X-CT图像重建的仿真实验
CT图像重建计算机模拟实验研究
问速 度加 快 ， 访 问变 得非 常容 易 ， 这样 可 以大大 减少 运行 时 间 ， 所 以用 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ的 内部 函数确 定数 组 维数 ， 然 后 再进 行运 算 。 比 如 数值 数 组 用 ｚ ｅ ｒ ｏ ｓ ０， 结 构 数组 用 ｒ ｅ ｐ ｍ ａ ｔ Ｏ等 ， 用ｒ ｅ ｐ ｍ ａ ｔ ０ 函数 能获 得 连续 的 内存 块 ， 加快 的程 序 运行 速度 。
用Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ自带的 ｆ ｉ ｘ函数 、ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ函数 。
２ ． ２ 大 型矩 阵的 预先确 定维 数 大 型矩 阵 动 态扩 展 是 非常 耗 费 时 间 的 ， 因为 预 先确 定 数 组 维 数 后不 允 许数 组 动 态扩 展 ，虽然 数 组 的适 应 性 降低 ， 但 其 访
１ 软 件设 计 与实现
ｃ Ｔ图像 重 建是 通 过 ｃ ＃ 与Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ混 合 编程 实 现 的 。软 件 的 设 计 目的 是 用两 种 ｘ 射线束 （ 平 行 柬 和扇 形 束 ）对 不 同头 模 型 （ 椭 圆头 模型 和 ｓ — Ｌ头模 型 ）进 行扫 描 ， 用 户可 以选择 不 同的 重 建算法 （ 直接 反投 影法 ， Ｒ — Ｌ滤 波反 投影 法 ， ｓ — Ｌ滤波 反投 影法 ） 对 头 模 型 进 行 图像 重 建 。此 外 用户 还 可 以直观 看 到 不 同方 法 的 扫描 过程 。软件 功能 图如 图 ｌ 所示 。
CT仿真实验报告
西安交通大学实验报告共 7 页课程医学成像实验系别生物医学工程实验日期 2012 年 12 月 XX日专业班级医电 01 班组别交报告日期 2013 年 01 月 02日姓名学号报告退发 (订正、重做)同组者教师审批签字实验名称 CT重建原理——投影数据采集实验1一、实验目的以及要求实验目的：利用CTSim模拟软件生成投影数据，为滤波反投影重建实验做准备。
实验基本要求：用CTSim程序完成实验模拟，分析评价结果。
二、实验内容1、利用CTSim模拟软件生成椭圆的平行束投影数据；2、利用CTSim模拟软件生成Shepp-Logan图的平行束投影数据；3、对生成的投影数据进行初步评价。
三、实验步骤A、完成CTSim模拟软件生成椭圆的平行束投影数据；1、点击软件ctsim，打开软件界面，点击File，选择creat phantom，选择Herman Head，得到椭圆的灰度图像，如图：图1 软件界面图2 选择界面图3 椭圆的原始数据2、在选择椭圆窗口的情况下，点击Process，选择rasterize，点击OK，将图像进行光栅化，如图：图4 光栅化参数图5 光栅化后的图像3、在选择unnamed3窗口，选择View，选择Auto Scale Parameters，将Standard Deviation Factor参数改为，点击OK，得到处理后图像，如图：图6 光栅化参数图7 参数优化后图像4、回到herman窗口，点击Process，选择Projection Paramaters，参数默认即可，点击ok，开始采集数据，如图：图8 参数选择界面5、得到投影参数后，在选择unnamed4窗口界面下，选择Analyze，在选择Plot Histogram，得到平行束投影分析数据，如图：图9 平行束投影后的数据图10 投影数据分析图6、在选择平行束投影后数据窗口情况下，选择Reconstruct，选择Filtered Backprojection Parameters，选择默认参数即可，点击OK，得到重建数据，如图：图11 参数选择界面图12 重建后的图像7、可选择不同的View参数对重建后的图像进行参数的优化调整，得到最优的观察效果。
