CN1236729C - 图像重构方法和射线照相装置 - Google Patents

Abstract

X射线管(X射线焦点)和X射线探测器在物体两侧彼此相对，同步地扫描所述物体，得到每个扫描位置的X射线层析摄影数据。将X射线层析摄影数据或从筛选过程得到的数据背面投射到二维或三维重构区域，所述重构区域实际上设在所关注的物体区域。一种重构软件被用于使计算机对由划分所述重构区域形成的每个单元区域(方块)实行重构计算。按照对于超高速缓冲存储器的尺寸为最佳的方式一个接一个单元区域(方块)地依序实行重构计算。以增大了的速率重复使用重超高速缓冲存储器中的数据，减少将数据在存储器中的存取，以缩短因重构计算浪费的时间。

Description

图像重构方法和射线照相装置

技术领域

本发明涉及使计算机实行背面投射计算用的重构软件，用以将每个扫描位置的射线照相数据投射到重构区域，还涉及储存这种软件的记录介质，以及医疗、工业及其它领域在试验情况下用于射线拍照患者或实物或者重构其断层图像所用的各种X射线层析摄影装置。具体地说，本发明涉及一种关于射线照相数据或经筛选的射线照相数据快速背面投射计算(重构计算的主要部分)。

背景技术

图1以示意的方式表示一台X射线层析摄影装置。这种装置包括X射线管(X射线焦点f)和X射线探测器42，它们在物体或患者两侧彼此相对。X射线管和X射线探测器42可同步绕着患者的身体轴线转动，以便同时从不同的X射线管到患者的射线发射角度对患者层析摄影。将每个扫描位置所需的X射线层析摄影数据用于FBP(筛选的背景拍摄)，以重构所关注的患者区域的图像。FBP作为一种方法，将从不同角度所得之患者的多个图像的X射线层析摄影数据用于筛选修正过程，以得到数据S，所述数据S被背面投射到重构区域B，该重构区域实际上设在所关注的患者区域。

为在二维重构区域B确定点b(x，y)的重构象素的值，比如与点b(x，y)第p次投射对应之检测座标t(x，y，p)的值s(t(x，y，p))，而对投射次数(Np次)求和。这由下述方程(1)所表示，并且值s是S之一。其中通常由各种信息，如X射线焦点位置、探测器位置及扫描角度等复杂地计算t。不过，由于扫描范围通常是固定的而且由p计算扫描角度，所以表示t(x，y，p)不会引出问题。

$b(x,y)=\underset{p=0}{\overset{\mathrm{Np}-1}{\mathrm{\Σ}}}s\left(t(x,y,p)\right)\·\·\·\left(1\right)$

上述方程(1)中，一般地说，t并非整数，而且也不能直接确定配置值s(t(x，y，p))。因此，有如图2所示者，用两个相邻点进行插值计算。这由下述方程(2)表示：

$b(x,y)=\underset{p=0}{\overset{\mathrm{Np}-1}{\mathrm{\Σ}}}\{(1-a)\×s\left(u\right)+a\×s(u+1)\}\·\·\·\left(2\right)$

当计算机进行求和运算时，就如上述方程(2)所表示的那样，进行由方程(3)所示关于投射次数(Np次)的计算：

b(x，y)＝b(x，y)+(1-a)xs(u)+a×s(u+1)           ...(3)

图3表示一种现有技术与上述方程(3)有关的程序编码的举例。1n u＝INT t(x，y，p)和a＝t(x，y，p)-u，函数t(x，y，p)是用于由浮点计算背面投射所用原始数据坐标的函数。函数“INT()”是舍去小数点而整数化的函数。这种重构计算是非常耗时的，而且总是将专用的DSP板等用于这种计算。然而，随着个人计算机(以下简称“PC”机)具有速度越来越高的特点，X射线层析摄影装置已经随着PC机而得到发展，用于进行这种重构计算。

今天的PC机由CPU(中央处理器)、存储器、硬盘(HD)、IO(输入/输出设备)和外部设备，如键盘、鼠标组成。通常将软件和数据储存在硬盘中，再将它们装载到存储器中，并由CPU处理。最新的芯片工作得比存储器快。为了证明这种高速能力，通过在CPU与存储器之间引入被称为超高速缓冲存储器的高速存储器已在性能方面有所改善。常常把这种超高速缓冲存储器安装在其上装有CPU的同一片半导体芯片上。术语CPU就常就包括这种超高速缓冲存储器。然而，由于需要高速，这种超高速缓冲存储器就比主存储器更为昂贵，而它的存储能力却很小。以下将说明这种超高速缓冲存储器的工作情况。当所需的程序或数据不存在于超高速缓冲存储器中时，CPU自动将这种程序或数据从存储器安装到超高速缓冲存储器去。其间，CPU可以执行不同的任务，从而提高总效率。当超高速缓冲存储器满载时，未用的老数据依次被写入存储器中，或者简单地放弃未被重写的数据。按照这种方式，不断地以CPU所需的最新数据补充超高速缓冲存储器。

性能相对比较高的PC机可以有20GB的硬盘、1GB的存储器、400MHz(兆赫)的CPU，以及512KB(千字节)的超高速缓冲存储器。在这样的PC机中，CPU与超高速缓冲存储器之间的读写能力约为3200MB/s(兆字节/秒)，而超高速缓冲存储器与存储器之间的读写能力约为800MB/s(兆字节/秒)。在表示为4字节(byte)浮点的传输时间内，CPU与超高速缓冲存储器之间的读写时间为1.2ns/float(纳秒/浮点)，而超高速缓冲存储器与存储器之间的读写时间为5ns/float(纳秒/浮点)。于是，这样的超高速缓冲存储器约为4倍那样快。

以下根据在512×512象素的图像数据(1兆字节)中的所有象素加以浮点值(4字节)描述一个简单的超高速缓存运行实例。要把这样的图像数据存入上述512千字节的超高速缓冲存储器中是太大了些。CPU求和所有象素，同时，按512千字节/800兆字节＝640微秒(μs)将512千字节中的前一半图像数据安装到该超高速缓冲存储器中。但所述数据在该超高速缓冲存储器与CPU之间按512千字节/3200兆字节＝160微秒(μs)的快速率传送。于是，CPU对所述数据刚好要等640-160＝480微秒，并保持空载而不加给象素。继而，当CPU要求512千字节中的下一半图像数据时，超高速缓冲存储器的数据就依序由老数据替代，并在512千字节/800兆字节＝640微秒之后，该超高速缓冲存储器具有512KB中的后一半图像数据。但有如上述那样，CPU保持空载480微秒。

