锥形束三维CT是CT技术的最新研究领域之一。与二维扇束CT相比较，它可以获得更高的空间分辨率，更快的扫描速度，更高的射线利用效率，这对医学影像诊断和工业无损检测有着重要的意义。近几年来，由于介入治疗实时重现器官解剖位置的需要，基于C型臂影像的短扫描三维CT得到了关注。 在各种三维锥束重建算法中，近似算法由于数学形式上简单，实现起来容易，而且在锥角比较小的情况下，能够取得较好的重建效果，所以在实际中有着广泛的应用。在各种基于滤波反投影的近似算法中，FDK类型的算法一直是实际应用中的主流。所以，本文在经典FDK算法的基础上，研究和探索适合C臂短扫描轨迹的锥束重建算法，并讨论如何提高它的重建质量和重建速度。具体地说，本文主要研究的内容有以下几点： 三维重建算法的可靠性和准确性研究中，模型设计以及投影数据模拟是必不可少的一部分。本文以三维Shepp-Logan头部模型为例，详细介绍了其模型设计思路和仿真投影数据的计算方法，利用生成的仿真模型进行了圆轨迹锥束投影数据的仿真。 针对C臂短扫描轨迹的特点，将二维扇束重建中的短扫描算法推广应用到FDK算法中，导出了适合C臂短扫描轨迹的SS-FDK算法。同时，引入了转角增量的概念，适当弥补了不同锥角斜平面上投影数据缺失的影响，对Parker窗函数进行修正，得到了MSS-FDK重建算法，在一定程度上修正了锥角增大时产生的重建伪像。 为了满足实际应用中实时的要求，需要对重建算法进行加速。本文分析了算法中存在的冗余计算，从卷积滤波和反投影两部分着手，经过减少投影数、减短卷积核、采用Intel单指令多数据运算技术、投影地址加减法递推等一系列操作，提高了图像重建速度，使其能在实际中得到应用。