基于图形处理器的锥束CT快速迭代重建算法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    60972140
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    28.0万
  • 负责人：
    赵星
  • 依托单位：
    首都师范大学
  • 学科分类：
    F0116.图像信息处理
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

三维锥束CT设备的研制是目前国内外CT研究领域的一个研究热点。相比于锥束CT的解析图像重建算法，迭代重建算法可用于不同数据采集模式和不完全投影数据图像重建,且易于结合一些先验知识和约束条件进行求解，重建图像密度分辨率高,在低剂量成像和全局降噪方面也有一定优势。但迭代重建算法计算量大、占用存储空间多，难以在实际系统中应用。本项目将研究基于最新一代图形处理器(GPU)的锥束CT快速迭代重建算法，包括多种锥束CT扫描模式下的GPU加速正反投影算法、基于少量角度投影数据的GPU加速图像迭代重建、大数据量三维图像快速迭代重建算法、图像迭代重建和三维可视化有机结合，以及有限迭代次数下算法收敛速度研究等。最终使迭代算法的运算速度和图像重建质量得到大幅提高，为迭代重建算法应用于锥束CT研制提供理论和技术支持。

结项摘要

迭代重建算法可用于不同数据采集模式和不完全投影数据CT图像重建,且易于结合一些先验知识和约束条件进行求解。但迭代重建算法计算量大，难以在实际系统中应用。本项目的目标是研究基于最新图形处理器(GPU)的锥束CT快速迭代重建算法。经过三年研究，项目组发展了多种基于图形处理器(GPU)的CT快速并行算法，使锥束CT迭代算法的运算速度大幅提高，图像重建速率达到每秒1.5M字节，满足了锥束CT迭代成像实时计算要求。所发展的算法包括：一种新的基于GPU实现的锥束CT图像迭代重建算法、GPU加速实现的锥束CT高精度正投影算法、改进的CT图象RAMLA快速迭代重建算法，结合空域剔除的CT图象迭代重建算法、多分辨率CT图象重建算法、Katsevich型螺旋锥束CT重建算法等。基于这些算法，项目组研发了相应的软件模块，并开发了一个CT数据三维可视化软件。研究成果已经应用于实验室研发的一台工业锥束CT实验系统，以及与企业联合开发了多台工业CT设备中。本项目的研究成果为迭代重建算法应用于锥束CT研制提供了理论和技术支持。

项目成果

期刊论文数量（18）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（1）
一个新的具有充分下降性的混合共轭梯度算法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    应用数学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    闫晖;陈兰平;YAN HUI;CHEN LANPING
  • 通讯作者：
    CHEN LANPING
基于图形处理器的X射线锥束成像模拟算法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    无损检测
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨涛;赵星
  • 通讯作者：
    赵星
锥束CT检测成像仿真系统的研究与实现
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    小型微型计算机系统
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    金智勇;赵星;张慧滔;杨涛;董莹莹;张朋
  • 通讯作者：
    张朋
利用GPU实现单层螺旋CT的三维图像重建
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    电子学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张慧滔;于平;胡修炎;张朋
  • 通讯作者：
    张朋
虚拟焦点的超分辨重建方法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    无损检测
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张慧滔;于平;赵星;张朋
  • 通讯作者：
    张朋

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其他文献

学术文献用量级数据Usage的测度特性研究
  • DOI：
    10.13530/j.cnki.jlis.170014
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    中国图书馆学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    赵星
  • 通讯作者：
    赵星
呼肠孤病毒在肿瘤治疗研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    中国小儿血液与肿瘤杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    何志旭;赵星
  • 通讯作者：
    赵星
生物固氮与有效氮的关系: 从分子到群落
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    生态学杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    车荣晓;邓永翠;吴伊波;张静;王芳;唐立;李林峰;马双;刘翰科;赵星;王艳芬;郝彦斌;崔骁勇
  • 通讯作者：
    崔骁勇
鹅肥肝形成中补体受体1基因的表达和调控研究
  • DOI：
    10.16372/j.issn.1004-6364.2016.24.002
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    中国家禽
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘龙;王倩;许程;赵星;李富原;赵盼;耿拓宇;龚道清
  • 通讯作者：
    龚道清
非理想界面功能梯度压电/压磁层状半空间结构中的SH波
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    工程力学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    赵星;田若萌;赵存宝;刘金喜
  • 通讯作者：
    刘金喜

其他文献

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赵星的其他基金

双能谱CT迭代重建算法研究
  • 批准号：
    61371195
  • 批准年份：
    2013
  • 资助金额：
    82.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
基于PC机的锥束CT大规模体数据交互式可视化研究
  • 批准号：
    60502031
  • 批准年份：
    2005
  • 资助金额：
    6.0 万元
  • 项目类别：
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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