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多排CT(Computerized Tomography,CT)成像系统能够直接获得清晰的三维人体解剖图像,为临床医生的诊断提供了丰富的人体器官组织信息。但是一次完整的多排CT扫描通常伴随着较高程度的电离辐射。虽然限制多排CT扫描旋转角度范围能够有效减少辐射剂量,但是会造成所获锥形束CT投影数据部分缺失,导致三维CT重建图像质量明显下降,以至于无法满足临床诊断的需要。因此如何在有限角度锥形束投影数据条件下重建出符合临床诊断要求、高质量的三维CT图像具有重要的科学意义和临床实用价值。本文旨在开发基于三维图像矩的有限角度多排CT图像重建系统。该系统开发了基于三维Legendre正交图像矩的有限角度锥形束CT图像重建算法,并在此基础上构建了基于MFC框架的CT实训系统软件平台。本文的主要工作具体为:(1)介绍课题研究的背景和意义,阐述了CT成像技术的基本原理,详细介绍了CT图像重建以及图像矩理论在国内外的研究现状。(2)提出基于三维Legendre正交图像矩的有限角度锥形束CT图像重建算法。该算法首先利用Grangeat公式建立三维Radon数据与锥形束CT投影数据之间的关系,将多排CT投影数据转换为三维Radon数据。接着利用投影矩变换建立三维Radon变换与三维图像矩之间的关系,通过此关系从已知三维Radon变换数据中估算出未知三维Radon变换数据,最后直接利用三维Radon逆变换获得重建图像。(3)构建了基于MFC框架的CT实训系统软件平台。本软件面向医学院师生、医院医生和其他医学影像工作者,提供了高度仿真的CT设备内容和操作教学。该平台实现了操作者职业素质的培养、理论知识的巩固、实践技能的提升以及学习成果的考核。同时,本软件整合了基于三维Legendre正交图像矩的有限角度多排CT图像重建算法,通过运用该算法来补全缺失锥形束投影数据,从而提高锥形束投影数据不完整情况下三维CT重建图像的质量。本文的研究实现了有限角度锥形束CT重建图像质量的提高,为三维图像矩在有限角度锥形束CT图像重建中的应用提供了理论基础与技术支撑。