計(jì)算機(jī)斷層成像實(shí)驗(yàn)

1、計(jì)算機(jī)斷層成像實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)斷層成像實(shí)驗(yàn)摘要摘要通過實(shí)驗(yàn)了解計(jì)算機(jī)斷層成像的基本原理，通過對(duì)CD50BGA型CT教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀的操作掌握其使用方法，加深對(duì)朗伯比爾定律的理解。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞CT圖像重建CD50BGA型CT教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀引言引言計(jì)算機(jī)斷層成像簡稱CT。1917年，丹麥數(shù)學(xué)家雷當(dāng)（J.Radon）的研究為CT技術(shù)建立了數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)。他從數(shù)學(xué)上證明，某種物理參量的二維分布函數(shù)，由該函數(shù)在其定義域內(nèi)的所有線積分完全確定。由此可知：只要能知道一

2、個(gè)未知二維分布函數(shù)的所有線積分，則能求得該二維分布函數(shù)。獲得CT斷層圖像，就是求取能反映斷層內(nèi)部結(jié)構(gòu)和材質(zhì)組成的某種物理參量的二維分布。一束射線穿過物質(zhì)并與物質(zhì)相互作用后，射線會(huì)因吸收或散射而減弱，根據(jù)朗伯比爾定律可確定其衰減規(guī)律。當(dāng)射線能量適中時(shí)，物質(zhì)的衰減系數(shù)與物質(zhì)的質(zhì)量密度直接相關(guān)，因此衰減系數(shù)的二維分布也可體現(xiàn)為密度的二維分布，由此轉(zhuǎn)換成的斷面圖像能夠展現(xiàn)其結(jié)構(gòu)關(guān)系和物質(zhì)組成。一束射線穿過物質(zhì)并與物質(zhì)相互作用后，射線會(huì)因吸收或散

3、射而減弱，減弱的程度與物質(zhì)的厚度和組成成分（或吸收系數(shù)）有關(guān)，其衰減規(guī)律可以由朗伯比爾定律確定：（1）????LdlleII)(0?式中：為入射射線強(qiáng)度；為穿過物質(zhì)后的射線強(qiáng)度；為射線在物體中穿越的路0IIL徑；為物體內(nèi)部物質(zhì)衰減系數(shù)的分布。)(l?由式（1）可得：（2）????????IIdllL0ln)(?式（2）表明，射線路徑上衰減系數(shù)以德線積分等于射線入射強(qiáng)度與出射強(qiáng)L)(l?0I度之比的自然對(duì)數(shù)。與可用探測器測得，則路徑上衰減

4、系數(shù)的線積分即可算出。I0IIL斷層圖像重建是以掃描檢測所得的衰減系數(shù)線積分?jǐn)?shù)據(jù)集為基礎(chǔ)，經(jīng)過必要的數(shù)據(jù)校正，按一定的圖像重建算法，得到衰減系數(shù)具體的二維分布，再將其以灰度形式顯示，從而獲得可在計(jì)算機(jī)屏幕上觀察的斷層圖像。圖像重建的關(guān)鍵是重建算法，既要考慮圖像質(zhì)量，又要注意運(yùn)算速度。重建算法主要有兩類變換法及級(jí)數(shù)展開法，其中變換法主要有反投影法、卷積反投影法、直接Fourier變換法等；級(jí)數(shù)展開法主要包括迭代法和最大熔法。反投影法沒有消