基于投影域分解的多能谱CT造影剂物质识别研究

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能谱

CT的临床应用与研究进展
在基物质图像定量分析中的应用
图像分析
发展前景
能谱CT不同于常规CT的显著特征在于多参数成像，并且其中某些参数是能谱CT所特有的。不同的参数反映不同的组织特性，使得能谱CT成像从多个角度对图像进行更深层的剖析，开辟CT成像多参数分析和功能成像的新方向，在常规CT的基础上为临床诊断提供更多、更准确、全面的信息。基物质图像基物质图像是CT能谱成像中非常重要的图像模式，能谱成像过程中的能量解析也是在选定了基物质之后才能进行的。物理实验表明，任何一种物质对X射线的吸收都可W用任何另外两个物质即基物质对的吸收来表达。正如地图任何一点可W在X-Y坐标上表达一样，一个基物质对对应着另外一种物质。当然这种表达并不一定是确定物质的真实组成，但这是对所需检测物质成分的一种相对的表达。通常来讲衰减高低不同的物质也就是原子序数相差较大的两种物质会用来作为基物质对，例如，水-贿，巧-水，规-巧等。
对于医学成像来说，水和贿是常用的组合。因为它包含了从软组织到含贿对比剂W及医学中常见物质的范围，并且通过物质密度图像易于解释。选取不同的基物质对经过物质分解后就获得了相应的两种基物质的密度图。基于投影数据空间的能量解析使得能谱成像具有物质定量分析的能力，这也就是意味着从物质的密度图上可封测量出每个体素的密度，单位为mg/ml或^xg/ml。因此，CT成像实现了由传统单纯依靠CT值的单参数成像向能谱CT多参数成像的转化。除了临床中经常用到的水-视基物质对，也可根据不同的诊断目的来选择基物质对。柳-水基物质图主要用于反映増强后组织强化的程度，棚-巧基物质图主要用于区分高密度物质主要成分为造影剂或巧化，而尿酸-巧基图像主要用于显示痛风患者尿酸盐结晶的异常沉积等。有物理研究获得的不同物质的质量吸收函数随能量变化的关系和通过物质分离技术获得的基物质对的密度值相结合计算获得的。物理研究已确定了如水和贿等很多纯物质和混合物质的质量吸收曲线。能谱CT可提供140keV的101个单能量图像，单能量成像功能等同于实现了单色X线源下物质可能获得的图像。较低的单能量水平可^^提高图像的密度分辨率，有助于病灶的显示；较高的单能量水平虽然导致图像对比度降低，但可去除金属伪影。

基于投影匹配的X射线双能计算机层析成像投影分解算法李保磊层析成像

基于投影匹配的X射线双能计算机层析成像投影分解算法李保磊层析成像第31卷第3期xx年3月光学学报V ol . 31, N o . 3March , xx基于投影匹配的X 射线双能计算机层析成像投影分解算法李保磊1, 2张耀军11(公安部第一研究所, 北京100048; 2北京大学数学科学学院, 北京100871)摘要 X 射线双能计算机层析成像(CT ) 技术是安全检查领域一种重要的材料探测与识别手段。