现有技术有如下之缺点。最新的PC机表现出诸如超高速缓冲存储器注重存储器存取的改进。但如图3所示，对于背面投射的计算而言，只有“沿x轴方向，然后沿y轴方向”的计算被执行。这就阻碍了很好地使用CPU的计算能力。如下所述，重构计算需要长时间。以下将特别描述二维重构和三维重构。

首先描述为重构一个二维断层图像计算所需数据读写的次数和时间。

前述方程(3)被用来确定为了对一次背面投射的一点计算断层重构所需的存储器存取次数。一旦读得断层重构区B中(x，y)点的b(x，y)值，则被求和并被写入。于是，存储器发生2次存取。对于筛选修正之后的射线层析摄影数据S而言，读取两个数据用于插值，因而存储器发生2次存取。这就要求使存储器总共存取4次(2+2＝4)。

继而，对于一次对一个尺寸为Nx×Ny的重构区B的背面投射而言，就需要Nx×Ny×4次的存储器存取。另外，当进行Np次背面投射时，则存储器总共需要Nx×Ny×4×Np次存取。通常，用计算所用的4字节浮点数表示数据。存储器要存取的次数是Nx×Ny×4×Np×4字节。

以下将参照性能相对比较高的PC机描述二维重构的存储器存取时间。比如，当对Nx＝512和Ny＝512的重构区B进行Np＝1800次背面投射时，存储器的存取将是Nx×Ny×4×Np×4字节＝7,549,747,200字节。将能看到，由于存储器的传送速率是800兆字节/秒，所以需要的时间是9.437秒。但由于超高速缓冲存储器与CPU之间数据传输时间块4倍，所以，CPU等待数据为9.437秒的75％，这构成一个不进行计算的空闲时间，因此是一种严重的浪费。

以下将根据与上述类似的内容描述三维重构计算所需的读写次数和所花时间。假设前述方程(3)实际上保持相同，以4个相邻点为基础进行插值。对于一个点的计算而言，一旦读得重构区中(x，y，z)点的b(x，y，z)值，则被求和并被写入。于是，存储器必须进行2次存取。对于筛选修正之后的射线层析摄影数据S而言，读取4个数据用于插值，因而原来的数据被读取4次，同时需要存储器存取4次。这就要求使存储器总共存取6次(2+4＝6)。

继而，对于一次对一个尺寸为Nx×Ny×Nz的重构区的背面投射而言，就需要Nx×Ny×Nz×6次的存储器存取。另外，当进行Np次背面投射时，则存储器总共需要Nx×Ny×Nz×6×Np次存取。通常，用计算所用的4字节浮点数表示数据。存储器要存取的次数是Nx×Ny×Nz×6×Np×4字节。

以下将参照上面说明的性能相对比较高的PC机描述三维重构的存储器存取时间。比如，当对Nx＝512、Ny＝512和Nz＝512的重构区进行Np＝512次背面投射时，存储器的存取将是Nx×Ny×Nz×6×Np×4字节＝1,649,267,441,664字节。将能看到，由于存储器的传送速率是800兆字节/秒，所以需要的时间是2061.5843秒。但由于超高速缓冲存储器与CPU之间数据传输时间快4倍，所以，CPU对待数据为2061.5843秒的75％，这构成一个不进行计算的空闲时间，因此是一种严重的浪费。

发明内容

关于上述现有技术的情况作出本发明，旨在提供一种用于快速重构计算的重构软件及其记录介质，以及重构装置。

为实现上述目的，发明人进行了精深的研究并得出如下之发现。虽然背面投射计算(投射计算的主要部分)是一种简单的求和运算，但这些计算的特征在于频繁地从同一数据区读取/写入数据，从而需要进行大量的存储器存取。根据这一特点，改变重构计算的次序，也即通过考虑超高速缓冲存储器的尺寸，使存取数据的次序改变成一种最佳的顺序。已经发现可以在被增大了的速率下，使超高速缓冲存储器中的数据被重复使用，并减少CPU和存储器之间的数据存取次数和存取时间，从而缩短被断层重构计算所浪费的时间。

根据这样的发现，本发明提供一种重构软件，用于实行背面投射计算，以便将每个扫描位置所得到的物体X射线层析摄影数据背投到重构区域。所述软件包括：对通过划分所述重构区域形成的每单元区域产生所要实行的背面投射计算的步骤，以便将每个扫描位置所得到的X射线层析摄影数据或由筛选所述X射线层析摄影数据所得的数据背投到二维或三维重构区域，所述重构区域实际上设在所关注的物体区域。通过使关于物体彼此相对布置的放射源和探测器同步地扫描该物体，或者与物体的转动同步地扫描该物体，得到所述X射线层析摄影数据；所述放射源以能够穿透物体之电磁波照射该物体，所述探测器探测透过该物体的电磁波。

按照本发明，放射源以能够穿透物体之电磁波照射该物体，并使探测器与放射源相对放置，以便探测透过该物体的电磁波。所述放射源和探测器可以同步地扫描物体，或者与物体的转动同步地扫描该物体，以便得到每个扫描位置的X射线层析摄影数据。所用的重构软件对通过划分断层重构区域所形成的每个单元区域引出所要实行的背面投射计算，以便将X射线层析摄影数据或筛选所述X射线层析摄影数据得到的数据背投到二维或三维重构区域，所述重构区域实际上设在所关注的物体区域。从而，可对每个单元区域，也就是按照对于超高速缓冲存储器的尺寸为最佳的方式一个接一个单元区域地依序实行背面投射计算(重构计算)。超高速缓冲存储器中的数据以增大了的速率被重复使用，并减少对存储器中数据的存取，以缩短总的数据传输时间和因重构计算所浪费的时间，从而高速地实行断层重构计算。

最好使每个单元区域为正方形、矩形、三角形、菱形、梯形或其它多边形，这时所述重构区域为二维的；也可以是立方体、直平行六面体、正三棱锥、圆锥或其它立体形状，这时所述重构区域为三维的。按照这种方式，可以根据超高速缓冲存储器的尺寸适当设定每个单元区域的形状。

最好使每个单元区域改变取向，使沿着背面投射的方向长。于是，对于大部分背面投射方向，以固定的速率重复使用超高速缓冲存储器中的数据，并使因重构计算所浪费的时间被减少。

最好关于全部扫描位置中间与多个位置对应的X射线层析摄影数据依序对每个单元区域实行背面投射计算。按照这种方式，将与每单元区域的多个X射线层析摄影数据对应的部分背投到重构区域中的单元区域。这就使得超高速缓冲存储器中的数据能够按更加增大的速率被重复使用，而且能够进一步减少因重构计算浪费的时间。

