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计算机断层扫描成像技术(CT),尤其螺旋CT在医学和工业以及其他无损检测领域得到了广泛的应用。在医学影像领域,追求最小剂量的辐射已成为关心人类健康的首要目标。低辐射剂量CT成像会引起图像质量的降低,特别是由此产生的伪像会导致医生做出错误的病情诊断。在不增加辐射剂量的条件下采用新的重建算法或对现有算法的改进提高图像重建质量是现在研究者的努力方向。现有商用CT上采用的算法主要是滤波反投影算法(FBP)。随着体CT扫描出像的出现,各种新的重建算法应运而生。本文研究体CT重建算法中的PI-线算法。螺旋CT采用的滤波反投影算法在原理和技术上都已趋于成熟。平面板探测器的使用将传统的螺旋CT提升为体扫描螺旋CT,因此需要新的用于螺旋体CT的图像重建算法。
本文的工作是在Katsevich的PI-线重建理论上开展的。本课题研究的目的主要是通过对FDK算法及Katsevich算法比较研究,从算法上得到更好的重建图像以及能从最后的重建图像判断出误差所在,为专业研究人员提供依据。
在理论上,如平行、扇形(等角、等距)、锥束、螺旋等算法CT各种重建算法现在已经比较完善,在计算机模拟重建图像的过程中得到的误差很小,并且使用FDK重建公式及Katsevich重建公式直接进行重建。并且在理论上直接证明这两种算法的正确性和精确性。
FDK重建算法的扫描方式为:射线沿圆轨迹对物体进行扫描等效于射线源、探测器不动,物体绕轴线旋转,利用平面阵列探测器获取的二维投影序列进行三维重建。Katsevich重建算法是利用平面阵列探测器获取三维螺旋投影数据序列直接进行三维重建。