双能C T 投影分解是双能CT 预处理重建算法的核心内容和关键步骤。

针对现有投影分解算法的不足, 提出了一种基于投影匹配的双能CT 投影分解算法。

依据系统能谱和基材料线性衰减系数曲线, 通过求解投影积分方程组建立高低能投影查找表。

对于给定的高低能投影, 在查找表中寻找最佳匹配点, 进而获取基材料分解投影。

该算法避免了现有算法复杂的迭代优化过程, 简化了系统的标定过程, 分解精度取决于查找表的设定步长。

相对现有算法该算法有实现过程简单、易于并行计算的优点。

仿真实验结果验证了算法的有效性。

关键词 X 射线光学; 双能计算机层析成像; 投影匹配; 投影分解; 预处理重建 T P391 A do i :10. 3788/AOS xx31. 0311002Projection De position Algorithm of X -Ray Dual -Ene rgy Compute d Tomography Base d on Projection MatchingLi Baolei 1, 2 Zhang Yaojun 11The First R esearch Instit ut e of Minist ry of Public Security , Bei __g 100048, China2School of Mathematical Sciences , Peking University , Bei __g 100871, ChinaAbstract X -ray dual -energy puted tomography imaging technique is an important material detec tion and recognition method in the field of security inspection . The projection deposition is the nuclear content and key technique in the pre -rec onstruction algorithm of dual -energy puted tom ography . Ac cording to the disadvantages of the c urrent algorithms , a projection deposition algorithm based on projection matching is proposed . Firstly , based on energy spectrum of the system and the linear attenuation coefficient curve of the ba sic materials , the high -and low -energy projection lookup table can be got by solving the projection integral equations set . For a given dual -energy projection , find the best match point in the lookup table and then obtain the deposition projection of basic m ateria ls . The proposed algorithm avoids the processof plex iteration and optimization and simplifies the proc ess of system calipation . The deposition ac curacy depends on the step setting of lookup table . Compared to the c urrent algorithms , the proposed algorithm ′s realization is more simple and easy for parallel putation . The feasibility of the a lgorithm is va lidated by the results of sim ulation experiment . Key wo rds X -ray optic s ; dual -energy puted tomography ; projection matching ; projection deposition ; pre -reconstructionOCIS co des 110. 0110; 340. 0340; 020. 0020; 250. 02501 引言X 射线双能计算机断层成像(C T ) 作为一种重要的成像技术, 在安全检查领域起着越来越重要的作用[1～3]包括单能X 射线透视、双能X 射线透视、多视角、背散射和X 射线CT 技术等) , 双能C T 技术具有较高的探测能力, 它能够较准确的获取材料的电子密度、有效原子序数二维信息, 而利用此二维信息能够实。

多能谱CT

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图3双层探测器双能扫描方式
光子计数系统采用更新型的探测器材料和设计。X射线球管仅产生一组kVp的射线，探测器能够探测X射线中光子的能量并计数，然后依据统计出的能量信息解析出不同的单能量图像。光子计数型探测器具有能量值分辨能力，可以将具有较宽能谱的X射线分成各个能区进行计数，从而实现了单能量成像。目前，研究最广和应用最多的计数型探测器有两种，一种是碲锌镉（cadmium zinc telluride，CZT）材料制成的半导体探测器。CZT晶体是发展较快的一种探测器材料，它由CdTe和ZnTe的混合物经过一定的晶体生长方法制作而成，并具有较高的探测效率和分辨能力，是在前期实验室研究和动物研究中应用最多的探测器材料之一。另一种为碲化镉（cadmium telluride，CaTe）材料制成的探测器。这两种材料是光子计数探测器最主要的制作材料。
能谱曲线是物质或结构的衰减（即CT值）随X射线能量变化的曲线，从能谱曲线上可以得到40~140keV每个能量点的平均CT值和标准差。能谱曲线反应了物质的能量衰减特性，从物理学角度看，每一种物质都有其特有的能谱曲线，由此可以推断出医学上不同的能谱曲线代表不同的结构和病理类型，在一个有限的疾病分型中，类似的能谱曲线提示同样或类似的结构和病理类型。能谱曲线的应用可推广到肿瘤来源的鉴别、良恶性肿瘤的鉴别、恶性肿瘤的分级等方面。
通过对物质X射线衰减理论的分析，能够发现物质的X射线衰减曲线很大程度上取决于物质的有效原子序数的大小，依据这一特性，人们可利用有效原子序数进行物质化学组成成分的分析，尤其对那些看起来密度相似、CT 值相近的物质，利用有效原子系数可对其真实组成成分进行准确的分析。有效原子序数已经在诸多方面体现出其临床价值，例如已经比较成熟地应用在肾结石成分分析中。

