教学CT控制台系统及高级成像功能开发文献综述

 2022-11-03 10:11

文献综述(或调研报告):

CT成像技术可以在不破坏待测物的情况下,通过CT扫描重建,使其内部细节被陈星出来,并且检测速度快,检测精度高,因而得到了广泛的应用,如医学成像,安检,工业检测等。为了提高CT的扫描速度,降低辐射剂量,螺旋CT技术发展了起来。相比于断层扫描,它实现了更高的扫描速度,可以高速完成大范围的容积扫描。但是它打破了CT重建理论的要求,直接利用断层重建方法会引入运动伪影,必须开发新的重建算法。

单层螺旋CT虽然是对于物体进行三维扫描,但实际应用中常用的重建方法仍然是类似二维扇束的重建算法[1]。它的具体操作流程就是选择合适的重建起点,利用相邻的数据采用插值的方法得到断层数据,然后利用断层重建的方法得到重建图像。

其中最常用的方法就是Z轴内插法,其中两种被广泛的应用,一种是360度线性内插,另一种是180线性内插。

360度线性内插法的算法流程是利用[0,4pi;]的数据,以2pi;作为重建平面,当扫描角度为beta;时,在[0,4pi;]的数据必然存在两个与该角度平行且方向一直的射线,利用这两个值插值得到重建平面扫描角度为beta;的投影值,,如此便能得到重建平面的投影数据[3]。360度内插公式如下:

式中, 是到重建平面的距离, 是旋转台旋转一周升降台的运动距离。360度线性内插法与常规比较,其噪声降低了17%-18%,但使层面敏感度侧视曲线SSP增宽,降低了纵向分辨率[2]

与360度线性内插相比,180度内插法利用了断层扫描中扇束在对称通道和投影值相等这一特性,在螺旋扫描时只使用[0,2pi;]的数据,利用和插值得到重建平面角度为beta;的投影值, [3]。180度内插公式如下:

式中,的意义同360度内插公式。但是180度内插法的噪声则比常规增加了12%-29%,但其纵向分辨率要高于360度线性内插法[2]

虽然传统CT系统已经可以获得比较高的图像质量,但是它无法分辨密度相近但原子序数不同的物质,并且它的重建是基于X射线束是单能的,而实际射线源发射的是多能量射线束,因此很容易产生射束硬化伪影。为了获得更好的图像质量,双能成像技术得到了快速的发展,而作为双能成像技术的重要组成,重建算法工作得到了大量的研究。双能CT重建算法大体上可分为三类:预处理重建算法、后处理重建算法以及迭代重建算法[4]

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