有限角度錐形束CT三維重建研究.pdf

1、計(jì)算機(jī)斷層成像(CT)技術(shù)自問世以來,在醫(yī)學(xué)診斷以及工業(yè)檢測中得到了廣泛的應(yīng)用。在過去幾十年的發(fā)展歷程中,CT技術(shù)取得了突破性的進(jìn)展,主要體現(xiàn)在提高掃描速度和改善重建質(zhì)量兩個(gè)方面。CT成像過程分為兩部分:一是X射線管圍繞物體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掃描,生成投影數(shù)據(jù);二是通過計(jì)算機(jī)對(duì)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行重建,獲得斷層圖像。目前常用的投影掃描結(jié)構(gòu)有平行束投影、扇束投影以及錐束投影。其中錐束掃描一次投影可以獲得二維投影數(shù)據(jù),因此更有利于提高射線的利用率和掃描速度。

2、但是由于錐束投影結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,這會(huì)使得重建算法的復(fù)雜度增加。而且,在實(shí)際應(yīng)用中,受掃描對(duì)象結(jié)構(gòu)的限制,往往只能采集到有限角度范圍的投影數(shù)據(jù),這種情況下,使用傳統(tǒng)的解析算法進(jìn)行重建會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的偽影。本文主要研究有限角度錐束CT重建算法,主要工作安排如下:
　　1.為了提高錐形束CT重建算法的準(zhǔn)確性和有效性,本文以標(biāo)準(zhǔn)三維頭顱模型為例,對(duì)模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)矩陣計(jì)算進(jìn)行了詳細(xì)介紹。首先給出了模型內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)的參數(shù),然后結(jié)合圖例和代碼介紹

3、了系統(tǒng)矩陣的實(shí)現(xiàn)步驟和方法。
　　2.由于ASD-POCS算法需要選取大量的人工參數(shù)用于步長控制,這些經(jīng)驗(yàn)參數(shù)是人為確定的,使得算法不具有普遍性。為此本文提出一種新的步長控制算法(CCSD-POCS),與ASD-POCS算法不同,CCSD-POCS算法能夠根據(jù)投影數(shù)據(jù)的變化自適應(yīng)的調(diào)整迭代步長,減少了經(jīng)驗(yàn)參數(shù)的使用。除此之外,本文還提出一種新的迭代停機(jī)機(jī)制,根據(jù)重建圖像的變化來控制TV最速下降迭代次數(shù)。仿真實(shí)驗(yàn)表明,本文提出的算法