本文關(guān)鍵詞：基于GATE平臺(tái)的雙能CT成像系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：雙能CT計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)(computed tomography,以下簡(jiǎn)稱(chēng)CT)是一種雙能量計(jì)算機(jī)斷層成像掃描裝置,與常規(guī)CT相比,它具有較高的成像精度和質(zhì)量,和較好的軟組織對(duì)比度以及較低的X射線劑量,同時(shí),該種掃描成像方式減少了因被掃描物體的運(yùn)動(dòng)而帶來(lái)的偽影以及因射束硬化而導(dǎo)致的偽影。基于以上優(yōu)點(diǎn),它被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域和臨床治療及診斷中,在血管造影、骨鈣化以及心臟疾病診斷等方面具有非常重要的作用。 本課題來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“多能彩色CT關(guān)鍵技術(shù)研究”。本文工作主要是基于一款蒙特卡洛仿真軟件GATE平臺(tái),模擬設(shè)計(jì)了雙能CT成像系統(tǒng),分析了模擬數(shù)據(jù)結(jié)果。 本文系統(tǒng)的分析了雙能CT成像系統(tǒng)的掃描方式及成像原理,在Linux系統(tǒng)下搭建了GATE仿真平臺(tái)；基于該平臺(tái)設(shè)計(jì)了雙層CT成像系統(tǒng)和雙源CT成像系統(tǒng)這兩種不同掃描方式的成像系統(tǒng)；在設(shè)計(jì)探測(cè)器過(guò)程中分析了晶體選擇、反應(yīng)深度、能量沉積以及探測(cè)效率等探測(cè)器物理性能,確定了探測(cè)器模擬參數(shù)。同時(shí),還模擬了不同電壓下X射線源模型和不同材料組成的模體模型,且在64G內(nèi)存的計(jì)算機(jī)工作站上完成了整個(gè)雙能成像系統(tǒng),成功地再現(xiàn)了雙能CT成像系統(tǒng)的物理過(guò)程。 論文基于Matlab軟件進(jìn)行了模擬數(shù)據(jù)結(jié)果的對(duì)比分析,其中包括不同電壓下X射線能譜圖的繪制、強(qiáng)度圖、投影圖的實(shí)現(xiàn)及分析。在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中,分析了雙能CT成像系統(tǒng)掃描鈣溶液、碘溶液、鋇溶液與軟組織的不同對(duì)比度以及物質(zhì)K邊緣效應(yīng)。該模擬研究對(duì)多能CT成像系統(tǒng)模型的設(shè)計(jì)研發(fā)提供理論數(shù)據(jù)。也為今后進(jìn)一步提高重建圖像質(zhì)量、減少圖像偽影的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：雙能CT成像系統(tǒng)設(shè)計(jì) GATE平臺(tái)搭建 蒙特卡洛模擬方法 物質(zhì)對(duì)比度 K邊緣效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：R814.42;TP391.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 研究背景及意義10-13
• 1.1.1 研究背景10-12
• 1.1.2 研究意義12-13
• 1.2 本文研究?jī)?nèi)容13-15
• 第2章 CT成像基本原理15-31
• 2.1 CT的基本結(jié)構(gòu)15-21
• 2.1.1 CT掃描方式15-19
• 2.1.2 X-CT的硬件基礎(chǔ)19-21
• 2.2 X-CT的物理機(jī)制21-27
• 2.2.1 X射線物質(zhì)作用的機(jī)制22-24
• 2.2.2 X射線在介質(zhì)中的吸收24-26
• 2.2.3 雙能CT的成像機(jī)制26-27
• 2.3 CT數(shù)據(jù)的預(yù)處理27-30
• 2.3.1 線積分的測(cè)量和數(shù)據(jù)調(diào)理27-29
• 2.3.2 采集幾何和正弦圖29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 雙能CT成像系統(tǒng)的模擬設(shè)計(jì)31-58
• 3.1 GATE介紹31-33
• 3.2 GATE模擬的平臺(tái)搭建33-38
• 3.2.1 系統(tǒng)要求33
• 3.2.2 平臺(tái)搭建工具介紹33-34
• 3.2.3 平臺(tái)構(gòu)建軟件包的獲取及選擇34-35
• 3.2.4 平臺(tái)搭建35-38
• 3.3 GATE平臺(tái)的構(gòu)架38-44
• 3.3.1 模塊功能38-43
• 3.3.2 CT模擬加速方法43-44
• 3.4 基于GATE的模擬程序設(shè)計(jì)44-57
• 3.4.1 放射源分析設(shè)置44-46
• 3.4.2 模體分析設(shè)置46-47
• 3.4.3 雙層CT探測(cè)器的設(shè)計(jì)模擬47-55
• 3.4.4 雙源CT探測(cè)器的設(shè)計(jì)模擬55-57
• 3.5 本章小結(jié)57-58
• 第4章 模擬數(shù)據(jù)結(jié)果的對(duì)比分析58-70
• 4.1 雙能CT探測(cè)器模擬數(shù)據(jù)的灰度分布及能譜分析58-61
• 4.1.1 雙層CT成像系統(tǒng)的灰度及能譜分布結(jié)果對(duì)比58-59
• 4.1.2 雙源CT成像系統(tǒng)的灰度及能譜分布結(jié)果對(duì)比59-61
• 4.2 模擬投影數(shù)據(jù)分析61-66
• 4.2.1 投影圖實(shí)現(xiàn)61-63
• 4.2.2 Sinogram圖的實(shí)現(xiàn)63-66
• 4.3 探測(cè)器的輸出穩(wěn)定性分析66-67
• 4.4 CT加速方法的結(jié)果對(duì)比及分析67-69
• 4.5 本章小結(jié)69-70
• 第5章 總結(jié)與展望70-72
• 5.1 結(jié)論70-71
• 5.2 工作展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 致謝76-77
• 簡(jiǎn)歷77

