[发明专利]一种锥形束CT重建方法和系统

权利要求书

1.一种锥形束CT重建方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，预先计算出锥形束FDK重建所需的权重系数，包括：h(x)和其中，h(x)是滤波核函数，(x，y)是位于旋转中心的虚拟探测器平面的像素位置，D_SO是射线源到虚拟探测器平面的距离，s是待重建像素相对于虚拟探测器平面的距离坐标；

第二步，在进行锥形束FDK重建过程前，将第一步预先计算好的这些权重系数加载至主机内存中，并将和h(x)传输至GPU显存中；

第三步，为GPU并行化三维体数据重建创建操作流；

第四步，在三维体数据重建过程中，GPU依次对每幅投影图像进行处理：先将该投影图像对应的系数传输至GPU显存中，然后使用已预先传输至GPU中的和h(x)对投影图像进行加权、滤波操作，最后进行反投影操作。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一步中，所述的预先计算，是指在使用GPU进行CT并行重建前将相关的权重系数离线计算好。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第二步中，所述的在进行锥形束FDK重建过程前，将第一步预先计算好的这些权重系数加载至主机内存中，是指将第一步预先计算好的权重系数加载至主机内存中，获得其内存访问地址入口；所述的将和h(x)传输至GPU显存中是指在GPU显存中申请同样大小的空间，将和h(x)存放至GPU显存中，供GPU重建过程调用。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第三步中，所述的为GPU并行化三维体数据重建创建操作流，是指在GPU重建前声明一个流，在GPU进行并行化重建过程中，将第四步中所述的数据传输和操作加载至这个流中。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第四步中，所述的先将该投影图像对应的系数传输至GPU显存中，是指：把投影图像写入GPU的CUDA数组，并且只将与该投影图像相关的系数传输至GPU显存，并将步骤记录在第三步创建的操作流中，GPU并行化的基本计算单元是投影图像中的像素。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第四步中，所述的使用已预先传输至GPU中的和h(x)对投影图像进行加权、滤波操作，是指使用GPU的多个线程并行地对该投影内的多个图像像素进行加权、滤波，其中使用已经预先计算好，并在第二步中传输至GPU显存中的系数，该操作记录在第三步创建的流中。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第四步中，所述反投影操作中，将滤波后的投影图像映射至纹理显存中，并进行反投影操作，具体指：将滤波后的投影图像与GPU的纹理坐标系进行绑定，然后使用纹理拾取函数访问纹理存储器，加速锥形束CT重建的反投影过程，该操作记录在第三步创建的流中。

8.一种锥形束CT重建系统，其特征在于，该系统包括：计算机图形计算卡和计算机主机；所述计算机主机中包括预先计算权重系数模块；所述计算机图形计算卡包括显卡显存、并行运算模块；

所述预先计算权重系数模块用于预先计算出锥形束FDK重建所需的权重系数，这些权重系数加载至所述计算机主机内存中，并将和h(x)传输至计算机图形计算卡GPU的显卡显存中；在三维体数据重建过程中，计算机图形计算卡先将该投影图像对应的系数传输至GPU的显卡显存中，然后采用并行运算模块对该投影图像中的像素进行加权、滤波，最后进行反投影操作。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述计算机图形计算卡中还包括：纹理存储器，在所述反投影操作中使用纹理拾取函数访问纹理存储器，以加速反投影过程。