[发明专利]基于GPU的快速三维CT迭代重建方法

摘要

本发明公开基于GPU的快速三维CT迭代重建方法，包括以下步骤：步骤一、数据输入，需要将投影数据并输入到数据输入模块；步骤二、预处理，对投影数据作相关的预处理，并将处理后的数据以及与重建相关的参数传入到GPU；步骤三、为正/反投影，包括正投影步骤、记录信息步骤和修正步骤、反投影步骤操作，在GPU上实现了正投影步骤和反投影步骤，分别得到正投影系统矩阵和反投影系统矩阵；步骤四、变量更新，按具体迭代算法所对应的迭代公式更新当前的变量值；步骤五、迭代终止，判断当前迭代是否满足迭代的终止条件；步骤六、结果输出，将迭代结果输出。本发明只需计算一次射线与体素的相交情况，减少了计算系统矩阵所需的计算量，加快迭代重建的速度。

主权项

基于GPU的快速三维CT迭代重建方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、数据输入，需要通过CT设备采集投影数据并输入到数据输入模块，以及获取该投影数据时的具体指模体位置和尺寸、旋转中心的位置、射线源到旋转中心的距离、探测器尺寸、探测器到旋转中心的距离和投影角度；步骤二、预处理，预处理模块对投影数据作相关的预处理，并将处理后的数据以及与重建相关的参数传入到GPU；步骤三、为正/反投影，正/反投影模块进行包括正投影步骤、记录信息步骤和修正步骤、反投影步骤操作，该模块在GPU上实现了正投影步骤和反投影步骤，分别得到正投影系统矩阵和反投影系统矩阵，具体包括：首先，选出一部分待计算正投影的射线，通过多线程分别对这些选中的射线进行正投影，记录每条射线正投影的结果，以及射线与体素相交的信息；然后，在选中射线的正投影步骤和信息记录步骤完成之后，根据记录的信息进行修正步骤和反投影步骤操作，其中，修正过程只与投影数据和每条射线的正投影有关，根据之前正投影步骤记录的信息可以得到当前迭代过程中每条射线的投影值，从而可以快速地计算每条射线的修正后投影值，在反投影过程中，根据之前正投影步骤记录的信息可以快速地得到每条射线穿过体素的位置和长度，从而可以根据每条射线与体素的相交情况，快速地将每条射线的修正后投影值分配到相交位置处相邻的8个体素上，最后，继续从剩余的射线中选取一部分射线重复之前的操作，直到所有的射线都被计算过而终止循环；步骤四、变量更新，变量更新模块按具体迭代算法所对应的迭代公式更新当前的变量值；步骤五、迭代终止，迭代终止模块判断当前迭代是否满足迭代的终止条件，如果满足迭代的终止条件，终止迭代，输出迭代结果到结果输出模块，否则， 继续之前的正/反投影操作和变量更新操作；步骤六、结果输出，结果输出模块将迭代结果输出，包括存储和显示迭代重建后的数据。