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基于光栅相衬成像的螺旋CT算法研究的开题报告

一、研究背景及意义

计算机断层摄影（computedtomography，CT）是一种成像技术，

利用X射线透过穿过人体或物体，在不同角度上获取多个透视图像，并

通过大量数学计算获得其中的横截面图像，从而实现对人体或物体内部

结构的观察和分析。CT技术在医学、动物学、地质学、材料科学等领域

都有广泛应用，成为了一种非常重要的成像技术。

然而，传统的CT成像技术存在一些局限，如对于复杂结构的成像难

度较大、对剂量的要求较高等。因此，研究发展新的CT成像技术成为了

当前的热点和重点，其中，基于光栅相衬的螺旋CT技术因其高分辨率、

低剂量、成像速度快等特点，成为了广泛关注的成像技术之一。

本研究旨在探索基于光栅相衬的螺旋CT成像技术的算法研究，为其

在实际应用中提供技术支持，有重要的理论和实际意义。

二、研究内容和方案

1.理论基础探究

本研究将首先在理论层面上进行研究，探究基于光栅相衬的螺旋CT

成像技术的数学原理，包括光学、物理、数学等方面的基础知识。通过

深入了解这些理论基础，为后续的算法研究奠定坚实的基础。

2.算法研究

根据基础理论和实际应用需求，开展基于光栅相衬的螺旋CT成像技

术的算法研究。主要包括：

（1）螺旋扫描数据重建算法。该算法主要用于将螺旋扫描数据转化

为对物体的三维可视化，输出高清晰度的图像。

（2）图像重建算法。该算法主要用于将数据重建为二维的截面图像，

提高成像的空间分辨率和边缘保留度。该算法将依据基础理论和已有的

类似算法进行改进和优化。

（3）影像处理算法。该算法主要针对影像预处理、噪声消除等问题

进行研究，优化影像质量，提高成像精度和效率。

3.系统设计

本研究在算法研究的基础上，将开展基于光栅相衬的螺旋CT成像技

术的系统设计。该系统将包括硬件系统和软件系统两部分。硬件系统主

要包括光学部件、检测器等，软件系统主要包括数据采集、图像处理等

功能。系统设计将于算法研究同时开展，目前设计方案正在制定中。

三、研究预期成果

本研究将通过对基于光栅相衬的螺旋CT成像技术的算法研究，设计

开发出相关的算法和系统，形成一套完整的基于光栅相衬的螺旋CT成像

技术解决方案。预期成果包括：

1.国内首套基于光栅相衬的螺旋CT成像技术解决方案，具有较高

的空间分辨率和成像效率。

2.相关核心算法，包括螺旋扫描数据重建算法、图像重建算法等。

3.系统设计方案和实现文档。

4.相关研究论文和发表论文。

四、研究计划及进度

时间安排：2021年9月-2024年6月

进度计划：

1.2021年9月-2022年6月：完成相关理论研究，制定算法研究方

案。

2.2022年7月-2023年6月：完成算法研究，设计系统方案。

3.2023年7月-2024年6月：系统开发实现，论文撰写以及其他工

作。

注：以上时间安排与进度计划仅供参考，具体情况以实际调研及实

验情况为准。