目前人体四肢疾病主要有骨关节炎、骨折、骨质疏松症等,严重影响着人类健康,给家庭和社会带来一定的经济负担。锥束CT能够为四肢疾病的高质量诊断图像提供亚毫米级的分辨率,辐射剂量比传统CT低且扫描时间短。开发专用四肢锥束CT成像系统可以弥补传统成像模态带来的不足,可以针对四肢成像中特定的成像任务进行优化。目前国内四肢成像的研究较为匮乏,故本文针对四肢成像高分辨率的特殊需求,研发专用四肢锥束CT成像系统。本文所介绍的专用四肢锥束CT成像系统主要包括硬件系统、软件系统以及结果与评估,具体工作归纳如下:在硬件系统方面,整个系统采用220 V电源供电,在系统进行扫描时,系统的整体最大功耗为3000 W;为降低辐射剂量,本系统采用脉冲式X线发射模式,对X线球管曝光与探测器信号采集进行严格地时序同步控制;在扫描之前,需要通过升降系统实现扫描定位,然后由机架内旋转盘与滑块控制系统实现360°全扫描。在软件系统方面,因机械安装带来的偏差,采用基于钢珠点投影轨迹的低空间频率傅里叶分量分析确定系统几何校正参数;探测器存在暗电流和不一致响应,采用阈值增益校正法对其进行暗场校正和增益校正;含有金属物质的物体重建图像将带来严重金属伪影,采用线性插值方法进行伪影去除;因成像系统需求,开发基于MITK的四肢锥束CT成像软件。在结果与评估方面,实验中采用笔筒体模、IQ体模及动物肢体进行扫描,实验结果表明采用几何校正后参数进行重建的笔筒体模几伪影消除,笔芯结构显示清楚;采集多组暗场与光场数据,进行阈值增益校正后得到的投影数据图像明暗程度均匀;对IQ体模金属伪影测试模块的重建结果进行线性插值以消除金属伪影,结果表明金属间暗带消失及条形伪影明显去除;IQ体模PMMA模块的重建结果中多个ROI均值方差波动较小,表明图像具有较好的均匀性;在同等条件下连续两次扫描IQ体模,得到的噪声功率谱不具差异性,表明系统具有较好的噪声稳定性;采用FDK解析算法及SIRT迭代算法针对动物肢体进行扫描重建,结果表明FDK重建的骨组织具有更好图像分辨率,SIRT重建结果具较低的噪声水平,两者的骨纹理均能够清晰显示。专用四肢锥束CT可用于人体四肢成像检查,为骨关节炎、骨折、骨质疏松症等疾病的诊断提供重要的临床信息,可以有效地提升诊断的准确率,帮助医生尽快做出疾病诊断,并制定有效的治疗手段,使患者得到及时诊治,促进肢体功能的恢复,改善生活质量。