CN101126725B - 采用x射线容积摄影实现图像重建的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了采用X射线容积摄影实现立体图像重建的方法，该方法根据数字摄影测量的定位原理，对被关注对象拍摄多张X射线的面阵影像数据，在拍摄X射线像片时，将已知三维位置的多个标志点同时拍摄在X射线像片中，利用标志点在容积摄影立体图像重建直角坐标系中的坐标和标志点在X射线像片坐标系中的坐标建立所述两坐标系的转换关系，通过这个转换关系来确定每条X摄影光束的路径和位置，得到每条X光束通过被关注对象的全部体素，由同一条X光束路径上的体素g和像元G列出Radon方程组求解体素g的灰度值，通过计算机解算出全部体素g的灰度值，由体素g的灰度值重建被关注对象的三维立体容积图像。

Description

采用X射线容积摄影实现图像重建的方法

技术领域

本发明属于图像重建技术领域，特别涉及一种物体内部状态的图像重建方法。

背景技术

关于物体内部状态的图像重建，现今主要是以豪斯非尔德(Hounsfield)发明的方法进行CT(Computend Temography)扫描，即在精密机械扫描机架上安置X射线源1和探测器3(如图1所示)，使X射线源1和探测器3围绕物体(被关注对象)4旋转扫描，在旋转的同时精确的确定每束X光线的发出位置和接收位置，再利用求物体内部密度分布的Radon计算方法，实现图像重建(参考书：计算机体层成像，美Willi A.Kalender，人民卫生出版社ISBN7-117-05284-8/R.5285。实用CT检查技术学，王鸣鹏，科学技术文献出版社，ISBN7-5023-3262-6/R.656)。

自1972年第一台CT机问世以来，CT机已经过了八代的发展(“代”是其发展进度标志，实质是如何提高扫描速度)，但扫描定位原理没有任何变化，一直是采用精密机械机架滑环或光束钟形器扫描断层数据的模式，这种模拟Radon计算条件的定位、扫描方式限制了CT设备的构成和设备部件的充分利用，由此导致：扫描机械和电子设备制造复杂，X射线照射量大、利用率低，数据采集速度慢、扫描数据精度低，重建图像分辨率低，而且没有成立真正意义上的三维图像。

发明内容

本发明的目的在于克服现有扫描技术的不足，提供一种采用X射线容积摄影实现图像的重建的方法，此种方法以获得面状X射线摄影影像重建被关注对象的三维立体图像，对三维立体图像分割任意方向的断层图像，不仅影像分辨率高，X射线照射量少，而且设备结构简单，制造难度低，投资少。

本发明技术方案：根据数字摄影测量的定位原理，对被关注对象拍摄多张X射线面阵影像数据，在拍摄X射线像片时，将已知三维位置的多个标志点同时拍摄在X射线像片中，利用标志点在容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ中的坐标和标志点在X射线像片坐标系o-xy中的坐标建立所述两坐标系的转换关系，通过这个转换关系来确定位每条X射线摄影光束的路径和位置，得到每条X光束通过被关注对象的全部体素，由同一条X光束路径上的体素g和像元G列出Radon方程组求解体素g的灰度值，通过计算机解算出全部体素g的灰度值，由体素g的灰度值重建被关注对象的三维立体容积图像。

本发明所述采用X射线容积摄影实现图像重建的方法，步骤依次如下：

(1)鉴定X射线摄影机

调整X射线摄影机，使X射线管中心S的垂直光束与X射线数字像片承影面垂直，然后测定X射线管中心S到X射线数字像片承影面的距离H。

(2)建立像片坐标系o-xy

在X射线数字像片上建立像片坐标系o-xy，像片坐标系原点o是X射线管中心S的垂直光束在X射线数字像片上的像元点，过像片坐标系原点o的像元点横向排列方向为像片坐标系x轴，过像片坐标系原点o的像元点纵向排列方向为像片坐标系y轴。

(3)建立容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ

对被关注对象至少设置三个标志点并事先测定各标志点之间的三维距离，以任一标志点作为坐标系原点O，建立容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ，将各标志点在坐标系O-XYZ中的坐标存入计算机；

所述标志点设置在被关注对象上或标志架上，标志架围绕被关注对象设置。

(4)X射线摄影

操作X射线摄影机，使X射线管和X射线数字像片承影面沿弧线或直线轨道运动，在相隔一定间距的各位点拍摄被关注对象的X射线数字像片，得被关注对象不同位置的多张X射线数字像片。

