多源螺旋錐形束ct精確重建理論

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1、·，’～．t：．j：‘，j。0，DissertationsubmittedtoShanghaiJiaotongUniversityforthedegreeofDoctorofPhilosophyEXACTRECONSTRUCTlONTHEORYFORMULTISOURCEHELICALCONE．BEAMCTSupportedbyCNSF(30570511)PhDStudent：ZhaoJunSupervisor：ProfessorZhuangTiangeProfessorWangGe(UniversityofI

2、owa)Department：BiomedicalEngineeringDate：2006．6ShanghaiJiaotongUniversity2006．6Ⅲ2川2㈣2Ⅲ2哪mM●I洲8iii●I洲Y◆上海交通大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明·本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位

3、論文作者簽名：瘦彳灸日期桫以年7月舢●／▲上海交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)上海交通大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密-l，在土年解密后適用本授權(quán)書。本學(xué)位論文屬于不保密口。(請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“√”)指導(dǎo)教師簽名：7，b’馳久又日期：紗0年嚴(yán)月乃日：僅拶舶●●，{j氰月簽廣＼者年作6

4、文加留矽位期學(xué)日●t上海交通大學(xué)學(xué)位論文答辯決議書申請(qǐng)者趙俊所在學(xué)科(專業(yè))0☆生物醫(yī)學(xué)工程論文題目多源螺旋錐形束CT精確重建理論答辯日期2006—7—28Il答辯地點(diǎn)Il徐匯校區(qū)科學(xué)館2樓會(huì)議室答辯委員會(huì)成員擔(dān)任職務(wù)l姓名I職稱所在工作單位備注簽名主席李家明I教授上海交通大學(xué)無念≮社焱委員l沈?yàn)甀教授上海交通大學(xué)無“}寥／1趁j委員姜明教授北京大學(xué)無’沁委員嚴(yán)壯志教授上海大學(xué)無嚴(yán)逼皂母I委員許鶴群教授東華大學(xué)無二懶銣l評(píng)語和決議：CT是醫(yī)學(xué)診斷和無損檢測方面非常重要的工具。在不增加輻射劑量的情況下，有效地提高

5、CT的時(shí)、空分辨率，是本領(lǐng)域的前沿課題，具有重大理論意義和應(yīng)用價(jià)值。圍繞這一目標(biāo)，博士生趙俊在博士論文《多源螺旋錐形束CT精確重建理論》中進(jìn)行了開創(chuàng)性的研究，提出了Z窗、Z’窗、跨螺旋PI線等一系列創(chuàng)新概念；證明了跨螺旋PI線的存在性和唯一性；分析了投影數(shù)據(jù)完全性，建立了(2N+1)源錐形束螺旋CT的精確重建理論：最后用仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論的正確性和有效性。作者還同時(shí)分析得到了基于Z’窗的2N源錐形束螺旋CT的投影數(shù)據(jù)的不完全性的結(jié)論。上述成果為發(fā)展可加快數(shù)據(jù)采集速度、可精確重建的多源錐形束螺旋CT提供了理論依據(jù)

6、，具有重要的指導(dǎo)意義。論文立意新穎，理論分析正確，計(jì)算結(jié)果可信，充分反映了作者具有寬厚扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、系統(tǒng)深入的專門知識(shí)、很強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)和獨(dú)立從事科學(xué)研究的能力。也反映作者對(duì)國內(nèi)外該領(lǐng)域的最新進(jìn)展有很好的了解。論文表達(dá)簡潔，思想深刻，是一篇優(yōu)秀的博士學(xué)位論文。答辯過程中，敘述清晰，條理分明，回答問題切題。經(jīng)答辯委員會(huì)無記名投票，一致通過論文答辯，并建議授予工學(xué)博士學(xué)位。表決結(jié)果：{與彥彩舞磊坎勻知孑琥糍緣，一事k通也形易孓簪豸嘈，旃旌寫池覆彳z唔諺事嘭n答辯委員會(huì)主席名嶂碉(簽名))。。／年7月上∥日●●多源螺

7、旋錐形束CT精確重建理論摘．要自從三十多年前誕生以來，X射線CT迅速發(fā)展，成為生物醫(yī)學(xué)成像的日益重要的工具。CT發(fā)展的兩個(gè)重要方面是更快的速度和更高的精度。動(dòng)態(tài)CT、小動(dòng)物CT、尤其心臟CT對(duì)時(shí)間分辨率、空間分辨率有很高的要求。發(fā)展一種可加快數(shù)據(jù)采集速度、可精確重建的多源錐形束螺旋CT，對(duì)動(dòng)態(tài)成像(如心臟成像、冠狀動(dòng)脈成像)、小動(dòng)物成像有十分重要的意義。本文建立了多源螺旋錐形束CT精確重建理論，根據(jù)前期工作發(fā)表了世界上第一篇關(guān)于多源精確螺旋錐形束CT方面的文章。本文的主要貢獻(xiàn)有：(1)首次提出三源螺旋錐形束CT

8、掃描結(jié)構(gòu)；首次提出用于精確重建的最小檢測器窗一Z窗的概念，推導(dǎo)得Z窗的邊界方程；首次提出用于精確重建的跨螺旋PI線的概念，證明跨螺旋PI線的存在性與唯一性：對(duì)任意一對(duì)螺旋而言，過螺旋內(nèi)任意一點(diǎn)存在且只存在一條跨螺旋PI線；指出基于z窗的三源錐形束螺旋CT的投影數(shù)據(jù)的完全性，可以精確重建；指出基于z窗的三源錐形束螺旋CT的輻射總量與相應(yīng)結(jié)構(gòu)的單源錐形束螺旋CT的輻射總量一樣。(2)用Tu