[發明專利]G型臂X光機的三維圖像生成方法及裝置與G型臂X光機

有效

• 申請號: 201210227049.1
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102715914A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 厲夫兵;魏世宇;朱洵
• 申請（專利權）人: 北京東方惠爾圖像技術有限公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03;G06T15/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;余剛

技術領域

本發明涉及醫療器械領域，具體而言，涉及一種G型臂X光機的三維圖像生成方法及裝置與G型臂X光機。

背景技術

目前X光機的成像方式通常以二維影像方式給出，現有的方案包括計算斷層成像（Computed?Tomography，CT），C型臂透視影像等等。但二維影像信息只能給出某個角度或某個斷面的影像數據，不能反映成像部位的全貌信息。

近年來，也出現了利用二維投影圖像進行三維圖像重建的技術，主要有以下幾種：

計算機斷層成像技術是利用平行或扇面X射線對被檢測目標的切面進行不同角度的射線投影測量，得到360°的線投影數據，通過將線投影數據進行反投影計算，得到二維切片的重建圖像。然后通過將連續獲取的二維切片圖像數據進行拼疊，得到目標的三維重建圖像數據。從而利用CT進行斷層掃描，然后以圖像方式分析。但CT的平行或扇面射線機制使得X射線管的光場利用率低。

錐束CT（Cone?Beam?Computed?Tomography,CBCT）利用錐形立體束射線源和面陣探測器對物體進行射線透視投影，因而一次掃描即可獲取被測物體多個截面的投影數據。通過一系列不同角度的透視投影，并根據相應的重建算法可以重建目標的三維圖像。相對于傳統CT的平面射線束，錐束CT具有射線利用率高、可直接重建三維圖像等優勢。傳統的C型臂X光機接近錐束CT的應用要求，因而CBCT技術在C型臂X光機上得到了方便應用。利用C型臂X光機進行錐束CT掃描過程需要將C型臂的X射線管圍繞檢測目標至少旋轉180°+2γ，其中γ為錐束CT的X射線束的半張角，然后利用多角度的二維投影進行三維重建。

以上基于二維投影圖像數據重建三維圖像的算法基礎可參見L.A.Feldkamp,L.C.Davis?and?J.W.Kress.Practical?cone-beam?algorithm.J.Opt.Soc.Am.A,vol.1,no.6,1984,pp.612-619。這種FDK算法是經典的近似三維圖像重建算法，具有數學形式簡單，實現容易，并且當錐角較小時，能夠取得較好的重建效果，得到了廣泛的應用。為了適用于C型臂的實際測量情況，K.Wiesent對FDK算法進行相應的改進，可參見K.Wiesent,K.Barth,N.Navab,et?al.Enhanced?3-D-reconstruction?algorithm?for?C-Arm?systems?suitable?for?interventional?procedures.IEEE?Trans.Med.Imag.,vol.19,no.5,2000,pp.391-403。

但是以上C型臂X光機利用CBCT進行三維圖像重建的方法存在以下問題：

1、利用C型臂X光機進行錐束CT掃描過程需要將C型臂的X射線管圍繞檢測目標至少旋轉180°+2γ，圖像獲取時間長，使被測目標在X光下的照射時間長，檢測效率低。

2、CBCT的空間廣場強度分布不均勻，這時因為X射線束，中心射線束的光場強度大于其它位置的光場強度，而這種光場強度的不一致性會引起每幅透視圖像的灰度變化。從而導致以此為依據重建的三維圖像質量受到影響。

針對現有技術中存在的利用C型臂X光機進行錐束CT掃描重建三維圖像的過程中，被測目標在X光下的照射時間長的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種G型臂X光機的三維圖像生成方法及裝置與G型臂X光機，以解決現有技術中的C型臂X光機進行錐束CT掃描重建三維圖像的過程中，被測目標在X光下的照射時間長的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種G型臂X光機的三維圖像生成方法。

本發明提供的一種G型臂X光機的三維影像生成方法包括：控制G臂架從初始角度旋轉至目標角度，在旋轉過程中獲取被測對象在G型臂處于不同角度時的多組二維投影數據，其中每組二維投影數據包括兩路投影數據；利用多組二維投影數據按照FDK算法或FDK修正算法進行計算，以得到被測對象的三維影像；輸出被測對象的三維影像。

進一步地，在旋轉過程中獲取被測對象在G型臂處于不同角度時的多組二維投影數據包括：在初始角度至目標角度的范圍內設置N個圖像獲取位置；實時判斷G臂架的旋轉角度；當G臂架旋轉至各個圖像獲取位置時，通過與兩路X射線管對應設置的兩路X射線接收器采集一組二維投影數據。

進一步地，每兩個相鄰的圖像獲取位置的角度相等。