專利名稱：再現(xiàn)三維計(jì)算機(jī)斷層掃描圖象的方法和裝置的制作方法
在此公開(kāi)及請(qǐng)求保護(hù)的本發(fā)明，涉及的是以下共同指定的專利申請(qǐng)主題，因而這些專利申請(qǐng)公開(kāi)的全部，在此合并引作為參考并此同時(shí)由Kwok C.Tam提交的申請(qǐng)?zhí)枮開(kāi)，發(fā)明名稱為“將錐形束X射線投影數(shù)據(jù)變換為平面積分并再現(xiàn)物體三維CT圖象用的方法和裝置”〔RD-20039〕的專利申請(qǐng)，以及并此同時(shí)由Kwok C.Tam提交的申請(qǐng)?zhí)枮開(kāi)，發(fā)明名稱為“由不完全錐形束投影數(shù)據(jù)再現(xiàn)物體三維CT圖象用的方法和裝置”〔RD-19695〕的專利申請(qǐng)。
本發(fā)明總地涉及三維計(jì)算機(jī)X射線斷層攝影術(shù)(CT)，更確切地說(shuō)，涉及采用并行處理，通過(guò)逆氡變換由錐形束投影數(shù)據(jù)再現(xiàn)物體三維圖象用的方法和裝置。
在傳統(tǒng)的既為醫(yī)學(xué)且為工業(yè)應(yīng)用的CT中，采用的是扇形束的X射線和線性列陣的檢測(cè)器。所獲得的是二維圖象。當(dāng)數(shù)據(jù)組為完整的，而且象質(zhì)也相當(dāng)高時(shí)，只有物體的單一切片能被同時(shí)成象。在需要三維圖象時(shí)，采用的是“切片堆疊”的方法。同時(shí)取得三維數(shù)據(jù)組的二維切片，本來(lái)就是緩慢而費(fèi)時(shí)的。此外，在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，由于相鄰的切片無(wú)法同時(shí)成象，所以會(huì)產(chǎn)生移動(dòng)的贗象。而且，由于切片之間的距離通常都比X射線準(zhǔn)直器的孔徑要小，所以能利用的輻射劑量要比最佳劑量低，其結(jié)果是使身體的許多部位要被雙重照射。
比較更新一些的基于所謂的錐形束幾何結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的方法，所采用的是二維列陣的檢測(cè)器來(lái)替代線性列陣的檢測(cè)器，以及錐形束的X射線源來(lái)替代扇形束的X射線源。整個(gè)物體隨時(shí)都被錐形束的X射線源照射，因而錐形束掃描要比使用扇形束或平行束進(jìn)行一個(gè)切片一個(gè)切片地掃描要快得多。而且，由于物體中的每個(gè)“點(diǎn)”是靠X射線以三維而不是二維的方式進(jìn)行觀察的，故所達(dá)到的對(duì)比度要比使用傳統(tǒng)的二維X射線CT可能達(dá)到的高得多。為了獲得錐形束投影數(shù)據(jù)，最好對(duì)物體在360°角度范圍內(nèi)進(jìn)行掃描，或者通過(guò)讓X射線源在適當(dāng)?shù)膾呙柢壍?例如圍繞著該物體的圓形軌道)上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)保持此二維列陣檢測(cè)器相對(duì)此X射線源固定不動(dòng);或者通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)該物體，同時(shí)又讓X射線源和檢測(cè)器保持不動(dòng)。在兩種情況下，都是靠X射線源和物體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)掃描的。
然而，與由扇形束投影數(shù)據(jù)再現(xiàn)二維圖象形成鮮明對(duì)比的是，當(dāng)三維圖象是由錐形束投影數(shù)據(jù)再現(xiàn)時(shí)，圖象的再現(xiàn)變得復(fù)雜化，而且需要大量的計(jì)算。因此，眾所周知，二維CT圖象再現(xiàn)中的計(jì)算量為N3次。因此，不論是在N個(gè)垂直平面還是N個(gè)水平平面上作為“切片堆疊”方法進(jìn)行二維圖象再現(xiàn)，所需要的計(jì)算量則為N×N3＝N4次。與此相比，作為以下簡(jiǎn)短描述的傳統(tǒng)三維氡逆變，所需要的計(jì)算量為N5次。
因而，就廣義上來(lái)說(shuō)，大多數(shù)X射線CT中的圖象再現(xiàn)過(guò)程，都是基于氡逆變過(guò)程基礎(chǔ)上的，其中的物體圖象是由物體的氡變換總額再現(xiàn)的。二維物體的氡變換，是由對(duì)貫穿該物體的各條線上物體密度積分構(gòu)成的。三維物體的氡變換，是由平面積分構(gòu)成的。然而錐形束數(shù)據(jù)是不能和通過(guò)逆氡變換再現(xiàn)圖象直接兼容的，它需要使用物體的平面積分作為輸入。所以，通過(guò)逆變由錐形束掃描數(shù)據(jù)再現(xiàn)出圖象，一般要包括兩個(gè)步驟，即(1)將錐形束數(shù)據(jù)變換為平面積分，以及(2)在平面積分上完成逆氡變換，以獲得圖象。本發(fā)明主要致力于包括并行處理而完成平面積分的逆氡變換，以便再現(xiàn)被掃描物體圖象的快速方法和裝置。
更準(zhǔn)確地說(shuō)，由錐形束投影數(shù)據(jù)進(jìn)行三維圖象再現(xiàn)的已有技術(shù)包括的方法，可以大致劃分為兩種類型。第一種類型可被看作“切片堆疊”方法的變種。其中一個(gè)例子是在Richard A.Robb，Arnold H.Lent，Barry K.Gilbert及Aloysius Chu，描述的系統(tǒng)中，“動(dòng)態(tài)空間再現(xiàn)裝置”，J.Med.Syst.，4卷，NO.2，第253-288頁(yè)(1980)。此動(dòng)態(tài)空間再現(xiàn)裝置，是在同步掃描系統(tǒng)中使用了28個(gè)X射線源和28個(gè)X射線成象系統(tǒng)來(lái)同時(shí)獲得數(shù)據(jù)，以便使用傳統(tǒng)二維再現(xiàn)算法進(jìn)行連續(xù)的“切片堆疊”再現(xiàn)。所以，要將錐形束數(shù)據(jù)當(dāng)作似乎是由許多水平平面上的扇形束數(shù)據(jù)構(gòu)成的那樣來(lái)進(jìn)行處理。