MST编辑优选：一种基于投影变换的锥束CL重建方法

文章介绍

孙亮，周广金，秦泽锐，袁松梅，林强，桂志国，杨民

通讯作者：

■  杨民，北京航空航天大学

现有的大多解析型CL重建算法是直接对原始CL数据进行滤波运算，然后应用修正的反投影公式进行重建。这些方法忽略了CL扫描结构下的投影数据不严格满足标准FBP或FDK算法的问题。本文的主要研究内容是设计一种CLRP等效转换算法，利用该算法可以将锥束CL扫描数据和重建参数转换成对应的CT扫描数据和参数。然后，便可采用FDK算法对转换后的CL数据进行重建。

在计算机仿真实验中，当CL旋转轴的倾斜角从-90°变为-20°时，CLRP转换投影和理想投影之间的SSIM都大于0.975。这表明CLRP转换得到的投影与理想图像非常相似，验证了CLRP算法的正确性。

在实际实验中，CLRP-FDK方法被用于转换和重建真实的CL投影数据。与现有的CL-FBP方法相比，CLRP-FDK重建图像具有更高的分辨率和更少的伪影。我们用MG和SF对CT图像进行定量评价。结果表明，本文的CLRP-FDK算法性能更好。

在验证了CLRP-FDK方法的正确性后，我们将其应用到实际工程中，对处理器芯片进行扫描和重构以验证该算法的实用性。

总之，所提出的CLRP方法可以为CL重建提供一种新的思路。当数据不能严格满足滤波反投影条件时，CLRP-FDK方法可以改善现有的CL-FBP方法产生的伪影。此外，CLRP方法也可将现有的先进CT重建技术用于解决CL重建问题。

研究背景

X射线CT是一种被广泛应用于工程和医疗中的无损检测技术，但它在大型构件尤其是板状结构检测中存在局限性。而旋转轴倾斜的CL扫描则避免了这一缺点。CL重建一直被当做是特殊轨迹的CT重建，FBP和FDK是最常用的CT重建方法。上述标准方法需要满足转台中心点和射线源焦点之间的连线穿过探测器中心，并且垂直于探测器平面和旋转轴。现有的CL-FBP重建方法不严格满足该适用条件，这会导致重建图像出现伪影。此外，CT重建算法不断发展进步，但是其并不能直接应用于CL重建中，需要进行大量的数学计算和推导。为解决上述问题，本文旨在提出一种基于投影变换的CL转换方法，将锥束CL数据转换为符合要求的CT数据，然后将已有的CT重建算法直接应用于CL重建中。

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