基于感兴趣区域的高分辨率显微CT成像研究

在生物医学成像和工业成像中，随着人们对物体精细结构观察的需求越来越高，高分辨率成像技术成为显微CT系统研发的重点之一。目前硬件实现成像空间分辨率的提升存在着成本和技术上的瓶颈，而通过软件提高空间分辨率成为重要途径。本项目拟发展基于感兴趣区域（ROI）成像的高分辨率CT成像方法，通过设计扫描模式，优化扫描参数，结合感兴趣区域（ROI）成像方法，实现针对ROI的高分辨率CT成像。研究工作围绕高自由度的CT系统平台搭建，新型扫描方式设计以及系统几何校正，ROI的成像算法研究，系统成像评估方面展开。通过分析现有弦理论重建算法在ROI图像重建中的不足，研究探测投影数据中冗余信息，从而提高ROI成像的图像质量。本项目的实施为显微CT高分辨率的提升提供了一个新的思路，同时为ROI成像技术的广泛应用奠定基础。

计算机断层成像（CT）是通过无损方式获取物体内部结构信息的一种重要成像手段，它拥有灵敏度高、空间分辨率高和多层次等优越性能，被广泛应用在各个医疗临床诊断领域，是我们国家目前装机量最大的医疗影像诊断手段之一。目前硬件实现成像空间分辨率的提升存在着成本和技术上的瓶颈，而通过软件提高空间分辨率成为重要途径。本项目发展基于感兴趣区域（ROI）成像的高分辨率CT 成像方法，通过设计扫描模式，优化扫描参数，结合感兴趣区域（ROI）成像方法，实现针对ROI 的高分辨率CT 成像。围绕高自由度的CT 系统平台搭建，新型扫描方式设计以及系统几何校正，ROI 的成像算法研究，系统成像评估方面展开。.主要创造性成果如下：.1）通过摸索和改进显微CT硬件和软件性能，实现了显微CT的自主研发，成功开发了两套显微CT系统，系统分辨分别为10微米和3微米；2）提出了一种基于小球体模投影椭圆方程的显微CT系统几何参数标定方法，具有体模结构简单、制造成本低廉，易于实现等优点；3）分析了BPF-ROI算法对于CT系统的成像性能，采用计算机仿真和CT系统采集数据分别进行了BPF算法重建和感兴趣区域重建，并别与传统FDK算法进行了对比分析。