三源扇束截断CT成像方法及环状伪影数学模型的研究

摘要

多源锥束CT能够突破传统CT时间分辨率的局限,在动态器官成像方面具有独特的优势,目前已成为国际研究热点.三源锥束CT技术作为新一代的代表,正处于研究活跃期,存在很多问题亟待解决.此外,各类CT成像方法都不可避免的出现由于探测器效率不一致引起的CT图像出现环状伪影情况,它严重影响CT图像质量.因此,本文一方面设计了一种三源扇束存在截断的CT扫描模式,并推导了相应的重建算法;另一方面分析了环状伪影的形成机理,建立了环状伪影的数学模型,并进行了相关的数值模拟实验.具体研究内容如下:
　　（1）设计一种新的三源扇束截断的CT扫描模式,推导了CT重建算法
　　首先,基于Smith三维精确重建条件,探究三组射线源和探测器的排列方式,获得充分的投影数据并使得扫描区域能够覆盖更大的水平视野;然后,分析三组射线源和探测器形成扫描模式的特点,计算有关扫描参数;其次,基于FBP算法和扫描系统的几何关系,推导三源扇束截断的精确重建算法;最后,基于编程工具VC++和Matlab进行数据仿真,验证扫描模式和算法的正确性.
　　（2）建立CT图像环状伪影的数学模型
　　首先,对环状伪影的形成原因及特征进行了分析,掌握环状伪影的形成机理;然后,基于形成过程,建立了环状伪影的数学模型,给出它的数学表达式;最后,基于建立的模型,利用VC++语言给出了有关结果的数值模拟实验,验证了环状伪影的形成机理.

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要工作

1.4 本文的结构安排

2 CT重建的有关基础知识

2.1 CT重建的理论基础

2.2 CT的扫描模式

2.3 滤波反投影重建算法

3 三源扇束截断CT成像方法

3.1 三源扇束截断CT扫描模式

3.2 三源扇束的FBP重建算法

3.3 数据仿真

3.4 小结

4 X射线CT图像环状伪影的数学模型

4.1 X射线CT图像环状伪影的表现及形成

4.2 环状伪影模型的建立

4.3 环状伪影校正分析

4.4 小结

5 总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

攻读硕士期间主要成果

致谢