能谱CT在肺癌中的应用进展

199能谱CT 在肺癌中的应用进展田双凤1,2，夏建国3*1.大连医科大学研究生院，辽宁大连 116044；2.眉山市人民医院影像科，四川眉山 620000；3.泰州市人民医院影像科，江苏泰州 225300；*通信作者夏建国【基金项目】泰州市人民医院2020年度院级科研基金项目（ZL202016）【摘要】常规CT 是评估肺癌的一种重要成像方式，但其成像方式单一。

目前，能谱CT 的多参数成像技术（如虚拟单能量成像、能谱衰减曲线、物质分解图像和有效原子序数）在提高病灶检测率、肺良、恶性结节鉴别、评估肺癌淋巴结转移、病理分型、疗效及预后等方面有一定价值。

本文总结能谱CT 成像方法及上述4种技术在肺癌方面的相关研究结果并进行综述。

【关键词】肺肿瘤；体层摄影术，X 线计算机；能谱成像；综述【中图分类号】R734.2；R730.44；R445.3 【DOI 】10.3969/j.issn.1005-5185.2024.02.018Research Progress of Spectral CT in Lung CancerTIAN Shuangfeng 1,2, XIA Jianguo 3*Department of Imaging, Taizhou People's Hospital, Taizhou 225300, China; *Address Corresponding to: XIA Jianguo; E-mail:【Abstract 】Conventional CT is an important imaging modality for the evaluation of lung cancer, but it has a single imaging modality. At present, multiparametric imaging techniques of spectral CT (such as virtual monoenergetic imaging, spectral attenuation curves, material decomposition images and material effective atomic number) are valuable in improving the detection rate of lesions, differentiating benign and malignant of lung nodes, assessing lymph node metastasis, pathological staging, efficacy and prognosis of lung cancer. Here, this article summarizes and reviews spectral CT imaging methods and the results of studies related to the above four techniques in lung cancer. 【Key words 】Lung neoplasms; Tomography, X-ray computed; Spectrum analysis; Review Chinese Journal of Medical Imaging, 2024, 32 (2): 199-203肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因[1]。

基于投影加权的多能光子计数X线CT全能谱图像重建改进方法

基于投影加权的多能光子计数X线CT全能谱图像重建改进方法周正东;管绍林;余子丽;张雯雯【期刊名称】《东南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(046)006【摘要】To improve the contrast-to-noise ratio (CNR)of the full spectral reconstructed image of multi-energy photon counting X-ray computed tomography (CT ),an improved projection-based weighting method for image reconstruction is proposed.First,the projection simulation for three kinds of phantom including different contrast materials was carried out and the projection sinograms with Poisson noise and Gaussian noise were obtained.Then,the noise information was extracted from these sinograms,and the CNR optimization function with regard to the weights was formula-ted.Finally,the optimal weights were figured out and used for the projection-based weighting image reconstruction,and the reconstructed images are evaluated.The experimental results show that, compared with the current projection-based weighting image reconstruction method considering Pois-son noise only,the proposed method can obviously improve the CNR of the reconstructed image for the phantom containing contrast material calcium.However,there is no statistically significant difference in CNR for the phantoms containing either iodine or contrast material soft tissue.%为了提高多能光子计数X线CT全能谱重建图像的对比噪声比，提出了一种基于投影加权的图像重建改进方法。

