三维CT图像重建算法

资 源 简 介

三维CT图像重建算法

详 情 说 明

三维CT图像重建算法是医学影像处理中的核心技术之一，其核心任务是将通过X射线扫描获得的二维投影数据转换为清晰的三维体积图像。在众多重建算法中，基于FDK（Feldkamp-Davis-Kress）的算法因其平衡了计算效率和重建质量而广受青睐。

FDK算法属于滤波反投影（FBP）类方法在锥束扫描几何下的扩展实现，其核心流程可分为三个关键阶段：首先是投影数据的预处理阶段，这个阶段主要进行数据校正和必要的噪声过滤；接着是滤波处理阶段，采用斜坡滤波器等核函数对投影数据进行卷积运算，以消除投影过程中的模糊效应；最后是反投影阶段，将滤波后的数据按照扫描几何关系反向投射到三维空间网格中，通过累加计算形成最终的重建图像。

该算法特别适用于环形轨迹的锥束CT系统，在保持较高分辨率的同时，通过合理的近似处理降低了计算复杂度。值得注意的是，FDK算法在锥角较小时（通常小于10度）重建效果最佳，当锥角增大时会出现明显的边缘伪影，这是算法本身对锥束几何近似处理带来的固有局限。

在医学应用场景中，这种重建技术能清晰呈现骨骼结构、软组织和血管的三维空间关系，为临床诊断提供重要的立体影像依据。随着GPU加速技术的普及，现代优化版本已能实现近实时的三维重建，极大提升了医疗CT设备的临床应用效率。