| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 第1章 引言 | 第11-26页 |
| 1.1 课题背景 | 第11-12页 |
| 1.2 能谱CT成像技术概述 | 第12-20页 |
| 1.2.1 实现方式 | 第13-17页 |
| 1.2.2 图像重建方法 | 第17-19页 |
| 1.2.3 医学诊断应用 | 第19-20页 |
| 1.3 实验平台简介 | 第20-21页 |
| 1.4 课题内容和意义 | 第21-23页 |
| 1.5 论文的研究内容及结构安排 | 第23-26页 |
| 第2章 能谱CT物质分解方法研究 | 第26-70页 |
| 2.1 物理原理 | 第26-31页 |
| 2.1.1 X射线与物质的相互作用 | 第26-29页 |
| 2.1.2 光子计数探测器的探测模型 | 第29-31页 |
| 2.2 前处理重建原理与方法 | 第31-36页 |
| 2.2.1 最大似然算法 | 第32-33页 |
| 2.2.2 多项式拟合 | 第33-35页 |
| 2.2.3 线性最大似然估计（ A-table） | 第35-36页 |
| 2.3 加权子集前处理物质分解算法 | 第36-41页 |
| 2.3.1 算法思路 | 第37-38页 |
| 2.3.2 子集的物质分解方法 | 第38-39页 |
| 2.3.3 权重系数的优化 | 第39-41页 |
| 2.4 数值模拟 | 第41-56页 |
| 2.4.1 基本参数 | 第42页 |
| 2.4.2 双物质分解数值模拟设计 | 第42-46页 |
| 2.4.3 三物质分解数值模拟设计 | 第46-47页 |
| 2.4.4 双物质分解数值模拟结果 | 第47-51页 |
| 2.4.5 三物质分解数值模拟结果 | 第51-56页 |
| 2.5 实际实验 | 第56-68页 |
| 2.5.1 基本参数 | 第56-57页 |
| 2.5.2 双物质分解实验设计 | 第57页 |
| 2.5.3 三物质分解实验设计 | 第57-58页 |
| 2.5.4 CT实验设计 | 第58-60页 |
| 2.5.5 双物质分解实验结果 | 第60-62页 |
| 2.5.6 三物质分解实验结果 | 第62-64页 |
| 2.5.7 CT实验结果 | 第64-68页 |
| 2.6 讨论与总结 | 第68-70页 |
| 第3章 能谱CT分解图像迭代重建方法研究 | 第70-101页 |
| 3.1 能谱CT中的噪声放大 | 第70-76页 |
| 3.1.1 理想单能情况下的分析 | 第70-74页 |
| 3.1.2 连续能谱情况下的分析 | 第74-76页 |
| 3.2 基于加权非局部TV极小化的迭代重建算法 | 第76-82页 |
| 3.2.1 目标函数 | 第77-79页 |
| 3.2.2 优化算法 | 第79-82页 |
| 3.3 数值模拟 | 第82-90页 |
| 3.3.1 收敛条件验证（ Inverse crime） | 第82-84页 |
| 3.3.2 ε 的影响 | 第84-88页 |
| 3.3.3 邻域尺寸的影响 | 第88页 |
| 3.3.4 噪声水平参数s的影响 | 第88-90页 |
| 3.4 实际实验 | 第90-99页 |
| 3.4.1 K-edge成像结果 | 第92-95页 |
| 3.4.2 带金属离体牙样本重建结果 | 第95-99页 |
| 3.5 讨论与总结 | 第99-101页 |
| 第4章 面阵光子计数探测器建模和标定研究 | 第101-124页 |
| 4.1 面阵光子计数探测器的关键物理过程 | 第101-105页 |
| 4.1.1 电荷共享过程 | 第102-104页 |
| 4.1.2 抗电荷共享过程 | 第104-105页 |
| 4.2 光子计数探测器的物理建模 | 第105-110页 |
| 4.2.1 X射线与探测器的相互作用 | 第105-106页 |
| 4.2.2 电子空穴对的扩散 | 第106-109页 |
| 4.2.3 抗电荷共享过程 | 第109页 |
| 4.2.4 统计涨落 | 第109-110页 |
| 4.3 物理模型关键参数的测量与拟合 | 第110-116页 |
| 4.3.1 金属元素X射线荧光实验方法 | 第111-112页 |
| 4.3.2 数值建模 | 第112-113页 |
| 4.3.3 关键参数拟合 | 第113-115页 |
| 4.3.4 差分进化算法简介 | 第115-116页 |
| 4.4 金属荧光实验结果 | 第116-121页 |
| 4.4.1 阈值 -能量初步拟合结果 | 第116-117页 |
| 4.4.2 无抗电荷共享拟合结果 | 第117-118页 |
| 4.4.3 有抗电荷共享拟合结果 | 第118-120页 |
| 4.4.4 主要参数拟合结果 | 第120-121页 |
| 4.5 射线源能谱扫描实验结果 | 第121-122页 |
| 4.6 讨论与总结 | 第122-124页 |
| 第5章 光子计数探测器阈值优化研究 | 第124-155页 |
| 5.1 基于CRLB和投影概率密度分布的阈值优化方法 | 第125-128页 |
| 5.1.1 单条射线的Cramer-Rao下界 | 第125-127页 |
| 5.1.2 重建图像的Cramer-Rao下界 | 第127-128页 |
| 5.2 数值模拟 | 第128-137页 |
| 5.2.1 双物质分解数值模拟设计 | 第129-130页 |
| 5.2.2 三物质分解数值模拟设计 | 第130-131页 |
| 5.2.3 双物质分解数值模拟结果 | 第131-134页 |
| 5.2.4 三物质分解数值模拟结果 | 第134-137页 |
| 5.3 实际实验 | 第137-143页 |
| 5.3.1 双物质分解实验设计 | 第138-139页 |
| 5.3.2 三物质分解实验设计 | 第139-140页 |
| 5.3.3 双物质分解实验结果 | 第140-142页 |
| 5.3.4 三物质分解实验结果 | 第142-143页 |
| 5.4 探测器参数对重建噪声和最优阈值的影响 | 第143-153页 |
| 5.4.1 全能峰分辨率对噪声和最优阈值的影响 | 第144-147页 |
| 5.4.2 电荷共享强度对噪声和最优阈值的影响 | 第147-150页 |
| 5.4.3 阈值数目对噪声和最优阈值的影响 | 第150-153页 |
| 5.5 讨论与总结 | 第153-155页 |
| 第6章 结论及展望 | 第155-157页 |
| 6.1 课题工作总结 | 第155-156页 |
| 6.2 后续工作展望 | 第156-157页 |
| 参考文献 | 第157-169页 |
| 致谢 | 第169-171页 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 | 第171-172页 |