最好使重构区域的中心部分与周边部分之间各单元区域的尺寸不同。由于大大提高了重构区域中各单元区域的各个位置所占据的必需的超高速缓冲存储器尺寸，所以，这将能抑制因背面投射计算所花时间的变化。于是，可使重构时间缩短，完全与各单元区域的各个位置无关。

最好先将所述数据依序被背投到一个单元区域，然后再背投到一个相邻的单元区域。这就使得超高速缓冲存储器中的数据以更为提高的速率被重复使用，并缩短因重构计算浪费的时间。

最好将所述数据背投到所述单元区域中的多个背面投射点，先到一个背面投射点，然后再到相邻的背面投射点。于是，可按适当的顺序实行断层重构计算，以确保重复使用超高速缓冲存储器中数据的速率，并缩短因断层重构计算浪费的时间。

最好在筛选过程之后将X射线层析摄影数据背投到各单元区域，而无需插值。于是，不必读取插值所需的数据，从而缩短因断层重构计算浪费的时间。

最好将所述重构区域被划分成扩展重构区域，在回转中心处它的象素密度高于探测器的象素密度。这种扩展重构区域相应地增大了每个单元区域中背面投射点的数目。不过，不会增加所使用的X射线层析摄影数据或者相应于每个单元区域的部分X射线层析摄影数据，而保持原样。还是这些数据被用于背面投射到已经增加了的背面投射点。于是，保持更高的超高速缓存效率，以实行快速重构计算。

按照本发明的另一方面，提供一种X射线层析摄影装置，用以使用重构软件实行背面投射计算产生所关注区域的二维或三维重构图像，其中所述重构软件包括：对通过划分所述重构区域形成的每单元区域产生所要实行的背面投射计算的步骤，以便将每个扫描位置所得到的X射线层析摄影数据或由筛选所述X射线层析摄影数据所得的数据背投到二维或三维重构区域，所述重构区域实际上设在所关注的物体区域。通过使关于物体彼此相对布置的放射源和探测器同步地扫描该物体，或者与物体的转动同步地扫描该物体，得到所述X射线层析摄影数据；所述放射源以能够穿透物体之电磁波照射该物体，所述探测器探测透过该物体的电磁波。

按照本发明，通过使用上述重构软件实行背面投射计算，以便重构所关注区域的二维或三维图像。于是，可以对每个单元区域实行背面投射计算(重构计算)，也就是按对于超高速缓冲存储器为最佳尺寸的方法依序从一个到另一个单元区域。按被提高了的速率重复使用所述超高速缓冲存储器中的数据，并减少对存储器中数据的存取，以缩短总的数据传输时间和因断层重构计算浪费的时间，从而以高速实行断层重构计算。

按照本发明的再一方面，提供一种记录重构软件的并可为计算机读取的存储介质，其中所述重构软件包括：对通过划分所述重构区域形成的每单元区域产生所要实行的背面投射计算的步骤，以便将每个扫描位置所得到的X射线层析摄影数据或由筛选所述X射线层析摄影数据所得的数据背投到二维或三维重构区域，所述重构区域实际上设在所关注的物体区域。通过使关于物体彼此相对布置的放射源和探测器同步地扫描该物体，或者与物体的转动同步地扫描该物体，得到所述X射线层析摄影数据；所述放射源以能够穿透物体之电磁波照射该物体，所述探测器探测透过该物体的电磁波。

按照本发明，可以将所述重构软件从记录介质安装到计算机的运算处理单元，该处理单元可以高速地进行重构计算。从而，可以随着自由度得到提高而提供具有高速特点的重构软件。

附图说明

为了说明本发明，各附图表示了几种当前首选的形式，但应理解，本发明并不限于所示的这种精确的安排和手段。

图1是说明背面投射到重构区域的示意图；

图2是说明对X探测器测得的数据插值的解释性示意图；

图3是表示普通重构软件主要部分的程序编码；

图4是说明现有技术中将X射线层析摄影数据背面投射到二维重构区域的示意图；

图5是本发明第一实施例X射线层析摄影装置的方框图；

图6A是X射线层析摄影装置的图像拾取台一个举例的示意图；

图6B是表示图6A所示图像拾取台的外部设备示意透视图；

图7A和7B是说明用第一实施例中的重构软件将X射线层析摄影数据背面投射到二维重构区域的示意图；

图8A是二维重构区域的示意图；

图8B是表示第一实施例中重构软件的主要部分的程序编码；

图9A和9B说明第二实施例中用重构软件将X射线层析摄影数据背面投射到二维重构区域的示意图；

图10是说明第二实施例可以随背面投射方向变化的矩形方框的示意图；

图11是表示第二实施例中重构软件主要部分的程序编码；

图12是说明第三实施例中用重构软件将X射线层析摄影数据背面投射到二维重构区域的示意图；

图13是说明被划分成不同尺寸之中心方框和周边方框的二维重构区域示意图；

图14是说明对扩展重构区域背面投射的示意图。

具体实施方式

以下将参照附图详细描述本发明的各优选实施例。

<第一实施例>

图5是第一实施例X射线层析摄影装置的方框图，这是本发明X射线层析摄影装置的一种举例。这种X射线层析摄影装置包括：输入单元10，用以输入各种信息和指令；装置控制器20，用以控制整个装置，比如根据输入的信息和指令控制它的X射线层析摄影动作；驱动器30，用以在装置控制器20的控制下操纵图像拾取台40；图像拾取台40，用以得到关注的物体M区域的图像；图像控制器50，用以控制由图像拾取台40得到的图像信息；计算机形式的图像处理器60，用以实行预定图像的处理，如图像重构，以便由图像控制器50提供的图像信息产生并存储物体M的关注区域的断层图像；以及图像显示器70，用以显示经图像处理器60处理过的图像信息。所述图像拾取台40包括X射线管41，它以X射线照射物体M，还包括X射线探测器42，用以探测穿过物体M的X射线。由高压发生器43给所述X射线管41提供所需的电源电压，比如管电流或管电压。由于设有准直器或狭缝，X射线管41以呈扇形射束或锥形射束的X射线照射物体M。

