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CBCT(锥束CT)模拟的核心在于通过数学方法仿真X射线穿透三维物体时的物理过程。正投影算法基于射线追踪原理,计算每条射线穿过重建区域时与体素模型的交互作用。
算法的关键步骤如下:首先建立包含待扫描物体的三维体素矩阵,每个体素存储对应位置的密度值。然后模拟X射线源发射的锥形射线束,针对每个探测器单元对应的射线,计算其穿过三维体素空间的路径。
精度提升的核心在于准确计算射线与每个体素的相交长度。采用线性积分方法,将射线路径上穿过的所有体素的长度与对应密度值相乘后累加,最终得到该射线方向的投影值。这种直接基于物理原理的仿真方式,相比近似算法能显著提高投影数据的准确性。
该算法适用于医学成像仿真、工业CT检测等需要高精度投影数据的场景。通过调整射线源位置、探测器参数等变量,可以模拟不同扫描几何条件下的成像过程。