CT的理論基礎(chǔ)及理論發(fā)展

CT的理論基礎(chǔ)及理論發(fā)展:自從1895年德國(guó)物理學(xué)家倫琴（Roentgen）發(fā)現(xiàn)X射線以來(lái)，其在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的應(yīng)用就已受到人們關(guān)注。然而，由于受到計(jì)算機(jī)技術(shù)水平等的局限，真正的臨床應(yīng)用時(shí)期直到20世紀(jì)后半期才凸現(xiàn)出來(lái)。數(shù)學(xué)家Radon早在1917年和1919年就分別提出了Radon變換及Radon逆變換公式，然而此時(shí)僅具有數(shù)學(xué)上的意義，表現(xiàn)在影像學(xué)上意義即為后來(lái)的投影變化（投影算子）。20世紀(jì)50年代初期，美國(guó)神經(jīng)外科醫(yī)生Oldendorf為了克服普通X-Ray成像組織結(jié)構(gòu)重疊偽影，發(fā)表了第一篇真正意義上的CT論文，此時(shí)才稱為計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)，Computer Tomography；1963年，南非物理學(xué)家Cormack為了精確估計(jì)X-Ray在組織間的衰減率，第一次把非迭代的級(jí)數(shù)理論引入CT重建算法中；1968-1972年，英國(guó)工程師Hounsfield為了區(qū)別大腦的灰質(zhì)和白質(zhì)，在其老板的資助下，制造了世界上第一臺(tái)商用CT機(jī)。Cormack和Hounsfield在1979年獲得諾貝爾（Nobel）獎(jiǎng)，而且，在影像學(xué)界，現(xiàn)在也設(shè)立了Hounsfield獎(jiǎng)。在近20多年，CT在理論算法的研究上一直處在極為活躍的地位，而且新近的成像方式，如MRI（Magnetic Resonance Image）及PET（Positron Emission Tomography）等，在算法上與CT也很是相似。在這一組系列報(bào)告中，我們將依次介紹CT最初的一些經(jīng)典的基本算法，隨后介紹Fan-Beam，Cone-Beam，以及Short-Scan和Local Tomography的一些內(nèi)容，這也是我目前的研究方向。本報(bào)告面向的是研究成像理論算法的初級(jí)讀者，比較淺顯，并不涉及醫(yī)藥學(xué)內(nèi)容。