锥束X-射线CT投影数据的仿真
文 章编 号 ：０ ６ ９ ４ （０ １ ０ — ２９ ０ １０ — ３ ８ ２ １ ）３ ０７ — ３
计
算
机
仿
真 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
２１年３ ０１ 月
锥 束 Ｘ一 线 Ｃ 射 Ｔ投 影 数 据 的 仿 真
孔 慧华 ， 晋孝 ， 潘 薛 震
（ 中北 大 学 理 学 院 ， 山西 太原 ０ ０ ５ ） ３ ０ １ 摘要 ： 究 Ｃ 研 Ｔ图 像 优 化 问 题 ， 对 提高 精 确 性 和 有 效 性 ， 统 的 解 析 方 法 很 难 应 用 于 几 何 形 状 比较 复 杂 的 物 体 。为 了 提 高 针 传 Ｃ Ｔ图像 重 建 精 度 ， 出 从 离 散 化 图像 的 Ｒ ｄｎ变 换 ， 导 出 一 种模 拟 Ｘ一 线 投 影 数 据 的模 型 ， 提 出采 用 模 型 的快 速 计 算 提 ａｏ 推 射 并
ｏ ｍ Ｒａ ｏ ｒ ｎ ｆｒ ｏ ｉｃ ｅｅ ｉ ｇ ． ｆ ｒ ｄ ｎ ｔａ ｓｏｍ ｆｄ ｓ ｒ ｔ ｍａ ｅ Ａｎ ｎ ｔ ｅ ｉ ｅ ｎｔｔｏ ｆｔ ｉ ｄｅ ，ｗｅ ｐｒｐｏ ｅ ａ ｆｓ ｏ ｄ ｉ ｈ ｍｐｌｍｅ ａｉ ｎ ｏ ｈ ｓｍｏ ｌ ｏ ｓ ａ ｔｃ ｍｐｕｅ ｔ— ｔｄ ｍｅｈ
中图 分 类 号 ：Ｐ３ １ Ｔ ９ 文献 标 识 码 ： Ａ
Ｓｍｕａｉｎ ０ ｒｊｃｉｎＤａａｆｒＣｏ ｅＸ－ ａ Ｔ ｉ ｌｔ ｆＰ ｏｅｔ ｔ ｏ ｎ ｒ ｙＣ ｏ ｏ
ＫＯ ＮＧ ｉ ｈ ａ， ＡＮ Ｊｎ ｘａ ＸＵＥ Ｚ ｅ Ｈｕ — ｕ Ｐ ｉ — ｉｏ ， ｈｎ
ｏｅ ， ｅｃｎｃｎｌｄ ａ ｔｅ ｅｏｓ ｃｅ ｅｕ ｓ ｒ ａｃｒｔ ａｄｔｅｓ ｕ ｔ ｎｍｅ ｏ ｆ ｒｊｃｏ ａ ａｉ ｎｓ ｗ ａ ｏ ｃ ｅｔ ｔｈ ｃｎｔ ｔ ｒｓｌ ｅ ｃｕａ ｎ ｉ ｌ ｉ ｔ ｄｏ ｏ ｔ ｎｄｔ ｉｆ ｓ ｕ ｈ ｒ ｕ ｒ ｄ ｔａ ｅ ｈ ｍ ａｏ ｈ ｐ ｅｉ ａ ｓｅ —
一CT扫描及图像重建过程.pdf
实验一CT扫描及图像重建过程一、实验目的：1、加强对CT扫描过程及图像重建原理的理解2、熟悉主要CT扫描方式及重建方法3、熟悉扫描及重建参数对成像结果的影响二、预习要求：1、复习以前学过的CT图像重建原理三、实验原理：Ctsim1.0软件进行重建模拟四、实验设备与器材：CT模拟软件五、实验内容与步骤：1.笔形束数据采集①在“Pen Beam Scan Mode”下，对样品1（左）和样品2（右）的扫描结果：②在“Pen Beam Scan Mode”下，对样品3（左）和样品4（右）的扫描结果：③在“Pen Beam Scan Mode”下，对样品5（左）和样品6（右）的扫描结果：④在“Pen Beam Scan Mode”下，对样品7（左）和样品8（右）的扫描结果：2.笔形束图像重建实验（1）样品3在旋转角度为90°时的正弦图与重建图像：样品3在旋转角度为180°时的正弦图与重建图像：样品3在旋转角度为360°时的正弦图与重建图像：（2）样品7在旋转角度为90°时的正弦图与重建图像：样品7在旋转角度为180°时的正弦图与重建图像：样品7在旋转角度为360°时的正弦图与重建图像：（3）样品6在步进角度由1°变为3°后的图像对比：样品7在步进角度由1°变为3°后的图像对比：（4）样品6在步进角度6°时的图像：样品7在步进角度6°时的图像：（5）样品6改变参数矩阵为256×256样品6改变参数矩阵为512×512样品7改变参数矩阵为256×256样品7改变参数矩阵为512×5123.迭代重建实验（1）重建方法选择“ART”，设置迭代次数为2和10的重建对比：（2）重建方法选择“ART”，设置迭代因子为0.1和1重建对比：4.扇形束数据采集：①在“Fan Beam Scan Mode”下，对样品1（上）和样品2（下）的扫描结果：②在“Fan Beam Scan Mode”下，对样品3（上）和样品4（下）的扫描结果：5.