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 郝佳;張麗;陳志強(qiáng);邢宇翔;康克軍;;多能譜X射線成像技術(shù)及其在CT中的應(yīng)用[J];CT理論與應(yīng)用研究;2011年01期

2 林俏露;李公平;潘小東;王瑋;柳學(xué)敏;;CsI(Tl)光電二極管探測(cè)器效率和輸出電流的模擬[J];甘肅科學(xué)學(xué)報(bào);2013年01期

3 劉圓圓;鄭鵬;邢宇翔;陳志強(qiáng);張麗;;雙能CT能譜誤差傳遞分析[J];CT理論與應(yīng)用研究;2013年04期

4 牛勝利,雷林峰,趙軍,張殿輝;LSO閃爍晶體探測(cè)器能量響應(yīng)研究[J];核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù);2003年02期

5 謝利平,何江華,王良厚,鄒士亞;X射線與半導(dǎo)體探測(cè)器相互作用過(guò)程的仿真研究[J];核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù);2005年06期

6 謝文杰;秦綱;單利民;尚雷;王志剛;劉春秀;俞伯祥;董明義;蔡嘯;周莉;夏小米;賴(lài)元芬;王曼;劉萬(wàn)金;孫麗君;方建;嚴(yán)亮;胡濤;呂軍光;;CsI(Tl)晶體發(fā)光均勻性對(duì)能量線性和分辨率的影響及修正方法的研究[J];核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù);2008年01期

7 吳沭新，錢(qián)永庚，，王經(jīng)瑾;用MonteCarlo方法模擬設(shè)計(jì)工業(yè)CT探測(cè)器[J];核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù);1996年05期

8 邱有恒;應(yīng)陽(yáng)君;王敏;陳行良;;光子能量沉積計(jì)算的一種新方法[J];原子核物理評(píng)論;2011年01期

9 孫麗娜;原培新;;基于雙能量X射線透射技術(shù)的物質(zhì)分類(lèi)識(shí)別方法研究[J];機(jī)械與電子;2008年03期

10 席印印;宋玉收;陳志強(qiáng);楊昆;張?zhí)K雅拉吐;劉星泉;;NE213閃爍體探測(cè)器中子探測(cè)效率模擬[J];原子核物理評(píng)論;2013年01期

  本文關(guān)鍵詞：基于GATE平臺(tái)的雙能CT成像系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：418019