本项目致力于开发并优化基于MATLAB平台的超声计算机断层扫描(CT)技术中的核心反演算法及其迭代求解策略,包括但不限于Algebraic Reconstruction Technique (ART) 和 Simultaneous Iterative Reconstruction Technique (SIRT),以期在医学影像重建领域内提升图像质量与计算效率。
在1937年,Kaczmarz提出了代数重建技术(Algebraic Reconstruction Techniques, ART)。该算法的基本思想是先假设一个解f0,并将其代入方程τ=Af求出投影残差值e;然后利用残差值和实际投影值τ的差异∆τ0进行反向投影,修正初始猜测解f0。经过r次迭代后,当误差满足预设精度时得到最终图像。
联合迭代重建法(Simultaneous Iterative Reconstruction Technique, SIRT)是对ART算法的一种改进版本。通过分析可以发现,ART算法的特点是在每次迭代过程中只使用一条射线的信息;因此如果这条射线的投影数据存在误差,则会在解中引入错误,并放大这些误差的影响。
在超声层析成像领域还有一种常用的方法,在纠正每个网格单元(像素)中的波速值时会利用所有射线的数据来计算平均修正量,以此进行逐个调整。当使用ART和SIRT方法来进行超声反演处理时,可以采用上述程序实现改进后的重建过程。