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文檔簡介

CT圖像重建仿真實驗華中科技大學生命科學與技術學院張日欣2023年10月2日一、實驗目的掌握X-rayCT的工作原理；學習Ctsim軟件進行圖像濾波反投影算法的重建方法。比較不同掃描方式。二、實驗器材與設備計算機或圖形工作站，Ctsim軟件：CTSIM軟件下載地址：05或：http://www.CT三、實驗原理X射線穿過人體時，人體的各種組織對X射線有不同程度的吸收，即不同的組織有不同的線性衰減系數μ。假設強度為I0的X射線穿過均勻分布衰減系數為μ的物體，行進了x的距離，強度變為I，按Beer定理有或①若物體時分段均勻的，系數分別是μ1、μ2、μ3、...,相應的長度為x1，x2，x3，...,則下式成立：②更一般的可用下面的積分式表示：③本實驗就是用程序來實現下述的過程，得到投影的數值。由于只是模擬X射線的投影過程，我們簡化了問題。假設斷面的結構如圖1（Shepp-Logan）所示（各圖元均為橢圓），各個橢圓表示了人體的不同的組織（內部是均勻的），分別有不同的線性衰減系數μ。那么，就可利用公式②來求某條X射線投影值。各個橢圓（組織）的線性衰減系數μ（Shepp-Logan圖的各橢圓的位置、大小和線性衰減系數參見表2.1）是已知的，問題就是求X射線穿過橢圓時的行進距離。設橢圓的長短軸為a，b；X射線與a的夾角為Φ；橢圓中心到X射線的距離為d。如下圖所示。這樣可由④⑤求得X射線穿過橢圓時的行進距離。再乘上各個橢圓的線性衰減系數μ后累加起來就可得到X射線的投影值。(4)(5)abX射線投影分平行束和扇束投影，扇束又分為等角射線型和等距射線型。平行束掃描就是筆束平移/旋轉掃描，由于掃描時間太長，一般只在第一代CT中使用，扇束掃描就是單X射線源多檢測器，等角射線型就是檢測器分布在等角的弧線上，等距射線型就是檢測器在直線上作等距分布。更多信息參考教材。在程序的具體實現

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