计算机层析成像技术(Computed Tomography,简称CT)自诞生起,就迅速成为诊断影像学的核心技术。随着CT检测的普及,其辐射剂量问题已成为技术发展焦点问题和公共卫生问题。为了降低CT扫描的辐射剂量,现代CT系统已采用一些有效的技术方法和设备。其中,较为常见地会在射线源和被测物体之间配置一个蝴蝶结形状的Bowtie滤波器。该滤波器与被测物体的组合能够使探测器数据均匀化,有效降低扫描剂量。然而在扫描过程中,面对不同形状的检测对象,或者不同时刻下变化的扫描物体轮廓,CT系统期望得到动态的、适应当前扫描环境的滤波效果。但经典Bowtie滤波器只能在CT扫描过程提供单一的,不变的滤波效果,无法满足CT系统的动态滤波需求。为此,我们提出一种能够实时、动态地调制X射线的动态滤波器,我们称为锥束CT动态Bowtie。相比其他动态滤波器设计,锥束CT动态Bowtie最显著的创新点是能够满足锥束CT系统的滤波需求,实现了从二维扇形束CT滤波到三维锥束CT滤波的跨越,实用价值更高。本论文利用蒙特卡罗仿真技术,针对一种配置了锥束CT动态Bowtie的CT系统,确定锥束CT动态Bowtie的结构设计并分析和研究动态滤波器的性能。论文的研究内容如下:(1)采用matlab程序对锥束CT动态Bowtie的X射线扫描过程进行投影仿真。实验结果表明Bowtie滤波器的动态特性使其投影能够时刻跟随被测物体投影值的变化,能够实时、动态地调节X射线在投影路径上的差异,使得整体投影满足一致性,满足CT系统的动态滤波需求。(2)利用蒙特卡罗仿真技术,进行锥束CT动态Bowtie关于X射线能谱、光子通量以及衰减材料的仿真实验。对实验数据进行分析,结合X光子的通量分布,利用其关于溶液浓度和衰减路径长度的衰减特性,最终推导得到高衰减模块的曲面参数。仿真实验结果表明,在高衰减模块的作用下,通量分布极值比提升幅度达到46%,光子通量的一致性得到显著提高,有利于提升探测器性能。(3)采用通量-剂量转换系数法进行锥束CT动态Bowtie的辐射剂量仿真实验。充分考虑医用CT的实际应用环境,在MCNP程序中建立一个人体模型进行仿真实验。仿真结果表明,锥束CT动态Bowtie在保证图像质量的条件下,不仅可以降低检测对象整体的辐射剂量,还能有效降低非感兴趣区域的辐射剂量。在锥角视场内,不同截面的剂量分布都得到有效地调制,表明锥束CT动态Bowtie能够满足锥束CT的滤波需求。(4)进行锥束CT动态Bowtie的散射仿真实验。实验结果表明,锥束CT动态Bowtie能够降低散射光子对感兴趣区域的影响,图像的有用信息得到增强。因此,滤波后的图像信息更为丰富,能够观察到更多细节,图像质量有所提升。