《直線掃描內CT及其動態Bowtie研究》是依託重慶大學，由劉豐林擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：直線掃描內CT及其動態Bowtie研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉豐林
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
一方面新型低成本、可移動CT成像設備是開發中國家偏遠地區、戰場、軍事機構等亟需；另一方面CT新技術需優先考慮降低輻射劑量。項目提出一種射線源和平板探測器相對平行移動掃描的內CT方法和一種高密度液體材料的動態Bowtie(BT)濾波新技術，在簡化CT掃瞄器系統結構的同時採用動態BT降低輻射劑量和探測器動態範圍需求，從而降低系統成本。1次(1T)直線運動CT掃描與數字射線分層照相掃描運動相同，初步研究表明採用2次(2T)和3次(3T)直線運動掃描時重建CT圖像效果理想；動態BT為在液體濾波器(HBT)中放置氣泡型濾波器(LBT),LBT與掃描對象外形相關，當LBT與CT掃描同步旋轉時實現動態濾波，初步研究表明該動態BT能較大降低探測數據動態範圍。項目組將在現有研究基礎上，繼續針對錐束變視場內CT圖像重建算法、動態BT實現方法等開展相關理論、仿真和試驗研究，期望形成一套新型CT的理論和方法。
結題摘要
本課題研究一種直線掃描CT的掃描方式和圖像重建算法，可套用於可移動、攜帶型CT掃描成像系統。採用射線源和探測器平行直線運動掃描方式，CT掃描裝置不使用傳統醫用CT的滑環部件，可簡化掃描裝置結構，降低系統成本，為偏遠地區、戰場、軍事機構等亟需的可移動CT成像需求提供一種解決方案。另外，為減小CT掃描X射線輻射劑量，本課題同時研究一種動態Bowtie(BT)濾波器技術。該動態BT結構是在高密度液體濾波器(HBT)中放置“氣泡”型濾波器(WBT),WBT與掃描對象外形相關，當WBT與CT掃描同步旋轉時實現動態濾波，從而降低CT掃描輻射劑量和CT系統探測器動態範圍需求。 課題建立了直線掃描CT模型，分析了幾何掃描參數，搭建了直線掃描CT試驗平台，完成了掃描控制、數據採集、數據校正等程式開發，實現了直線掃描CT成像。研究結果表明1次(1T)直線運動CT掃描與數字射線分層照相(CL)掃描運動相同，採用2次(2T)和3次(3T)直線運動掃描時重建CT圖像效果理想；提出了基於直線軌跡掃描反投影濾波(BPF)圖像重建算法；提出線性PI線概念和理論，隨後證明了多段直線掃描理論上可以採用BPF算法實現精確重建。課題同時研究了工業無損檢測用直線掃描CL技術，提出一種正交直線掃描CL成像技術和一種正交電子直線掃描CL成像技術，以滿足CL成像在兩個正交方向上檢測解析度需求。 課題以錐束CT掃描中間平面為基礎，根據射線穿過動態BT並透射均勻衰減檢測對象時到達探測器的光子通量一致條件推導出錐束CT動態BT的設計理論；構建了錐束CT系統的蒙特卡羅仿真框架，對一個包含反射靶X射線源、目標試樣和動態BT的CT系統進行了仿真研究，結果表明CT掃描過程中X射線動態範圍減小100多倍，輻射劑量減少了76%，CT重建圖像質量有一定改善。 課題研究的直線掃描CT理論，研製的CT試驗系統，為一種新型CT掃描產品開發提供了技術支撐；研究的正交直線掃描CL理論，研製的CL試驗系統，可推廣套用於平板類零部件X射線層析成像；研究設計的CT動態BT，可推廣套用於現行醫用CT成像。