(5)标志点模式识别与标志点影像定位

将步骤(4)拍摄的所有X射线数字像片输入计算机，通过计算机对各张X射线数字像片进行标志点的模式识别与标志点影像定位，得到各标志点在各张像片o-xy坐标系中的坐标x、y(“标志点的模式识别与标志点影像定位”见张祖勋张剑清“数字摄影测量学”，武汉大学出版社2001.5ISBN 7-307-03233-3/P.7第四章至第六章)；

所述标志点模式识别是通过做好的标志点形状模板影像和特征提取影像匹配来完成的，特征提取用各种算子来完成；由于标志点的几何形状各不相同，这些不同形状的标志点在X像片上具有不同的影像特征，因此特征提取算子可分为点特征提取算子、线特征提取算子和面特征提取算子；点特征提取算子主要有Moravec算子、Hannah算子与Forstner算子，线特征提取算子主要有剃度算子、二阶差分算子、高斯一拉普拉斯算子(LOG算子)、特征分割法、Hough变换，面特征提取主要通过影像区域分割来完成，影像分割法主要有阀值法、区域生长法、集群分类法。

所述标志点影像定位是指精确的确定标志点定位目标处在X射线数字像片坐标系o-xy中的位置，在提取到的标志点形状区域内，找到标志点的定位目标处，定位目标处的模式识别计算方法和前述特征提取算子相同。

(6)计算各张X射线数字像片的方位元素X_S、Y_S、Z_S、α、ω、κ

用计算机列出各张X射线数字像片上的全部标志点的X射线光束的共线方程式，对任一标志点(例如标志点A)，其X射线光束共线方程式如下：

$\left.\begin{array}{c}x=-H\frac{a_1(X_A-X_S)+b_1(Y_A-Y_S)+c_1(Z_A-Z_S)}{a_3(X_A-X_S)+b_3(Y_A-Y_S)+c_3(Z_A-Z_S)}\\ y=-H\frac{a_2(X_A-X_S)+b_2(Y_A-Y_S)+c_2(Z_A-Z_S)}{a_3(X_A-x_S)+b_3(Y_A-Y_S)+c_3(Z_A-Z_S)}\end{array}\right\}---(1-1)$

上式中，x、y为标志点A在像片坐标系o-xy中的坐标，H为X射线管中心S到X射线数字像片承影面的距离，X_A、Y_A、Z_A为标志点A在容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ中的坐标，X_S、Y_S、Z_S为X射线管中心S在容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ中的坐标，旋转因子为：

$\left(\begin{array}{ccc}{a}_1& a_2& a_3\\ b_1& b_2& b_3\\ c_1& c_2& c_3\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\α}& 0& -\sin \mathrm{\α}\\ 0& 1& 0\\ \sin \mathrm{\α}& 0& \cos \mathrm{\α}\end{array}\right)\left(\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& \cos \mathrm{\ω}& -\sin \mathrm{\ω}\\ 0& \sin \mathrm{\ω}& \cos \mathrm{\ω}\end{array}\right)\left(\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\κ}& -\sin \mathrm{\κ}& 0\\ \sin \mathrm{\κ}& \cos \mathrm{\κ}& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right)---(1-2)$

在各张X射线数字像片上至少选择三个标志点的X射线光束共线方程式联立解算，即得出各张X射线数字像片的六个方位元素X_S、Y_S、Z_S、α、ω、κ。方位元素中，X_S、Y_S、Z_S为X射线管中心S在容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ中的坐标，α、ω、κ为X射线数字像片在容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ中的旋转方向夹角(“旋转因子”和“共线方程式”原理和算法，见钱曾波“解析摄影测量”测绘出版社15039.新143，第一章)。

(7)计算像元G在容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ中的坐标

依据步骤(6)得到的各张X射线数字像片的方位元素X_S、Y_S、Z_S、α、ω、κ和X射线管中心S到X射线数字像片承影面的修正距离H_修(修正距离H_修通过X射线数字像片上的标志点的X射线光束共线方程式1-1计算)、像元之间的距离l，用计算机计算各张X射线数字像片上每个像元G_ij的容积摄影立体图像重建坐标X_ij、Y_ij、Z_ij，计算原理和方法如下：