扇形束采集参数的影响（1）样品2在源心距为250mm和500mm时的正弦图与重建图像：（2）样品6在源心距为250mm和500mm时的正弦图与重建图像：样品7在源心距为250mm和500mm时的正弦图与重建图像：(3)样品6在源头距为250mm，步进角度由1°变为3°的图像对比：样品6在源头距为500mm，步进角度由1°变为3°的图像对比：(4) 样品6在源头距为250mm，设置步进角度6°：样品7在源头距为500mm，设置步进角度6°(5)样品6在探测器对应角度为0.5°和2°的图像对比：6.笔形束的重建方法比较旋转角度为360°时，分别用不带滤波的反投影法（Nonfilter BP，左图）、滤波反投影（FBP，中图）、迭代重建法（ART，右图）重建的图像如下：可见，滤波反投影法的重建效果最好。
X-CT投影数据的建模与仿真验证
X-CT投影数据的建模与仿真验证张剑飞;刘同双【期刊名称】《计算机仿真》【年(卷),期】2012(29)10【摘要】虚拟X-CT仿真系统是研究CT技术的重要工具和手段,研究成果的可靠性依赖于虚拟仿真系统的准确性和适用性,为了开发更接近于真实X-CT的虚拟系统,提出了一种新的投影数据仿真模型.仿真模型中引入了多能谱、散射、光电噪声、探测器量子效率、光电转换效率和探测器单元尺寸等特性,对投影数据进行建模后,采用基于希尔伯特变换的滤波反投影重建算法进行CT图像重建,实验结果表明,提出的投影数据仿真模型对仿真过程中可能出现的硬化、散射和噪声问题进行了有效的处理,能够准确、真实地反应CT成像过程.%Virtual X - ray CT is an important tool and means for CT techniques research. Reliability of the research work depends on the accuracy of virtual CT simulation. In order to develop virtual CT system that much more close to real CT, a computer simulation model for X - CT projection data was presented in this paper. The model incorporates poly - chromaticity, scatter, quantum and electronic noise, the detective quantum efficiency, photoelectric conversion efficiency of detector and other attributes of CT system. After modeling the projection data, filtered back projection based on Hilbert transform was adopted to reconstruct CT image. Experiments demonstrate that our model can effectively simulate beam - hardening, scatter and noise, and reflect the CT imaging procedure accurately and realistically.【总页数】5页(P34-37,309)【作者】张剑飞;刘同双【作者单位】齐齐哈尔大学计算机与控制工程学院,黑龙江齐齐哈尔161006;齐齐哈尔第一医院设备科,黑龙江齐齐哈尔161000【正文语种】中文【中图分类】TP391.9【相关文献】1.X-CT投影数据硬化校正技术 [J], 马晨欣;江桦;闫镔2.连续能谱X-CT投影仿真算法 [J], 陈平;潘晋孝;刘宾3.飞行仿真动态数据验证的时序建模方法 [J], 李鹤;吕岩;李国辉4.雷达侦察数据的建模与仿真验证研究 [J], 石紫璇;顾浩;朱士龙5.适用于故障指示器线路故障定位功能验证的仿真建模及验证 [J], 刘霡因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
X-CT图像重建仿真实验
