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  在本期“布魯克microCT應(yīng)用專欄”中,，我們主要介紹掃描軌跡和重建算法的相關(guān)內(nèi)容,。當(dāng)前CT掃描軌跡主要有兩種：環(huán)形與螺旋，他們之間的差異顯而易見,。本期內(nèi)容你會看到采用不同的掃描軌跡和重建算法對終結(jié)果的影響,。

  為了獲得斷層重建數(shù)據(jù)，物體或者光源-探測器的移動方式可以是多樣的,。簡單的方式就是,，物體或光源– 探測器在掃描過程中繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，以環(huán)形軌跡來采集不同角度的數(shù)據(jù),。而復(fù)雜的掃描方式則是旋轉(zhuǎn)或平移同時或順序進行,，以獲得非環(huán)形軌跡。特定的掃描軌跡配合相應(yīng)的特定重構(gòu)算法,，我們就可以顯著改善重構(gòu)結(jié)果的精度,，避免環(huán)形掃描中的各種偽影。布魯克SkyScan系列產(chǎn)品中既有環(huán)形掃描方案也有非環(huán)形掃描（螺旋）掃描方案,。

環(huán)形軌跡

  在大多數(shù)情況下,，環(huán)形掃描是各類型CT常用的方式，特點是快速、簡單,，近似重構(gòu),。如果x射線錐束沿著旋轉(zhuǎn)軸的開角相對較小，那么重建結(jié)果就會非常接近被掃描物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu),。在某些情況下,，如需要掃描一個長樣品，探測器視野不夠大,。或者大開角掃描時,，重構(gòu)結(jié)果與樣品真實結(jié)構(gòu)可能會存在差異,。

濾波反投影算法，F(xiàn)eldkamp算法

  Feldkamp,，Davis和Kress在1984年提出的濾波反投影算法,，簡稱FDK算法，是錐束CT中常用重建方法,。目前大多數(shù)CPU加速或GPU加速算法都是基于該算法進行的,。

分層重建算法

  除了硬件加速（通過使用圖形卡或集群）外，另一種選擇是使用更高效的算法,?？焖俚姆謱臃赐队八惴ㄕ侨绱恕Ｍㄟ^將重建體積分成小區(qū)域,，這樣需要少量投影數(shù)據(jù),，加*果非常顯著。尤其是對于大數(shù)據(jù)集（2K x 2k x 2k以上）,，效果更佳明顯,。布魯克與合作伙伴共同開發(fā)的InstaRecon®就是基于該重建算法，單次掃描大重建規(guī)?？蛇_15k x 15k x 2.5k,。

螺旋掃描與準(zhǔn)確重建

  在螺旋掃描過程中，樣品繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的同時沿著旋轉(zhuǎn)軸平移,。與環(huán)形掃描不同,，它符合Tuy的數(shù)據(jù)充分條件。這意味著,，在許多情況下可以消除某些重建假象,，例如在大錐角時垂直于旋轉(zhuǎn)軸的樣品兩端的模糊（如圖像中所示的電池）和長物體完整掃描無需拼接。同時,，只有采用相應(yīng)的準(zhǔn)確重建算法才能發(fā)揮出螺旋掃描的優(yōu)勢,，否則會適得其反。

 ▲9V電池的掃描結(jié)果，左側(cè)為環(huán)形掃描,，F(xiàn)DK重建算法的縱向切片圖像,。右側(cè)為螺旋掃描，準(zhǔn)確重建算法的縱向切片圖像

▲長樣品的多次分段掃掃描（環(huán)形掃描）