然而這種方法只對(duì)每個(gè)X射線源的中平面能提供正確象。在其余平面上的結(jié)果就是近似的，而且離開(kāi)每一中平面愈遠(yuǎn)，近似的程度愈差。也還可以注意到Robb等人涉及的使用“高速并行處理技術(shù)”用于再現(xiàn)計(jì)算。在L.A.Feldkamp，L.C.Davis和J.W.Kress的“實(shí)際錐形束算法”(參見(jiàn)J.Opt.Soc.Am.A.，1卷，NO.6，第612-619頁(yè)，1984，6.)以及S.Webb，J.Sutcliffe，L.Burkinshaw和A.Horsman的“由實(shí)驗(yàn)取得的錐形束投影進(jìn)行層析X射線攝影再現(xiàn)”(參見(jiàn)IEEE Trans.Med.Imag.，MI-6卷，第67頁(yè)，1987)文章中公開(kāi)過(guò)某些方法，試圖通過(guò)在替代水平切片的傾斜切片上進(jìn)行再現(xiàn)來(lái)改善這種近似性。
第二種類型可被看作真實(shí)的三維圖象再現(xiàn)。這種真實(shí)的三維圖象再現(xiàn)，可被當(dāng)作代數(shù)再現(xiàn)技術(shù)(Algcbra Reconstruction Technique)中的迭代來(lái)完成，或者通過(guò)被看作直接計(jì)算的反演來(lái)完成。
例如，用來(lái)由物體的投影再現(xiàn)物體象的代數(shù)再現(xiàn)技術(shù)，就是一個(gè)迭代過(guò)程，是使用X射線總和來(lái)矯正在每次迭代時(shí)被再現(xiàn)圖象的每個(gè)體積元。代數(shù)再現(xiàn)技術(shù)最初公開(kāi)在Richard Gordon，Robert Bender及Gabor T.Herman的“用于三維電子顯微術(shù)和X射線攝影術(shù)的代數(shù)再現(xiàn)技術(shù)”一文中，參見(jiàn)J.Theor.Biol.，29，第471-481頁(yè)(1970)。附加在三維錐形束幾何結(jié)構(gòu)方面的代數(shù)再現(xiàn)技術(shù)的擴(kuò)展，在M.Schlindwein的“由雙錐形束投影進(jìn)行迭代三維再現(xiàn)”一文中進(jìn)行過(guò)描述，參見(jiàn)IEEE Trans，Nucl.Sci.，NS-25卷，NO.5，第1135-1143頁(yè)(1978，10)。一般說(shuō)來(lái)，代數(shù)再現(xiàn)技術(shù)的缺點(diǎn)是需要大量的計(jì)算時(shí)間。
各種反演或者直接計(jì)算方法的實(shí)例，公開(kāi)在以下文章中Gerald N.Minerbo的“由錐形束投影數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積再現(xiàn)”，IEEE Trans，Nucl.Sci.，NS-26卷，NO.2，第2682-2684頁(yè)(1979，4);Heang K.Tuy的“用于錐形束再現(xiàn)的反演公式”，SIAM J.Math.，43卷，NO.3，第546-552頁(yè)(1983，6)，以及Bruce D.Smith的“由錐形束投影再現(xiàn)圖象必要和充分的條件以及再現(xiàn)方法”，IEEE Trans.Med.Imag.，MI-44卷，第1425(1985，3)。在反演方法中，物體是靠在一系列復(fù)雜步驟中的錐形束數(shù)據(jù)反演進(jìn)行再現(xiàn)的。尤其該步驟可以包括(1)在每一種X射線源位置下計(jì)算出三維場(chǎng);(2)計(jì)算此三維場(chǎng)的三維付里葉變換;(3)進(jìn)行數(shù)值微分，以及(4)進(jìn)行三維回填投影。這些步驟難以按照準(zhǔn)確方式進(jìn)行，而且也非常費(fèi)時(shí)。
因此，本發(fā)明的目的在于提供由錐形束投影數(shù)據(jù)及由平面積分，再現(xiàn)三維圖象用的有效方法和裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，在于提供采用并行處理結(jié)構(gòu)、使用許多小處理器快速再現(xiàn)三維圖象用的方法和裝置。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供三維圖象再現(xiàn)用的方法和裝置，它能提供精確而非近似的再現(xiàn)，而且還包括能使計(jì)算量減少。
本發(fā)明還有另一個(gè)目的是提供三維圖象再現(xiàn)用的方法和裝置，它包括具有能將數(shù)據(jù)減少，以使三維圖象的區(qū)域可以有選擇地進(jìn)行處理或放棄的能力，從而消除了對(duì)無(wú)用數(shù)據(jù)的處理。
本發(fā)明的相關(guān)目的，在于提供對(duì)于工業(yè)目標(biāo)探傷用的方法和裝置，從而在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有選擇地處理之前，能夠有效地識(shí)別感興趣的區(qū)域，以使相應(yīng)的三維圖象區(qū)域能夠再現(xiàn)出來(lái)。
簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，根據(jù)本發(fā)明的總體方面，一種由錐形束投影數(shù)據(jù)再現(xiàn)物體三維圖象用的方法，包括由錐形束投影數(shù)據(jù)確定氡空間中對(duì)包含參考軸的多個(gè)平面的平面積分的預(yù)備步驟，例如對(duì)多個(gè)垂直平面的平面積分，其中每個(gè)垂直平面均包含垂直軸。該方法包括兩個(gè)輔助步驟，其中每個(gè)都包括在多個(gè)平面內(nèi)組成的平面積分上進(jìn)行運(yùn)算以產(chǎn)生物體三維圖象的傳統(tǒng)二維CT再現(xiàn)過(guò)程。非常簡(jiǎn)單，步驟1包括在許多垂直平面上的二維CT圖象再現(xiàn)，其中每個(gè)平面都包含垂直軸。步驟2包括在許多水平平面上的二維CT圖象再現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)總體方面，它適用于平面積分作為由成象介質(zhì)(agent)得到的檢測(cè)信號(hào)中的解已被求出的場(chǎng)合，例如在核磁共振(MRI)成象的情況下，此平面積分產(chǎn)生在多個(gè)包含參考軸的平面上，例如包含垂直軸的多個(gè)垂直平面。前面稱之為兩個(gè)步驟的方法可以采用，其中每個(gè)步驟都包括如傳統(tǒng)的濾波后回填投影之類的二維CT再現(xiàn)過(guò)程，用來(lái)再現(xiàn)物體的三維圖象。
