ISSN 1004-4140
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2022年  第31卷  第2期

理论与方法
自适应VMD的地震资料高分辨率处理方法研究
段成祥, 梁圆, 范晓辉, 张繁昌, 吴俊
2022, 31(2): 135-148. doi: 10.15953/j.1004-4140.2022.31.02.01
摘要(243) HTML (88) PDF(47)
摘要:
随着勘探开发的不断深入,常规地震资料受分辨率的限制难以满足精细勘探开发的需求。由于地震信号不同频率成分的衰减程度不同,故可结合分频技术对各频率成分进行差异化补偿,进而提高地震资料分辨率。而常规分频技术普遍分频精度不高,存在模态混叠现象,不能较好地适用于地震资料处理。针对上述问题,本文提出基于自适应变分模态分解(VMD)的地震资料高分辨率处理方法。将多目标蝙蝠算法应用于变分模态分解,利用功率谱熵、能量差、样本熵构建适应度函数,对VMD参数进行优化。模型测试结果表明,优化的VMD方法分频精度较高,避免模态混叠,且具有较强的抗噪能力;将优化VMD方法应用于地震资料高分辨率处理,模型及实际数据测试结果表明,处理后的地震资料分辨率得到有效提高。
地球物理CT
基于弹性波CT与GPR的岩体综合病害识别及三维地质建模
王敦显, 张想想, 陈文学, 刘克强, 卢佳玉, 宋钊存, 宋雷
2022, 31(2): 149-162. doi: 10.15953/j.1004-4140.2022.31.02.02
摘要(198) HTML (147) PDF(59)
摘要:
本文以地铁深基坑岩体边坡为研究对象,采用弹性波CT初步判断基坑岩体病害的类型及空间分布并辅以地质雷达进行验证;进而用分水岭算法分析弹性波CT获得的波速分布,以提取病害处的细部声速变化,圈定病害范围;在此基础上,以弹性波CT三维空间波速数据库的坐标信息为基础,结合分水岭算法得到的空间坐标信息获得建模数据库,导入GOCAD软件,经过处理分析建立三维地质可视化模型。本文所建立的岩体病害模型与地质钻孔、窥孔成像、现场观察等高度吻合。本文提出的岩体病害识别方法和建模技术可为岩体支护设计提供重要参考,可为城市地下工程水害防治提供地质依据。
工业CT
基于对抗式残差密集深度神经网络的CT稀疏重建
杜聪聪, 乔志伟
2022, 31(2): 163-172. doi: 10.15953/j.ctta.2021.032
摘要(435) HTML (89) PDF(51)
摘要:
针对计算机断层成像稀疏重建过程中产生条状伪影的问题,本文提出一种基于对抗式残差密集深度神经网络的CT图像高精度稀疏重建方法。设计一种耦合残差连接、密集连接、注意力机制和对抗机制的UNet网络,以含条状伪影图像和高精度图像作为训练样本,通过大规模训练数据,对该网络进行训练,使其具有压制条状伪影的能力。首先,利用滤波反投影算法从稀疏投影中重建出含条状伪影的CT图像;接着,将其输入深度网络,通过网络压制条状伪影;最后,得到高精度的重建图像。实验结果表明,相比于现有的若干深度学习算法,提出的新型网络重建出的图像精度更高,可以更好地压制条状伪影。
基于光流法的稀疏光场稠密重建算法
刘健, 宋娜, 潘晋孝, AbdulrGhaffa, 杨明
2022, 31(2): 173-185. doi: 10.15953/j.ctta.2021.052
摘要(191) HTML (97) PDF(20)
摘要:
光场成像在三维重建、合成孔径去遮挡和全息成像等应用中具有重要作用。光场稠密重建算法能够弥补光场成像硬件的不足,实现稀疏光场的稠密重建。本文从二维光流基本原理出发,以光场双平面模型为基础,提出一种新的四维光场光流约束方程数学模型,利用该约束方程求解得到的光场光流确定新视角的位置坐标,并通过插值计算及图像反演逐点获得新坐标的强度值,最终获得高质量的新视角合成图像。实验结果表明,本文方法能够对长基线场景中的纹理、阴影及色彩等信息进行高质量重建,定量评价结果表明该算法能够完成复杂场景的光场稠密重建任务。本文算法仅适用于线性光场光流的约束以及一维视角光场的情形,后续相关研究将围绕非线性光流约束以及多维视角光场的情形展开。
医学成像与图像分析
不同螺距联合ASIR重建技术在COVID-19 胸部低剂量CT扫描中的应用研究
仵腾辉, 查云飞, 杨峰
2022, 31(2): 186-194. doi: 10.15953/j.1004-4140.2022.31.02.05
摘要(1064) HTML (114) PDF(19)
摘要:
目的:探讨2019冠状病毒病(COVID-19)患者使用大螺距联合自适应统计迭代重建技术行低剂量扫描的可行性,比较辐射剂量及图像质量的差异。方法:收集我院确诊为COVID-19的病例共91例作为低剂量组,同时选取同期于我院行新冠肺炎筛查的91例未确诊为COVID-19的患者作为常规剂量组。低剂量组使用大螺距扫描联合自适应统计迭代重建算法(ASIR);常规剂量组使用常规螺距扫描,使用滤波反投影法(FBP)进行重建。记录两组辐射剂量并对两组病例的图像质量进行主观及客观评分,比较各组图像质量与辐射剂量的差别。结果:低剂量及常规剂量两种方法的辐射剂量有统计学差异低剂量组辐射剂量明显低于常规剂量组(ED降低了52%);低剂量组与常规剂量组的图像质量评分无统计学差异;低剂量组与常规剂量组的客观评价无统计学差异。结论:应用大螺距联合ASIR重建技术对COVID-19患者行低剂量扫描可以明显降低辐射剂量而图像质量无明显下降。
正常人副中结肠动脉的多层螺旋CT增强扫描研究
孙芙蓉, 潘自来
2022, 31(2): 195-202. doi: 10.15953/j.ctta.2021.011
摘要(137) HTML (95) PDF(10)
摘要:
目的:观察分析正常人群中副中结肠动脉(AMCA)的发生率及分布规律。方法:采用回顾性研究方法,收集2021年1月至6月在上海瑞金医院北部院区同时进行上下腹增强CT检查的正常人群331例,发现存在AMCA者97例。将检查的静脉期原始图像进行多平面重建,记录AMCA起源、伴行静脉及与胰腺毗邻关系,并测量AMCA起始点直径,与胰腺最近点的距离。结果:AMCA发生率为29.3%(97/331),66.0% 起源于肠系膜上动脉(64/97)、17.5%起源于肠系膜下动脉(17/97)、16.5% 起源于胰十二指肠下动脉(16/97)。AMCA直径为(2.0±0.24) mm,距离胰腺最近点为(2.1±1.4) mm。AMCA均可见伴行静脉,72.2% AMCA的伴行静脉汇入肠系膜下静脉(70/97),20.6% 汇入肠系膜上静脉(20/97),6.2% 汇入脾静脉(6/97),1% 汇入空肠静脉(1/97)。结论:多层螺旋CT增强扫描能清晰显示AMCA起源、伴行静脉与胰腺毗邻关系,能为临床术前提供准确的血管评估。
下肢动脉CE-MRA血管成像钆对比剂最佳用量研究
王旭, 杨英, 殷硕, 吴戈, 邓刚, 尹晓明, 曾庆玉, 邓茂松
2022, 31(2): 203-210. doi: 10.15953/j.ctta.2021.033
摘要(73) HTML (48) PDF(11)
摘要:
目的:探讨三维动态增强磁共振血管成像(3D CE-MRA)在双下肢动脉病变成像中对比剂最佳用量。方法:45例我院进行双下肢动脉3D CE-MRA血管成像的患者,根据就诊顺序随机分为A、B和C三组,三组钆对比剂用量分别为0.1、0.2和0.3 mmol/kg,分别与盐水进行1∶1配比,分别对不同对比剂用量的后处理图像进行主观及客观评分,并对小腿及足部血管进行整体静脉重叠评分,最后采用Wilcoxon检验比较3种扫描方案差异。客观评分是对3组的原始增强图像进行信号强度(SI)、信噪比(SNR)、对比噪声比(CNR)的测量及计算,比较股动脉、腘动脉及小腿动脉水平信号强度差异,进行t检验比较 3种扫描方案差异。结果:对比剂用量为0.1 mmol/kg时股动脉、腘动脉及小腿动脉的图像质量评分分别为(3.35±0.25)、(2.97±0.25)、(2.35±1.15);对比剂用量为0.2 mmol/kg时,上述部位的评分分别为(3.75±0.35)、(3.55±0.32)、(2.97±0.70);对比剂用量为0.3 mmol/kg时,上述部位的评分分别为(3.90±0.41)、(3.83±0.52)、(3.10±0.75)。A组有33.33%图像不满足诊断需要,B组和C组图像全部满足诊断需要,A组与B组差异有统计学意义,B组与C组差异无统计学意义。B和C组的股动脉、腘动脉的SI、SNR、CNR明显高于A组,且B组和C组差异无统计学意义。B组和C组图像优于A组。结论:适当提高对比剂用量有助于提高患者双下肢动脉全程的3D CE-MRA成像质量,0.2 mmol/kg的对比剂用量对血管的评估是可靠准确的,能够为临床外周动脉疾患的治疗方案提供准确可靠的影像依据。
辐射剂量和管电压对CT图像质量的影响:基于任务的图像质量评价
杨政君, 张昂, 陈勇, 姜江, 王凌云, 张勇, 张璇, 齐晓凤
2022, 31(2): 211-217. doi: 10.15953/j.ctta.2021.060
摘要(158) HTML (17) PDF(16)
摘要:
目的:通过基于任务的图像质量评价参数,研究对比不同辐射剂量和管电压对CT图像的影响。方法:使用GE Revolution Apex扫描美国放射学会(ACR)质量控制体模Gammex 464。采用3种剂量(5、10和20 mGy)和3种管电压(80、100和120 kVp)的扫描方案并重建9组CT图像。选取体模module 1中骨和丙烯酸测量各组图像的任务传递函数(task-based transfer function,TTF,代表空间分辨率)并记录其TTF50%。选取体模module 3测量噪声功率谱(noise power spectrum,NPS,代表噪声)并记录噪声值、空间频率(f-peak)和 NPS peak值。在图像TTF和NPS的基础上进一步计算图像的可检测能力指数(${d}'$,代表对病灶的可检出能力)。剂量和管电压对图像的影响采用单因素方差分析,P值的多重比较采用 FDR校正。结果:管电压较剂量对TTF50%的影响较为明显,但两者在骨和丙烯酸物质中的差异均无统计学意义。噪声和NPS peak随着剂量上升而显著减小;随着管电压的增加而减小,但差异不具有统计学意义。剂量较管电压对f-peak的影响较大,但两者差异均无统计学意义。图像的检出能力随着剂量的增加而显著升高;各管电压下图像的检出能力差异无统计学意义。结论:剂量相比管电压更能影响CT图像质量;随着剂量的增加,图像噪声显著改善,对病灶的检出能力显著提升。基于任务为基础的评价指标可以较为全面地反映CT图像质量。
能谱CT
虚拟单能图像与常规CT图像的图像质量对比
陈琳钰, 方姝, 陈勇, 董海鹏, 王兰, 常蕊
2022, 31(2): 219-226. doi: 10.15953/j.ctta.2021.041
摘要(150) HTML (74) PDF(24)
摘要:
