【摘 要】
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CT系统从20世纪70年代初正式面世以后,已经在包括临床诊断、工业检测以及临床前研究等领域内发挥着不可或缺的重要作用。由于临床前研究领域对高精度CT成像系统需求的推动和微焦点X射线源、平板探测器等技术的发展,为小动物实验开发的具有高空间分辨率、高灵敏度以及高扫描速度的专用CT成像系统具有广泛的市场前景。目前大多数小动物CT系统均采用轴向锥束扫描方式,成像视野存在局限性,并且在锥角较大时伪影严重,而
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CT系统从20世纪70年代初正式面世以后,已经在包括临床诊断、工业检测以及临床前研究等领域内发挥着不可或缺的重要作用。由于临床前研究领域对高精度CT成像系统需求的推动和微焦点X射线源、平板探测器等技术的发展,为小动物实验开发的具有高空间分辨率、高灵敏度以及高扫描速度的专用CT成像系统具有广泛的市场前景。目前大多数小动物CT系统均采用轴向锥束扫描方式,成像视野存在局限性,并且在锥角较大时伪影严重,而临床诊断中广泛采用的螺旋CT系统可以进行长物体的快速精确成像,所以本论文将论述如何设计和开发一套实用性更广的具有螺旋锥束扫描模式的螺旋锥束小动物CT软件系统。本文基于实验室现有的锥束小动物CT硬件设备,设计开发了结合螺旋锥束扫描模式和无线数据传输的小动物CT软件系统,解决了传统锥束小动物CT对大鼠等较长物体难以成像的问题,提高了系统的适用性。系统不需要调整硬件结构,仅通过选择软件算法可使用两种扫描模式;并且基于WIFI进行数据传输使系统摆脱了对高成本光电滑环的依赖,降低了系统成本。本文主要创新点:（1）利用CUDA设计了系统使用的Katsevich三维精确滤波反投影重建算法的GPU并行加速算法,解决了Katsevich算法重建时间长的问题,提高了系统在实际研究中的可应用性;（2）提出了Katsevich重建算法中可以用于处理锥束覆盖法的区间端点平滑处理公式,定量性有所提升;（3）提出了使用字典学习改进基于图像后处理的散射校正算法对图像进行散射校正,散射校正效果良好。系统测试使用Shepp-Logan假体进行仿真实验,重建结果符合真实数据;并且使用QRM公司的Micro-CT高空间分辨率体模进行测试,可分辨100μm线对;最后使用系统对小鼠等物体进行成像,成像结果良好。
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