錐束CT散射校正方法研究.pdf

1、與其它無損檢測方法相比，層析成像技術(shù)(Computed Tomography，CT)有著顯著的優(yōu)勢，它可以從不同角度獲取 X射線掃描物體的斷層投影，并重建出的圖像能準(zhǔn)確分辨出物體的結(jié)構(gòu)信息，因而廣泛應(yīng)用在工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域。
　　至今，CT的掃描方式已從最初的筆形波束扇形波束發(fā)展到今天的錐束。平板探測器錐束CT（錐束CT，CBCT）具有高空間分辨率和更高的輻射利用率的優(yōu)點(diǎn)， CBCT逐漸被應(yīng)用到醫(yī)療成像和非破壞性檢測類工業(yè)領(lǐng)域。但由

2、于康普頓散射效應(yīng)，當(dāng)X射線穿透物體時會產(chǎn)生散射光子并被平板探測器接收，使得重建出的圖像出現(xiàn)嚴(yán)重的偽影，影響重建圖像的質(zhì)量。因此，錐束CT射線散射校正研究是目前錐束CT研究的熱點(diǎn)問題之一。本論文研究內(nèi)容如下：
　　(1)分析了康普頓散射偽影的產(chǎn)生機(jī)理，通過物理推導(dǎo)得出散射分布特征。運(yùn)用物理計(jì)算、蒙特卡羅方法模擬以及實(shí)際實(shí)驗(yàn)等手段，初步驗(yàn)證了散射的一些物理特征以及散射和被測物物理屬性之間的關(guān)系，了解了國內(nèi)外常見的散射校正方法，為后續(xù)的

3、硬軟件散射校正方法研究奠定了基礎(chǔ)。
　　(2)通過對國內(nèi)外CT散射校正方法的研究，本文在散射校正方法的研究中選用了五種方案，運(yùn)用MCNP對散射校正效果進(jìn)行了深入模擬，并通過實(shí)際實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方案在現(xiàn)實(shí)條件下的可行性。第三章方案一對于450kev的中能X射線CT系統(tǒng)散射校正效果較好，大部分散射量被濾除，但是對于200kev以下的低能錐束CT系統(tǒng)，基于過濾片的散射校正方案卻難以適用；方案二和方案三是基于條形擋板和扇形擋板的散射校正方案，但由

4、于邊緣偽影的引入使得CT重建圖像的質(zhì)量受到嚴(yán)重影響，因而校正方案有待改進(jìn)；方案四由于操作步驟簡單，對于低能錐束CT散射校正還是比較實(shí)用，但在實(shí)際運(yùn)用時，應(yīng)在鉛柱校正板規(guī)格和校正板新引入的散射量之間做出合理的取舍才能達(dá)到較理想的效果，且射束能量過高時則由于初始射線穿透擋板的原因達(dá)不到散射校正效果；方案五則沒有射線源能量的限制，實(shí)際運(yùn)用范圍較廣。
　　(3)將錐束CT散射分解為交變散射和基礎(chǔ)散射，采用硬軟件相結(jié)合的散射校正方法可以濾除