锥束 CT
锥束 CT（CBCT）在射线源和平板探测器绕物体旋转（通常是一圈圆轨道）时记录二维投影，并由此获得完整的三维体数据。与螺旋扇束 CT 相比，它结构紧凑、成本低，但更容易受到散射、远离中心平面的锥束伪影、截断和运动的影响。
CBCT 是口腔颌面成像、图像引导放疗（直线加速器上的机载成像）、介入 C 形臂系统和四肢扫描仪的标准配置，也是工业 CT 与显微 CT 的常用几何。
FDK 算法仍是主要的重建方法，稀疏或含噪数据则使用迭代和 TV 正则化求解器。近期工作涵盖基于神经衰减场和高斯溅射的稀疏视角 CBCT、面向自适应放疗的 CBCT 图像增强与合成 CT、散射与运动校正，以及针对呼吸运动的 4D-CBCT。TIGRE、RTK 和 ASTRA Toolbox 等开源工具库提供 GPU 锥束投影算子。
入门推荐
如果你刚接触这个主题，可以先读这几篇；由维护者挑选。
- Practical cone-beam algorithm (JOSA A, 1984)
FDK 算法，至今仍是圆轨道锥束扫描的主力重建方法。 - Cone-Beam Computed Tomography with a Flat-Panel Imager: Magnitude and Effects of X-Ray Scatter (Med Phys, 2001)
定量分析了平板 CBCT 中散射如何随锥角和物体尺寸增大，解释了其许多图像质量限制。 - Respiratory Correlated Cone Beam CT (Med Phys, 2005)
在直线加速器上实现了呼吸相关 CBCT，是放疗中 4D-CBCT 的基础。 - NAF: Neural Attenuation Fields for Sparse-View CBCT Reconstruction (MICCAI, 2022 · code)
用于稀疏视角 CBCT 的神经衰减场，逐扫描拟合、无需训练数据，附代码。 - Learning 3D Gaussians for Extremely Sparse-View Cone-Beam CT Reconstruction (MICCAI, 2024 · code)
用三维高斯承载空间特征，处理极稀疏视角 CBCT，附代码。
论文
共 77 篇，按时间倒序列出最新的 30 篇。
数据集、基准与工具库
目录中任务或标签与本主题相符的条目。
- SPARE 4D-CBCT (官方页面) · 数据集 — Projection + image. 用于呼吸运动分辨重建的胸部四维锥束 CT；动态 CBCT 的参照基准。
- ToothFairy2 (官方页面) · 数据集 — 480 例牙科 CBCT 扫描，带三维牙齿与颌骨标注；规模可观，适合做 CBCT 域预训练。Image domain only — 只发布体数据，不带原始投影。
- Cone-Beam CT (CBCT) Head & Neck (官方页面) · 数据集 — 配对的计划 CT 与机载 CBCT——放射治疗中 CBCT 校正与合成 CT 工作的标准场景。
- FleX-ray Walnut CBCT Collection (CWI) (官方页面) · 数据集 — Projection + image. 42 个核桃，每个沿三条不同轨道各采集一次——因此可由合并视角算出无伪影的参考体，用作监督学习的真值。值得注意的是这并非又一个单一物体体模：其设计意图是同一类物体之间的自然变异。完整流水线一并给出——原始投影、扫描几何、预处理与重建脚本（均为开源软件）以及重建后的体数据，因而既可用于高锥角伪影抑制，也可用于稀疏角／有限角重建、超分辨与分割。数据分六个 Zenodo 存档发布，覆盖样本 1–42。
- SPARE Challenge (官方页面) · 基准 — 从一分钟扫描重建胸部四维锥束 CT。首个被广泛采用的呼吸分辨动态 CBCT 基准；由悉尼大学 Image X 研究所主办。
- CTooth / CTooth+ (官方页面) · 基准 — 全标注的三维牙科 CBCT 数据集与牙齿分割基准（5,803 层 CBCT），后扩展为 CTooth+。在伪影严重的领域里，是一个规模不大但标注精良的 CBCT 基准。
- SynthRAD2023 Challenge (官方页面) · 基准 — 从 CBCT 与 MRI 生成合成 CT。与此处相关，是因为 CBCT→CT 任务恰恰由重建伪影（散射、截断、射束硬化）主导——该挑战赛迫使方法正面处理它们，而不是假设输入干净。
- Generating synthetic computed tomography for radiotherapy: SynthRAD2025 challenge report (官方页面) · 基准 — 由 CBCT 与 MRI 生成合成 CT——SynthRAD 的 2025 届，配套报告记录了任务、数据与结果。与 2023 届同为 CBCT→CT 焦点，输入中散射线、截断与射束硬化占主导。
- TIGRE · 工具库 — GPU 加速（CUDA）的锥束与平行束 CT 工具箱；提供 FDK、SART、SIRT、CGLS 及 TV 变体。
- ASTRA Toolbox · 工具库 — 历史悠久的研究型工具箱，投影算子与算法覆盖面很广；CPU/GPU 上的参照基线。
- tomosipo · 工具库 — 以极低的负担描述二维/三维投影几何；封装 ASTRA 并与 PyTorch 打通。
- LEAP · 工具库 — LLNL 的 LivermorE AI Projector for Computed Tomography（LEAP）；面向三维透射 CT、达到生产级水准的基于模型迭代重建。
- RTK · 工具库 — 构建在 ITK 之上的重建工具包；在临床 CBCT 与介入研究中广泛使用。
- libcbct · 工具库 — 轻量锥束 CT 重建库，含 FDK 与迭代求解器；采用非商业许可。
- CBCT Scatter Correction Tool · 工具库 — 为数不多的锥束 CT 散射估计与校正工具之一；以预编译 Windows 可执行文件分发，仓库中无源码。
指南
涵盖本主题的指南。