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基于改进谱投影梯度算法的X射线发光断层成像
被引量：
6
1
作者
侯榆青
贾涛
+2 位作者
易黄建
张海波
贺小伟
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第1期42-49,共8页
X射线发光断层成像(XLCT)是一种可同时获得解剖结构和功能信息的新型分子影像技术,在早期肿瘤检测与放疗方面具有重要应用潜力,但由于测量信息少,成像模型复杂等原因,其断层重建一直是挑战性难题。本文采用非单调Barzilai-Borwein梯度(N...
X射线发光断层成像(XLCT)是一种可同时获得解剖结构和功能信息的新型分子影像技术,在早期肿瘤检测与放疗方面具有重要应用潜力,但由于测量信息少,成像模型复杂等原因,其断层重建一直是挑战性难题。本文采用非单调Barzilai-Borwein梯度(NBBG)算法来求解重建问题目标函数。每次迭代中,谱投影梯度方法近似为L1范数约束的最小二乘问题。Barzilai-Borwein梯度法获得相应的更新方向,提高算法的收敛速度。采用非单调性线性搜索策略构建最优步长,保证全局收敛性。通过将Barzilai-Borwein梯度法和非单调性搜索结合,在保证全局收敛的同时,克服了选取精确步长带来较大计算量的缺点。数值仿真实验和物理实验得到的基于NBBG算法的单光原重建位置误差分别为0.68和0.94mm,与分裂增广拉格朗日收缩算法(SALSA)相比,本文方法在重建精度、鲁棒性和重建效率等方面都获得了较优的结果。
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关键词
光学分子影像
x射线发光断层成像
(
x
LCT)
图像重建
梯度算法
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职称材料
X射线发光断层成像中笔束与锥束激发性能的对比
被引量：
5
2
作者
张海波
耿国华
+2 位作者
易黄建
贾涛
贺小伟
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第5期986-992,共7页
研究了X射线发光断层成像(XLCT)的激发性能,对笔束XLCT和锥束XLCT等两种主要的成像系统在不同激发方式下的扫描时间、重建精度、分辨率及重建时间等性能指标进行了对比研究。设计的对比实验中,笔束XLCT系统的扫描时间为436s,锥束XLCT系...
研究了X射线发光断层成像(XLCT)的激发性能,对笔束XLCT和锥束XLCT等两种主要的成像系统在不同激发方式下的扫描时间、重建精度、分辨率及重建时间等性能指标进行了对比研究。设计的对比实验中,笔束XLCT系统的扫描时间为436s,锥束XLCT系统的扫描时间仅为10s。目标实验中,笔束XLCT系统的重建时间为82.57s,重建误差为0.47mm;锥束XLCT系统的重建时间为172.63s,重建误差为1.59mm。在边距分别为1mm和0.5mm的两组双目标实验中,笔束XLCT系统均能准确分辨,重建误差均在0.8mm以内,而锥束XLCT系统对边距为1mm的双目标重建误差均达到了1.7mm左右;当目标边距缩小到0.5mm时,其已无法进行全域分辨。实验结果表明:相比于锥束XLCT,笔束XLCT利用自身的"激发先验"优势具有较短的重建时间、较高的定位能力和分辨率,但是其系统扫描时间要明显大于锥束XLCT。本文的工作为选择合适的XLCT成像系统提供了参考。
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关键词
光学分子影像
x射线发光断层成像
(
x
LCT)
笔束
x
LCT
锥束
x
LCT
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职称材料
采用快速贝叶斯匹配追踪的单视图X射线发光断层成像
被引量：
2
3
作者
侯榆青
曲璇
+2 位作者
张海波
易黄建
贺小伟
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第5期1159-1170,共12页
为了缓解单视图X射线发光断层成像中出现的不适定性问题,提出了一种结合区域迭代收缩策略的快速贝叶斯匹配追踪方法。该方法将贝叶斯模型和贪婪算法相结合,可以从较少的观测值中高效快速地恢复稀疏信号。为了进一步提高重建精度,将快速...
为了缓解单视图X射线发光断层成像中出现的不适定性问题,提出了一种结合区域迭代收缩策略的快速贝叶斯匹配追踪方法。该方法将贝叶斯模型和贪婪算法相结合,可以从较少的观测值中高效快速地恢复稀疏信号。为了进一步提高重建精度,将快速贝叶斯追踪与区域迭代收缩策略结合,简化了自适应有限元方法在网格划分和系统矩阵构建方面的复杂性,在缩减因子迭代缩小可行区域的同时,缓解了X射线发光断层成像逆向题求解中的病态性。为评估该方法的有效性,设计了仿真实验与真实物理仿体实验。仿真结果表明,本文方法在加快重建速度的同时,显著提高了纳米发光目标的定位精度和发光产额的定量结果,它们分别为0.73mm和0.79μg。真实物理仿体实验进一步验证了该方法在实际单视图X射线发光断层成像中的可行性。
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关键词
光学分子影像
x射线发光断层成像
单视图重建
贝叶斯匹配追踪
可行区域迭代收缩
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职称材料
题名
基于改进谱投影梯度算法的X射线发光断层成像
被引量：
6
1
作者
侯榆青
贾涛
易黄建
张海波
贺小伟
机构
西北大学信息科学与技术学院
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第1期42-49,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.61372046
No.11571012
+9 种基金
No.61640418)
中国博士后科学基金资助项目
陕西省科技计划资助项目(No.2015KW-002)
陕西省自然科学研究计划资助项目(No.2015JM6322)
陕西省教育厅基金资助项目(No.15JK1726)
陕西省教育厅专项科研计划资助项目(No.14JK1578
No.16JK1772)
西北大学自然科学基金资助项目(No.338020006
No.338050003)
西北大学研究生创新项目(No.YZZ15096)
文摘