X-CT图像重建仿真实验
项目功能：
利用Mimics V10.0软件进行下颌骨三维重建，该软件在基础医学教学、术前模拟等领域的开发应用提供数字模型。
项目功能主要功能：利用16排螺旋CT的薄层扫描技术，对人体的下颌骨连续断层扫描，Mimics直接读入Dicom格式原始图像，采用各种模型处理技术，获得下颌骨新蒙罩，以该新蒙罩为基础将所选取的阈值范围内的相邻像素连接并重组成图像后获得三维实体模型，得到表面轮廓重建模型。
项目流程：
（1）点击file，打开工程project，选择下颌骨影像数据集，加载下颌骨数据打开；
图2.2.3下颌骨影像加载界面
（2）操作界面设置正确的方位（前后左右上下），选择在右上侧三角按钮，新建new mask，并根据相应的分割效果设置合理阈值，使CT影像中的下颌骨目标轮廓突显出来。
图2.2.4阈值选择和下颌骨显示
（3）选择黑色三角按钮内的calculate 3D或者直接点击其旁边的按钮，在弹出的对话框中选择calculate，对CT图像进行阈值分
割。
图2.2.5利用阈值分割下颌骨
项目效果：
对分割的结果进行3D面绘制重建，效果如下：
图2.2.6下颌骨面绘制重建
Mimics是应用于数字医学的一个计算机软件， 通过利用3D蒙罩技术，选择适当的阈值进行分割，最后进行3D面绘制重建，学生深刻了解3D重建的临床意义，为基础医学教学、术前模拟等领域的开发
应用提供数字模型。
实验二CT重建实验报告
实验二 CT图像重建实验一、实验目的：通过编写CT图像重建程序，进一步熟悉CT重建过程，同时加强图像处理程序的编程训练。
二、实验软件：VC++三、实验要求1．递交整个程序的执行程序和源程序。
2．要求本小组承担部分的算法原理，列出主要程序段并给出相应说明，对实验结果进行分析。
四、算法原理及结果分析：1. CT重建原理为：在CT成像中，物体对X线的吸收起主要作用，在一均匀物体中，X线的衰减服从指数规律。
在X线穿透人体器官或组织时，由于人体器官或组织是由多种物质成分和不同的密度构成的，所以各点对X线的吸收系数是不同的。
将沿着X线束通过的物体分割成许多小单元体（体素），令每个体素的厚度相等(l)。
设l足够小，使得每个体素均匀，每个体素的吸收系数为常值，如果X线的入射强度I0、透射强度I和物体体素的厚度l均为已知，沿着X线通过路径上的吸收系数之和μ1＋μ2＋……＋μn就可计算出来。
为了建立CT图像，必须先求出每个体素的吸收系数μ1、μ2、μ3……μn。
为求出n个吸收系数，需要建立如上式那样n个或n个以上的独立方程。
CT成像装置从不同方向上进行多次扫描，来获取足够的数据建立求解吸收系数的方程。
吸收系数是一个物理量，它是CT影像中每个像素所对应的物质对X线线性平均衰减量大小的表示。
再将图像面上各像素的CT值转换为灰度，就得到图像面上的灰度分布，就是CT影像。
CT重建过程可以采用直接反投影和卷积反投影来实现。
卷积反投影重建图像时，先把由检测器上获得的原始数据与一个滤波函数进行了卷积运算，得到各方向卷积的投影函数；然后再把它们从各方向进行反投影，即按其原路径平均分配到每一矩阵元上，进行叠加后得到每一矩阵元的CT值；再经过适当处理后就可以得到被扫描物体的断层图像，卷积反投影可消除单纯的反投影产生的边缘失锐效应，补偿投影中的高频成分和降低投影中心密度，并保证重建图像边缘清晰和内部分布均匀。
2. 整个程序的结构为：◆产生sleep logan 模型◆产生反投影数据◆卷积反投影编程在photostar 平台下进行。
实验二CT重建实验报告
实验二CT重建实验报告一、实验目的1.了解CT重建的基本原理；2.熟悉医学图像处理软件ImageJ的使用方法；3.掌握CT重建算法的实现过程；4.验证重建算法的正确性。
二、实验原理实验中使用的CT重建算法有多种，本实验选择了最基本的滤波反投影算法。
该算法首先对投影数据进行滤波处理，然后通过逆Radon变换得到重建图像。
三、实验步骤1.准备工作a.从CT设备上获取一系列X射线投影图像；b.使用软件ImageJ导入投影数据；c.调整图像的对比度和亮度，尽可能提高图像质量。
