【摘 要】
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双能CT计算机断层成像系统(computed tomography,以下简称CT)是一种双能量计算机断层成像扫描装置,与常规CT相比,它具有较高的成像精度和质量,和较好的软组织对比度以及较低
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双能CT计算机断层成像系统(computed tomography,以下简称CT)是一种双能量计算机断层成像扫描装置,与常规CT相比,它具有较高的成像精度和质量,和较好的软组织对比度以及较低的X射线剂量,同时,该种扫描成像方式减少了因被扫描物体的运动而带来的伪影以及因射束硬化而导致的伪影。基于以上优点,它被广泛应用于生物医学工程领域和临床治疗及诊断中,在血管造影、骨钙化以及心脏疾病诊断等方面具有非常重要的作用。本课题来源于国家自然科学基金项目“多能彩色CT关键技术研究”。本文工作主要是基于一款蒙特卡洛仿真软件GATE平台,模拟设计了双能CT成像系统,分析了模拟数据结果。本文系统的分析了双能CT成像系统的扫描方式及成像原理,在Linux系统下搭建了GATE仿真平台；基于该平台设计了双层CT成像系统和双源CT成像系统这两种不同扫描方式的成像系统；在设计探测器过程中分析了晶体选择、反应深度、能量沉积以及探测效率等探测器物理性能,确定了探测器模拟参数。同时,还模拟了不同电压下X射线源模型和不同材料组成的模体模型,且在64G内存的计算机工作站上完成了整个双能成像系统,成功地再现了双能CT成像系统的物理过程。论文基于Matlab软件进行了模拟数据结果的对比分析,其中包括不同电压下X射线能谱图的绘制、强度图、投影图的实现及分析。在数据处理过程中,分析了双能CT成像系统扫描钙溶液、碘溶液、钡溶液与软组织的不同对比度以及物质K边缘效应。该模拟研究对多能CT成像系统模型的设计研发提供理论数据。也为今后进一步提高重建图像质量、减少图像伪影的研究奠定了坚实的基础。
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