錐形束CT短掃描重建及加速算法.pdf

1、錐形束三維CT是CT技術(shù)的最新研究領(lǐng)域之一。與二維扇束CT相比較，它可以獲得更高的空間分辨率，更快的掃描速度，更高的射線利用效率，這對醫(yī)學(xué)影像診斷和工業(yè)無損檢測有著重要的意義。近幾年來，由于介入治療實(shí)時重現(xiàn)器官解剖位置的需要，基于C型臂影像的短掃描三維CT得到了關(guān)注。 在各種三維錐束重建算法中，近似算法由于數(shù)學(xué)形式上簡單，實(shí)現(xiàn)起來容易，而且在錐角比較小的情況下，能夠取得較好的重建效果，所以在實(shí)際中有著廣泛的應(yīng)用。在各種基于濾波反

2、投影的近似算法中，F(xiàn)DK類型的算法一直是實(shí)際應(yīng)用中的主流。所以，本文在經(jīng)典FDK算法的基礎(chǔ)上，研究和探索適合C臂短掃描軌跡的錐束重建算法，并討論如何提高它的重建質(zhì)量和重建速度。具體地說，本文主要研究的內(nèi)容有以下幾點(diǎn)： 三維重建算法的可靠性和準(zhǔn)確性研究中，模型設(shè)計以及投影數(shù)據(jù)模擬是必不可少的一部分。本文以三維Shepp-Logan頭部模型為例，詳細(xì)介紹了其模型設(shè)計思路和仿真投影數(shù)據(jù)的計算方法，利用生成的仿真模型進(jìn)行了圓軌跡錐束投影

3、數(shù)據(jù)的仿真。 針對C臂短掃描軌跡的特點(diǎn)，將二維扇束重建中的短掃描算法推廣應(yīng)用到FDK算法中，導(dǎo)出了適合C臂短掃描軌跡的SS-FDK算法。同時，引入了轉(zhuǎn)角增量的概念，適當(dāng)彌補(bǔ)了不同錐角斜平面上投影數(shù)據(jù)缺失的影響，對Parker窗函數(shù)進(jìn)行修正，得到了MSS-FDK重建算法，在一定程度上修正了錐角增大時產(chǎn)生的重建偽像。 為了滿足實(shí)際應(yīng)用中實(shí)時的要求，需要對重建算法進(jìn)行加速。本文分析了算法中存在的冗余計算，從卷積濾波和反投影兩部