基于对极几何一致性的显微CT在线校正算法研究

CT系统的几何校正一直是保证CT图像质量的关键环节之一。本文提出了一种基于对极几何一致性的锥束CT系统在线校正方法。这种方法不需要预先扫描特定的模体，适用于圆形轨迹的锥束CT。本文使用7个变量来描述锥束CT系统几何模型，经分析仅平面内倾角，旋转轴位置，中平面位置，源到探测器距离四个参数会影响重建图像质量。实验中将对极几何一致性与该四个变量相结合并构造目标函数，当几何参数达到系统的真实值时目标函数可以收敛到最小值。使用模拟退火与单纯性相结合的最优化方法在设定的参数范围内搜索最优解，使目标函数达到最小值，从而求得实际系统的几何参数。不同噪声水平的仿真实验结果显示本方法对噪声不敏感，同时，对平面内倾角，旋转轴位置的计算精度略优于中平面位置和源到探测器距离。真实梧桐枝实验验证了本算法可以适用于任意的成像物体。此外，在线校正与离线校正的结果对比表明本文提出的在线校正算法可以达到与离线校正相近的精度，无明显差异。

论文于2020年2月12日在线发表到Medical Physics杂志上（Shouhua Luo, Liang Zheng, Shuang Luo, Ning Gu*, Xiangyang Tang*. Data sustained misalignment correction in microscopic cone beam CT via optimization under the Grangeat Epipolar Consistency Condition. Medical Physics, 2020,https://doi.org/10.1002/mp.13915）