X射线数字像片上的像元点是按等距离有序排列的，像元G之间的距离l是固定的。设i、j为像元序号，设定像片坐标系o-xy的坐标轴x、y按像元有序排列的横、纵方向平行，设定每个像元G_ij的像片坐标x、y是以投影中心S到像片P的垂直距离的交点o处起算，S到o的垂直距离为H。在交点o处位置的像元点G₀的X像片坐标为x＝0、y＝0。由步骤(6)可知，X射线管中心S在容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ中的坐标为：S(X_S、Y_S、Z_S)，引入已计算出的旋转方向夹角元素α、ω、κ，那么就有方程：

像元G₀在容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ中的坐标

$\left.\begin{array}{c}{X}_{G0}=X_s+(-H\cos \mathrm{\ω}\sin \mathrm{\α})\\ Y_{G0}=Y_S+(-H\sin \mathrm{\ω})\\ Z_{G0}=Z_S+(-H\cos \mathrm{\ω}\cos \mathrm{\α})\end{array}\right\}---(1-3)$

像元G_ij在容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ中的坐标

$\left.\begin{array}{c}{X}_{\mathrm{Gij}}=X_s+(-H\cos \mathrm{\ω}\sin \mathrm{\α})+(i\×l)\cos \mathrm{\κ}\\ Y_{\mathrm{Gij}}=Y_S+(-H\sin \mathrm{\ω})+(i\×l)\cos \mathrm{\κ}\\ Z_{\mathrm{Gij}}=Z_S+(-H\cos \mathrm{\ω}\cos \mathrm{\α})\end{array}\right\}---(1-4)$

上式中，i、j为像元序号，l为像元之间的距离，i×l＝x_i，i×l＝y_i。将(1-4)式表示为：

$\left.\begin{array}{c}{X}_{\mathrm{Gij}}=X_s+(-H\cos \mathrm{\ω}\sin \mathrm{\α})+x_i\cos \mathrm{\κ}\\ Y_{\mathrm{Gij}}=Y_S+(-H\sin \mathrm{\ω})+y_i\cos \mathrm{\κ}\\ Z_{\mathrm{Gij}}=Z_S+(-H\cos \mathrm{\ω}\cos \mathrm{\α})\end{array}\right\}---(1-5)$

用(1-5)式计算得到的像元G_ij在容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ中的的坐标为：

G_ij(X_ij、Y_ij、Z_ij)

可以看出，(1-3)式和(1-4)式及(1-5)式表示的是一个将X射线数字像片上的像元G坐标(x、y)在容积摄影立体图像重建直角坐标系中重排列的过程。

通过(1)至(7)步骤，已求得X射线发射中心S和X射线像片像元G在容积摄影立体图像重建直角坐标系中的坐标，显然已确定了X射线发射中心S和X射线数字像片上全部像元的位置，这过程与传统的CT精密机械机架扫描功能相同，只是传统的CT扫描是用机械的方式获得X射线发射中心S和X射线接收器的位置，本方法是用计算的方式获得X射线发射中心S和X射线数字像片上全部像元的位置。

(8)确定每条光束通过被关注对象的全部体素

依据步骤(6)得到的各张X射线数字像片的方位元素X_S、Y_S、Z_S和步骤(7)得到的各张X射线数字像片的各像元G的容积摄影立体图像重建坐标X_ij、Y_ij、Z_ij，通过计算机计算，找出每条X光束通过被关注对象的全部体素g，计算原理和方法如下：

由X射线管中心S和像元G_ij两点构成的光束过重建体素g_ijk方格构成的直线方程为：

$\frac{X-X_S}{X_{G_{\mathrm{ij}}}-X_S}=\frac{Y-Y_S}{Y_{G_{\mathrm{ij}}}-Y_S}=\frac{Z-Z_S}{Z_{G_{\mathrm{ij}}}-Z_S}---(1-6)$

因此，判定X光束通过体素g_ijk的条件是满足直线方程(1-6)式，找出满足直线方程(1-6)式上的体素g_ijk位置坐标，就是光束经过的路径。

体素g_ijk方格的设定大小是：g_ijk＝|t×t×t|，体素g_ijk方格的八个顶点在容积(VP)摄影立体图像重建直角坐标系中已知的坐标(见图7)是：

由(1-6)式计算得到g_ijk体素坐标值限定在(g_ijk1、...、g_ijk8)范围内，即认为该X光束通过该体素。找出每条X光束SG_ij通过的全部体素g_ijk，就确定了每条光束路径。