2.投影数据的滤波a.选择合适的滤波函数，如Ram-Lak函数或Shepp-Logan函数等；b.对每一条投影数据进行滤波处理，得到滤波后的投影数据。
3.逆Radon变换a.根据滤波后的投影数据，使用逆Radon变换算法得到重建图像；b.重复上述步骤，得到所有投影的重建图像；c.将所有重建图像叠加起来，得到最终的重建图像。
4.结果分析a.使用ImageJ软件查看重建图像，观察图像的清晰度和准确性；b.与原始图像进行对比，验证重建算法的正确性。
四、实验结果经过上述步骤，得到了一幅重建图像。
通过ImageJ软件的查看，发现重建图像清晰度较高，能够明显显示出被检对象的内部结构。
与原始图像进行对比，可以发现重建图像与原始图像基本吻合，验证了重建算法的正确性。
五、实验总结本实验通过实际操作CT重建的流程，深入理解了CT重建的基本原理和算法。
通过使用ImageJ软件进行图像处理，掌握了图像的调整和分析方法。
通过与原始图像进行对比，验证了重建算法的正确性。
在实验过程中，需要注意调整图像的对比度和亮度，以提高图像质量。
此外，选择合适的滤波函数也是重建的关键步骤，不同的滤波函数对图像质量有很大影响，需要根据具体情况进行选择。
本实验在CT重建实验中使用了最基本的滤波反投影算法，实际应用中还有更复杂的算法和技术。
进一步深入研究和了解这些算法和技术，将有助于提高CT重建的准确性和图像质量。
基于连续X射线谱的CT重建算法仿真
ｍｅ ａ ｒｉａ ｔ ｄ ｂｅ ｍ — ｈａ ｄ ｎ ｎ ｒｉａ ｔ ｐ ａ ｎ ｔ ｅ ｏ ｔ ｃ ｅ ｍ ａ ｅ ｔ ｌ ａ ｔｆ ｃ ｓ ｍａ ａ ｒ ｅ ｉ ｇ ａ ｔ ｃ ｓ ａ ｐｅ ｒ ｉ ｈｅ ｒ ｃ ｎｓｒ ｔ ｄ ｉ ｇ ｓ， ｗｈｉ ｈ ｒ ｄ ｅ ｍａ ｅ ｑｕ ｌｔ ｎ ｆ ｕ ｃ ｅ ｕｃ ｓ ｉ ｇ ａ ｉ ａ ｄ ｙ
摘要 ： 于提高 Ｃ 关 Ｔ图像 精 度 的 问 题 ， 统 的 Ｃ 传 Ｔ重 建 算 法 都 是 基 于 Ｘ射 线 源是 单 色 源 的假 设 ， 略 了 Ｘ 射 线 的 多 色 性 。直 忽
接用多色投影数据进行 图像重建 易产 生金属 、 硬化等伪影 ， 低图像质 量 ， 响 Ｃ 降 影 Ｔ值标 定 ， 而影响 医学或工业 诊断 。考 从
ｉ ｐ ｌｃ ｒｍ ｔ ｎａ ｔａ Ｃ ．Ｗｈ ｎ ｔｅｐ ｌ ｈｏ ｔ ｒ ｅ ｔ ｎ ｄ ｔ ａｅｕ ｅ ｅｏ ｓ ｕ ｔ ｈ ｍ ｇ ｓｄ ｅｔ ， ｓ ｏｙ ｈｏ ａｉ ｉ ｃ ｌ Ｔ ｃ ｕ ｅ ｈ ｏ ｃ ｒｍａ ｃｐｏ ｃ ｏ ａ ｒ ｓｄ ｔ ｒ ｎ ｔ ｃ ｔｅｉ ａ ｅ ｉ ｃｌ ｙ ｉ ｊ ｉ ａ ｏ ｃ ｒ ｒ ｙ
第3节X-CT图像重建方法
反投影法 --------即把各个方向得到的投影值沿反方向反 馈到相应方向的体素中 ,并把各个投影值迭 加, 然后把每个体素的μ值减去底数,再除以 它们的最大公约数,使各体素μ值间为简单的 比例.最后得到各体素的μ值. 例: 2х2矩阵 反投影法的缺点: 星状伪影 滤波反投影法: 将投影信号进行滤波处理,使信号两侧各 加一个正\负脉冲,然后再进行反投影计算.
三.反投影法
第四节 X-CT扫描机简介
一.X-CT扫描机的主要组成部分 扫描机架: 内有X射线管和检测器阵(扫描系统) 病人床及控制系统: 步进电机等 电源 监视器 二.CT扫描方式 1. 单束扫描 (第一代) 2.窄角扇束扫描 (第二代) 3. 广角扇束扫描 (第三代)-----多层螺旋扫描* 4. 反扇束扫描 (第四代) 5.动态空间重建技术(第五代) 6.电子束扫描 (第六代)
第三节 X-CT图像重建方法
一.联立方程法 二.逐步近似法(迭代法) 三.反投影法 四.二维傅立叶变换法
一.联立方程法
•
• • • •
即根据Σμi=lnI。/I ,列方程组,求解各体 素的μ值. 其中μi:物质的线性吸收系数 lnI。/I---- X射线沿某方向的投影值 ** 独立方程的个数大于体素的个数 例: 一个2х2 矩阵 ,水平方向两个投影值分 别为5和15,垂直方向的两个投影值分别为9 和11,左对角线方向三个投影值分别为4,8,8, 右对角线方向三个投影值分别为 1,12,7, 求 每个像素的线性吸收系数.