中北大学学报(自然科学版)2019年总目次

中北大学学报(自然科学版)2019年总目次压电材料矩形板的热振动分析李林利,薛春霞(1-1)………………………………………………………动物种群中炭疽模型解的存在性与稳定性分析周可可,薛亚奎(1-8)……………………………………一个高维非线性方程的黎曼t h e t a 函数周期波解郭婷婷(1-13)……………………………………………双时滞H o l l i n g Ⅱ型的四维捕食模型的H o pf 分支李志宏,柴玉珍(1-18)………………………………带对数非线性项的p -L a p l a c i a n 型方程的多解性贾文艳,王淑丽,郭祖记(1-26)………………………两体懒态的几种刻画刘亮,侯晋川(1-34)…………………………………………………………………新型电磁脉冲协调器性能分析黄通,郭保全,毛虎平,张彤(1-38)…………………………………矩形微通道内油水两相流摩擦压降实验研究徐楠,蒋小霞,袁润,丰伟(1-44)…………………基于均匀设计的自蔓延切割装置喷嘴研究阚润哲,成泓进,张树海,苟瑞君,陈亚红(1-49)…………一种多约束指标改进的动态旅游路线规划算法周啸,李胜辉,高奎亮,刘成龙,王含巢,胡家玮(1-57)…………………………………………基于二维熵的快速S I F T 图像匹配方法马海波,张鹏程,张权,杨冠儒,王娜,桂志国(1-63)……基于M i r o s o t 平台改进遗传算法避障策略孙绍华,王魁生,张恬恬(1-70)………………………………氧氯化法制备氯苯陈志敏,张翠红,李江,张郃(1-74)………………………………………………煤尘粒径对瓦斯煤尘爆炸的影响研究王博,苟瑞君,阚润哲(1-79)……………………………………基于硅纳米线检测的微加速度计设计与噪声分析程壑,王宾,蒋孝勇,李孟委,唐军(1-84)…深广神经网络在变压器故障诊断中的应用杜江,张知杰,孙铭阳,吕艳硕(1-90)……………………一类具有双时滞四维捕食模型的定性分析武利青,王晓云(2-97)…………………………………………C -半群高阶微分算子的谱刘瑞,王小霞(2-103)…………………………………………………………膨胀波火炮喷口打开时间影响因素研究郭张霞,范光明,刘国志,田家林,张登谦(2-107)……………表面形貌对流体动压润滑和摩擦的影响董磊,张晓宇,王俊元,杜文华,刘峰,石瑞敏(2-112)…………………………………………无双线性映射的无证书签密方案高改梅,彭新光,秦泽峰(2-118)………………………………………基于分布式框架的并行P S O 算法桑渊博,曾建潮,谭瑛,孙超利(2-126)……………………………一种基于样本近邻分类精度的支持向量机集成方法吕晓燕,陈立潮(2-131)……………………………基于优化型蚁群算法在多机协同作战下的路径规划牛俊财,王忠庆,张鹏军(2-137)…………………液体初始分散对错流旋转填料床传质性能的影响郭林雅,祁贵生,刘有智,邱锦堂,苏法双(2-143)……………………………………………………F e n t o n 与二氧化氯去除垃圾渗滤液中C O D 研究王莹,晋日亚,贺增弟,乔怡娜,王琨(2-149)……………………………………………………基于改进的水平集模型工业零件图像分割方法侯木舟,陈英皞(2-155)…………………………………基于T V 范数的压缩感知光偏折层析重建李化欣(2-161)…………………………………………………基于投影域分解的多能谱C T 造影剂物质识别研究孙英博,孔慧华,张雁霞(2-167)…………………pA 