装置控制器20控制整个X射线层析摄影装置，它由譬如专用设备、专用工作台或个人计算机控制软件的存储装置形成。输入单元10(如键盘、鼠标或按钮)与所述装置控制器20相连，它可由用户的操作而工作，并显示各种X射线数据。例如，控制X射线管41和高压发生器43，以产生X射线，并在X射线穿过物体M的同时，由X射线探测器42转换成电信号。之后，图像控制器50实行A/D(模-数)转换，将电信号转换成所得到的X射线发送数据。图像处理器60关于X射线发送数据实行预定图像的处理，然后再将所述数据显示于专用的图像显示器70(如CRT或液晶显示器)上。在X射线层析摄影的时候，物体M受到扫描，同时机械地移动X射线管41和X射线探测器42或者物体M，以得到许多所要的X射线传输数据。正是图像拾取台40，它确定二维CT(计算机X射线断层造影)或三维CT所用X射线层析摄影装置的外部设备的特点。图像拾取台40的机械结构可随重构方法而变。按照这种重构方法的重构计算通常是作为图像处理器60的部分功能而被实现的，所述图像处理器60由专用硬件，如DSP(数字信号处理器)形成的。也可由采用本发明的PC机完成这种计算。

以下将叙述医用X射线CT装置，作为实现图像拾取台40的X射线层析摄影装置。医用X射线CT装置基本上具有上述X射线层析摄影装置的结构。特别是有如图6所示那样构成图像拾取台40。图6A是X射线层析摄影装置的图像拾取台一种举例的示意图。图6B是表示图6A所示图像拾取台的外部设备示意透视图。

布置在台架44中的X射线管41和X射线探测器42彼此相对，可以一起围绕被置于顶部操纵台45上的患者M的身体轴线(垂直于图6A的平面)转动。X射线管41对应于本发明的辐射源。X射线探测器42对应于本发明的探测器。

在用这个装置进行X射线层析摄影时，输入单元10工作，以便在拾取所关注的患者M区域的图像之前确定观察的次数，这表示在X射线管41和X射线探测器42转动的同时应该进行多少次X射线层析摄影。假设给出的次数为1800，则实行X射线层析摄影，以便按整个360°旋转中的0.2°(＝360°/1800)间隔将各扫描位置(即投射位置)处所得到的传输数据累计在图像处理器60中。

在由这个装置重构时，与图像处理器60中1800次累计对应的X射线层析摄影数据经过各种修正处理，然后再经过筛选过程。图像处理器60用筛选过的数据作为背面投射数据S实行重构过程。这就是通过将所述背面投射数据S投射到二维重构区域B而得到断层图像，所述二维重构区域B设在与患者M身体轴线横断相交的断层上所关注的区域。按0.2°间隔进行这种背面投射，这一间隔等于收集数据时的投射角。实行1800次这种背面投射，完成重构图像。图7A表示上述例子中1800次投射之一中投射与背面投射之间的关系。连接X射线管41的X射线焦点f与X射线探测器42的每个X射线探测元42a的直线表示从X射线焦点f发射的X射线路线，它穿过重构区域B中的患者M，并作为在X射线探测器42的X射线探测元42a中心处的X射线投射数据受到检测。每个箭号表示投射的方向。与每个箭号所表示的方向相反的方向是背面投射的方向。背面投射沿着从每个X射线探测元42a的中心到X射线焦点f的方向为有效。在下面的叙述中，沿着这些直线投射的背面投射数据S将被称为背面投射数据s0、s1、s2、s3等，与各X射线探测元42a对应。

图8A表示一个举例，其中把权利要求1和2的发明应用于一个512(沿X轴方向)×512(沿Y轴方向)的二维重构区域B。图中的圆圈所表示的各背面投射点总共被分成多个2×2的方块BK。对每个方块BK实行背面投射计算。具体地说，如图7A所示，一个方块BK包括二维重构区域B中的背面投射点b(x，y)、b(x+1，y)、b(x，y+1)和b(x+1，y+1)。在对这个方块BK实行背面投射计算之后，移到与此方块BK邻近的下一个方块BK(如图7B中所示的方块，包括二维重构区域B中的背面投射点b(x+2，y)、b(x+3，y)、b(x+2，y+1)和b(x+3，y+1))，再对这个方块BK实行背面投射计算。然后再移到下一个方块BK，并对该方块实行背面投射计算。重复这种移动过程。

与权利要求1对应的重构软件可由图8B所示的程序编码表示。以下将用计算表示式描述对每个方块BK实行背面投射计算的操作。如图7A所示那样，对包含二维重构区域B中的背面投射点b(x，y)、b(x+1，y)、b(x，y+1)和b(x+1，y+1)的方块BK实行背面投射计算。按以下次序依序对方块BK中的背面投射点(4个点)实行背面投射计算。

b(x，y)＝b(x，y)+(1-a00)*s0+a00*s1         …(4)

b(x+1，y)＝b(x+1，y)+(1-a10)*s1+a10*s2     …(5)

b(x，y+1)＝b(x，y+1)+(1-a00)*s0+a00*s1     …(6)

b(x+1，y+1)＝b(x+1，y+1)+(1-a10)*s1+a10*s2 …(7)

在将存储器中的每个数据从存储器读到超高速缓冲存储器之后，CPU首先计算方程(4)。于是，从超高速缓冲存储器读取第二方程(5)中的数据s1，它也是第一方程(4)中的数据。从超高速缓冲存储器读取的上述方程(4)-(7)中的数据是方程(5)中的数据s1、方程(6)中的数据s0和s1，以及方程(7)中的数据s1和s2。于是，从超高速缓冲存储器读到每个方块5个数据，从而实现快速计算的运算。实际上，方程(4)左边的数据b(x，y)、方程(5)左边的数据b(x+1，y)、方程(6)左边的数据b(x，y+1)和方程(7)左边的数据b(x+1，y+1)都被超高速缓存。这些数据不会再次被读取，但最终必须作为计算结果被写入到存储器中。通过假设这些数据不会被超高速缓存估算数据存取时间。

被背面投射到图7A中方块BK所需的数据s0至s2以实线表示，而并不需要的数据s3和s4由两点锁线表示。被背面投射到图7B中方块BK所需的数据s2至s4以实线表示，而并不需要的数据s0和s1由两点锁线表示。重要的在于，通过根据图7A和7B所示那样关于一个方块接一个方块地实行重构，可以减少计算所需背面投射数据的数目。

在数据存取过程中，4次读取数据b，并被写入4次。数据s被读取8次，其中同一数据从超高速缓冲存储器被读取5次。于是，本例中由PC机的CPU数据存取时间由下式确定：

数据存取时间＝5纳秒/浮点×8次+5纳秒/浮点×(8次-5次)

