一種錐形束ct重建方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種錐形束CT重建系統(tǒng)，包括：計(jì)算機(jī)圖形計(jì)算卡和計(jì)算機(jī)主機(jī)；計(jì)算機(jī)主機(jī)中包括預(yù)先計(jì)算權(quán)重系數(shù)模塊；計(jì)算機(jī)圖形計(jì)算卡包括顯卡顯存、并行運(yùn)算模塊；預(yù)先計(jì)算權(quán)重系數(shù)模塊用于預(yù)先計(jì)算出錐形束FDK重建所需的權(quán)重系數(shù)，這些權(quán)重系數(shù)加載至計(jì)算機(jī)主機(jī)內(nèi)存中，并將其傳輸至計(jì)算機(jī)圖形計(jì)算卡GPU的顯卡顯存中；三維體數(shù)據(jù)重建過程中，計(jì)算機(jī)圖形計(jì)算卡先將該投影圖像對(duì)應(yīng)的系數(shù)傳輸至GPU的顯卡顯存中，再用并行運(yùn)算模塊對(duì)該投影圖像中的像素進(jìn)行加權(quán)、濾波，最后進(jìn)行反投影操作。此外，本發(fā)明還公開了一種錐形束CT重建方法。本發(fā)明能顯著提高錐形束CT圖像重建速度，且可整合至CT掃描過程，實(shí)現(xiàn)邊采集圖像，邊重建圖像。
【專利說明】一種錐形束CT重建方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于CT成像【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于計(jì)算機(jī)圖形計(jì)算卡(GPU)的CT圖像重建加速方法，尤其涉及一種錐形束CT重建方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]CT成像技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)療診斷領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用。CT斷層圖像重建是CT成像系統(tǒng)的重要組成部分之一，其質(zhì)量的優(yōu)略和速度的快慢是衡量CT系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)。1971年第一臺(tái)CT原型機(jī)進(jìn)行一次CT掃描后大約需要2個(gè)半小時(shí)進(jìn)行圖像重建過程，然后可以獲得一幅CT斷層圖像。至今，經(jīng)過40年的發(fā)展，由于重建算法的改進(jìn)和計(jì)算硬件的提升，大型螺旋CT的圖像重建速度已經(jīng)達(dá)到了每秒40張圖像。這些CT成像系統(tǒng)通常使用專用集成電路(ASIC)或者可編程邏輯陣列(FPGA)電路加速圖像重建過程。由于該類硬件是針對(duì)具體算法進(jìn)行邏輯功能按需配置，基于該類硬件的CT系統(tǒng)的圖像重建速度可以達(dá)到每秒40張圖像。但其硬件針對(duì)具體問題設(shè)定，不利于軟件升級(jí)等缺點(diǎn)限制了其在醫(yī)療CT系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用。
[0003]目前廣泛使用的錐形束CT重建算法是FDK算法，以平板探測(cè)器的錐形束CT為例，其主要包括三個(gè)步驟:
[0004]1.投影圖像加權(quán):
【權(quán)利要求】
1.一種錐形束CT重建方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，預(yù)先計(jì)算出錐形束FDK重建所需的權(quán)重系數(shù)，包括:
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第一步中，所述的預(yù)先計(jì)算，是指在使用GPU進(jìn)行CT并行重建前將相關(guān)的權(quán)重系數(shù)離線計(jì)算好。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第二步中，所述的在進(jìn)行錐形束FDK重建過程前，將第一步預(yù)先計(jì)算好的這些權(quán)重系數(shù)加載至主機(jī)內(nèi)存中，是指將第一步預(yù)先計(jì)算好的權(quán)重系數(shù)加載至主機(jī)內(nèi)存中，獲得其內(nèi)存訪問地址入口 ；所述的將
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第三步中，所述的為GPU并行化三維體數(shù)據(jù)重建創(chuàng)建操作流，是指在GPU重建前聲明一個(gè)流，在GPU進(jìn)行并行化重建過程中，將第四步中所述的數(shù)據(jù)傳輸和操作加載至這個(gè)流中。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第四步中，所述的先將該投影圖像對(duì)應(yīng)的系數(shù)
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第四步中，所述的使用已預(yù)先傳輸至GPU中的
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第四步中，所述反投影操作中，將濾波后的投影圖像映射至紋理顯存中，并進(jìn)行反投影操作，具體指:將濾波后的投影圖像與GPU的紋理坐標(biāo)系進(jìn)行綁定，然后使用紋理拾取函數(shù)訪問紋理存儲(chǔ)器，加速錐形束CT重建的反投影過程，該操作記錄在第三步創(chuàng)建的流中。
8.—種錐形束CT重建系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:計(jì)算機(jī)圖形計(jì)算卡和計(jì)算機(jī)主機(jī)；所述計(jì)算機(jī)主機(jī)中包括預(yù)先計(jì)算權(quán)重系數(shù)模塊；所述計(jì)算機(jī)圖形計(jì)算卡包括顯卡顯存、并行運(yùn)算模塊； 所述預(yù)先計(jì)算權(quán)重系數(shù)模塊用于預(yù)先計(jì)算出錐形束FDK重建所需的權(quán)重系數(shù)，這些權(quán)重系數(shù)加載至所述計(jì)算機(jī)主機(jī)內(nèi)存中，并將
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)圖形計(jì)算卡中還包括:紋理存儲(chǔ)器，在所述反投影操作中使 用紋理拾取函數(shù)訪問紋理存儲(chǔ)器，以加速反投影過程。
【文檔編號(hào)】G06T17/00GK103617648SQ201310652736
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】奚巖, 李民旭 申請(qǐng)人:上海優(yōu)益基醫(yī)療器械有限公司