在錐形束投影數(shù)據(jù)的情況下，通過(guò)對(duì)于檢測(cè)器平面上一些直線上的檢測(cè)器讀數(shù)進(jìn)行積分，可以得到數(shù)據(jù)組p(s，
)，它表示物體f(x，y，z)在垂直于方向
且距原點(diǎn)為S處的平面上的平面積分。這種方法已在上述Minerbo 1979年的文章中進(jìn)行過(guò)描述。然而對(duì)此預(yù)備性步驟來(lái)說(shuō)，最好采用上述聯(lián)案申請(qǐng)_〔RD-20039〕中公開(kāi)的方法。
根據(jù)本發(fā)明更為具體的方面，由錐形束投影數(shù)據(jù)再現(xiàn)物體三維象的方法，包括初始步驟即用來(lái)由錐形束投影數(shù)據(jù)求出氡空間中對(duì)包含參考軸的多個(gè)平面(例如在氡空間中包含垂直軸的多個(gè)垂直平面)的平面積分。
作為第一個(gè)后續(xù)的步驟(步驟1)，在包含參考軸的每一個(gè)平面上，采用二維CT再現(xiàn)方法(例如濾波的回填投影)來(lái)計(jì)算物體在特定平面上的二維投影象。該方法最好包括采用按并聯(lián)方式工作的多個(gè)二維CT再現(xiàn)處理器(例如濾波的回填投影處理器)來(lái)計(jì)算物體的二維投影象，而且每個(gè)二維CT再現(xiàn)處理器都以此平面總數(shù)的子集數(shù)工作。
作為第二個(gè)后續(xù)的步驟(步驟2)，切片被定義在垂直于參考軸的平面內(nèi)，例如與垂直軸垂直的水平切片，而且對(duì)于每一切片來(lái)說(shuō)，物體的三維圖象，是靠利用二維再現(xiàn)方法(例如濾波的回填投影)，在該切片平面內(nèi)二維投影圖象值上計(jì)算該物體對(duì)于每一切片的二維圖象來(lái)一個(gè)切片一個(gè)切片地再現(xiàn)的。該方法最好也包括采用多個(gè)二維CT再現(xiàn)處理器(例如濾波的回填投影處理器)，按并聯(lián)方式進(jìn)行工作，以計(jì)算出該物體對(duì)于每一切片的二維圖象。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用來(lái)由成象介質(zhì)(例如由MRI成象中)得到的檢測(cè)信號(hào)確定的平面積分再現(xiàn)物體三維圖象的方法，包括在氡空間中的多個(gè)平面上組織平面積分的最初步驟，其中每個(gè)平面都包含參考軸(例如垂直軸)。
此外，作為第一個(gè)后續(xù)的步驟(步驟1)，在包含參考軸的每個(gè)平面上，二維CT再現(xiàn)方法(例如濾波的回填投影)被利用來(lái)計(jì)算該物體在特定平面上的二維投影象。該方法最好包括采用多個(gè)按并聯(lián)方式工作的二維CT再現(xiàn)處理器(例如濾波的回填投影處理器)來(lái)計(jì)算物體的二維投影象，而且每個(gè)二維CT再現(xiàn)處理器都以平面總數(shù)的子集數(shù)工作。
此外，作為第二個(gè)后續(xù)步驟(步驟2)，切片被定義在垂直于參考軸的平面內(nèi)，例如與垂直軸垂直的水平切片，而且對(duì)于每一切片來(lái)說(shuō)，物體的三維圖象，是靠利用二維再現(xiàn)方法(例如濾波的回填投影)，在該切片平面內(nèi)二維投影圖象值上計(jì)算該物體對(duì)于每一切片的二維圖象來(lái)一個(gè)切片一個(gè)切片地再現(xiàn)的。該方法最好也包括采用多個(gè)二維CT再現(xiàn)處理器(例如濾波的回填投影處理器)，按并聯(lián)方式進(jìn)行工作，以計(jì)算出該物體對(duì)于每一切片的二維圖象。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種有效的方法，用來(lái)由錐形束投影數(shù)據(jù)進(jìn)行探傷及使物體(特別是工業(yè)部件)的局部成象。按照本發(fā)明的這一方面，可由錐形束投影數(shù)據(jù)中，求出對(duì)于包含氡空間中參考軸(例如垂直軸)的多個(gè)平面的平面積分。在包含此參考軸的每一平面上，二維CT再現(xiàn)方法被利用來(lái)計(jì)算物體在特定平面上的二維投影象。最好采用多個(gè)并聯(lián)工作的二維CT再現(xiàn)處理器(例如濾波的回填投影處理器)來(lái)計(jì)算出物體的二維投影象，而且每個(gè)二維CT再現(xiàn)處理器都以平面總數(shù)的子集數(shù)工作。
接下去，選擇子集，例如2到5個(gè)二維投影象，并且在此子集上進(jìn)行傳統(tǒng)性圖象處理，以便識(shí)別和探測(cè)任何感興趣的區(qū)域，例如瑕疵、裂痕、空洞之類的存在。
最后，切片被限定在垂直參考軸的平面內(nèi)而且對(duì)于跨越任何被識(shí)別的感興趣區(qū)域的每一切片來(lái)說(shuō)，二維再現(xiàn)方法利用的是切片平面內(nèi)二維投影圖象的值。最好采用按并聯(lián)工作的多個(gè)二維CT再現(xiàn)處理器(例如濾波的回填投影處理器)來(lái)計(jì)算對(duì)于每一選定的切片的物體的二維圖象。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種并行處理裝置，用來(lái)由錐形束投影數(shù)據(jù)再現(xiàn)出物體的三維圖象。該裝置包括多個(gè)二維CT再現(xiàn)處理器，例如傳統(tǒng)的濾波的回填投影處理器。該裝置還包括一些裝置，如數(shù)字計(jì)算機(jī)，用來(lái)由錐形束投影數(shù)據(jù)計(jì)算出氡空間中對(duì)于包含參考軸(例如垂直軸)的多個(gè)平面的平面積分。還包括的裝置有，用來(lái)將對(duì)于多個(gè)平面的平面積分分配給二維CT再現(xiàn)處理器，以使該二維CT再現(xiàn)處理器計(jì)算出在每一平面上的物體的二維投影象。因此，每個(gè)二維CT再現(xiàn)處理器都以平面總數(shù)的子集數(shù)工作。這種分配用的裝置可以包括計(jì)算平面積分用的同一數(shù)字計(jì)算機(jī)的元件。