                           +1.25纳秒/浮点×5次＝61.25纳秒

现有技术中，如图4所示，先在重构区域B中沿x轴方向对一行(如背面投射点b(x，y)到b(x+511，y))实行背面投射计算。然后，沿y轴方向移动一行，对沿x轴方向的下一行(如背面投射点b(x，y+1)到b(x+511，y+1))实行背面投射计算。按照这种方式，依序对每一行进行背面投射计算。对4个背面投射点的背面投射计算如下：

b(x，y)＝b(x，y)+(1-a00)*s0+a00*s1        …(8)

b(x+1，y)＝b(x+1，y)+(1-a10)*s1+a10*s2    …(9)

b(x+2，y)＝b(x+2，y)+(1-a20)*s2+a20*s3    …(10)

b(x+3，y)＝b(x+3，y)+(1-a30)*s3+a30*s4    …(11)

方程(9)中的数据s1、方程(10)中的数据s2，以及方程(11)中的数据s3都要到超高速缓冲存储器中。实际上，方程(8)左边的数据b(x，y)、方程(9)左边的数据b(x+1，y)、方程(10)左边的数据b(x+2，y)和方程(11)左边的数据b(x+3，y)都被超高速缓存。这些数据不会再次被读取，但必须作为计算结果被写入到存储器中。通过假设这些数据不会被超高速缓存估算数据存取时间。

在数据存取过程中，4次读取数据b，并被写入4次。数据s被读取8次，其中同一数据从超高速缓冲存储器被读取3次。于是，数据存取时间由下式确定：

数据存取时间＝5纳秒/浮点×8次+5纳秒/浮点×(8次-3次)

                           +1.25纳秒/浮点×3次＝68.75纳秒

从关于上面第一实施例和现有技术的数据存取时间估算结果可以理解，第一实施例实现其存取是现有技术存取的68.75/61.25＝1.12倍那样快。

一般地说，按照现有技术中的计算顺序，对于n×n点重构时间的总存取时间是：Told＝5×(2×n×n)+5×(n×n+1)+1.25×(2×n×n-(n×n+1))。另一方面，根据第一实施例中各个方块，对于n×n点的重构时间的总存取时间是：T1＝5×(2×n×n)+5×(n+1)+1.25×(2×n×n-(n+1))。在n＝2至256范围内，这个比率是1.12到1.30，表现出增速的效果。各方块BK因为是方形的，不容易受背面投射方向的影响。这就是说，当从每个扫描位置看各个方块BK时，它们的形状都明显是不变的。这就给出一个特征，即计算中所用数据的数目，如s0到s2基本上为固定的，因而，计算时间就是固定的。

在上述第一实施例中，在每个扫描位置所得到的X射线层析摄影数据都受到筛选，然后再背投到实际上被设在所关注之患者区域的二维重构区域B内。使用重构软件使得图像处理器60对每个方块BK实行重构计算，所述每个方块用作单元区域，这是通过划分所述重构区域B而形成的。按照对于超高速缓冲存储器的尺寸为最佳的方式一个接一个方块BK地依序实行背面投射计算(重构计算)。超高速缓冲存储器中的数据以增大了的速率被重复使用，并减少对存储器中数据的存取，以缩短总的数据传输时间和因重构计算所浪费的时间。

如权利要求6所述，将所述数据依序投射到一个方块BK，然后再投射到一个相邻的方块BK。于是，超高速缓冲存储器中的数据以更加增大的速率被重复使用，以缩短总因断层重构计算所浪费的时间。

如权利要求7所述，将所述数据背投到每个方块BK中的多个背面投射点。按照这种方式，可以按最佳的顺序实行重构计算。超高速缓冲存储器中的数据被重复使用的高速率可靠地缩短了因重构计算所浪费的时间。

第一实施例的X射线层析摄影装置通过使用上述重构软件实行背面投射计算，产生所关注区域的二维重构图像。于是，可以对每个用作单元区域的方块BK实行背面投射计算(重构计算)，这就是按照对于超高速缓冲存储器的尺寸为最佳的方式一个接一个对每一个方块BK依序实行背面投射计算。超高速缓冲存储器中的数据被以增大的速率重复使用，并减少对存储器中数据的存取，以缩短总的数据传输时间和因重构计算所浪费的时间。因而，第一实施例的X射线层析摄影装置可以高速实行重构计算。

<第二实施例>

以下将描述与权利要求3有关的本发明第二实施例的X射线CT装置。除了图像处理器60中存储的重构软件之外，本发明第二实施例的X射线CT装置与前述第一实施例的装置相同。下面将详细叙述第二实施例中用的重构软件。

采用前述第一实施例中的重构软件，将重构区域B划分成多个正方形方块BK。而采用第二实施例中的重构软件，这些方块BK呈矩形，并沿背面投射的方向被拉长。

这种图像处理器60将二维重构区域B划分成多个矩形的方块BK，每个矩形方块包含2×4个背面投射点，在图9A和9B中由各圆圈表示。图像处理器60只对每个矩形方块BK实行一次背面投射计算。也就是说，有如图9A所示那样，二维重构区域B中的一个方块BK包含背面投射点b(x，y)、b(x+1，y)、b(x，y+1)、b(x+1，y+1)、b(x，y+2)、b(x+1，y+2)、b(x，y+3)和b(x+1，y+3)。在对这个方块BK实行一次背面投射计算之后，就转移到与此方块BK相邻的下一个方块BK(如图9B中所示二维重构区域B中的方块，它包含背面投射点b(x+2，y)、b(x+3，y)、b(x+2，y+1)、b(x+3，y+1)、b(x+2，y+2)、b(x+3，y+2)、b(x+2，y+3)和b(x+3，y+3))，并在这一个方块BK中进行一次背面投射计算。再转移到下一个方块BK，并对其进行背面投射计算。

图9A中用于背面投射到方块BK所需的数据s0到s2以实线示出，不需要的数据s3和s4以两点锁线示出。图9B中用于背面投射到方块BK所需的数据s2到s4以实线示出，不需要的数据s0和s1以两点锁线示出。重要的在于，通过根据图9A和9B所示那样关于一个方块接一个方块地实行重构，可以减少计算所需背面投射数据的数目。

前述第一实施例已以4个背面投射点与现有技术相比较。其中每个方块BK包含8个背面投射点的第二实施例将与现有技术及第一实施例相比较。

现有技术中，8次读取数据b，并被写入8次，而数据s被读取16次，其中同一数据从超高速缓冲存储器被读取7次。于是，所述数据存取时间由下式确定：

数据存取时间＝5纳秒/浮点×16次+5纳秒/浮点×(16次-7次)

                            +1.25纳秒/浮点×7次＝133.75纳秒

另一方面，在这个第二实施例中，8次读取数据b，并被写入8次。数据s被读取16次，其中同一数据从超高速缓冲存储器被读取13次。于是，所述数据存取时间由下式确定：

数据存取时间＝5纳秒/浮点×16次+5纳秒/浮点×(16次-13次)

