[发明专利]一种基于CUDA的移动式C形臂三维重建方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域。 

背景技术

移动式C形臂X射线机在医疗行业得到广泛应用，移动式C形臂设备包括C型的机架、采集图像的影像增强器和CCD摄像机以及图像处理的工作站；C形臂沿着轨道绕病人待检查或待治疗的部位运动，可以减少对病人不必要的挪动移位，减少病人的痛苦，提高工作效率。 

普通的移动式C形臂不是等中心设计，在进行正、侧位转换时要进行重新定位操作，C形臂在绕轴旋转时，无法保持探测中心固定不变，在对患者同一部位进行不同方位的检查时，患者必须随时移动，既增加了检查时间和照射时间，也影响检查结果，降低工作效率；普通的移动式C形臂工作站大多采用工控机，设备笨重，移动不方便，价格比较贵，由于数据量大，进行三维重建的时间长，不能满足需要。 

CUDA(compute unified device architecture,统一计算设备架构)是NVIDIA公司在2007年推出的针对通用计算机GPU的一个全新构想，使专注于图像处理器的GPU超高计算性能数据处理和全新的软件开发环境，抛开以前的图像API方式而直接将GPU作为计算单元来管理和进行并行计算，CUDA编程语言是针对通用计算GPU的C语言环境，应用CUDA编程可方便地实现GPU通用计算。 

发明内容

本发明目的：提出一种基于CUDA的移动式C形臂的快速三维重建算法以及相应装置，采用可移动装置，工作站和移动式C形臂分离便于移动，工作站采用带有CUDA架构的普通PC机代替工控机，价格便宜，采用CUDA进行FDK快速三维重建算法，节省时间，同时C形臂采用全等中心四维电动设计，电动垂直升降、水平延伸、全角度旋转，最大限度提供舒适手术环境。 

本发明所采用的技术方案：该装置包括工作站、千兆网线、移动装置和C形臂X射线机，移动式C形臂X射线机包括C形臂机械系统、影像增强器、球管射线源；其特征在于：C形臂机械系统采用等中心设计，沿等中心点O旋转190度进行投影数据采集，采集到的数据经过千兆网线传输到带有CUDA架构的工作站的PC机上，PC机接收到投影数据后，利用CUDA进行FDK快速三维重建，重建后的断层图像和三维图像显示在工作站的显示屏上。 

本发明的有益效果是：本发明采用可移动装置，工作站和C形臂X射线机分离可独立移动，工作站和C形臂X射线机之间采用千兆网线连接，数据传输速度快，工作站采用带有CUDA架构的普通PC机代替工控机，价格便宜，采用CUDA快速FDK三维重建算法，节省时间；C形臂采用全等中心四维电动设计，电动垂直升降、水平延伸、全角度旋转，有效的避免了正、侧位转换时要进行重新定位操作，最大限度提供舒适手术环境。 

图1是本发明的结构示意图。 

图中，1、工作站，2、千兆网线，3、移动装置，4、C形臂X射线机，5、C形臂机械系统，6、影像增强器，7、球管射线源。 

具体实施方式：

参照附图，该装置包括工作站（1）、千兆网线（2）、移动装置（3）和C形臂X射线机（4），移动式C形臂X射线机（4）包括C形臂机械系统（5）、影像增强器（6）、球管射线源（7）；其特征在于：工作站（1）与移动式C形臂X射线机（4）采用千兆网线（2）连接，进行数据传输，工作站（1）采用带有CUDA架构的PC机进行数据处理，C形臂机械系统（5）采用等中心设计，沿等中心点O旋转190度进行投影数据采集，采集到的投影数据经过千兆网线（2）传输到工作站（1）PC机上，PC机接收到投影数据后，利用CUDA进行FDK快速三维重建，重建后的断层图像和三维图像显示在工作站（1）的显示屏上。 

其优点是：数据传输速度快，价格便宜，手术环境舒适。