3.医学影像系统实验-CT投影数据采集、反投影重建实验

华中科技大学生命科学与技术学院 实验教学中心 张日欣 * 实验内容介绍 数字图像处理部分(12学时) CT投影数据采集、反投影重建实验(2学时) 可视MRI数据实验(2学时) 医学影像系统实验-CTsim图像重建实验(4学时) DICOM格式数据的自编程序显示和处理(4学时) * 实验时间安排： 第17周： 周二3-10节： 实验内容讲解 　周三晚上、周五1-8节： 实验 实验报告提交最晚时间：周五之前(含周五) 实验报告提交地址： zrxpy@ CT投影数据采集、反投影重建实验 实验目的： 1. 用Matlab实现模拟CT投影数据采集、反投影重建； 2. 掌握反投影重建的方法步骤； 3. 掌握Matlab进行模拟CT图像重建方法。 实验器材与设备 计算机或图形工作站、Matlab 6.5软件。 * 实验方法与步骤 Matlab的Image processing工具箱中有radon、iradon和fanbeam、ifanbeam两组函数，可以分别进行对图像和体模的投影数据采集和反投影重建。 其中radon、iradon是对对象进行平行直线束投影重建。 Fanbeam、ifanbeam是进行扇型束投影重建，函数提供多种参数选择，如：图像和体模的灰阶，投影角度间隔，重建图像的矩阵等。 本实验采用matlab 6.5版进行实验操作，选取shepp-logan图像，进行两种投影实验，获得投影数据图像和重建图像。函数的具体功能可参看相关M文件。 平行直线束投影 扇型束投影 * 1. 用Matlab读取和显示一幅shepp-logan体模图像： CT=imread(‘shepp-logan.png’); figure, imshow(CT); 2. 选定扫描起始角度和间隔： thetal=0:10:170; 3. 进行radon变换，显示投影数据： [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); 投影数据图像(Projection) 虚拟影像(Phantoms) 图像(image) * 4. 进行irandon变换，显示反投影重建图像。 Dthetal=thetal(2)-thetal(1); I1=iradon(R1,Dthetal,Output_size); figure,imshow(I1); 5. 进行fanbeam变换，显示数据。 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. 进行ifanbeam变换，显示反投影重建图象。 output_size=max(size(CT)); Ifan1=ifanbeam(F1,D,'FanSensorSpacing',dsensor1,'OutputSize',output_size); figure,imshow(Ifan1); 四、实验结果与分析 1. 注释实验中各步骤命令。 2.记录获得的各步影像，分析函数所用的重建方法。 3. 观察投影数据和重建图像，比较重建效果和伪影对图像的影响。 4.在实验各步骤中尝试选用其他参数，比较实验结果(如何提高投影和重建图像的精度)。 5. 选用shepp_logan体模或自己采集一幅CT图像，进行实验。 实验报告Email至: zrxpy@ * Matlab 获得shepp-logan模型 P = phantom(‘Modified Shepp-Logan’,256); %使用函数得到修改后的体模图像 Figure,imshow(P); %显示体模图像 imwrite(P,‘shepp-logan11.png’,‘PNG’); %保存图像 * 返回