Mathematical Modeling and Computer Simulation for Helical Cone Beam CT Imaging

圓形旋轉式錐形射束電腦斷層(circular cone beam CT) 是最新一代的醫學電腦斷層掃描影像儀器。它使用平面偵測器(flat-panel detector) 去收集x-ray 光子。在影像診斷上,除了比一般的電腦斷層掃瞄(扇形fan beam及多切式multiple sliced) 有更好的三維影像品?之外, 在臨床放射治療的領域中,更已經有商業化的放射治療儀器利用圓形平面旋轉式錐形射束電腦斷層掃瞄儀器為隨機影像器(on-board imager,OBI)。主要目的是作為對病患和腫瘤的準確定位(positioning)。在大型的癌症治療及研究中心的臨床診斷和放射治療學者, 多數都同意並預測錐形射束電腦斷層掃瞄將成為未來及時影像導引放射治療(real time image guided radiation therapy) 必須具備的影像儀器。在這個研究計劃裏我們要使用數學模型和電腦模擬的建立去研究在臨床診斷和放射治療上更有應用價值的螺旋式錐形射束電腦斷層掃瞄(helical cone beam CT)。?究的方向和科學方法是1. 探討螺旋式錐形射束電腦斷層掃瞄的基本和特殊物理問題,2. ?究影像重建(image reconstruction) 的數學理論和方程式的推導,3. 利用超級電腦和平行運算的最先進演算方法去發展及撰寫最快速和最佳化的影像重建程式軟體,4. 評估要建立最佳系?(optimized system) 的幾何和系統參數,5. 假影(artifacts) 的識別(identification) 及更正(correction) 的方法,6. X-ray 劑量(dose) 的電腦蒙地卡羅(Monte Carlo) 計算。在臨床診斷和放射治療學上,我們預期螺旋式錐形射束電腦斷層掃瞄在未來的幾年內將成為下一代的新電腦斷層掃瞄並且取代目前的圓形旋轉式錐形射束電腦斷層掃瞄而成為更精準的影像導引放射治療的影像輔助儀器。

Project ID:PC9605-0090
External Project ID:NSC96-2314-B182-009