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微型计算机断层成像（Micro-Computed Tomography，Micro-CT）是一种非破坏性的3D成像技术，相比普通临床CT，它具有分辨率高、成像区域小、价格相对低廉等特点。本文基于医学影像算法平台MITK（Medical Imaging ToolKit）提供算法支持，致力于一套小动物Micro-CT软件的设计与实现，分别从系统控制与数据采集、三维数据集重建、数据处理与分析三个功能模块的设计展开分析与讨论。文章首先介绍了Micro-CT的研究背景、成像原理、意义及现状，并就MITK的构成与应用进行了简要概述。Micro-CT系统控制与数据采集是唯一与硬件直接相关的构成部分，基于搭建好的硬件结构，利用相关硬件SDK(SoftwareDevelopment Kit)、MITK以及图形用户界面应用程序框架Qt对该模块的软件平台展开设计。在三维重建中首先介绍了标准FDK重建算法，引出基于GPU的算法加速手段，并使用MITK中已封装好的TFDK及基于CPU、GPU加速等重建算法进行三维重建模块的软件设计。数据处理与分析是整个软件的核心框架，在构建前首先探讨了软件的整体设计目标和结构，并对系统核心、Plugin SDK、Plugin三个组成部分的设计与实现进行了分析和介绍。三大功能模块的构建工作是小动物Micro-CT软件实现的关键所在，同时也构成了本文的主要工作内容。功能模块构建完成后，各章最后分别进行了应用实现。整个软件集各项功能于一体，具有跨平台性和可扩展性。