該裝置還包括另外的裝置，用來(lái)將包含參考軸的每一平面上的二維投影象在垂直該參考軸的平面上組織成切片。此裝置同樣可以包括計(jì)算平面積分用的數(shù)字計(jì)算機(jī)的元件。
最后，該裝置包括用來(lái)將組織成切片的圖象分配給二維CT再現(xiàn)處理器的裝置，以使該二維CT再現(xiàn)處理器計(jì)算出物體對(duì)于每一切片的二維圖象，從而作為切片的二維圖象集合在一起，表示物體的三維圖象。此二維CT再現(xiàn)處理器中的每一個(gè)，都以切片總數(shù)的子集數(shù)工作。此分配用的進(jìn)一步的裝置，同樣可以包括為計(jì)算平面積分采用的同一處理器的元件。
如從下文中詳細(xì)描述進(jìn)一步明白的那樣，本發(fā)明具有許多優(yōu)點(diǎn)。一種優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于三維氡逆變的計(jì)算數(shù)量由傳統(tǒng)三維氡逆變的N5次減少到N4次。并行處理和分割是固有的。因而數(shù)據(jù)和圖象可以分割及分別處理。其結(jié)果是通過(guò)并聯(lián)結(jié)構(gòu)及只需少量處理器進(jìn)行處理，可使再現(xiàn)被加快到數(shù)十、數(shù)百以至數(shù)千倍。使數(shù)據(jù)減少的能力也是固有的。其結(jié)果是可以有選擇地處理或者放棄圖象的某些區(qū)域，因而消除了多余的數(shù)據(jù)和不必要的處理。通過(guò)本發(fā)明，圖象再現(xiàn)是分步驟實(shí)現(xiàn)的，所使用的是發(fā)展完善的現(xiàn)有二維CT濾波的回填投影方法。其結(jié)果是，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明并不要求發(fā)展新的三維回填投影和濾波方法及硬件。
本發(fā)明的新特點(diǎn)在所附的權(quán)利要求書(shū)中具體提出，本發(fā)明的構(gòu)成方式和內(nèi)容，從以下結(jié)合附圖所作的詳細(xì)描述中將會(huì)更好地熟悉和理解，其中，圖1表示三維CT用的傳統(tǒng)錐形束掃描幾何結(jié)構(gòu);
圖2a，2b，2c，2d，2e和2f為描繪氡變換法進(jìn)行三維CT成象的圖解;
圖3為在給定點(diǎn)處物體的三維氡變換的表示;
圖4表示在多個(gè)共軸垂直平面中的每一平面上二維投影圖象的再現(xiàn);
圖5為三維物體在單一垂直平面上的二維投影圖象的表示;
圖6表示在每一水平平面上物體一個(gè)切片一個(gè)切片地再現(xiàn);
圖7表示物體水平切片在垂直平面上的投影;
圖8表示在水平切片上投影數(shù)據(jù)的產(chǎn)生;
圖9為根據(jù)本發(fā)明的裝置方框圖。
典型的采用錐形束幾何構(gòu)形的掃描及數(shù)據(jù)獲得結(jié)構(gòu)，表示在圖1中。物體20位于錐形束X射線點(diǎn)狀輻射源22和二維檢測(cè)器列陣24之間的視場(chǎng)中，能夠提供出錐形束的投影數(shù)據(jù)。旋轉(zhuǎn)軸26則穿過(guò)該視場(chǎng)和物體20。為了分析的目的，中平面28可被定義為包含此X射線點(diǎn)源22并垂直于旋轉(zhuǎn)軸26的平面。按照慣例，旋轉(zhuǎn)軸26被稱之為Z軸，而且旋轉(zhuǎn)軸26與中平面28的交點(diǎn)取作坐標(biāo)原點(diǎn)。如圖所示，X和Y軸位于中平面28內(nèi)。為了從多種角度位置對(duì)物體20進(jìn)行掃描，源22應(yīng)沿著位于中平面28內(nèi)的圓形掃描軌道30相對(duì)此物體20及視場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)讓檢測(cè)器24相對(duì)此源22保持固定。
因此，在圖1的結(jié)構(gòu)中，是在圍繞物體的許多角度位置上，通過(guò)讓X射線源和檢測(cè)器沿著單一圓形掃描軌道30進(jìn)行掃描(或者等效于讓物體旋轉(zhuǎn)，而源和檢測(cè)器保持固定)來(lái)獲得數(shù)據(jù)的。
正如前面指出過(guò)的那樣，大多數(shù)X射線CT中的圖象再現(xiàn)過(guò)程，都是基于氡逆變過(guò)程基礎(chǔ)上的，其中的物體圖象是由物體的氡變換總額再現(xiàn)的。圖2a至2f以及圖3，概括表示氡變換方法進(jìn)行三維成象。
具體說(shuō)來(lái)，物體本身是以其X射線衰減系數(shù)f(x，y，z)定義的(圖2a)。測(cè)得的錐形束投影數(shù)據(jù)，于是就對(duì)應(yīng)于該函數(shù)在輻射方向上的線積分X(θ)＝∫f(r，θ，z0)dr(圖2b)。檢測(cè)器數(shù)據(jù)的線性積分(又稱之為檢測(cè)器積分)，是由∫X(θ)dθ＝∫∫f(r，θ，z0)dr dθ給出來(lái)的(圖2c)。在平行束的情況下，這些檢測(cè)器積分簡(jiǎn)單地等于物體的氡變換。然而在錐形束的情況下，氡變換代之以下式∫∫f(r，θ，z0)r dr dθ給出(圖2d)。氡變換積分中的附加因子r，是由于從笛卡爾坐標(biāo)變換為極坐標(biāo)的坐標(biāo)變換雅可比行列式產(chǎn)生的。如在圖2e及2f中表示的那樣，逆氡變換過(guò)程能從檢測(cè)器積分中再現(xiàn)出三維CT圖象。由于直接的逆氡變換要求以物體的平面積分作為輸入，所以將錐形束的檢測(cè)器積分變換成平面積分便可以采用。