目的:对比双源双能CT的虚拟单能图像与常规CT图像的图像质量。方法:采用西门子SOMATOM Force双源双能CT扫描图像质量控制体模Catphan 500的高对比度分辨率CTP 528组件和低对比度分辨率CTP 515组件,分别采用双球管扫描方案重建低、中、高3档虚拟单能能谱图像(A组:40 keV,B组:70 keV,C组:100 keV)和一种单球管扫描方案图像(D组:120 kVp)。两名放射科医师分别测量CTP 528的高对比分辨率(最佳线对数)和CTP 515的低对比度分辨率(1% 对比度浓度下的最小孔径);随后测量各组图像的平均噪声、信噪比(SNR)及对比噪声比(CNR)。结果:两名医师的图像一致性评价良好(高/低对比度分辨率:Kappa系数为0.667;噪声参数:Spearman相关系数r=0.920。各组图像中,D组高对比度分辨率最佳(线对6 lp/cm);A、B组图像低对比度分辨率最佳(孔径均为4 mm)。C组图像平均噪声最低(2.333±0.289),SNR表现最佳(37.944±3.949);噪声和SNR在各组图像间差异有统计学意义。B组图像CNR最高(3.361±0.875),但各组图像间CNR差异不具有统计学意义。结论:双能CT虚拟单能图像相比常规CT图像可以在保持低对比度分辨率的基础上,改善图像噪声;随着虚拟单能能级的增加,图像噪声减小,信噪比增加。
医学CT
急性肺动脉栓塞继发肺梗死CT特征分析
张海平, 吴晓华, 赵田瑞, 贺毅, 杨正汉
2022, 31(2): 227-235. doi: 10.15953/j.ctta.2021.018
摘要(137) HTML (89) PDF(30)
摘要:
目的:探讨急性肺动脉栓塞(APE)继发肺梗死(PI)CT特征。方法:回顾性分析41例APE继发PI患者的临床及CT资料,总结PI的数量、位置、形态、边缘、胸腔积液及其动态变化特征。结果:PI的CT特征:①数量及位置:共79个PI病灶,18例患者为单发PI,23例患者为多发;所有PI病灶均位于胸膜下,与胸膜呈宽基底相连;46.8%(37/79)位于右肺下叶,36.7%(29/79)位于左肺下叶,右肺上叶、中叶分别为3.8%(3/79)、6.3%(5/79),左肺上叶舌段6.3%(5/79)。②形态:45.6%(36/79)病灶表现为反晕征(RHS),36.7%(29/79)为椭圆形、楔形及驼峰样实变,17.7%(14/79)为斑片状磨玻璃影。③支气管血管束包埋征:79.7%(63/79)病变内可见支气管血管束走行其中,21.3%(16/79)病变范围较小,其内未见明确支气管血管束走行、包埋。④增强后,79个PI病灶均未见强化。⑤治疗后期,所有PI病灶均演变为斑片或索条影。⑥胸腔积液:63.4%(26/41)患者出现胸腔积液,42.3%(11/26)为双侧胸腔积液,57.7%(15/26)单侧胸腔积液。结论:APE继发PI的CT表现具有一定特征性,胸膜下出现单发或多发病变,有反晕征、楔形或驼峰样实变、支气管血管束包埋特征时应考虑到PI,另外胸腔积液有助于诊断。
CT评价继发性下肢淋巴水肿分级的价值研究
郭佳, 沈文彬, 信建峰, 张春燕, 王仁贵, 董健
2022, 31(2): 237-243. doi: 10.15953/j.ctta.2021.039
摘要(73) HTML (33) PDF(8)
摘要:
目的:探讨CT双下肢体积测量法在继发性下肢淋巴水肿分级评价中的应用价值。材料及方法:收集2019年6月至2020年1月因继发性下肢淋巴水肿入院并行CT双下肢扫描的患者,临床医师于CT扫描一周内完成双下肢多径线实体测量,分别记录CT双下肢体积测量法及临床多径线测量法所得双侧全下肢、大腿及小腿的体积。基于患侧比健侧体积增大的百分比,分别得到CT和临床测量结果的全下肢、大腿及小腿的淋巴水肿分级,采用Kappa软件分析CT与临床全下肢淋巴水肿分级之间的一致性。结果:最终入组患者38例。CT双下肢体积测量法和临床多径线测量法所得患侧的全下肢体积分别为(9984±2217)cm3和(11308±2373)cm3,健侧分别为(7154±1417)cm3和(8265±1704)cm3。全下肢淋巴水肿的CT分级为隐匿期1例,轻度6例,中度14例,重度17例;临床分级为隐匿期1例,轻度8例,中度11例,重度18例。CT与临床分级的一致性非常好(Kappa=0.878)。结论:CT双下肢体积测量可以作为继发性下肢淋巴水肿分级诊断的影像检查工具。
