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CT图像重建仿真实验华中科技大学生命科学与技术学院张日欣2023年10月2日一、实验目的掌握X-rayCT的工作原理；学习Ctsim软件进行图像滤波反投影算法的重建方法。比较不同扫描方式。二、实验器材与设备计算机或图形工作站，Ctsim软件：CTSIM软件下载地址：05或：http://www.CT三、实验原理X射线穿过人体时，人体的各种组织对X射线有不同程度的吸收，即不同的组织有不同的线性衰减系数μ。假设强度为I0的X射线穿过均匀分布衰减系数为μ的物体，行进了x的距离，强度变为I，按Beer定理有或①若物体时分段均匀的，系数分别是μ1、μ2、μ3、...,相应的长度为x1，x2，x3，...,则下式成立：②更一般的可用下面的积分式表示：③本实验就是用程序来实现下述的过程，得到投影的数值。由于只是模拟X射线的投影过程，我们简化了问题。假设断面的结构如图1（Shepp-Logan）所示（各图元均为椭圆），各个椭圆表示了人体的不同的组织（内部是均匀的），分别有不同的线性衰减系数μ。那么，就可利用公式②来求某条X射线投影值。各个椭圆（组织）的线性衰减系数μ（Shepp-Logan图的各椭圆的位置、大小和线性衰减系数参见表2.1）是已知的，问题就是求X射线穿过椭圆时的行进距离。设椭圆的长短轴为a，b；X射线与a的夹角为Φ；椭圆中心到X射线的距离为d。如下图所示。这样可由④⑤求得X射线穿过椭圆时的行进距离。再乘上各个椭圆的线性衰减系数μ后累加起来就可得到X射线的投影值。(4)(5)abX射线投影分平行束和扇束投影，扇束又分为等角射线型和等距射线型。平行束扫描就是笔束平移/旋转扫描，由于扫描时间太长，一般只在第一代CT中使用，扇束扫描就是单X射线源多检测器，等角射线型就是检测器分布在等角的弧线上，等距射线型就是检测器在直线上作等距分布。更多信息参考教材。在程序的具体实现
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