如在圖3中表示的那樣，在點(diǎn)X0，Y0，Z0處物體的三維氡變換，是由X射線衰減系數(shù)在通過(guò)該點(diǎn)X0，Y0，Z0的平面(即垂直于原點(diǎn)至該點(diǎn)X0，Y0，Z0的直線的平面)上的面積積分給出的，并可表示為R(x0，y0，z0)＝∫∫f(x，y，z)da (1)平面對(duì)于二維氡變換來(lái)說(shuō)，除了積分是對(duì)于線而不是對(duì)于面之外，情況是類似的。
此平面積分還可表示為(R(s,
)=∫d3rδ(s-r·
)f(r) (2)其中
＝(sinθcosφ，sinθsinφ，cosφ)是表征該平面法線的方向向量;s為該平面離原點(diǎn)的距離;而且f(r)為三維物體。
對(duì)本實(shí)用新型


如下圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意2是構(gòu)成控制部件的比較放大器電子原理3是電熱控溫管構(gòu)造中(1)控制部件(2)電熱及測(cè)溫部件(3)電熱體導(dǎo)線(4)溫度傳感器導(dǎo)線(5)硬質(zhì)玻璃管體(6)溫度傳感器(7)電熱體圖1中的控制部件就是由圖2所示的比較放大器構(gòu)成，它是一個(gè)由運(yùn)算放大器F007組成的恒溫電路，采用電容降壓，并由一個(gè)雙向可控硅控制負(fù)載，這一部分元件可置于一個(gè)小型塑料合中，設(shè)有發(fā)光二極管指示工作狀態(tài)。圖3中的電熱控溫管內(nèi)，溫度傳感器(6)與電熱體(7)相互隔離絕緣安置，確保溫度傳感器接受的溫度為被加熱液體的實(shí)際溫度(誤差∠±0.5℃)。管內(nèi)用填充物(如石膏粉、水泥或環(huán)氧樹(shù)脂)塞實(shí)固定。溫度傳感器(6)和電熱體(7)引出線分別按圖導(dǎo)2中的
和“負(fù)載”兩端。
實(shí)際應(yīng)用時(shí)，將電熱控溫管置于盛有液體的顯影盤(pán)內(nèi)一側(cè)(用夾具或膠紙稍加固定)然后將插頭接220V電源就進(jìn)入自動(dòng)工作狀態(tài)。隨著照片顯影操作，液體處于攪動(dòng)狀態(tài)促使熱量的均勻擴(kuò)散，從而確保顯影效果。
再一次參見(jiàn)圖4，整個(gè)數(shù)據(jù)組R(s，
)可以被包含z軸或參考軸48的一些垂直平面分割開(kāi)。采用上述分析，在這些垂直平面中的每一平面上f(x，y，z)的二維投影象，都可由該平面上的數(shù)據(jù)組進(jìn)行再現(xiàn)。
如在圖4中能夠看到的那樣，在每一垂直平面上的氡數(shù)據(jù)，例如在代表性平面40上的數(shù)據(jù)點(diǎn)56，最好存在于極坐標(biāo)中。這就便于CT圖象的再現(xiàn)而不需內(nèi)插步驟。
作為第二個(gè)后續(xù)步驟(步驟2)，表示在圖6中，切片被限定在垂直于參考軸48的平面內(nèi)，即在水平平面(如平面58、60和62)上，而且二維CT再現(xiàn)方法(例如但不局限于濾波的回填投影)，被利用來(lái)計(jì)算該物體對(duì)于每一切片的二維圖象，是在該切片平面內(nèi)二維投影圖象(如圖象64，66和68)值上完成的。該切片圖象64，66和68合在一起，包括了一個(gè)切片一個(gè)切片的三維圖象。作為步驟2的基礎(chǔ)，說(shuō)明如下取任何一個(gè)再現(xiàn)在垂直平面上的二維投影圖象。為了不失去普遍性，再一次在Y-Z平面52上取投影象g(y，z)，在圖5及圖7中以圖象54表示。設(shè)想表示在圖7中的線Z＝Z0處圖象g(y，z)的一部分為線70。由于g(y，z)是f(x，y，z)沿X方向投影在Y-Z平面上的象，所以在線Z＝Z0處的g(y，z)的一部分，乃是在高度Z0處物體在水平平面內(nèi)的切片沿X方向投影的象。將此自變量推廣至其它垂直平面，在每一垂直平面上二維投影圖象的一部分，代表物體的切片在恒定高度Z0下在垂直該平面方向上在水平平面上的投影。
于是Z＝Z0的平面，包含了所有在垂直平面上的二維投影圖象的Z＝Z0線，如在圖8中所示，因而它就包含了在高度Z0下物體切片在所有方向上的投影。因此物體的這個(gè)切片，便可從Z＝Z0平面上二維投影圖象的值得到再現(xiàn)。按照這種方式進(jìn)行，在各種Z水平線處的整個(gè)三維物體，便會(huì)如圖6中表示的那樣參照上面說(shuō)明的步驟2一個(gè)切片一個(gè)切片地得到再現(xiàn)。
具體說(shuō)來(lái)，如從圖8中顯見(jiàn)的那樣，由于每一水平平面上的圖象都是由水平平面與一組共軸的垂直平面的交線構(gòu)成的，所以此圖象存在在極坐標(biāo)網(wǎng)中。而且，這就便于CT圖象的再現(xiàn)而不要求一個(gè)內(nèi)掙步驟。
值得注意的是，本發(fā)明能夠有效地使用二維氡逆變方法進(jìn)行三維氡變換。因此，傳統(tǒng)的二維CT再現(xiàn)處理器，也可以被利用。例如，使用在通用電氣公司(GE)CT掃描機(jī)中的簡(jiǎn)化三軸參考系(STAR)處理器，也可以被采用，它是一種特殊排列的處理器，用來(lái)做濾波的回填投影，以便再現(xiàn)二維圖象。此外，計(jì)算效率也能夠增加。如在上文中指出的那樣，在二維CT圖象再現(xiàn)中的計(jì)算量為N3次。所以，在平面(不是垂直平面就是水平平面)上進(jìn)行二維圖象再現(xiàn)，要求的計(jì)算量為N×N3＝N4次。由于根據(jù)本發(fā)明的兩步再現(xiàn)均包括在N個(gè)平面上的二維圖象再現(xiàn)，所以計(jì)算量仍為N4次。形成對(duì)比的是，在傳統(tǒng)三維氡逆變中要求的計(jì)算量為N5次。
也還值得注意的是，并行處理和分割是在本發(fā)明的方法中固有的，并且不需以增加系統(tǒng)的存儲(chǔ)要求方面的代價(jià)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
因此，假定有M個(gè)并行處理器可用，而且圖象再現(xiàn)包括N個(gè)垂直平面和N個(gè)水平平面，那么每個(gè)處理器被指定要處理每一步驟中在約為n≈N/M個(gè)平面上的再現(xiàn)。正如上面指示過(guò)的那樣，這些處理器可以包括專門(mén)的陣列處理器，用來(lái)做濾波的回填投影以再現(xiàn)二維圖象，例如使用在通用電氣公司的CT掃描機(jī)中的簡(jiǎn)化三軸參考系處理器。