由于体素g_ijk方格的八个顶点在容积摄影立体图像重建直角坐标系中的坐标已知，例如g_ijk1的坐标为(x_i、y_j、z_k、)，因此光束路径计算步骤如下：

①将Z＝Z_k代入式(1-6)所得到的关于X、Y的方程就是该X光线在高程Z＝Z_k面内的投影方程。

②判断该投影方程与体素方格底面四边有无相交，如果没有相交，则该X光线不经过该体素。如果相交，则求出其交点坐标，设交点坐标为(a₁、b₁)和(a₂、b₂)，需要进一步判断。

③将第二步的交点坐标分别代入式(1-6)求出Z值，判断Z值是否在Z_k和Z_k+t(t为正方体体素方格的边长)之间，如果在，则说明该光线经过该体素方格。

(9)重建三维立体容积图像

由每一条X光束路径上的像元G灰度值和体素g列出Radon方程组，通过计算机解算出全部体素g的灰度值(体素灰度值的解算用Radon方法)，由体素的灰度值重建被关注对象的三维立体容积图像(参考书：见数字图像处理导论第七章，赵荣春，西北工业大学出版社，ISBN7-5612-0737-9/TB.82)。

本发明所述方法有多种用途：

1、二维平片观察

本发明所述方法步骤(4)X射线摄影，所获得的是被关注对象不同位置的多张X射线数字像片，通过X射线数字像片，可对被关注对象进行二维平片观察。

2、二维数字减影

X射线增强摄影后，本发明所述方法步骤(4)所得到的X射线数字像片可直接进行影像灰度反向，与X像片叠加，形成二维数字减影影像。

3、实时立体影像观察

利用立体观察原理，用两张在不同位置拍摄的有重叠的X射线数字像片，能建立体像对，对被关注对象进行实时立体观察。

4、三维特征影像提取

在体素g_ijk的灰度值重建的三维立体图像中，可提取出特征相同部位的灰度影像坐标，构成特征影像图观察。

5、实时立体定位导航

利用提取出的特征相同部位灰度的影像坐标确定被关注对象的空间位置，引导器械沿确定的路线坐标到达确定的空间位置。

6、提取任意断层图像

在体素g_ijk的灰度值重建的三维立体图像中，可提取被关注对象的任意断层图像。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明所述方法用普通的数字X射线机摄影，得到所拍摄物体的二维面状影像数据，以面状摄影影像重建立体图像，得到整个物体的影像数据，为物体内部状态图像重建提供了一种不同构思的技术方案。

2、本发明所述方法通过计算机计算确定X光束的路径和位置，与CT扫描用精密机械滑环确定X光束路径和位置相比，不仅影像分辨率高，X射线照射量少，而且所用设备结构简单，投资少，耗电少，对工作环境要求低。

3、本发明所述方法不仅能重建被关注对象的三维立体图像，而且还具有二维平片观察、二维数字减影、实时立体影像观察、实时立体定位导航、三维特征影像提取、任意断层图像提取等用途。

4、本发明所述方法可广泛用于被关注对象内部探伤、安全检查、海关检查、被关注对象内部空间定位导航、医学检测等领域。

附图说明

图1是计算机体层成像方法扫描(CT)的原理图。

图2是本发明所述采用X射线容积摄影实现图像重建方法的流程图。

图3是本发明所述采用X射线容积摄影实现图像重建方法的用途说明图。

图4是像片坐标系o-xy的示意图。

图5是X射线容积摄影时X射线源、被关注对象、标志架、X射线数字像片的位置关系图，该图还描述了标志点和容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ。

图6是像片坐标系o-xy与容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ的关系图。

图7是体素g_ijk方格与容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ的关系图。

图8、图9、图10、图11是是多层网架4个不同位置的X射线数字像片，其中，图8为第1张X射线数字像片，图9为第2张X射线数字像片，图10为第3张X射线数字像片，图11为第4张X射线数字像片。

图中，1—X射线管中心(X射线源)、2—扫描机架、3—探测器、4—被关注对象、5—图像重建方格、6—X射线数字像片、7—标志架、8—标志点、9—承物床、10—标志点像元、11—体素方格。

