基于CUDA的计算机断层成像软件

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计算机断层成像(CT)作为一种无损的成像方式,使得医疗诊断有了革命性的发展,已经成为了现代放射科的基础设备。随着X射线探测器的快速发展,投影采集速度越来越快,人们对CT的重建速度和清晰度提出了更高的要求。GPU的发展以及CUDA架构的提出,为CT重建尤其是FDK滤波反投影算法的锥形束重建提供了新的思路。基于CUDA的计算机断层成像软件,集成了FDK锥形束滤波反投影算法。FDK滤波反投影算法重建加速分为基本的CUDA实现和海量数据的CUDA实现。在基本的CUDA实现部分,我们从生成滤波函数、CUFFT滤波和反投影三部分详细介绍了该算法的具体实现过程,能够快速重建出被测物体;海量数据的CUDA实现主要应用于大数据重建过程中,满足人们对大数据和高清晰度的要求,在理论情况下,能够重建出任意大小的被测物体。随后,我们结合FDK滤波反投影算法的CUDA实现进行了优化,其中主要有合理运用全局存储器、常量存储器和纹理存储器、代码优化、Block维数优化和CUDA流(stream)技术等,在不降低重建质量的情况下,减少了重建过程中的耗时。最后,结合优化后的性能进行了对比,并进行了具体的分析基于CUDA的计算机断层成像软件,运用了Qt图形化用户界面。通过Qt设置的用户界面采用读取配置文件的形式设置参数,最大程度上减少了用户的工作量,提供多种可选的滤波核函数,对不同大小的重建物体,计算机可以根据显卡内存的大小进行精确计算,合理选择直接重建或分块重建,无需用户参与,减少人工计算量。
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