三.X-CT机的基本结构
• 一.数据采集系统 • 1.扫描装置 • 2.X射线发生器 • 3. 检测系统 • 二. 计算机图象处理系统 • 见下节
X-CT影像重建模拟实验感想
X-CT影像重建模拟实验感想X- CT 影像重建模拟实验感想对 X- CT 影像的基本认识， x- CT 影像在临床上主要应用于疾病的诊断和鉴别诊断。
在20世纪80年代中期，随着计算机硬件、软件及相关辅助设备的飞速发展以及数字图像处理技术的日益成熟，使得医学成像从模拟技术进入到了数字化时代。
在 CT 领域中也同样如此。
CT 的原理与原子核的结构非常类似，它可以将人体内部分子的排列信息显示出来，利用这些信息就能够推测所观察的物质的原子或者分子结构，即我们通常说的三维图像。
因此，在过去的30多年里，它为人类认识生命现象提供了许多有价值的资料。
实验目的：掌握 X- CT 影像的一般知识；正确掌握扫描方式、步骤及注意事项。
目前国内外常用的 CT 扫描方法有二种：连续投照和断层投照。
前者是把体表分成若干个扇形区域（约5×5cm）按顺序分别进行 CT 扫描。
每一个扇形区域都记录一次。
最后，根据多个扇形区域的重叠面积求得该区域的总面积，然后将各扇形区域面积加和求出该区域的总面积。
由于采取的是重复扫描，故称之为“断层”。
后者则是先给患者作一次 CT 扫描，然后将所获得的多幅图像重新拼接，再把几个断层投射到同一平面上（而不是某一固定距离上）以反映患者整个体腔。
因此又叫做“轴位投照”。
前者多用于腹部脏器及病变的检查，但准确性差；后者可达到或超过前者的效果。
X- CT 影像技术是继 X 光后发展起来的第三代医学成像技术。
它比传统的透视方法优越得多。
尤其是 CT，在高分辨率、快速运动病灶探测、三维图像显示等方面具有其他方法无法比拟的优势。
其特点是对软组织、脂肪和骨骼等密度较低的部位显示清晰，而对肺和胸膜、心脏大血管等密度较高的组织则有很好的显示效果，且价格便宜。
其缺点是难以显示深部结构，易造成伪影，而且还需大量X 线照射才能得到图像。
由于 X- CT 影像不受体位的限制，尤其适合于急症、危重患者的检查。
但也存在着一些问题，例如有放射性损伤的危险，还会遗留潜在的骨吸收或再骨折的隐患等。
附录iix－ct图像重建的计算机仿真实验研究
附录附录II X－CT图像重建的计算机仿真实验研究A2.1 仿真头模型在研究从投影重建图像的算法时，为了比较客观的评价各种重建算法的有效性，人们常选用公认的Sheep Logan 头模型（以下简称S－L模型）作为研究对象。
该模型由10个位置、大小、方向、密度各异的椭圆组成，象征一个脑断层图像，见图A2-1所示。
其中，图A2-1（a）为10个椭圆的分布图，图中英文字母是10个椭圆的编号，数字表示该区域内的密度。
图A2-1（b）是S－L头模型的灰度显示图像。
图A2-1 S－L头模型表A2-1给出了S－L头模型中10个椭圆的中心位置、长轴、短轴、旋转角度及折射指数。
A1A2表A2-1 头模型中的椭圆参数 序号 中心坐标 长轴 短轴 旋转角度 折射指数 a (0,0) 0.92 0.69 90° 2.0 b (0,-0.0184) 0.874 0.6624 90° -0.98 c (0.22,0) 0.31 0.11 72° -0.02 d (-0.22,0) 0.41 0.16 108° -0.02 e (0,0.35) 0.25 0.21 90° 0.01 f (0,0.1) 0.046 0.046 0 0.01 g (0,-0.1) 0.046 0.046 0 0.01 h (-0.08,-0.605) 0.046 0.023 0 0.01 i (0,-0.605) 0.023 0.023 0 0.01 j(0.06,-0.605)0.0460.02390°0.01A2.2 仿真投影数据的产生用S －L 头模型进行计算机仿真研究的主要好处之一是可以获得该模型投影数据的解析表达式。
图A2-2（a ）所示是一个中心位置在原点且未经旋转的椭圆，其长轴与X 轴重合，短轴与Y 轴重合。
假设椭圆内的密度为ρ、椭圆外密度为零，则该椭圆图像可用以下方程表示：≤+=其他1),(2222By A x y x f ρ(A2-1)式中A ，B 分别为椭圆长轴与短轴的长度。
X-CT影像重建模拟实验感想
X-CT影像重建模拟实验感想X- CT 影像重建模拟实验感想三年前，当我第一次踏进 X- CT 影像重建室时，就被眼前各种形状、颜色不同的仪器所吸引。
