● 摘要
锥形束(Cone Beam)CT在医学三维成像领域有着广泛的应用。其成像原理是利用放射源在圆形轨道上的不同位置发出一组锥形束射线穿过物体到达探测器(Detector)成像。医学锥形束CT的重建普遍采用FDK算法，这主要是因为医用锥形束CT可以采集到大量密集的投影数据，该算法可以快速地得到具有一定质量的重建图像。FDK算法也存在不足之处，尽管该算法的滤波操作能够很好地去除星状伪影，但并不能从本质上提升图像质量；标准的FDK算法在有Radon数据缺失的短扫描情况下，重建结果会出现严重伪影；如果扫描轨道旋转轴不通过物体几何中心，则需要对投影数据进行校正，严重影响到重建的速度。论文描述了CT成像原理以及CT图像重建的数学理论，着重分析了锥形束三维重建的原理以及FDK算法；并对FDK算法提出三点改进：①提出一种对投影数据的预处理方法，用电子密度值替代相应的CT值重建，实验结果表明该方法能够有效地减少星状伪影；②论文提出了一种针对短扫描所获得的投影数据的补偿方法，实验结果表明能够提升图像的重建质量；③论文还提出一种探测器校正的方法，利用投影地址转换矩阵将计算反投影地址和投影校正合二为一，提升图像质量的同时也加快了重建速度。