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癌症(恶性肿瘤)是威胁人类生命健康的主要疾病之一。放射治疗技术(放疗)利用带能量的射线束破坏癌细胞结构,是治疗癌症的主要手段。影像引导放射治疗(Image Guided Radiation Therapy,IGRT)提高了放疗的精准性。相比解剖影像,功能影像在早期的肿瘤检测方面具有更好的表现。锥形束电子计算机断层扫描(Cone-Beam Computed Tomography,CBCT)是实现IGRT的设备之一。对比传统CT设备,CBCT具有高成像精度和低射线量的优势,但由于CBCT扫描速度较慢,无法进行功能成像。但依据组织的密度变化规律,可以通过建立CBCT灌注模型完成功能成像仿真,从而实现解剖、功能成像一体化。在探究CBCT功能成像的过程中,CBCT投影过程的刻画会影响功能成像结果,因此对CBCT投影模型的研究显得尤为重要。本文完成了以下工作:1.依据CBCT扫描特性建立体积积分模型。由于CBCT扫描时中心平面的扫描情形与扇束CT的扫描情形相同,因此论文使用通过扇束CT扫描后重建的断层图像作为CBCT功能成像仿真研究中的被扫描物体,使用体积积分模型获得模拟的投影数据。为了减少体积积分模型的时间耗费,本文采用GPU并行计算同个旋转角度下不同探测器位置检测到的投影数据,提高了体积积分模型的运算速度。2.采用体素时间-密度模型,分别拟合了体积积分模型中的体素和原始图像中体素的时间密度曲线(Time Density Curve,TDC),利用相关系数定量分析两者的拟合程度。实验结果表明,通过体积积分模型计算的TDC和原始图像TDC的平均相关系数达到了83.99%。3.使用血流动力学模型求解CBCT功能成像的灌注结果。通过对比组织不同区域通过不同投影模型获得的灌注结果与原始图像灌注结果的吻合程度,结合时间耗费,验证了使用体积积分模型进行CBCT功能成像的有效性。