基于螺旋Micro-CT的成像質(zhì)量優(yōu)化研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展，研究工作的不斷深入，大量的研究需要在動物模型上來完成。動物模型作為遺傳學(xué)、癌癥診斷及新藥物研發(fā)等研究領(lǐng)域基本的研究工具之一，可以人為的改變在自然條件下不可能或不易排除的因素，以便更準(zhǔn)確的觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果并與人類疾病進(jìn)行比較研究。動物模型的研究有助于更方便、更有效的認(rèn)識人類疾病的發(fā)生變化規(guī)律，研究防治措施，在生物醫(yī)學(xué)的研究中占有非常重要的地位。普通的人體CT的空間分辨率只能達(dá)到1mm，遠(yuǎn)無法滿足科研工作中對小動物成像高

2、分辨率的要求。微型計算機(jī)斷層成像技術(shù)（Micro-ComputedTomography,Micro-CT）作為一種無損成像檢測技術(shù)，具有高空間分辨率、不破壞樣本、掃描成本低等優(yōu)點(diǎn)，能夠很好的滿足動物實(shí)驗(yàn)精細(xì)成像的需求，并且能夠?yàn)槎嗄B(tài)分子影像設(shè)備（PET/SPECT/CT）的其它模態(tài)提供精細(xì)的結(jié)構(gòu)信息以及用于衰減校正的參數(shù)。目前商業(yè)化Micro-CT的分辨率一般為50~100μ米，且大多價格昂貴，自主研發(fā)低成本高分辨率的Micro-CT

3、成像系統(tǒng)具有重要的研究意義。
　　本研究依托河北大學(xué)與北京大學(xué)醫(yī)學(xué)影像聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)課題，此課題受國家重大科學(xué)儀器開發(fā)專項項目（項目名稱：小動物多模態(tài)分子影像重大科研儀器及關(guān)鍵技術(shù)研究；項目編號：2011YQ030114）支持。本文主要研究內(nèi)容如下：
　　1、探討了現(xiàn)有兩種結(jié)構(gòu)的扇束CT（等角型CT與等距型CT）的特點(diǎn)，分析了其對重建圖像質(zhì)量的影響。首先從探測器結(jié)構(gòu)上分析了等角型CT與等距型CT的各自的優(yōu)勢，之后針對兩種結(jié)

4、構(gòu)的扇束CT，設(shè)定相同的幾何參數(shù)對Shepp-Logan模型和自建模型用步進(jìn)投影采集法進(jìn)行投影數(shù)據(jù)采集的模擬，并對獲取的數(shù)據(jù)使用濾波反投影算法（FilteredBackProjection，F(xiàn)BP）進(jìn)行重建。對兩種扇束CT重建圖像進(jìn)行了量化的比較，改變了采集參數(shù)進(jìn)行多組對比。結(jié)果表明相同幾何參數(shù)條件下，等角型CT重建圖像的質(zhì)量會略優(yōu)于等距型CT。
　　2、基于自主研發(fā)的螺旋扇束Micro-CT系統(tǒng)，進(jìn)行了改進(jìn)。對原有的線陣探測器模