基于C形臂的錐束CT成像系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、錐束CT是當今國際CT研究領域最活躍的前沿課題之一,與普通二維扇束CT相比,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)學影像診斷和工業(yè)無損檢測有重要意義。近幾年來,由于臨床微創(chuàng)介入治療實時重現(xiàn)手術器官全貌的需要,基于C形臂影像的短掃描錐束CT得到了關注。
　　 由于機械制造工藝以及地磁場等原因,基于影像增強器的C形臂投影圖像存在不可避免的幾何失真,而且成像系統(tǒng)的內在參數(shù)在C形臂運動過程中也會發(fā)生變化,

2、需要在進行錐束CT重建之前對失真圖像進行校正并且標定成像系統(tǒng)參數(shù)。另外,實際應用中占據(jù)主流的近似重建算法FDK算法計算量仍然很大,需要對其加速才能滿足介入手術準實時性的要求。針對這些問題,本文主要研究了基于C形臂的錐束CT成像系統(tǒng)中的如下幾個問題。
　　 對于幾何失真圖像校正,本文使用有機玻璃和十字交叉的金屬絲組成的校正靶網(wǎng),提出了一個提取靶網(wǎng)投影圖像中網(wǎng)格交叉點的算法流程,使用這些交叉點作為校正標志點,用局部法、多項式變換、正

3、交多項式變換和加權正交多項式變換對失真圖像進行校正并比較,指出多項式類變換應用于幾何失真校正是可行的。
　　 本文設計了一個易于加工的用于標定C形臂幾何參數(shù)的標定靶,提出了一種用改進的圓形Hough變換分割投影圖像中小鋼球的算法,計算這些鋼球在圖像中的位置并與其在標定靶上的位置一一對應,使用Faugeras相機模型通過Gauss-Newton法計算不同旋轉位置下C形臂準確的幾何參數(shù)。
　　 為了滿足實際應用中準實時性的要