基于CUDA的多能CT前向投影仿真平臺(tái).pdf

1、X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)（Computed Tomography,CT）是一種非常重要的醫(yī)學(xué)成像方式和工業(yè)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。傳統(tǒng)的CT重建算法中均假設(shè)X射線(xiàn)為能量單一的譜線(xiàn)，而實(shí)際中射線(xiàn)源發(fā)出的 X射線(xiàn)是連續(xù)混合能譜的射線(xiàn)。近年來(lái)隨著能量敏感的X射線(xiàn)探測(cè)器的出現(xiàn)，雙能、多能CT成像逐漸成為CT領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　目前能量敏感的 X射線(xiàn)探測(cè)器價(jià)格比較昂貴，同時(shí)缺乏專(zhuān)門(mén)用于多能CT投影仿真的軟件平臺(tái)，這在很大程度上限制了多能CT數(shù)據(jù)

2、的獲取和多能CT相關(guān)領(lǐng)域的研究工作。針對(duì)這一問(wèn)題，本文將致力于開(kāi)發(fā)一套基于CUDA加速的多能CT前向投影仿真平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多能譜CT投影數(shù)據(jù)快速有效獲取。本文在原有投影理論、多能CT理論等基礎(chǔ)上主要做了以下工作。
　　第一，研究經(jīng)典的投影算法并利用CUDA對(duì)其進(jìn)行加速。經(jīng)典的投影算法主要包括Joseph射線(xiàn)驅(qū)動(dòng)算法和距離驅(qū)動(dòng)算法等，由于采用常規(guī)計(jì)算方法速度較慢，尤其是數(shù)據(jù)量較大時(shí)，因此本文采用CUDA技術(shù)對(duì)以上算法進(jìn)行了加速，為開(kāi)發(fā)多

3、能CT前向投影仿真平臺(tái)提供了基礎(chǔ)。
　　第二，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了多能CT仿真平臺(tái)。根據(jù)多能CT原理，利用CUDA加速的前向投影算法，采用不同方式實(shí)現(xiàn)了多能譜的CT投影仿真。建立了前向投影函數(shù)庫(kù)，并對(duì)這些實(shí)現(xiàn)方式的性能進(jìn)行了對(duì)比。
　　第三，針對(duì)多能CT投影數(shù)據(jù)量過(guò)大的問(wèn)題，提出并實(shí)現(xiàn)了一種分塊投影的解決策略。該策略首先分別計(jì)算不同塊的投影，之后將不同的投影重新排列，形成整體的投影，最終實(shí)現(xiàn)了在合理分塊基礎(chǔ)上的大投影數(shù)據(jù)的仿真。