此外，根據(jù)本發(fā)明，物體的三維再現(xiàn)，本來(lái)就要被“分割”為在一組平面上(步驟1中的垂直平面以及步驟2中的水平平面)的二維圖象再現(xiàn)，這些二維圖象再現(xiàn)集中在一起，構(gòu)成三維再現(xiàn)體。由于這些平面并不重疊(除了對(duì)于步驟1中所有垂直平面為共用的Z軸之外，但與每個(gè)垂直平面相比，它是一個(gè)非常小的區(qū)域)，所以在每一處理器上的再現(xiàn)體中基本上沒(méi)有重疊，在每一處理器運(yùn)算的數(shù)據(jù)中沒(méi)有重疊，而且再現(xiàn)在每一處理器上的圖象中沒(méi)有重疊。因此，每個(gè)處理器可以獨(dú)立地工作，而并不特別涉及如數(shù)據(jù)共享、同步性之類的這些考慮。所以，并行結(jié)構(gòu)可能是非常簡(jiǎn)單的。而且，由于在每個(gè)處理器上的再現(xiàn)體中基本上沒(méi)有重疊，所以不會(huì)增加總系統(tǒng)中將要并行處理的存儲(chǔ)器。換言之，并行處理不需要以增加系統(tǒng)存儲(chǔ)器需求方面的代價(jià)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這與X射線CT中在每個(gè)處理器中都需求大量存儲(chǔ)器的其它并行處理結(jié)構(gòu)形成鮮明對(duì)比。
作為在每個(gè)處理器中需要大量存儲(chǔ)器的并行處理結(jié)構(gòu)的具體例子，由于在濾波的回填投影中進(jìn)行CT圖象再現(xiàn)是一個(gè)重疊過(guò)程，所以本來(lái)就是并行的。一種也許是顯而易見(jiàn)的讓處理并行的方法，將把投影數(shù)據(jù)在許多處理器之間進(jìn)行分配，其中每個(gè)處理器都濾波并回填投影它自己的那組投影數(shù)據(jù)。但是由于以每種觀察角投影數(shù)據(jù)的回填投影總是覆蓋整個(gè)再現(xiàn)區(qū)域，故在每個(gè)處理器上都需要有等于整個(gè)再現(xiàn)區(qū)域的存儲(chǔ)規(guī)模。與此成對(duì)比，本發(fā)明避免了這種對(duì)存儲(chǔ)器的需求。
本發(fā)明還能適用于高效探傷和分析，特別是用來(lái)對(duì)被加工部分進(jìn)行探傷。如在上文參照?qǐng)D4及5指出的那樣，按再現(xiàn)方法中步驟1再現(xiàn)在垂直平面上的圖象，乃是此三維物體在垂直平面上的投影。換言之，它就是通常所說(shuō)的數(shù)字熒光檢查儀(DF)或數(shù)字X射線照相術(shù)(DR)的圖象。這些在步驟1中得到的DF或DR的圖象，導(dǎo)致進(jìn)一步減少圖象再現(xiàn)時(shí)間。這可以按下述辦法去做(1)選擇少量(譬如說(shuō)2到5)這樣再現(xiàn)的DF圖象;
(2)對(duì)這些DF象進(jìn)行圖象處理，以標(biāo)定感興趣的區(qū)域，例如瑕疵、裂痕等的存在;
(3)按步驟2僅在對(duì)展成在此感興趣區(qū)域的水平切片上進(jìn)行圖象再現(xiàn)。
舉例來(lái)說(shuō)，假定人們對(duì)探測(cè)和表征一個(gè)物體的內(nèi)腔感興趣。如果此內(nèi)腔的高度為該物體總高度的很小份額，那么展成在此內(nèi)腔的水平切片數(shù)，也應(yīng)是展成在此整個(gè)物體的水平切片總數(shù)的很小份額。因而上述方法能給圖象再現(xiàn)時(shí)間方面帶來(lái)極大的節(jié)約。
在每一個(gè)并行處理器中，物體在水平平面上的切片，是由輸入在同一平面上的線積分再現(xiàn)的。而且這些處理器是按并聯(lián)工作的。
圖9表示實(shí)施本發(fā)明的并行處理裝置，概括以80表示。概括以82表示的典型掃描結(jié)構(gòu)，采用的是上文參照?qǐng)D1描述的錐形束幾何構(gòu)形，而且數(shù)據(jù)獲得系統(tǒng)84與掃描結(jié)構(gòu)82相連。
在圖9的掃描結(jié)構(gòu)(如在圖1中一樣)82中，物體20是定位在錐形束X射線點(diǎn)源22和二維檢測(cè)器列陣24之間的視場(chǎng)中的，由檢測(cè)器24提供錐形束投影數(shù)據(jù)。當(dāng)工作時(shí)，X射線光子透過(guò)該物體而被X射線檢測(cè)器列陣24檢測(cè)，并由數(shù)據(jù)獲得系統(tǒng)(DAS)84記錄。在由空氣信號(hào)進(jìn)行歸一化處理并變換為負(fù)對(duì)數(shù)之后，此光子計(jì)數(shù)代表經(jīng)過(guò)該物體的線積分。
因此，在圖9的掃描結(jié)構(gòu)82中，是在圍繞物體20的許多角度位置上，通過(guò)讓X射線源22和檢測(cè)器24沿著單一圓形掃描軌道30進(jìn)行掃描(或者等效于讓物體20旋轉(zhuǎn)，而X射線源22和檢測(cè)器24保持不動(dòng))來(lái)獲得數(shù)據(jù)的。然而也可以指出，按這種單一掃描收集到的數(shù)據(jù)組是不完全的，而且能夠接受的或者不能容許的贗象(這要取決于具體的應(yīng)用)會(huì)相應(yīng)地被引入再現(xiàn)之中。
Smith在上述1985年的文章中曾經(jīng)表明，如果在穿過(guò)研究中的物體的每一平面上都存在來(lái)自該X射線源掃描軌道上的點(diǎn)(假定檢測(cè)器相對(duì)于X射線源鎖定，并且大到足以掃描被檢查的物體)，那么錐形束數(shù)據(jù)組就是完整的。由Minerbo在上述1979年的文章以及由Tuy在上述1983年的文章中提出的構(gòu)形(Smith指出能滿足其數(shù)據(jù)完整性條件)，采用的是彼此垂直的兩個(gè)圓形X射線源掃描軌道。另外一種能獲得數(shù)據(jù)完整性的掃描構(gòu)形，被公開(kāi)在共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利申請(qǐng)No.07/572，651中，是1990，8，27由Eberhard等人提交的，名稱為“三維CT中為數(shù)據(jù)完整性用的方波錐形束掃描軌道”。