一站式低剂量扫描在胸部及腰椎QCT体检人群中的应用
舒意, 杨沛, 廖紫祾, 李真林, 唐静
2022, 31(2): 244-250. doi: 10.15953/j.1004-4140.2022.31.02.12
摘要(148) HTML (87) PDF(23)
摘要:
目的:探讨噪声指数结合自动管电流调节技术在胸部与腰椎QCT体检人群中的一站式扫描应用。方法:前瞻性收集来我院体检中心做胸部CT和腰椎QCT受检者100例,随机分两组(常规剂量组、低剂量组),其中胸部常规剂量组50例(噪声指数设置为NI=8.5),低剂量组50例(噪声指数设置为NI=14)。分别记录两组受检者的身高、体重和BMI及辐射剂量;测量两组受检者L1、L2的平均骨密度值;比较两组辐射剂量间的差异性以及两组平均骨密度之间的差异性。结果:常规剂量组平均扫描剂量为387.65 mGy,低剂量组平均扫描剂量为73.18 mGy,两组之间有明显统计学意义;常规剂量组中L1、L2骨密度平均值为119.71,低剂量组中L1、L2骨密度为123.65,两组之间没有统计学差异。结论:低剂量胸部CT与腰椎QCT一站式扫描能同时满足肺部筛查和评估骨密度需求并且能够大幅降低辐射剂量,可以广泛应用于体检人群。
急性阑尾炎的MSCT征象与病理分型的相关性分析
余星瑶, 刘超, 冯倩倩, 徐霖
2022, 31(2): 251-258. doi: 10.15953/j.1004-4140.2022.31.02.13
摘要(141) HTML (31) PDF(21)
摘要:
目的:探讨MSCT征象与各病理类型急性阑尾炎的相关性大小。资料与方法:回顾性分析本院2018年10月至2019年9月经手术病理证实的急性阑尾炎患者78例,对所有患者进行常规MSCT扫描,对部分阑尾显示欠清的患者加做曲面重组(curve multiplanar reformation,CPR),分析不同类型阑尾炎的MSCT征象差异。结果:78例患者中,单纯性阑尾炎28例,化脓性阑尾炎33例,坏疽性阑尾炎17例。在方差分析中,阑尾管腔直径和周围脂肪密度在3种病理类型的阑尾炎中的差距有统计学意义。在Spearman秩相关性分析中,阑尾周围渗出情况、阑尾粪石、阑尾腔外积液、系膜增厚和阑尾腔内积液均有统计学差异,但其Rs值却各不相同,其中,阑尾周围渗出和系膜增厚与阑尾炎分型具有较强的相关性。结论:MSCT显示阑尾管腔直径、周围脂肪密度、系膜增厚程度和周围渗出情况等征象在急性阑尾炎各病理分型的鉴别诊断中具有一定的价值,有较强的临床指导意义。
睾丸原发肿瘤的CT表现及鉴别诊断
翁建辉, 李建辉, 邱淦滨
2022, 31(2): 259-267. doi: 10.15953/j.1004-4140.2022.31.02.14
摘要(197) HTML (61) PDF(19)
摘要:
目的:分析睾丸原发肿瘤的CT影像特征。方法:回顾性分析46例经病理证实的睾丸肿瘤CT影像资料,结合其他资料对病灶做综合评估。结果:所有肿瘤均为单侧发病。精原细胞瘤24例,其中16例可见不均匀轻度分隔样强化;内胚窦瘤10例,8例可见多发迂曲、增粗供血血管;畸胎瘤4例,可见斑点状、不规则钙化,2例可见脂肪;混合性生殖细胞肿瘤2例,增强扫描明显不均匀强化,可见迂曲、增粗血管影,未见钙化及脂肪;平滑肌瘤2例,边界清晰,密度均匀,增强扫描轻度均匀强化;弥漫大B细胞淋巴瘤3例,2例边界清晰,密度均匀,增强扫描中度强化,1例局部边界不清,增强不均匀强化;恶性间质细胞瘤1例,可见粗大钙化,实性成分中度强化,伴腹膜后淋巴结及双肺转移。结论:对于不同类型睾丸肿瘤CT有较好的鉴别能力,能为临床治疗方案提供较为准确的依据。