[發(fā)明專利]三維掃描重建中實時幾何校正的標記裝置、方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010327618.4
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111449668B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設計）人: 鄭晗;杜靜
• 申請（專利權）人: 深圳市安健科技股份有限公司
• 主分類號: A61B6/00
• 分類號: A61B6/00;A61B6/03
• 代理公司: 深圳尚業(yè)知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 44503
• 代理人: 王利彬

本申請?zhí)峁┝艘环N用于三維掃描重建中實時幾何校正的標記裝置、方法及系統(tǒng)。該標記裝置包括裝置本體，裝置本體包括標記物和標記物固定組件，標記物固設在標記物固定組件中，且標記物對X射線的衰減幅度高于標記物固定組件對X射線的衰減幅度。該標記裝置在掃描過程中可隨患者同時被掃描，即在任意投影角度下均能夠獲得該標記裝置的定位標記物信息。通過在不同角度投影下識別標記裝置中標記物的位置，計算標記物在不同投影角度下的變化規(guī)律，進而可以計算出中心通道的位置并傳送給三維重建算法用以進行重建。本申請為DR設備設備或其他機械結構可變的設備進行三維掃描重建提供了可行性，使得這些設備的三維掃描重建功能可用于臨床診斷。

技術領域

本申請實施例涉及三維掃描技術領域，尤其涉及一種用于三維掃描重建中實時幾何校正的標記裝置、方法及系統(tǒng)。

背景技術

三維掃描重建又可稱為X射線斷層掃描重建技術，該技術能夠提供被掃描患者斷層面的重建圖像或圖像組。該重建圖像或圖像組包含被掃描患者掃描區(qū)域三維空間內(nèi)的所有圖像信息，醫(yī)生可以根據(jù)需要獲得患者斷層面、矢狀面、冠狀面或者三維空間中任意一點的信息用以輔助診斷。相對于傳統(tǒng)的X射線攝影技術，三維掃描重建技術提供給醫(yī)生用以輔助診斷的是沒有器官混疊的高空間分辨率、高密度分辨率的圖像信息，更加詳細準確。

三維掃描重建技術最重要的應用就是多層螺旋CT(Computed?Tomography，電子計算機斷層掃描)設備，該設備已經(jīng)廣泛應用于臨床診斷，是目前主要的醫(yī)學影像設備之一。如圖1所示，多層螺旋CT實現(xiàn)三維掃描重建主要包含幾何校正、探測器校正、患者掃描、數(shù)據(jù)重建和圖像顯示及診斷五個步驟，其中，后四個步驟都是醫(yī)生日常的常規(guī)操作，第一個步驟“幾何校正”則需要在設備安裝時及設備維護時進行單獨操作。

幾何校正的主要作用是：采用輔助設備確定掃描設備的物理偏差，并對于該偏差進行校正以保證重建結果的正確性。幾何校正可以校正掃描系統(tǒng)中的多個參數(shù)，其中最重要的校正參數(shù)為中心通道位置，該位置的定義如圖2所示。

參照圖2，中心通道的定義為：以X射線源為起點，經(jīng)過設備旋轉中心點形成的一條直線與X射線探測器的交點位置對應的通道索引。理論上要求X射線源焦點、旋轉中心、X射線探測器的中心點位置共線。然而由于機械加工及裝配偏差，中心通道實際位置往往與X射線探測器的中心存在偏移。幾何校正主要是通過一些操作計算該偏移，并把偏移量提供給重建算法用來校正中心通道偏移產(chǎn)生的誤差。

由于三維重建需要X射線源及探測器在環(huán)繞病人一圈的多個不同角度采集患者數(shù)據(jù)，采用重建算法進行三維重建，且圖像空間分辨率往往都在微米級別，因此三維掃描重建對于系統(tǒng)幾何精度要求非常高，很小的中心通道誤差會引起圖像偽影，因此幾何校正是確保圖像質(zhì)量至關重要的步驟。目前通用的幾何校正方法是離線幾何校正，即，當設備安裝后或使用一段時間后醫(yī)生或者維修技師通過掃描特定的模體進行幾何校正以獲得中心通道位置。

上述離線幾何校正的方法適用于在安裝后或使用過程中機械結構往往不會發(fā)生改變的多層螺旋CT設備，但是對于采用DR(Digital?Radiography，直接數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng))設備或者其他非固定結構設備進行三維掃描重建的系統(tǒng)來說，由于每次掃描過程中掃描結構也可能產(chǎn)生改變，因此導致離線幾何校正失效，無法進行三維掃描重建。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述原因，本申請實施例的目的在于提供一種實現(xiàn)實時幾何校正和中心通道位置計算的技術，以使DR這類機械結構不穩(wěn)定的設備可以進行三維掃描重建。

為實現(xiàn)上述目的，第一方面，本申請實施例提供了一種用于三維掃描重建中實時幾何校正的標記裝置，包括裝置本體，所述裝置本體包括標記物和標記物固定組件；所述標記物固設在所述標記物固定組件中，且所述標記物對X射線的衰減幅度高于所述標記物固定組件對X射線的衰減幅度。

第二方面，本申請實施例提供了一種三維掃描重建中實時幾何校正的方法，包括下述步驟：

在預置的角度范圍內(nèi)對患者進行多角度X射線投影；