另一種辦法是，替代這種獲得完整的錐形束X射線數(shù)據(jù)組，可以采用上面提到的申請(qǐng)?zhí)枮開(kāi)〔RD-19695〕的發(fā)明，它可被利用來(lái)與本發(fā)明結(jié)合，所使用的是光學(xué)方式獲得物體的邊界信息，以便對(duì)于在使用步驟2進(jìn)行處理之前由本發(fā)明中步驟1得到的二維投影象進(jìn)行迭代校正。
再參見(jiàn)圖9，此并行處理裝置80，更具體地說(shuō)包括以中央處理裝置(CPU)86代表的計(jì)算機(jī);按并聯(lián)方式工作的以處理器88，90，92，94及96代表的多個(gè)專用的二維CT再現(xiàn)處理器;具有代表性的存儲(chǔ)裝置98(例如包括大容量存儲(chǔ)器和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM)，以及以顯示器100表示的適合的輸出裝置。此二維CT再現(xiàn)處理器88，90，92，94和96，最好包括專用的列陣處理器，用來(lái)做濾波的回填投影以再現(xiàn)二維圖象，例如在通用電氣公司CT掃描機(jī)中使用的簡(jiǎn)化三軸參考系處理器。CPU 86的連接，用來(lái)接收來(lái)自數(shù)據(jù)獲得系統(tǒng)84的代表物體的線積分，將數(shù)據(jù)分配給并且接收來(lái)自再現(xiàn)處理器88，90，92，94及96的數(shù)據(jù)，利用存儲(chǔ)裝置98，并為顯示器100提供輸出。
CPU 86預(yù)先可以操作，用來(lái)從輸入的線積分中計(jì)算及檢選出該物體對(duì)在氡空間中包含Z軸或參考軸48的預(yù)定的一組垂直平面上的面積分。正如前面指出過(guò)的那樣，此平面積分可以通過(guò)對(duì)穿過(guò)檢測(cè)器24上所有可能的直線求積分而計(jì)算出來(lái)。最好采用上述聯(lián)案申請(qǐng)_〔RD-20039〕中提出的方法。
CPU 86隨后被用來(lái)將對(duì)各種垂直平面的面積分分配給二維CT再現(xiàn)處理器，例如預(yù)定的用于處理相應(yīng)平面的處理器88，90，92，94和96。在每個(gè)再現(xiàn)處理器中，投影在垂直平面上的物體的二維圖象，可從對(duì)于同一平面的輸入面積分中再現(xiàn)出來(lái)。這些處理器是按并聯(lián)形式獨(dú)立進(jìn)行工作的，以使進(jìn)行處理的時(shí)間大大減少，而且每個(gè)處理器只控制很少的一部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生二維圖象。
然后將此二維投影象反饋給CPU 86，其作用在于將這些投影象組織成許多感興趣的水平平面或切片。在每一水平平面上的象，均代表物體切片在所有方向上對(duì)同一平面的線積分。而且，由于在這些水平平面上的圖象是由于水平平面與一組共軸的垂直平面相交而構(gòu)成的，所以這些圖象存在于極坐標(biāo)中(圖6及圖8)，因此可以直接作為CT圖象再現(xiàn)的輸入，并不需要經(jīng)歷內(nèi)插。
接下去，CPU 86可以操作，用來(lái)將這些作為切片組織在水平平面上的圖象，再一次分配給二維再現(xiàn)處理器，例如分配給指定用于處理相應(yīng)平面的處理器88，90，92，94和96。在每一個(gè)再現(xiàn)處理器中，物體在水平平面上的切片，從輸入到同一平面的線積分中得到再現(xiàn)。而且這些處理器是按并聯(lián)方式工作的。這些切片合成在一起的二維圖象，表示該物體的三維圖象。事實(shí)上，再現(xiàn)的切片圖象被反饋給CPU 86，從而被施加給大容量?jī)?chǔ)存器并加以顯示。
權(quán)利要求
1.一種由錐形束投影數(shù)據(jù)再現(xiàn)物體三維圖象用的方法，所述方法包括由錐形束投影數(shù)據(jù)，確定至少代表在氡空間中包含參考軸的多個(gè)平面上的平面積分的值；在每一個(gè)包含參考軸的平面上，利用二維CT再現(xiàn)方法，從代表平面積分的值中計(jì)算出該物體在特定平面上的二維投影象；在與參考軸垂直的平面上確定一些切片，并且對(duì)于每一切片，通過(guò)利用二維CT再現(xiàn)方法，在該切片平面內(nèi)二維投影圖象值上計(jì)算該物體對(duì)于每一切片的二維圖象，從而一個(gè)切片一個(gè)切片地再現(xiàn)該物體的三維圖象。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于被利用來(lái)計(jì)算物體在特定平面上二維投影象的二維CT再現(xiàn)方法，包括濾波的回填投影。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于被利用來(lái)再現(xiàn)每一切片的二維CT再現(xiàn)方法，包括濾波的回填投影。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于它包括采用多個(gè)按并聯(lián)方式工作的二維CT再現(xiàn)處理器，以計(jì)算物體的二維投影象，而且每個(gè)二維CT再現(xiàn)處理器都以平面總數(shù)的子集數(shù)工作。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于它包括利用濾波的回填投影處理器作為二維CT再現(xiàn)處理器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于它包括采用多個(gè)按并聯(lián)方式工作的二維CT再現(xiàn)處理器，以計(jì)算該物體對(duì)于每一切片的二維圖象。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于它包括利用濾波的回填投影處理器作為二維CT再現(xiàn)處理器。
