摆位的准确性和重复性是影响肿瘤放射治疗疗效的关键性因素之一。影响摆位精度的因素包括：放疗技师的操作水平,病人体重的变化,肿瘤形状和大小的变化,危及器官大小、形状和相对位置变动等,如何在每次实施照射治疗前获取当前患者实际解剖位置信息,尽量减少摆位误差显得尤其重要。图像引导放射治疗(IGRT)就是针对患者解剖和位置信息的不确定性提出的一项技术,在放射治疗期间使用影像学设备和技术获取当前患者的三维解剖影像,利用这些影像修正摆位误差,从而提高放疗靶区的摆位精度,提高肿瘤的局部控制并减少正常组织并发症。近年来发展起来的基于大面积非晶硅数字化X射线探测板的锥形束CT(CBCT)成为了IGRT的主要影像设备之一。应用于放射治疗摆位的CBCT采用圆轨迹的采集方式,X线球管以病人头脚方向为轴在一个圆轨迹上旋转一周,位于球管对一侧的平板探测器采集一定角度的投影数据,利用这些投影数据进行重建,得到患者当前体位的CBCT图像或数字合成X线体层图像(Digital Tomosynthesis,DTS),将计划CT图像与CBCT图像进行配准,或将计划CT的数字重建影像(Digitally Reconstructed Radiographs,DRRs)与DTS图像进行配准,得到摆位误差,从而实现精确的摆位。本研究回顾了CBCT和DTS在放射治疗摆位中的应用,重点研究和实现了CBCT和DTS图像的重建,探讨基于互信息量的刚性配准算法在放射治疗摆位误差校正中的应用。主要内容和创新概括如下：(1)利用工业上使用广泛的FDK算法,分别对虚拟体模,老鼠投影数据以及VARIAN23 EX医用直线加速器采集的真实人体投影数据进行了CBCT的三维重建,得到较满意的图像质量。(2)针对重建后图像中出现的环形伪影,提出了一种快速的,精确的消除锥形束CT重建图像环形伪影的方法,该方法能精确的定位出环形伪影,并不受环形伪影宽度大小的约束,能最大限度的保全原有图像信息。(3)分析了图像配准技术在靶区定位中的应用,研究了基于最大互信息量的CBCT图像与CT图像的配准,实验结果表明,利用图像灰度最大互信息作为优化准则,进行图像之间的刚性配准,精度较高,能适应实际临床应用中定位精度的要求。(4)使用类似于FDK的改进算法,用有限角度的投影图像,实现对VARIAN23 EX医用直线加速器采集的真实人体投影数据的DTS图像重建。通过该方法重建图像,软组织和骨结构的清晰度明显提高。其特点决定最适合实现受运动影响的器官和特殊病人的成像,可作为放疗摆位校正的另一种替代方法。(5)利用光线跟踪法,对计划CT图像进行了DRRs图像重建,能快速准确完成重建过程,并获得了满意的图像效果。