具体实施方式

下面结合附图对本发明所述方法作进一步说明。在下述实施例中，通过X射线容积摄影对多层网架实现图像重建，步骤如下：

(1)鉴定X射线摄影机、

调整X射线摄影机，使X射线管中心1(S)的垂直光束与X射线数字像片承影面垂直，确定X射线管中心1(S)到X射线数字像片承影面的距离H为1000mm(见图4)。

(2)建立像片坐标系o-xy

在X射线数字像片6上建立像片坐标系o-xy，像片坐标系原点o是X射线管中心1(S)的垂直光束在X射线数字像片上的像元点，过像片坐标系原点o的像元点横向排列方向为像片坐标系x轴，过像片坐标系原点o的像元点纵向排列方向为像片坐标系y轴，如图4所示。

(3)建立容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ

将用0.5mm直径铁丝绕制的50×50×50mm的多层网架设置平面标志架，在标志架上设置8个标志点A、B、C、D、E、F、G、H并测定各标志点之间的三维距离，以标志点A作为坐标系原点，建立容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ。各标志点在坐标系O-XYZ中的坐标见表1。

表1各标志点在坐标系O-XYZ中的坐标

将各标志点在坐标系O-XYZ中的坐标存入计算机，所用计算机为一般的PC机。

(4)X射线摄影

操作X射线摄影机，使X射线管和X射线数字像片承影面沿直线轨道运动，在相隔50mm间距的4个位点各拍摄一张X射线数字像片，得多层网架不同位置的4张X射线数字像片(见图8、图9、图10、图11)。

(5)标志点模式识别与标志点影像定位

将步骤(4)拍摄的4张X射线数字像片输入步骤(3)所述的计算机，通过计算机用点特征提取算子Moravec匹配计算提取各标志点特征影像，确定各标志点在各张X射线数字像片上的像元位置，得到各标志点在各张像片o-xy坐标系中的坐标。

(6)计算各张X射线数字像片的方位元素X_S、Y_S、Z_S、Q、ω、κ

将各张X射线数字像片上的标志点在容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ中的坐标和步骤(5)得到的标志点在o-xy坐标系中的坐标分别代入X射线光束共线方程式，对各张X射线数字像片选择三个标志点的X射线光束共线方程式，通过计算机联立解算，算出各张X射线数字像片的六个方位元素(计算方法见钱曾波“解析摄影测量”，测绘出版社15039.新143，第一章)，各张X射线数字像片的方位元素见表2。

表2方位元素计算结果表

X射线数字像片序号	X<sub>S</sub>(m)	Y<sub>S</sub>(mm)	Z<sub>S</sub>(mm)	α	ω	κ
							1	101.10	201.45	1000.43	0°31′21.32"	0°23′57.63”	2°07′32.72"
2	151.02	201.35	1000.47	0°31′20.62"	0°23′58.45"	2°07′24.16"
							3	201.89	201.65	1000.65	0°31′19.14”	0°23′56.34"	2°07"21.42"

4

251.74

201.63

1000.71

0°31′18.61"

0°23′55.67"

2°07′20.32"

(7)计算像元G在容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ中的坐标

依据步骤(6)得到的4张X射线数字像片的方位元素X_S、Y_S、Z_S、α、ω、κ和X射线管中心1(S)到X射线数字像片承影面的修正距离H_修(H_修＝1000mm)，像元之间的距离l(l＝100μm)，用计算机计算各张X射线数字像片上每个像元G_ij的容积摄影立体图像重建坐标X_ij、Y_ij、Z_ij。各张X射线数字像片上的标志点像元G_ij的容积摄影立体图像重建坐标X_ij、Y_ij、Z_ij见表3。

表3各标志点像元G_ij在坐标系O-XYZ中的坐标

(8)确定每条光束通过多层网架的全部体素

依据步骤(6)得到的各张X射线数字像片的方位元素X_S、Y_S、Z_S和步骤(7)得到的各张X射线数字像片的各像元G的容积摄影立体图像重建坐标X_ij、Y_ij、Z_ij，通过计算机计算，找出每条X光束通过多层网架的全部体素g。

(9)重建三维立体图像

由每一条X光束路径上的像元G和体素g列出Radon方程组，通过计算机解算出全部体素的灰度值，由体素的灰度值重建多层网架的立体容积图像。

在上述立体影像观察中测量标志点和多层网架特征部位坐标，提取体素g的灰度影像坐标与实测标志点和多层网架特征部位坐标比较，完全相符，证明标志点模式识别与标志点影像定位影像匹配正确，相交的光束构成的前方交会计算的同名点对对相交，共线条件计算正确，X射线投影中心S和像元G的像片坐标构成的光束路径是符合Radon计算条件的。

Claims (3)