8.一種由成象介質(zhì)得到的檢測(cè)信號(hào)確定的平面積分再現(xiàn)物體三維圖象用的方法，所述方法包括在多個(gè)包含參考軸的平面內(nèi)組織平面積分;在包含參考軸的每一平面上，利用二維CT再現(xiàn)方法計(jì)算該物體在特定平面上的二維投影象;在與參考軸垂直的平面上確定一些切片，并且對(duì)于每一切片，通過(guò)利用二維CT再現(xiàn)方法，在該切片平面內(nèi)二維投影圖象值上計(jì)算該物體對(duì)于每一切片的二維圖象，從而一個(gè)切片一個(gè)切片地再現(xiàn)該物體的三維圖象。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于被利用來(lái)計(jì)算物體在特定平面上二維投影象的二維CT再現(xiàn)方法，包括濾波的回填投影。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于被利用來(lái)再現(xiàn)每一切片的二維CT再現(xiàn)方法，包括濾波的回填投影。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于它包括采用多個(gè)按并聯(lián)方式工作的二維CT再現(xiàn)處理器，以計(jì)算物體的二維投影象，而且每個(gè)二維CT再現(xiàn)處理器都以平面總數(shù)的子集數(shù)工作。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于它包括利用濾波的回填投影處理器作為二維CT再現(xiàn)處理器。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于它包括采用多個(gè)按并聯(lián)方式工作的二維CT再現(xiàn)處理器，以計(jì)算該物體對(duì)于每一切片的二維圖象。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于它包括利用濾波的回填投影處理器作為二維CT再現(xiàn)處理器。
15.一種用來(lái)識(shí)別出物體中感興趣的區(qū)域，并且由錐形束投影數(shù)據(jù)再現(xiàn)出包括此感興趣區(qū)域在內(nèi)的一部分物體三維圖象的方法，所述方法包括由錐形束投影數(shù)據(jù)，確定至少代表在氡空間中包含參考軸的多個(gè)平面上的平面積分的值;在每一個(gè)包含參考軸的平面上，利用二維CT再現(xiàn)方法，從代表平面積分的值中計(jì)算出該物體在特定平面上的二維投影象;在二維投影象的子集上進(jìn)行圖象處理，以識(shí)別出任意一些感興趣的區(qū)域;在與參考軸垂直的一些平面內(nèi)確定一些切片，并且對(duì)于展成在任意一些感興趣的被識(shí)別區(qū)域的每一切片來(lái)說(shuō)，在該切片平面內(nèi)二維投影圖象值上應(yīng)用二維CT再現(xiàn)方法。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于感興趣的區(qū)域包括物體中的瑕疵。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于它包括采用多個(gè)按并聯(lián)方式工作的二維CT再現(xiàn)處理器，以計(jì)算物體的二維投影象，而且每個(gè)二維CT再現(xiàn)處理器都以平面總數(shù)的子集數(shù)工作。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其特征在于它包括利用濾波的回填投影處理器作為二維CT再現(xiàn)處理器。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于它包括采用多個(gè)按并聯(lián)方式工作的二維CT再現(xiàn)處理器，以計(jì)算該物體對(duì)于每一切片的二維圖象。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其特征在于它包括利用濾波的回填投影處理器作為二維CT再現(xiàn)處理器。
21.一種由錐形束投影數(shù)據(jù)再現(xiàn)物體三維圖象用的并行處理裝置，所述裝置包括多個(gè)二維CT再現(xiàn)處理器;用來(lái)由錐形束投影數(shù)據(jù)，計(jì)算至少代表在氡空間中對(duì)于包含參考軸的多個(gè)平面的平面積分值的裝置;用來(lái)將代表對(duì)此多個(gè)平面的平面積分的值分配給上述二維CT再現(xiàn)處理器的裝置，以使上述二維CT再現(xiàn)處理器能夠計(jì)算出物體在每個(gè)平面上的二維投影象，而且上述每個(gè)二維CT再現(xiàn)處理器都以平面總數(shù)的子集數(shù)工作;用來(lái)將包含參考軸的每個(gè)平面上的二維投影象組織成垂直于該參考軸的一些平面上的切片的裝置;以及用來(lái)將作為切片組織成的圖象分配給上述二維CT再現(xiàn)處理器的進(jìn)一步裝置，以使上述二維CT再現(xiàn)處理器能夠計(jì)算出物體對(duì)于每一切片的二維圖象，其中上述每個(gè)二維CT再現(xiàn)處理器都以切片總數(shù)的子集數(shù)工作;從而，對(duì)于這些切片的二維圖象集合在一起，表示該物體的三維圖象。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的裝置，其特征在于所述的二維CT再現(xiàn)處理器，包括濾波的回填投影處理器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了包括傳統(tǒng)二維CT再現(xiàn)在內(nèi)的用于三維CT圖象再現(xiàn)的方法和裝置。物體的三維圖象，是通過(guò)對(duì)于每一切片采用諸如濾波回填投影的二維再現(xiàn)方法，在該切片平面內(nèi)二維投影圖象值上，計(jì)算出該物體對(duì)于每一切片的二維圖象。
文檔編號(hào)A61B6/03GK1063171SQ91111689
公開(kāi)日1992年7月29日 申請(qǐng)日期1991年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月21日
發(fā)明者譚國(guó)昌 申請(qǐng)人:通用電氣公司