基于C形臂的錐束CT成像系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、錐束CT是當(dāng)今國(guó)際CT研究領(lǐng)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(xiàn)利用效率,這對(duì)醫(yī)學(xué)影像診斷和工業(yè)無(wú)損檢測(cè)有重要意義。近幾年來(lái),由于臨床微創(chuàng)介入治療實(shí)時(shí)重現(xiàn)手術(shù)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(guān)注。
　　 由于機(jī)械制造工藝以及地磁場(chǎng)等原因,基于影像增強(qiáng)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(nèi)在參數(shù)在C形臂運(yùn)動(dòng)過(guò)程中也會(huì)發(fā)生變化,

2、需要在進(jìn)行錐束CT重建之前對(duì)失真圖像進(jìn)行校正并且標(biāo)定成像系統(tǒng)參數(shù)。另外,實(shí)際應(yīng)用中占據(jù)主流的近似重建算法FDK算法計(jì)算量仍然很大,需要對(duì)其加速才能滿(mǎn)足介入手術(shù)準(zhǔn)實(shí)時(shí)性的要求。針對(duì)這些問(wèn)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(gè)問(wèn)題。
　　 對(duì)于幾何失真圖像校正,本文使用有機(jī)玻璃和十字交叉的金屬絲組成的校正靶網(wǎng),提出了一個(gè)提取靶網(wǎng)投影圖像中網(wǎng)格交叉點(diǎn)的算法流程,使用這些交叉點(diǎn)作為校正標(biāo)志點(diǎn),用局部法、多項(xiàng)式變換、正

3、交多項(xiàng)式變換和加權(quán)正交多項(xiàng)式變換對(duì)失真圖像進(jìn)行校正并比較,指出多項(xiàng)式類(lèi)變換應(yīng)用于幾何失真校正是可行的。
　　 本文設(shè)計(jì)了一個(gè)易于加工的用于標(biāo)定C形臂幾何參數(shù)的標(biāo)定靶,提出了一種用改進(jìn)的圓形Hough變換分割投影圖像中小鋼球的算法,計(jì)算這些鋼球在圖像中的位置并與其在標(biāo)定靶上的位置一一對(duì)應(yīng),使用Faugeras相機(jī)模型通過(guò)Gauss-Newton法計(jì)算不同旋轉(zhuǎn)位置下C形臂準(zhǔn)確的幾何參數(shù)。
　　 為了滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用中準(zhǔn)實(shí)時(shí)性的要