从显微镜下观察着每台机器在我面前活灵活现的展示出它自身独特的魅力；再到对它的使用方法有一定认识；最终通过考核取得资格证书，这让我更加深刻的体会到了“付出”与“收获”之间的联系！而今天做的 X- CT 影像重建模拟实验，是我大学生涯中极其宝贵的一段记忆。
虽然已经过去很久了，但至今仍历历在目，令人回味无穷。
经过了一个多月的准备后，今天早上8：00， X- CT 影像重建模拟实验正式开始了！首先由教员带领我们一起参观了一遍全部设备，向我们介绍并演示了各项功能和操作方法。
随后又为我们详细讲解了各类病变和图片的判断标准及要点，明确告知我们如何才能看懂、分析图像等问题。
接着由老师亲手为我们演示怎样将采集好的数据导入计算机里，并指导我们具体操作步骤。
经过老师悉心细致的教导后，整个实验流程都顺利完成。
在老师的安排下，我们按照不同的实验顺序依次进行各种试验，相互讨论并提出意见或疑惑。
因此，即便是实验结束后，也还是觉得十分受益匪浅。
回到课堂上，根据教员事先写好的考核内容以及实际的工作量给我们布置任务。
经过商议后决定首先实施的项目为基础实验（打基础）。
根据之前听过的各位医生学长关于 CT 片子临床诊断报告书撰写的小技巧，要求我们按照时间线索编写 X- CT 影像检查初级报告书。
刚开始觉得比较简单，但越往后走就发现这份报告书可真难啊！一张X- CT 片子就那么几页纸，除去图片内容外，剩余内容也不多，我本来打算按时间线索撰写一张片子初级报告书的，没想到却越忙越乱。
有些资料找不到就只好暂且放弃，等到有空再慢慢翻阅。
由于 X- CT 片子的内容太少，造成我们思路比较狭隘，可谓是眼高手低，难免顾此失彼，最终只好在纸质文件书写错误率达50%的情况下勉强交差。
在此之后，我们的头脑逐渐清晰起来，也学习到了许多处理实验数据的小窍门。
CT图像重建与仿真
左：腹部大动脉重建 右上：CT扫描原图 右下：内部观察
肺：绿色 心脏与动静脉：色
VRT
VRT
VRT
MIP与SSD
虚拟技术
图像重建
MaxIP：显示血管、血管分支和血管壁钙化较好，但无 法显示重叠的血管和骨性结构；
MinIP：用于显示肺部结构；
SSD：显示人体部位的形态及与周围解剖结构的关系， 如器官、血管和骨性结构，但无法像MIP显示血管及其 内部结构；
VRT：成像时容易掉失信息，须结合MPR才能完整地 显示人体器官像。
3D & Virtual Reality(虚拟现实)
CT图像重建与仿真
MPR：Multiplanar Reformation 多平面重建
VRT：Volume Rendering Technique 体积重现法
3D SSD：3D Surface Shade Display 三维表面阴影显示法
MIP：Maximum and Minmum Intensity Project 最大/最小强度投影
医学成像系统实验-X-CT图像重建
医学成像系统实验：X-CT图像重建实验目的：Sheep-Logan模型是由10个位置、大小、方向、密度各异的椭圆组成，用来模拟一个脑断层的图像。
通过该模型，可以获得各个投影方向上数据的解析表达式。
利用matlab产生Sheep-Logan模型的仿真投影数据，重建X-CT图像，从而理解图像重建算法。
实验内容：基本要求部分1.利用Sheep-Logan头部模型生成平行束投影。
本部分要求：写出平行束投影表达式，根据Sheep-Logan模型自行编程生成各个方向上投影离散数据，与matlab函数所生成的数据加以比较，充分理解X-CT 投影数据获得的过程。
2.根据平行束投影数据重建图像。
本部分要求：自行编写利用滤波反投影法、R-L函数卷积反投影法、S-L函数重建图像的程序，比较重建的效果，并与matlab提供的函数相比较，充分的理解平行束投影重建算法。
3.在重建过程中，引入噪声、检测器损坏、旋转中心偏移等问题，对重建的结果加以比较和探讨。
可获得免试资格的选做部分(仍选其一即可获得免试资格，根据完成的水平给与相当于期末考试的分数，多选多得分)1.扇形束重建：利用Sheep-Logan模型，根据扇形束投影的原理自行编程生成投影数据，与matlab函数比较；利用数据重排方法和直接加权反投影方法重建图像，比较效果；在重建过程中，同样引入一些误差来源加以分析；理解共轭采样对，分析重建所需的最小数据集。
2.三维螺旋X-CT仿真：自行生成一组重叠或者相套的椭球模型作为体数据，设计一组螺旋X-CT的参数(多排/单排、p=d/W)，根据投影原理，生成一套投影数据，利用360°差值和180°差值重建若干个断面的图像，与仿真数据比较，分析重建效果；改变一些配置的参数，比较重建效果。
