直接体积重建(Direct Volume Reconstruction,DVR)研究由一系列二维X线投影数据,直接重建物体的X线线性衰减系数在体积空间中的分布,即由二维投影数据重建三维体积数据的问题.随着医学研究的深入发展,基于直接体积重建和三维显示(3D Rendering)的三维图象系统在制订和评估治疗计划、进行外科手术模拟、设计植入系统和医学活体解剖等领域将起到重要的作用,而直接体积重建将为三维显示提供合适的空间数据集.与基于断面堆砌的三维重建方法相区别,直接体积重建可减少X线放射剂量、进行动态器官(如心脏)的快速成象、获得空间和密度分辨率各向同性的体积数据.因此,直接体积重建对图象重建理论和应用的研究与发展、三维图象系统的构成与实现具有重要的意义.该文的工作如下:建立适合算法性能测试的三种体积物体的数学模型,模型1和模型3考察重建算法的密度分辨率,模型2考察算法的空间分辩率;针对系统类重建算法,将图象重建和恢复问题作了统一处理;利用单个圆轨迹和X线电视设备进行了体积重建的实验研究;提出了倒置结构与锥形束体积重建相结合的新型体积成象模式.