级电流信号检测电路设计王威,崔敏,李孟委,张鹏,吴倩楠,张胜男(2-173)……………隧道磁阻微陀螺结构设计与加工丁希聪,李孟委,秦世洋(2-180)………………………………………一种高质量石墨烯/氮化硼异质结制备工艺研究赵世亮,李仰军,王俊强,李孟委(2-186)……………基于双线性软化模型鲁灰花岗岩断裂特征研究林建伟,高经武,武晋文,王学怀,吕琪(3-193)……覆冰塔线体系爆破除冰后的动力响应分析曹咏弘,薛凯允,苗琳琳,李海涛,关学锋,张建军,李国平(3-198)………………………………新型三自由度混合冗余驱动机构运动学研究张启升,李瑞琴,梁晶晶(3-206)…………………………基于二维流场的炮口制退器效率计算王振嵘,高跃飞,刘国志,郭张霞,陶哲(3-211)………………柱面靶板的运动对动能弹侵彻能力的影响王雪飞,尹建平,王志军,张雪朋(3-216)……………………小口径火炮抽壳及药筒再进膛有限元分析程斌,王惠源,刘宾,任冬冬,杨硕(3-222)…………管土接触作用下直埋管道小折角优化分析高翔,王飞,王国伟,雷勇刚(3-228)……………………电动负载模拟器加载系统动态特性分析刘伟良,杨瑞峰,郭晨霞,葛双超(3-236)………………………碳化硅表面结构对光催化活性的影响郭雨,冯纪章,郭腾,陈君华,柏雷,周永生,叶祥桔,徐卫兵(3-243)……………………碳纳米管/高密度聚乙烯复合薄膜的结构与性能研究刘佳林,周庚衡,于妍妍,吕卫帮(3-250)………金属丝网错流旋转填料床脱除胶清中氨的性能樊腾,栗秀萍,刘有智,刘文华,李航天(3-257)…B O C 信号自相关函数边峰消除方法改进和性能分析张鹏,张胜男,王存宝,李孟委,张晓峰,李维刚(3-265)…………………………………………一种基于高阻硅衬底的高精度R F M E M S 衰减器设计张一飞,李孟委,吴倩楠(3-269)………………一种三频带微带带通滤波器的设计刘秋慧,韩跃平,吴倩楠,李孟委,王姗姗(3-276)…………………基于深度学习的脑白质病变区域M R I 图像变化检测张毅辉,秦品乐,曾建潮(3-281)…………………复合微能源采集器研究进展及其应用丑修建,何剑,范雪明,侯晓娟,耿文平,穆继亮(4-289)……计及冰蓄冷系统热力特性的电热综合调度效果分析郝玲,徐飞,魏名山,姜拓,康慧芳,闵勇,刘育明,陈令特(4-301)……………………满足某些条件的有限单群的分类王玲丽,张良才(4-308)…………………………………………………一维对流扩散方程的勒让德神经网络解法研究杨云磊,侯木舟,罗建书(4-313)………………………H -联图的拟拉普拉斯能量的上界周琨强,王维忠(4-320)…………………………………………………新型混合励磁爪极电机A n s o f t 3D 仿真分析杜飞,姚舜才,安坤,任一峰(4-325)…………………烟气深度余热利用系统的多相流场模拟及优化仝志辉,刘汉涛,马理强,李海桥(4-331)………………装药量对近壁面气泡形态影响的研究李立州,罗骁,张新燕,张珺,原梅妮(4-336)………………含高比例可再生能源的电力系统随机分布控制朱晨烜,王艳杰(4-344)…………………………………基于中文微博语言特征的自杀意念检测许立鹏,宋文爱(4-350)…………………………………………类香味细菌与巨大芽孢杆菌解离煤矸石应用研究李夏夏,钟艳,谢承卫(4-358)……………………吲唑类P I 3K δ选择性抑制剂活性理论模型的构建堵锡华,王超,吴琼,李靖,周俊(4-364)……………………………………………………自适应反距离加权法滤除椒盐噪声周冲,张鹏程,刘欢,桂志国(4-372)……………………………厚规格多相组织X 80管线钢DWT T 