                            +1.25纳秒/浮点×13次＝111.25纳秒

从上述第二实施例和现有技术中数据存取时间的临时估算结果可以理解，第二实施例实现其存取是现有技术存取的133.75/111.25＝1.2倍那样块。

另外，在第一实施例中的每个方块BK包含4个背面投射点，数据存取时间是61.25纳秒。每个点的数据存取时间是61.25纳秒/4＝15.31纳秒。而在第二实施例中，每个点的数据存取时间是111.25纳秒/8＝13.91纳秒。也就是为第一实施例中的15.31/13.91＝1.1倍那样的存取。于是，第二实施例在速度方面胜过第一实施例。

如果相对于二维重构区域B始终沿着一个方向排列，第二实施例中的矩形方块就会受到背面投射方向的影响。这就是说，在从每个扫描位置看这种方块BK时，它的形状将会明显的改变。图9A中，只以数据s0至s2对方块BK沿y方向进行背面投射。在沿x方向进行背面投射时，由于方块BK沿y方向比沿背面投射的方向(x方向)长，所以需要比数据s0至s2多的数据s0至s4。这将需要对存储器进行比图9A所示情况更多的数据存取。于是，如图10所示那样，会使方块BK沿背面投射方向的取向变长。第二实施例在这一方面也与第一实施例不同，这对应于权利要求3的特征。

在图10所示的区域C中，也即扫描位置p在Np×7/8到Np×1/8的范围内和Np×3/8到Np×5/8的范围内，对于“0”处的扫描位置p而言，方块BK沿背面投射方向较长。在图10所示的区域D中，也即扫描位置p在Np×1/8到Np×3/8的范围内和Np×5/8到Np×7/8的范围内，对于“Np×2/8”处的扫描位置p而言，方块BK沿背面投射方向较长。

如图11所示，第二实施例中的重构软件被安排成使方块BK的取向沿背面投射方向变长。特别是，将二维重构区域B划分成多个包含2×4个背面投射点的矩形方块BK，并对每个方块BK实行背面投射计算。

在上述第二实施例中，将二维重构区域B划分成多个沿背面投射方向伸长的矩形方块BK。于是，与现有技术及前述第一实施例相比，可以更加缩短数据存取时间，以使过程加速。另外，由于对这些沿投射方向取向变长的方块BK实行背面投射计算，各方块不容易受背面投射方向的影响。这就是说，当从每个扫描位置看各个方块BK时，它们的形状无明显变化。这就给出一个特点，使计算中所用的数据，比如s0至s2实际上是固定的，同时就使因重构计算浪费的时间得以被减少。这就是说，对于每个背面投射方向来说，以固定的速率重复使用超高速缓冲存储器中的数据，减少了因重构计算浪费的时间。

<第三实施例>

以下将描述与权利要求4有关的本发明第三实施例X射线CT装置。除了图像处理器60中存储的重构软件之外，本发明第三实施例的X射线CT装置与前述第一实施例的装置相同。下面将详细叙述第三实施例中用的重构软件。

采用前述第一实施例中的重构软件，关于一个扫描位置一个接一个地对方块BK实行重构计算，然后再转移到关于下一个扫描位置进行背面投射。采用第三实施例中的重构软件，关于多个扫描位置(如像大多数基本示例那样的两个扫描位置)对一个方块BK实行背面投射计算，再关于同样数目的扫描位置对下一个方块BK实行背面投射计算。在这一方面，第三实施例与第一实施例不同。

特别如图12所示，有如第一实施例中那样，对同一个方块BK实行对应于两个扫描位置的两种背面投射操作，然后再对下一个相邻的方块BK实行对应于同样两个扫描位置的两种背面投射操作。对其余各方块BK类似地实行两种背面投射操作。两种背面投射操作包括与一个一定的扫描位置对应的“第一背面投射”和与不同的扫描位置(如与所述第一个一定扫描位置相邻的下一个扫描位置)对应的“第二背面投射”。图12中的参考标号s00-s04代表用于实行对与一个一定扫描位置对应的背面投射的数据，也即对于第一背面投射的数据。参考标号s10-s14代表用于实行对与所述第一个一定扫描位置相邻的下一个扫描位置对应的背面投射的数据，也即对于第二背面投射的数据。

有如从图12所看到的，对于图12所示之方块BK的背面投射计算需要用于第一背面投射的数据s00-s02(如图12中的实线所示)，和用于第二背面投射的数据s10-s12(如图12中的虚线所示)。两点锁线所示的数据s03、s04、s13和s14对于图12所示之方块BK并非必须的。由X射线探测元42a测得的数据s00-s02经历插值过程，并背投到这个方块BK(第一背面投射中)。由X射线探测元42a测得的数据s10-s12经历插值过程，并背投到同一方块BK(第二背面投射中)。

按下示方程(12)-(19)的顺序实行按照第三实施例中的重构软件的重构计算。对于第一背面投射的计算是基于方程(12)-(15)的。对于第二背面投射的计算是基于方程(16)-(19)的。

b(x，y)＝b(x，y)+(1-a00)*s00+a00*s01        …(12)

b(x+1，y)＝b(x+1，y)+(1-a10)*s01+a10*s02    …(13)

b(x，y+1)＝b(x，y+1)+(1-a00)*s00+a00*s01        …(14)

b(x+1，y+1)＝b(x+1，y+1)+(1-a10)*s01+a10*s02    …(15)

b(x，y)＝b(x，y)+(1-a00)*s10+a00*s11            …(16)

b(x+1，y)＝b(x+1，y)+(1-a10)*s11+a10*s12        …(17)

b(x，y+1)＝b(x，y+1)+(1-a00)*s10+a00*s11        …(18)

b(x+1，y+1)＝b(x+1，y+1)+(1-a10)*s11+a10*s12    …(19)

从超高速缓冲存储器读取方程(13)中的数据s01、方程(14)中的数据s00和s01、方程(15)中的数据s01和s02、方程(17)中的数据s11、方程(18)中的数据s10和s11以及方程(19)中的数据s11和s12。在第一和第二实施例中，部分数据b不被超高速缓存。在第三实施例中，连续地需要数据b，并将某些数据b写入超高速缓冲存储器中以及从其中读取之。方程(12)左边的数据b(x，y)、方程(13)左边的数据b(x+1，y)、方程(14)左边的数据b(x，y+1)、方程(15)左边的数据b(x+1，y+1)、方程(16)右边的数据b(x，y)、方程(17)右边的数据b(x+1，y)、方程(18)右边的数据b(x，y+1)和方程(19)右边的数据b(x+1，y+1)都在超高速缓冲存储器快速存取。

