同的物质和组织，该方法利用不同物质对x光的不同衰减系数的不同物理特性，通过计算机分析探测器中采集的数据，从而确定人体组织在每一束路径上不同点的x光衰减系数，然后利用这些数据重建物体内部的密度分布图像。

2.3电子ct成像介绍

2.3.1E-CT发展

在医学断层摄影领域，除了上述的x光断层摄影之外，发射计算机断层摄影(E-CT)也广泛应用于医学。电子计算机断层扫描将放射源，即放射性药物注入体内。发出辐射后，计算机进行信息收集、处理和图像重建。重建的断层图像可以方便地反映器官和组织的生理功能和病理变化。电子计算机断层扫描包括两种成像技术:正电子发射断层扫描和单光子发射计算机断层扫描。第一台电子计算机是1915年由洛杉矶加利福尼亚大学的物理学家贝内迪-ctCassen制造的。他发明了闪烁扫描仪，可以获得放射性器官的粗略空图。直到1945年，它才被大卫·库尔发明的光学扫描仪所取代。大卫·库尔(DavidKuhl)后来制作了SPET，这是一个绘制人体内放射性物质发射光子的系统。但是在那个时候，电脑没有被使用，只有在病人旋转的时候相机才被固定。随着电脑的增加，大卫·库尔把SPET变成了SPECT。1958年，研制出第一台单光子发射计算机断层扫描(SPECT)机，它可以反映器官中放射性同位素的三维空图像分布。

第一章导言1

1.1前言1

1.2研究背景2

1.3本文的研究内容……3

1.4第4条的组织结构

第二章医学断层扫描导论5

2.1背景5

2.2光CT成像背景介绍……5

2.3电子计算机断层成像简介7

摘要

本文首先回顾了医学层析成像的发展，阐述了层析成像的成像原理和常用的重建方法。第四章和第五章是作者对断层图像高质量重建的研究。充分利用散度测量数据间统计分布距离的优良性能和电视正则项的边缘保持特性，构建统一的医学断层图像重建框架。实验设计和结果分析验证了该方法的有效性。本文的主要工作如下:提出了一种基于全变差散度最小化的断层图像重建新方法，为医学断层图像重建提供了统一的框架。该方法通过引入散度来测量投影数据和估计值之间的偏差。通过添加总变差正则化来确保解的一致性，从而使散度最小化。为了求解新构造的重构目标函数，提出了一种基于次梯度理论的交替迭代策略，该策略采用自适应非单调线性搜索来保证算法的收敛性。然后将“数字电视算法”分别应用于发射层析成像和透射层析成像。仿真和临床数据实验表明，该方法在噪声抑制和边缘保持方面优于传统的故障重建方法。

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