分离裂纹研究王慧慧,姜金星,高燕,左秀荣,尹雨群,霍松波,黄凯龙(4-378)………………………………带有对数非线性项的p -K i r c h h o f f 型方程的多解性段碧霄,王淑丽,郭祖记(5-385)……………………椭圆型交换四元数矩阵的实表示及逆矩阵求法孔祥强(5-390)……………………………………………一类反应扩散系统全局吸引子的存在性李军燕,武瑞丽(5-396)…………………………………………入射条件对射弹入水跳弹行为的影响研究陈国明,胡俊华,刘安,冯金富,李永利(5-400)…………预制舱式变电站的设计与建造应用研究蔡晶(5-407)……………………………………………………质子交换膜燃料电池复合材料双极板研究进展康启平,张国强,刘艳秋,张志芸(5-414)………………扇叶安装角对冷却风扇性能影响的研究李超,原梅妮,袁会灵,孙明,魏文菲(5-421)……………弹丸头部形状对弹道偏流现象的影响刘铁磊,梁化鹏,沈培辉(5-427)…………………………………基于改进回溯线搜索的二维梯度投影法潘金凤,徐芝美,徐秀美(5-432)………………………………R G B -D 图像三维特征点的保结构检测方法吴丽娜,邱钧,刘畅(5-437)……………………………绳传动型舵机反操纵负载模拟器侯鹏飞,高健,于丹,王贺龙,黄海忠(5-443)……………………流动态可燃气体爆炸极限的试验研究谭迎新,霍雨江,张华荣,宋锦武(5-449)…………………………汾河小店段污染物预测与分析兰兆青,李京玲,刘书丽,杨帆(5-453)…………………………………新型粘结体系推进剂综合性能研究刘佳,程山,孙丽娜,王晓倩,甘露(5-460)…………………应用随机森林模式识别的土壤肥力评价田钰朝,徐明德(5-464)…………………………………………基于e MM C 的64路无线数据存储系统设计宋师军,吴宏斌,王存宝(5-470)…………………………微小型M E M S 测试标定实验仪伺服系统设计张鹏,李维刚,王树森,李孟委,李登(5-476)……基于改进的遗传算法与人工神经网络的类流感的预测胡红萍,白黄琴,白艳萍,张菊平,刘茂省(6-481)……………………………………………………T i m o s h e n k o 方程组C a u c h y 问题光滑解的稳定性侯宏乐,刘存明(6-489)………………………………压电材料圆形板热弹耦合作用下的主共振孟莹,薛春霞,王勋(6-495)……………………………一种新型燃油喷嘴结构设计及仿真分析贾原杰,廖义德,杨凯,杜彰伟(6-503)………………………基于支持向量回归的锂电池健康状态估计张新锋,饶勇翔,姚蒙蒙(6-511)……………………………基于客户端信息和风险判别的动态验证码系统任俊玲,范楠,朴杨鹤然,常江,周涛(6-517)…………………………………………………基于主题模型和关联规则的专利文本数据挖掘研究艾楚涵,姜迪,吴建德(6-524)…………………海上舰队的防空编队建模与防空能力评估刘昕(6-531)…………………………………………………3-R P S 并联机器人动力学分析及模糊控制仿真严智敏,徐顺建,简辉华(6-537)………………………点视角下人居地生态环境时空动态研究白波,徐明德,白晋晋(6-542)………………………………基于动态权重的矸石山滑坡灾害预警模型吴洁,吕品,姜鹏鹏(6-549)……………………………基于A H P -模糊综合评价法的化工企业职业危害评价杨玲玲(6-554)……………………………………基于字典学习与等效视数的低剂量C T 伪影抑制算法杨一鸣,刘祎,桂志国(6-559)………………赤泥及粉煤灰制备免烧砖的工艺探究季文君,刘云,李哲(6-568)…………………………………㊃卷终㊃。