X射线发光断层成像(XLCT)是一种可同时获得解剖结构和功能信息的新型分子影像技术,在早期肿瘤检测与放疗方面具有重要应用潜力,但由于测量信息少,成像模型复杂等原因,其断层重建一直是挑战性难题。本文采用非单调Barzilai-Borwein梯度(NBBG)算法来求解重建问题目标函数。每次迭代中,谱投影梯度方法近似为L1范数约束的最小二乘问题。Barzilai-Borwein梯度法获得相应的更新方向,提高算法的收敛速度。采用非单调性线性搜索策略构建最优步长,保证全局收敛性。通过将Barzilai-Borwein梯度法和非单调性搜索结合,在保证全局收敛的同时,克服了选取精确步长带来较大计算量的缺点。数值仿真实验和物理实验得到的基于NBBG算法的单光原重建位置误差分别为0.68和0.94mm,与分裂增广拉格朗日收缩算法(SALSA)相比,本文方法在重建精度、鲁棒性和重建效率等方面都获得了较优的结果。
关键词
光学分子影像
x射线发光断层成像
(
x
LCT)
图像重建
梯度算法
Keywords
optical molecular imaging
x
-ray Luminescence Computed Tomography（
x
LCT）
image reconstruction
gradient algorithm
分类号
Q63 [生物学—生物物理学]
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
X射线发光断层成像中笔束与锥束激发性能的对比
被引量：
5
2
作者
张海波
耿国华
易黄建
贾涛
贺小伟
机构
西北大学信息科学与技术学院
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第5期986-992,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.61372046
No.61172170
+3 种基金
No.11571012)
陕西省科技计划资助项目(No.2013K12-20-12
No.2015KW-002)
陕西省自然科学研究计划资助项目(No.2015JM6322)
文摘
研究了X射线发光断层成像(XLCT)的激发性能,对笔束XLCT和锥束XLCT等两种主要的成像系统在不同激发方式下的扫描时间、重建精度、分辨率及重建时间等性能指标进行了对比研究。设计的对比实验中,笔束XLCT系统的扫描时间为436s,锥束XLCT系统的扫描时间仅为10s。目标实验中,笔束XLCT系统的重建时间为82.57s,重建误差为0.47mm;锥束XLCT系统的重建时间为172.63s,重建误差为1.59mm。在边距分别为1mm和0.5mm的两组双目标实验中,笔束XLCT系统均能准确分辨,重建误差均在0.8mm以内,而锥束XLCT系统对边距为1mm的双目标重建误差均达到了1.7mm左右;当目标边距缩小到0.5mm时,其已无法进行全域分辨。实验结果表明:相比于锥束XLCT,笔束XLCT利用自身的"激发先验"优势具有较短的重建时间、较高的定位能力和分辨率,但是其系统扫描时间要明显大于锥束XLCT。本文的工作为选择合适的XLCT成像系统提供了参考。
关键词
光学分子影像
x射线发光断层成像
(
x
LCT)
笔束
x
LCT
锥束
x
LCT
Keywords
optical molecular imaging
x
-ray Luminescence Computed Tomography（
x
LCT）
pencilbeam
x
LCT
cone-beam
x
LCT
分类号
Q-333 [生物学]
R814.42 [医药卫生—影像医学与核医学]
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职称材料
题名
采用快速贝叶斯匹配追踪的单视图X射线发光断层成像
被引量：
2
3
作者
侯榆青
曲璇
张海波
易黄建
贺小伟
机构
西北大学信息科学与技术学院
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第5期1159-1170,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.61640418
No.61372046
+9 种基金
No.61401264
No.11571012
No.61601363)
陕西省科技计划项目(No.2013K12-20-12
No.2015KW-002)
陕西省自然科学研究计划项目(No.2015JM6322)
陕西省教育厅自然科学研究计划项目(No.16JK1772)
西北大学自然科学研究计划项目(No.338050018
No.334100032
No.338020012)
文摘
为了缓解单视图X射线发光断层成像中出现的不适定性问题,提出了一种结合区域迭代收缩策略的快速贝叶斯匹配追踪方法。该方法将贝叶斯模型和贪婪算法相结合,可以从较少的观测值中高效快速地恢复稀疏信号。为了进一步提高重建精度,将快速贝叶斯追踪与区域迭代收缩策略结合,简化了自适应有限元方法在网格划分和系统矩阵构建方面的复杂性,在缩减因子迭代缩小可行区域的同时,缓解了X射线发光断层成像逆向题求解中的病态性。为评估该方法的有效性,设计了仿真实验与真实物理仿体实验。仿真结果表明,本文方法在加快重建速度的同时,显著提高了纳米发光目标的定位精度和发光产额的定量结果,它们分别为0.73mm和0.79μg。真实物理仿体实验进一步验证了该方法在实际单视图X射线发光断层成像中的可行性。
关键词
光学分子影像
x射线发光断层成像
单视图重建
贝叶斯匹配追踪
可行区域迭代收缩
Keywords
optical molecular imaging
x
-ray luminescence computed tomography
single-viewreconstruction
Bayesian matching pursuit
iterative-shrinking permissible region
分类号
Q63 [生物学—生物物理学]
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于改进谱投影梯度算法的X射线发光断层成像
侯榆青
贾涛
易黄建
张海波
贺小伟
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
6
在线阅读
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职称材料
2
X射线发光断层成像中笔束与锥束激发性能的对比
张海波
耿国华
易黄建
贾涛
贺小伟
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
5
在线阅读
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职称材料
3
采用快速贝叶斯匹配追踪的单视图X射线发光断层成像
侯榆青
曲璇
张海波
易黄建
贺小伟
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
2
在线阅读
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职称材料
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