本文關(guān)鍵詞：基于螺旋Micro-CT的成像質(zhì)量?jī)?yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：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(dòng)物模型上來(lái)完成。動(dòng)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?cè)谧匀粭l件下不可能或不易排除的因素，以便更準(zhǔn)確的觀(guān)察實(shí)驗(yàn)結(jié)果并與人類(lèi)疾病進(jìn)行比較研究。動(dòng)物模型的研究有助于更方便、更有效的認(rèn)識(shí)人類(lèi)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(wú)法滿(mǎn)足科研工作中對(duì)小動(dòng)物成像高分辨率的要求。微型計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)（Micro-Computed Tomography, Micro-CT）作為一種無(wú)損成像檢測(cè)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(mǎn)足動(dòng)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(jià)格昂貴，自主研發(fā)低成本高分辨率的Micro-CT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?chē)?guó)家重大科學(xué)儀器開(kāi)發(fā)專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目（項(xiàng)目名稱(chēng)：小動(dòng)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(xiàng)目編號(hào)：2011YQ030114）支持。本文主要研究?jī)?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(duì)重建圖像質(zhì)量的影響。首先從探測(cè)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(shì)，之后針對(duì)兩種結(jié)構(gòu)的扇束CT，，設(shè)定相同的幾何參數(shù)對(duì)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(duì)獲取的數(shù)據(jù)使用濾波反投影算法（Filtered Back Projection， FBP）進(jìn)行重建。對(duì)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(duì)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(huì)略?xún)?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(duì)原有的線(xiàn)陣探測(cè)器模塊進(jìn)行二次研發(fā)，將等距排列的探測(cè)器單元改為等角型排列；針對(duì)卷積反投影算法中的最重要的濾波函數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，使用Butterworth濾波器替換傳統(tǒng)R-L濾波器；提出相位法進(jìn)行幾何校正的方法，通過(guò)對(duì)投影數(shù)據(jù)（SINO圖）的調(diào)整，達(dá)到從軟件進(jìn)行幾何校正的目的；針對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的探測(cè)器，通過(guò)修復(fù)SINO圖的方法。以上改進(jìn)加快了圖像重建速度，提高了重建圖像的質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】：Micro-CT 圖像重建 扇束CT 等角型CT 等距型CT
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：R310;TP391.41
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 CT 的發(fā)展12-14
• 1.2.2 Micro-CT 的發(fā)展14-16
• 1.3 本論文的主要內(nèi)容16-17
• 第2章 CT 的理論基礎(chǔ)17-28
• 2.1 CT 成像的物理基礎(chǔ)17-19
• 2.2 CT 成像的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)19-22
• 2.2.1 Radon 變換19
• 2.2.2 Radon 反變換19-20
• 2.2.3 中心切片定理20-22
• 2.3 CT 圖像重建方法22-28
• 第3章 等角扇束 CT 與等距扇束 CT 的比較研究28-38
• 3.1 等角型 CT 與等距型 CT 的結(jié)構(gòu)28-29
• 3.2 扇束的 FBP 重建算法29-32
• 3.2.1 等角扇束重建30-32
• 3.2.2 等距扇束重建32
• 3.3 計(jì)算機(jī)模擬比較32-34
• 3.3.1 投影模型33
• 3.3.2 投影采集幾何參數(shù)33-34
• 3.3.3 投影線(xiàn)采集方法34
• 3.4 模擬結(jié)果34-37
• 3.4.1 S-L 模型34-36
• 3.4.2 自建模型36-37
• 3.5 模擬結(jié)果討論37-38
• 第4章 螺旋 CT 技術(shù)38-44
• 4.1 螺旋 CT 技術(shù)的發(fā)展38-39
• 4.2 螺旋 CT 的硬件組成39-41
• 4.2.1 X 射線(xiàn)源39-40
• 4.2.2 探測(cè)器系統(tǒng)40
• 4.2.3 機(jī)架和滑環(huán)40-41
• 4.2.4 準(zhǔn)直器和過(guò)濾器41
• 4.2.5 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)41
• 4.3 螺旋 CT 的關(guān)鍵技術(shù)41-44
• 第5章 小動(dòng)物螺旋 Micro-CT 的設(shè)計(jì)與改進(jìn)44-56
• 5.1 Micro-CT 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)44-48
• 5.1.1 Micro-CT 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及參數(shù)44-46
• 5.1.2 圖像重建算法的實(shí)現(xiàn)46-48
• 5.2 基于 Micro-CT 系統(tǒng)的改進(jìn)48-51
• 5.2.1 探測(cè)器結(jié)構(gòu)的改造48-49
• 5.2.2 Butterworth 濾波器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的 R-L 濾波器49-51
• 5.3 基于 Micro-CT 系統(tǒng)的校正方法51-54
• 5.3.1 相位法校正幾何中心51-52
• 5.3.2 探測(cè)器模塊偏移的修正52-54
• 5.4 改進(jìn)后的空間分辨率測(cè)試54-56
• 第6章 總結(jié)與展望56-58
• 6.1 工作總結(jié)56
• 6.2 展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 致謝62-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果63

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 傅健,路宏年,張全紅;扇束工業(yè)CT重建算法速度優(yōu)化[J];CT理論與應(yīng)用研究;2002年03期

2 李昊;郭曉蓮;唐智偉;張輝;胡廣書(shū);;基于X射線(xiàn)的小動(dòng)物成像micro-CT系統(tǒng)[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年06期

3 秦波音;周文江;;小動(dòng)物活體計(jì)算機(jī)斷層掃描microCT系統(tǒng)(eXplore Locus)儀器介紹及應(yīng)用[J];微生物與感染;2008年01期

  本文關(guān)鍵詞：基于螺旋Micro-CT的成像質(zhì)量?jī)?yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：385481