基于等值线拟合的x射线双能ct快速投影分解算法

基于等值线拟合的x射线双能ct快速投影分解算法
X射线双能CT技术是一种常用于医学诊断和材料科学研究的重要成像技术。

该技术可以通过对物体不同能量的X射线衰减进行测量，获取相关参数，从而对物体内部结构进行成像重建。

然而，这种技术存在一个较为困难的问题，即在进行双能量投影分解时，需要对不同能量的X射线指数进行分离，而这个过程往往较为耗时。

为解决这个问题，本文提出了一种基于等值线拟合的X射线双能CT快速投影分解算法。

该算法主要包括两个步骤：首先是建立一个能量判别模型，用于将两组不同能量的X 射线指数分离；其次是利用等值线拟合方法拟合高分辨率数据，以提高成像精度。

为实现这个算法，需要采用一系列数学方法和技术，包括：参数调节、像素计算、重采样和阈值处理等。

在实验中，我们采用了不同的具有代表性的仿真数据和实际数据进行了测试，结果表明，该算法具有较高的准确性和可靠性，可以有效地分离不同能量的X射线指数，并提高成像的精度和分辨率。

因此，该算法可以广泛应用于医学诊断、材料科学、地质勘探等领域，具有重要的实际意义和应用价值。

总之，本文提出的基于等值线拟合的X射线双能CT快速投影分解算法，在实现X射线双能CT技术的同时，还可以提高成像精度和分辨率，具有较高的实用价值和应用前景。

未来，我们将进一步完善该算法，提高其适用性和可靠性，以更好地服务于医学和科学研究。

能谱ct的基本原理及应用

能谱ct的基本原理及应用1. 能谱CT的基本原理能谱CT是一种基于能量分辨的计算机断层扫描技术，能够提供更丰富的图像信息和更准确的诊断结果。

其基本原理如下：1.1 能量区分特性能谱CT利用不同物质对能量敏感的特性，通过对入射X射线的能量进行测量和分析，获得物质的能谱信息。

不同物质在能量上有不同的吸收特性，因此不同物质能够产生不同的能谱。

通过分析物体的能谱信息，能够准确地区分不同组织的成分。

1.2 能谱重建算法通过对入射X射线的能量进行测量，能谱CT可以获得每个像素点的能谱数据。

然后利用各种重建算法，如滤波反投影算法、迭代算法等，将能谱数据转化为图像信息。

能谱CT相比传统CT有更高的分辨率和更低的伪影。

2. 能谱CT的应用能谱CT广泛应用于医学影像诊断、材料分析、物质鉴定等领域，在以下方面具有显著优势：2.1 临床应用•癌症诊断：能谱CT可以提供更准确的肿瘤诊断结果，通过分析肿瘤的能谱信息可以更好地区分良性和恶性肿瘤。

•心血管疾病诊断：能谱CT可以提供更准确的心血管疾病诊断，通过分析血液中的钙和脂质等物质的能谱信息可以评估动脉粥样硬化的程度。

•指导微创手术：能谱CT可以提供更准确的解剖结构信息，帮助医生进行手术导航和手术规划，降低手术风险。

2.2 材料分析能谱CT在材料分析领域也有广泛的应用，主要包括：•缺陷检测：能谱CT可以检测材料中的微小缺陷，如裂纹、孔隙等，帮助提高材料的质量和性能。

•成分分析：能谱CT可以通过分析不同物质的能谱信息，准确地测量材料的成分和含量，用于材料的鉴定和分析。

•质量控制：能谱CT可以实时监测材料的成分和质量，用于生产过程的控制和优化。

2.3 其他应用领域除了医学影像诊断和材料分析，能谱CT还在其他领域有着广泛的应用，如：•安检领域：能谱CT可以检测和识别危险物品，如爆炸物、毒品等，用于机场、车站等安全检查。

