3.醫學影像系統實驗-CT投影數據采集、反投影重建實驗

華中科技大學生命科學與技術學院 實驗教學中心 張日欣 * 實驗內容介紹 數字圖像處理部分(12學時) CT投影數據采集、反投影重建實驗(2學時) 可視MRI數據實驗(2學時) 醫學影像系統實驗-CTsim圖像重建實驗(4學時) DICOM格式數據的自編程序顯示和處理(4學時) * 實驗時間安排： 第17周： 周二3-10節： 實驗內容講解 　周三晚上、周五1-8節： 實驗 實驗報告提交最晚時間：周五之前(含周五) 實驗報告提交地址： zrxpy@ CT投影數據采集、反投影重建實驗 實驗目的： 1. 用Matlab實現模擬CT投影數據采集、反投影重建； 2. 掌握反投影重建的方法步驟； 3. 掌握Matlab進行模擬CT圖像重建方法。 實驗器材與設備 計算機或圖形工作站、Matlab 6.5軟件。 * 實驗方法與步驟 Matlab的Image processing工具箱中有radon、iradon和fanbeam、ifanbeam兩組函數，可以分別進行對圖像和體模的投影數據采集和反投影重建。 其中radon、iradon是對對象進行平行直線束投影重建。 Fanbeam、ifanbeam是進行扇型束投影重建，函數提供多種參數選擇，如：圖像和體模的灰階，投影角度間隔，重建圖像的矩陣等。 本實驗采用matlab 6.5版進行實驗操作，選取shepp-logan圖像，進行兩種投影實驗，獲得投影數據圖像和重建圖像。函數的具體功能可參看相關M文件。 平行直線束投影 扇型束投影 * 1. 用Matlab讀取和顯示一幅shepp-logan體模圖像： CT=imread(‘shepp-logan.png’); figure, imshow(CT); 2. 選定掃描起始角度和間隔： thetal=0:10:170; 3. 進行radon變換，顯示投影數據： [R1,Xp]=radon(CT,thetal); Num_angles_R1=size(R1,2); N_R1=size(R1,1); Output_size=max(size(CT)); figure,imagesc(thetal,Xp,R1); 投影數據圖像(Projection) 虛擬影像(Phantoms) 圖像(image) * 4. 進行irandon變換，顯示反投影重建圖像。 Dthetal=thetal(2)-thetal(1); I1=iradon(R1,Dthetal,Output_size); figure,imshow(I1); 5. 進行fanbeam變換，顯示數據。 D=285; dsensor1=0.5; F1=fanbeam(CT,D,'FanSensorSpacing', dsensor1); [F1,sensor_pos1,fan_rot_angles1]=fanbeam(CT,D,'FanSensorSpacing', dsensor1); figure,imagesc(fan_rot_angles1,sensor_pos1,F1); colormap(hot); colorbar; xlabel('Fan Rotaion angle(degress)'); ylabel('Fan Sensor Position(degrees)'); * 6. 進行ifanbeam變換，顯示反投影重建圖象。 output_size=max(size(CT)); Ifan1=ifanbeam(F1,D,'FanSensorSpacing',dsensor1,'OutputSize',output_size); figure,imshow(Ifan1); 四、實驗結果與分析 1. 注釋實驗中各步驟命令。 2.記錄獲得的各步影像，分析函數所用的重建方法。 3. 觀察投影數據和重建圖像，比較重建效果和偽影對圖像的影響。 4.在實驗各步驟中嘗試選用其他參數，比較實驗結果(如何提高投影和重建圖像的精度)。 5. 選用shepp_logan體模或自己采集一幅CT圖像，進行實驗。 實驗報告Email至: zrxpy@ * Matlab 獲得shepp-logan模型 P = phantom(‘Modified Shepp-Logan’,256); %使用函數得到修改后的體模圖像 Figure,imshow(P); %顯示體模圖像 imwrite(P,‘shepp-logan11.png’,‘PNG’); %保存圖像 * 返回

總結

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