3.迭代重建算法：自行查阅文献，理解迭代中间算法的基本原理，根据投影数据实现迭代重建算法，与各类反投影算法加以比较，分析优、缺点。
CT图像重建
理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告（ 2009—2010学年 第 一 学期 ）课程名称：医学成像系统与放射治疗装置 开课实验室： 3208 2008 年 12 月24 日一、实验目的与意义医学成像技术是生物医学工程专业的一门重要的专业课程,课程主要涉及X 光仪器，CT 仪器，MRI 仪器和核医学仪器的工作原理及成像方法。
其中CT 算法的出现又为后来数字化医学成像技术的发展提供了基础。
该门课程为生物医学工程专业的专业基础课。
CT 技术是医学成像系统中的一种重要手段。
它通过特定的算法，利用计算机的高速运算功能，可以在短时间快速呈现人体断层图像。
让学生练习CT 图像的重建有助于学生理解CT 算法的容，熟悉数字图像重建的过程。
同时也能培养学生的团队精神和解决实际问题的能力。
二、实验算法原理1、MATLAB 处理数字图像的基本函数；2、X-CT 三维图像重建的基本算法。
CT 图象重建有四种基本的算法:矩阵法,迭代法,傅立叶算法,反投影算法.我们采用的方法为卷积反投影. 卷积反投影有:平行光束投影的卷积反投影算法, 等角扇形光来投影的重建算法. 1）.平行光束投影的卷积反投影算法 从投影重建三维物体的图像，就是重建一个个横断面。
这样三堆图像的重建就归结为二维图象的重建。
二维图像的重建问题可以从数学上描述如下。
假定),(y x g 表示一个二维的未知函数，通过),(y x g 的直线称为光钱(见图2．1)。
沿光线),(y x g 的积分称作光线积分。
沿相同方向的一组光线积分，就构成一个投影。
图2．1中垂直于直线'CC (与X 轴夹角为 )的光线所形成。
图2.1 ),(y x g 在θ方向的投影)(t P θ的投影)(t P θ，称之为),(y x g 在θ方向的投影。
光线积分和投影在数学上可以定义如下：在图2.1中直线AB 的方程为：1sin cos t Y X =+θθ (2.1) 其中1t 是AB 到原点的距离，),(y x g 沿AB 的积分为：dxdy t y x y x g ds y x g t P AB)sin cos (),(),()(11-+==⎰⎰+∞∞-θθδθ (2.2)对于给定的θ，),(y x g 在θ方向的投影)(t P θ是t 的函数。
CT成像模拟
一．实验目的与意义医学成像技术是生物医学工程专业的一门重要的专业课程,课程主要涉及X 光仪器，CT 仪器，MRI 仪器和核医学仪器的工作原理及成像方法。
其中CT 算法的出现又为后来数字化医学成像技术的发展提供了基础。
该门课程为生物医学工程专业的专业基础课。
CT 技术是医学成像系统中的一种重要手段。
它通过特定的算法，利用计算机的高速运算功能，可以在短时间内快速呈现人体断层图像。
让学生练习CT 图像的重建有助于学生理解CT 算法的内容，熟悉数字图像重建的过程。
同时也能培养学生的团队精神和解决实际问题的能力。
二．实验原理利用滤波反投影图像重建算法，实现对Shep-Logen 头模型的重建，主要用到的原理有傅立叶切片定理，快速傅立叶变换FFT ，以及滤波函数的设计。
1.MATLAB 处理数字图像的基本函数；2.X-CT 三维图像重建的基本算法。
三．实验主要内容1.深入理解X-CT 成像的基本原理与图像重建步骤2.分析X-CT 图像的格式，并获取特定部的X-CT 图像数据3.研究X-CT 三维图像重建的基本算法（矩阵法、迭代法、傅里叶变换法、反投影法），其中重点研究反投影法（滤波反投影法和卷积反投影法）4.学习MATLAB 处理数字图像的基本函数；5.结合X-CT 图像数据与三维图像重建算法重建X －CT 图像四．实验准备1.X-CT 成像的基本原理、图像重建步骤及三维图像重建的基本算法相关知识X-CT （X-ray computed tomography, X-CT ）是运用扫描并采集投影的物理技术，以测定 X 射线在人体内的衰减系数为基础，采用一定算法，经计算机运算处理，求解出人体组织的衰减系数值在某剖面上的二维分布矩阵，再将其转为图像上的灰度分布，从而实现建立断层解剖图像的现代医学成像技术，X-CT 成像的本质是衰减系数成像。
X-CT 图像重建的原理源于X 射线通过介质时衰减的物理规律。
根据扫描所获的投影值来求解成像剖面（实为断层）上衰减系数的分布，是选择数学方法的基本思想。