方程(16)左边的数据b(x，y)、方程(17)左边的数据b(x+1，y)、方程(18)左边的数据b(x，y+1)和方程(19)左边的数据b(x+1，y+1)也都被超高速缓存。这些数据最终必须作为计算结果被写入到存储器中，并因此而假设这些数据不被超高速缓存。

在第三实施例的数据存取中，8次读取数据b，其中同一数据从超高速缓冲存储器被读取4次。数据b被写入8次，其中从超高速缓冲存储器读取的同一数据被写入4次。数据s被读取16次，其中同一数据从超高速缓冲存储器被读取10次。于是，所述数据存取时间由下式确定：

数据存取时间＝5纳秒/浮点×(4次+4次)+1.25纳秒/浮点×(4次+4次)

              +5纳秒/浮点×(16次-10次)+1.25纳秒/浮点×10次

            ＝92.5纳秒

将上述转换成每点的时间是：数据存取时间＝92.5纳秒/4＝23.125纳秒。

将现有技术中对4点的两种背面投射所取的时间转换成每点的时间是：数据存取时间＝2×68.75纳秒/4＝34.375纳秒。

从上述第三实施例和现有技术中的数据存取时间的临时估算结果将能理解，第三实施例实现其存取就像现有技术存取的34.375/23.125＝1.5倍那样快。

另外，第一实施例中对于每个(有4个背面投射点的)方块BK的数据存取时间是61.25纳秒。两种背面投射的数据存取时间是：61.25纳秒×2＝122.5纳秒。第三实施例实现其存取就像第一实施例存取的122.5/92.5＝1.32倍那样快。于是，第三实施例给出优于第一实施例的高速特点。

在上述第三实施例中，先关于多个扫描位置对一个方块BK实行背面投射计算，再对下一个方块BK实行同样的背面投射计算。与现有技术和第一实施例相比，以更加提高的速率重复使用超高速缓冲存储器中的数据，以缩短因重构计算所浪费的时间，实现高速操作。

最好按扫描位置的顺序依序实现背面投射。不过，比如对同样角度的每个其它扫描位置依序实行背面投射，也能达到同样的优点。对180°或大约180°的相对位置依序实行背面投射也能达到同样的效果。

本发明并不限于上述各实施例，可有如下之改型：

(1)在前述每种实施例中，各方块BK被成形为正方形或矩形。如权利要求2所示，各方块可有其它多边形的形状，如三角形、菱形和梯形。

(2)在前述各实施例中，重构区域B被划分成均具相同形状之多个方块BK。如权利要求5所示，重构区域B的中心部分与周边部分之间的所述各方块BK大小可以各不相同。其中比如，将重构区域B划分成多个同样尺寸的方块BK，远离X射线的聚焦位置，在数目上(粗略地)减少每个方块BK为背面投射所需的X射线层析摄影数据(原始投射数据)。于是，由于所需的超高速缓冲存储器的大小发生变化，背面投射计算所用时间可随所述方块BK的位置改变。如图13所示，可将一个扇束的二维重构区域B划分成不同大小的方块Bka-BKc，用于背面投射，这些方块从周边的朝向中心的变化，如方块Bka的尺寸为1×1，方块Bkb的尺寸为2×2，包含回转中心之Bkc的尺寸为4×4。考虑回转中心与重构区域B的中心一致，该方块的尺寸可与离回转中心的距离平方成反比，或者与所述距离成反比。当图13表示不同大小的方块时，各方块的形状和尺寸都可能是不同的。这将抑制因需要改变超高速缓冲存储器的大小所致背面投射计算用时的变化，所述缓冲存储器大小的变化是因重构区域B中各方块之位置所发生的。于是，可使重构时间基本固定地被缩短，而与各方块的位置无关。

(3)前述每个实施例采用“等倍重构”，其中重构点的间距等于回转中心处探测器象素的间距(＝1/象素密度)，对应于按几何倍率(＝从X射线管41焦点到X射线探测器42的距离/从X射线管41焦点到回转中心的距离)分成的X射线探测器42的各X射线探测元42a的间距。与上述相反，可以采用“扩展重构”，其中通过断层重构区域B内的点数乘以m×m，使具有n×n个背面投射点的重构区域B成为具有(m×n)×(m×n)个背面投射点的扩展断层重构区域BB。图14是表示具有2n×2n个背面投射点的扩展重构区域BB的举例示意图，这是由具有n×n个背面投射点的重构区域B乘以2×2形成的。如图14所示，阴影线的圆圈表示原来的背面投射点，即上述重构区域B中的n×n个背面投射点。虚线圆圈表示附加的背面投射点，以形成扩展重构区域BB。两点锁线中围成的区域是一个单元方块BK。虽然单元方块BK中的背面投射点数从4点增加到16点，但投射数据s保持一样，只有数据s0-s2被用于背面投射。于是，保持较高的超高速缓存效率，实现高速重构计算。这指明了权利要求9的正确性。

(4)前述每个实施例中，在筛选过程之后，使X射线层析摄影数据被插值，用以实现背投到重构区域B中的各方块BK的背面投射计算。如权利要求8所示，可以实行将筛选过程之后的X射线层析摄影数据背投到各方块BK而没有插值的背面投射计算。在这种情况下，无需读取插值数据，而可以省略插值计算，实现高速处理。另外，可将重构区域划分成多个增大尺寸的方块，对应于所读取数据量的减少，实现高速重构计算。

(5)在前述各实施例中，图像拾取台40包括X射线管41，用于以扇形X射线束照射物体或患者M，还包括一维X射线探测器42。图像拾取台40可以包括用于以扇形X射线束照射物体或患者M的X射线管41，还包括变化了的二维区域探测器，如可与X射线管41同步转动的图像增强器或平板形X射线探测器。重构软件可以适用于将在每个扫描位置得到的X射线层析摄影数据(二维X射线传输数据)背投到三维重构区域，该区域实际上设在被X射线层析摄影物体M的所关注区域。可将所述三维重构区域划分成多个单元区域(三维方块)，并对每个单元区域实行背面投射计算，实现快速三维图像重构。理由与二维图像重构有关的每个实施例都是相同的。所述各三维方块可有立方体、直平行六面体、三角锥体、圆锥体或其它立体形状。按照这种方式，可以高速实行背面投射计算(三维重构计算)，用以将数据背投到三维重构区域。

(6)在前述每个实施例中，读取、计算并写入一个方块BK的一个背面投射数据，然后再同样地读取、计算并写入同一方块BK的下一个背面投射数据。代之以在一个方块接一个方块的基础上，可以全部读取每个方块的所有背面投射数据(读取步骤)，然后可以全部计算这些数据(计算步骤)，之后再全部写入这些被计算的数据(写入步骤)。这一过程给出与前述各实施例同样的效果。

