基于CUDA的多能CT前向投影仿真平臺.pdf

1、X射線計算機斷層成像技術（Computed Tomography,CT）是一種非常重要的醫(yī)學成像方式和工業(yè)無損檢測技術。傳統(tǒng)的CT重建算法中均假設X射線為能量單一的譜線，而實際中射線源發(fā)出的 X射線是連續(xù)混合能譜的射線。近年來隨著能量敏感的X射線探測器的出現(xiàn)，雙能、多能CT成像逐漸成為CT領域的一個研究熱點。
　　目前能量敏感的 X射線探測器價格比較昂貴，同時缺乏專門用于多能CT投影仿真的軟件平臺，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相關領域的研究工作。針對這一問題，本文將致力于開發(fā)一套基于CUDA加速的多能CT前向投影仿真平臺，實現(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對其進行加速。經(jīng)典的投影算法主要包括Joseph射線驅動算法和距離驅動算法等，由于采用常規(guī)計算方法速度較慢，尤其是數(shù)據(jù)量較大時，因此本文采用CUDA技術對以上算法進行了加速，為開發(fā)多

3、能CT前向投影仿真平臺提供了基礎。
　　第二，設計實現(xiàn)了多能CT仿真平臺。根據(jù)多能CT原理，利用CUDA加速的前向投影算法，采用不同方式實現(xiàn)了多能譜的CT投影仿真。建立了前向投影函數(shù)庫，并對這些實現(xiàn)方式的性能進行了對比。
　　第三，針對多能CT投影數(shù)據(jù)量過大的問題，提出并實現(xiàn)了一種分塊投影的解決策略。該策略首先分別計算不同塊的投影，之后將不同的投影重新排列，形成整體的投影，最終實現(xiàn)了在合理分塊基礎上的大投影數(shù)據(jù)的仿真。