1.采用X射线容积摄影实现图像重建的方法，其特征在于根据数字摄影测量的定位原理，对被关注对象拍摄多张X射线面阵影像数据像片，在拍摄X射线面阵影像数据像片时，将已知三维位置的至少三个标志点同时拍摄在X射线面阵影像数据像片中，利用标志点在容积摄影立体图像重建直角坐标系中的坐标和标志点在像片坐标系中的坐标建立所述两坐标系的转换关系，通过这个转换关系来确定每条X射线摄影光束的路径和位置，得到每条X射线摄影光束通过被关注对象的全部体素，由同一条X射线摄影光束路径上的体素和像元列出Radon方程组求解体素的灰度值，通过计算机解算出全部体素的灰度值，由体素的灰度值重建被关注对象的三维立体容积图像。

2.根据权利要求1所述的采用X射线容积摄影实现图像重建的方法，其特征在于步骤依次如下：

(1)鉴定X射线摄影机

调整X射线摄影机，使X射线管中心S(1)的垂直光束与X射线面阵影像数据像片(6)承影面垂直，然后测定X射线管中心S到X射线面阵影像数据像片承影面的距离H；

(2)建立像片坐标系o-xy

在X射线面阵影像数据像片(6)上建立像片坐标系o-xy，像片坐标系原点o是X射线管中心S(1)的垂直光束在X射线面阵影像数据像片上的像元点，过像片坐标系原点o的像元点横向排列方向为像片坐标系x轴，过像片坐标系原点o的像元点纵向排列方向为像片坐标系y轴；

(3)建立容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ

对被关注对象(4)至少设置三个标志点并测定各标志点(8)之间的三维距离，以任一标志点作为坐标系原点O，建立容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ，将各标志点在容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ中的坐标存入计算机；

(4)X射线摄影

操作X射线摄影机，使X射线管和X射线面阵影像数据像片承影面沿弧线或直线轨道运动，在相隔一定间距的各位点拍摄被关注对象(4)的X射线面阵影像数据像片，得被关注对象不同位置的多张X射线面阵影像数据像片；

(5)标志点模式识别与标志点影像定位

将步骤(4)拍摄的所有X射线面阵影像数据像片输入计算机，通过计算机对各张X射线面阵影像数据像片进行标志点的模式识别与影像定位，得到各标志点在各张像片的像片坐标系o-xy中的坐标x、y；

(6)计算各张X射线面阵影像数据像片的方位元素X_S、Y_S、Z_S、α、ω、κ

用计算机列出各张X射线面阵影像数据像片上的全部标志点的X射线摄影光束的共线方程式，在各张X射线面阵影像数据像片上至少选择三个标志点的X射线摄影光束共线方程式联立解算，得到各张X射线面阵影像数据像片的六个方位元素X_S、Y_S、Z_S、α、ω、κ，所述方位元素中，X_S、Y_S、Z_S为X射线管中心S在容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ中的坐标，α、ω、κ为X射线面阵影像数据像片在容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ中的旋转方向夹角；

(7)计算像元在容积摄影立体图像重建直角坐标系O-XYZ中的坐标

依据步骤(6)得到的各张X射线面阵影像数据像片的方位元素X_S、Y_S、Z_S、α、ω、κ和X射线管中心S到X射线面阵影像数据像片承影面的修正距离H_修、像元之间的距离l，用计算机计算各张X射线面阵影像数据像片上每个像元的容积摄影立体图像重建直角坐标X_ij、Y_ij、Z_ij，所述修正距离H_修通过X射线面阵影像数据像片上的标志点的X射线摄影光束共线方程式计算；

(8)确定每条X射线摄影光束通过被关注对象的全部体素

依据步骤(6)得到的各张X射线面阵影像数据像片的方位元素X_S、Y_S、Z_S和步骤(7)得到的各张X射线面阵影像数据像片的各像元的容积摄影立体图像重建直角坐标X_ij、Y_ij、Z_ij，通过计算机计算，找出每条X射线摄影光束通过被关注对象的全部体素；

(9)重建三维立体容积图像

由每一条X射线摄影光束路径上的像元灰度值和体素列出Radon方程组，通过计算机解算出全部体素的灰度值，由体素的灰度值重建被关注对象的三维立体容积图像。

3.根据权利要求2所述的采用X射线容积摄影实现图像重建的方法，其特征在于标志点设置在被关注对象上或标志架上，所述标志架围绕被关注对象设置。

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