(7)可将前述各实施例中的重构软件和X射线层析摄影装置应用于医用CT装置，用于处理人体患者M，或者将X射线层析摄影装置用于使X射线管和X射线探测器同步地扫描物体M(即沿直线平行移动)，以将物体M的给定点恒定地投射到X射线探测器上的预定点。还可将所述重构软件和X射线层析摄影装置应用于无损探伤设备，用以检查印刷电路及各种其它电子器件。

(8)在前述各实施例中，X射线管以X射线辐照物体M。本发明并不限于使用X射线。为得到同样的效果，还可以使用穿透物体M的电磁波，如γ-射线、光和电子束。因此，本发明的X射线层析摄影装置就不仅限于X射线的层析摄影，而还可应用于使用除X射线以外的多种电磁波进行射线层析摄影的多种射线层析摄影设备，以检查物体M。

(9)在前述各实施例中，使通过筛选每个扫描位置所得之X射线层析摄影数据过程得到的数据经历背面投射计算，用以背投到断层重构区域。还可将本发明应用于背面投射计算，用以把在每个扫描位置得到的X射线层析摄影数据背投到重构区域，而无需筛选所述数据。

(10)在前述各实施例中，由X射线层析摄影数据遍及围绕物体的主体轴线的整个360°重构图像。一般地说，本发明被应用于背面投射，包括以X射线层析摄影数据为基础的小于360°的重构。

(11)可将有如权利要求1-18任一项所述的重构软件记录在能够由计算机读取的记录介质上(各种记录介质，如磁盘和磁光盘)。通过把所述软件从这样的记录介质安装到计算机的运算处理单元，所述处理单元就能够高速进行重构计算。因而，就可给具有高速特点之重构软件以提高了的自由度。

可以按其它多种特定的形式具体实施本发明，而不致偏离本发明的精髓和特有的特点，相应地，除前述说明外，应参照所附各权利要求指明本发明的范围。

Claims (18)

1.一种重构方法，用于实行背面投射计算，以将在每个扫描位置得到的物体X射线层析摄影数据背投到重构区域，所述方法包括如下步骤：

对通过划分所述重构区域形成的每个单元区域进行所要实行的背面投射计算，用以将在每个扫描位置得到的所述X射线层析摄影数据，或通过筛选所述X射线层析摄影数据产生的数据背投到二维或三维重构区域，所述重构区域实际上设在所关注的物体区域；通过使关于物体彼此相对布置的放射源和探测器同步地扫描该物体，或者与物体的转动同步地扫描该物体，得到所述X射线层析摄影数据；所述放射源以能够穿透所述物体之电磁波照射所述物体，所述探测器探测透过所述物体的电磁波；并且

对每个单元区域进行所要实行的背面投射计算，所述区域包含在重构图像上横向和竖向邻接并且通过根据CPU的超高速缓存存储器的尺寸划分所述重构区域形成的多个象素。

2.如权利要求1所述的重构方法，其特征在于，所述每个单元区域具有正方形、矩形、三角形、菱形、梯形或其它多边形，这时所述重构区域是二维的；也可具有立方体、直平行六面体、三角锥体、圆锥体或其它立体形状或其它立体形状，这时所述重构区域是三维的。

3.如权利要求1所述的重构方法，其特征在于，所述每个单元区域的取向变化成为沿背面投射的方向被拉长。

4.如权利要求1所述的重构方法，其特征在于，关于与所有扫描位置中间的多个扫描位置，依序对每个单元区域实行背面投射计算。

5.如权利要求1所述的重构方法，其特征在于，在所述重构区域的中心部分与周边部分之间所述各单元区域的尺寸不同。

6.如权利要求1所述的重构方法，其特征在于，先将所述数据依序背投到一个单元区域，然后再投射到一个相邻的单元区域。

7.如权利要求1所述的重构方法，其特征在于，将所述数据背投到所述单元区域中的多个背面投射点，先投射到一个背面投射点，然后再投射到一个相邻的背面投射点。

8.如权利要求1所述的重构方法，其特征在于，将筛选过程之后的所述X射线层析摄影数据背投到所述各单元区域，而没有插值。

9.如权利要求1所述的重构方法，其特征在于，所述重构区域是扩展重构区域，它被划分成在回转中心处的象素密度高于探测器的象素密度。

10.如权利要求2所述的重构方法，其特征在于，在所述重构区域的中心部分与周边部分之间所述各单元区域的尺寸不同。

11.如权利要求2所述的重构方法，其特征在于，先将所述数据依序背投到一个单元区域，然后再投射到一个相邻的单元区域。

12.如权利要求2所述的重构方法，其特征在于，将所述数据背投到所述单元区域中的多个背面投射点，先投射到一个背面投射点，然后再投射到一个相邻的背面投射点。

13.如权利要求3所述的重构方法，其特征在于，在所述重构区域的中心部分与周边部分之间所述各单元区域的尺寸不同。

14.如权利要求3所述的重构方法，其特征在于，先将所述数据依序背投到一个单元区域，然后再投射到一个相邻的单元区域。

15.如权利要求3所述的重构方法，其特征在于，将所述数据背投到所述单元区域中的多个背面投射点，先投射到一个背面投射点，然后再投射到一个相邻的背面投射点。

16.如权利要求4所述的重构方法，其特征在于，在所述重构区域的中心部分与周边部分之间所述各单元区域的尺寸不同。

17.如权利要求4所述的重构方法，其特征在于，先将所述数据依序背投到一个单元区域，然后再投射到一个相邻的单元区域。

18.一种X射线层析摄影装置，用以通过使用重构软件进行背面投射计算产生所关注区域的二维或三维重构图像，其特征在于：

所述重构软件包括：对通过划分所述重构区域形成的每单元区域进行所要实行的背面投射计算的步骤，以便将每个扫描位置所得到的所述X射线层析摄影数据或由筛选所述X射线层析摄影数据所得的数据背投到二维或三维重构区，所述重构区域实际上设在所关注的物体区域；通过使关于物体彼此相对布置的放射源和探测器同步地扫描该物体，或者与物体的转动同步地扫描该物体，得到所述X射线层析摄影数据；所述放射源以能够穿透所述物体之电磁波照射所述物体，所述探测器探测透过所述物体的电磁波；并且

对每个单元区域进行所要实行的背面投射计算，所述区域包含在重构图像上横向和竖向邻接并且通过根据CPU的超高速缓存存储器的尺寸划分所述重构区域形成的多个象素。

Images