1. 研究目的与意义
计算机断层成像技术（CT）是一种重要的医学成像技术，从诞生到现在的数十年的时间里经历了几代进步，仍在不断地发展和变革. 作为评判CT设备性能的重要指标，散射和剂量是在CT研发中不可不考虑和研究的问题。散射带来的问题是使重建图像的值发生偏移，产生伪影或降低图像对比度，这些都会给医学诊断带来困难。而剂量则是涉及到辐射安全的问题。日益增加的医疗检测辐射问题使得放射安全和防护的重要性显得更加突出，设备给受检者带来的辐射剂量水平是每一台CT研制中都要考虑的。
蒙特卡罗方法（Monte Carlo method），也称统计模拟方法，是二十世纪四十年代中期由于科学技术的发展和电子计算机的发明，而被提出的一种以概率统计理论为指导的一类非常重要的数值计算方法。是指使用随机数（或更常见的伪随机数）来解决很多计算问题的方法。与它对应的是确定性算法。蒙特卡罗方法在金融工程学，宏观经济学，计算物理学（如粒子输运计算、量子热力学计算、空气动力学计算）等领域应用广泛。2. 课题关键问题和重难点
我觉得这个课题的关键问题在于建模，参数调整和结果定量评估。利用这套蒙特卡罗模拟的系统，进行CT 图像非线性函数的硬化伪影矫正。先通过PEGS DATA 得到需要的不同物质的截面数据，再进行蒙特卡罗模拟仿真得出给定能谱图下的衰减表，得到这些先验信息后再进行硬化矫正，矫正后，图像的杯状伪影得到很大的去除，其次还可以进行能谱重建算法验证。首先给EGS_CBCT 输入给定的多能能谱分布图，得到蒙特卡罗方法模拟投影图，利用此投影图进行能谱重建，最后对比初始能谱图和重建能谱图，从而检测此能谱重建算法的误差。最后验证得到能谱重建算法效果良好。
这个课题的难点在于采集数据和设计统一标准，这两点需要好好深入思考。
3. 国内外研究现状（文献综述）
关于提高CT图像精度的问题,传统的CT重建算法都是基于X射线源是单色源的假设,忽略了X射线的多色性。直接用多色投影数据进行图像重建易产生金属、硬化等伪影,降低图像质量,影响CT值标定,从而影响医学或工业诊断。考虑到X射线能谱的连续性,采用仿真手段实现连续X射线谱的统计重建。
随着EGS在辐射物理和医学物理等众多方面的广泛应用,其物理内核被EGS开发小组不断更新,电子的输运模型也越来越完善。
传统的射束硬化校正方法,通常需要针对每一种材料测量该材料对射线的吸收曲线．由于吸收曲线对实验条件有很大的依赖性,每当改变X光机电压或者被测工件的材料等条件时,需要重新测量吸收曲线才能完成硬化校正过程．这种方法费事费时．本文提出了基于蒙特卡罗模拟计算物质吸收曲线的硬化校正方法．实验中,分别用本方法和传统的硬化校正方法对铝工件进行硬化校正,经过比较,确认本方法是有效的．然后用该方法对不同材料(铝、铁和铜)的工件进行校正．实验结果表明,本方法能有效消除各种材料工件图像中的硬化伪影,是快速的和切实可行的．
4. 研究方案
首先了解X射线CT原理及蒙特卡罗仿真，然后再进行蒙特卡罗CT仿真及EGSnrc分析，利用EGS-CBCT系统硬化伪影矫正，再进行锥束X射线CT投影系统的构建，通过MATLAB实现，由于高速电子计算机的发展，蒙特卡罗方法在工程领域得到了广泛的应用，然而其模拟次数多，重复计算量大，编制一般程序比较复杂，而MATLAB作为大型科学计算软件正好弥补了蒙特卡罗方法的不足，将二者结合使用可以得到高效的解决问题的方法。
在解决实际问题的时候应用蒙特卡罗方法主要有两部分工作：
1． 用蒙特卡罗方法模拟某一过程时，需要产生某一概率分布的随机变量。
5. 工作计划
第 1 周 接受任务书，领会课题含义，熟悉课题，按要求查找相关资料；
第 2 周 阅读相关资料，分析整理资料，对蒙特卡罗有个大体的了解；
第 3 周 翻译相关英文资料，提出拟完成本课题的方案，写出相关开题报告一份；
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