•考古学：能谱CT可以非破坏性地分析文物和古代器物的成分和结构，为考古工作提供重要参考信息。

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基于投影域分解的多能谱ＣＴ造影剂物质识别研究
①
孙英博１，２，孔慧华１，２，张雁霞１，２
（１．中北大学理学院，山西太原０３００５１；２．中北大学信息探测与处理山西省重点实验室，山西太原０３００５１）摘要：本文结合造影剂物质的Ｋ－ｅｄｇｅ信息及能谱ＣＴ双效应分解模型计算投影域分解系数，应用最小二乘法对多个能谱通道下的投影域进行分解，并重建生成光电效应、康普顿效应及各个造影剂物质所对应的图像，实现造影剂物质的识别．仿真实验表明，对分解后的重建图像衰减值进行分析，能够显示与解剖学背景分离的各个造影剂物质的图像及其浓度，实现造影剂物质的分离成像及对造影剂浓度的定量分析．
ＣＴ的一种，不仅可以确定尿结石是否含有钙，还可以区分钙、骨与碘造影剂，并提供一系列ＣＴ组织表征［５－９］．但双能ＣＴ仅限于两种能量，提供的能谱信息有限导致采集到的物质衰减信息有限，重建图像中物质区分度不高．为了更充分地使用材料的多能量衰减特性，增加能量通道数量以获
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பைடு நூலகம்
中北大学学报（自然科学版）
２０１９年第２期
得更丰富的投影信息，对ＣＴ成像技术有重要意义．
ＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００５１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅＫ－ｅｄｇｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｎｔｒａｓｔａｇｅｎｔａｎｄｔｈｅｄｕａｌ－ｅｆｆｅｃｔｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｅｎｅｒｇｙｓｐｅｃｔｒｕｍＣＴｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｏｆｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｄｏｍａｉｎ，ｔｈｅｐｒｏ－ｊｅｃｔｉｏｎｄｏｍａｉｎｕｎｄｅｒｍｕｌｔｉｐｌｅｓｐｅｃｔｒａｌｃｈａｎｎｅｌｓｗａｓｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄｂｙｔｈｅｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅｓｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｔｈｅｉｍａｇｅｓｏｆｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｅｆｆｅｃｔ，ｃｏｍｐｔｏｎｅｆｆｅｃｔａｎｄｅａｃｈｃｏｎｔｒａｓｔａｇｅｎｔｓｕｂｓｔａｎｃｅｗｅｒｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ．
ＳＵＮＹｉｎｇ－ｂｏ１，２，ＫＯＮＧＨｕｉ－ｈｕａ１，２，ＺＨＡＮＧＹａｎ－ｘｉａ１，２
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，ＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００５１，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｈａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，
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ｍｕｌｔｉ－ｅｎｅｒｇｙｓｐｅｃｔｒｕｍＣＴ；Ｋ－ｅｄｇｅ
０引言
近年来，随着光子计数探测器和ＣＴ制造技术的发展［１－４］，多能谱ＣＴ成像技术日益成熟，在对小病灶的定性定量诊断、减少高危患者造影剂使用量等方面有突出贡献．双能ＣＴ作为多能谱
关键词：投影域分解；基效应分解模型；物质识别；多能谱ＣＴ；Ｋ－ｅｄｇｅ中图分类号：ＴＪ３９１文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－３１９３．２０１９．０２．０１３
Ｍｕｌｔｉ－ＥｎｅｒｇｙＳｐｅｃｔｒａｌＣＴＣｏｎｔｒａｓｔＡｇｅｎｔＭａｔｅｒｉａｌＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＰｒｏｊｅｃｔｉｏｎＤｏｍａｉｎＤｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ
收稿日期：２０１８－１２－１０
①
基金项目：国家自然科学基金资助项目（６１６０１４１２，６１５７１４０４，６１４７１３２５）；山西省自然科学基金资助项目（２０１５０２１０９９）作者简介：孙英博（１９９３－），女，硕士，主要从事ＣＴ图像处理及算法优化研究．通信作者：孔慧华（１９７７－），女，副教授，硕导，博士，主要从事信息化处理理论、随机过程分析和图像重建的研究．
Ｔｈｅｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｎｔｒａｓｔａｇｅｎｔｓｕｂｓｔａｎｃｅｗａｓａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａ－
ｎａｌｙｓｉｓｏｆａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｉｍａｇｅａｆｔｅｒｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｃａｎｄｉｓｐｌａｙｔｈｅｉｍａｇｅａｎｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｅａｃｈｃｏｎｔｒａｓｔａｇｅｎｔｓｅｐａｒａｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅａｎａｔｏｍｉｃａｌｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，ａｎｄｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｓｅｐａｒａ－
２０１９年第４０卷第２期
中北大学学报（自然科学版）
Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．２２０１９
（总第１８４期）
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＯＲＴＨＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＣＨＩＮＡ（ＮＡＴＵＲＡＬＳＣＩＥＮＣＥＥＤＩＴＩＯＮ）
（ＳｕｍＮｏ．１８４）
文章编号：１６７３－３１９３（２０１９）０２－０１６７－０６