采用倾斜几何形状的三维重建制造技术

一种用于产生对象的三维Ｘ线断层扫描影像的方法，其中，一个射线源，特别是Ｘ射线源（１）相对于运动平面（６）上的对象而环绕旋转中心运动，其中，射线源（１）以射线圆锥（２）发出辐射，其中央射线（３）提供给对象，其中，在对象的远离射线源的一侧的中央射线上设置一个相应共同运动的探测器（４），向其提供通过对象减弱强度的辐射，以及其中运动这样进行，使中央射线（３）相对于运动平面（６）以一个角度倾斜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于产生对象的3维X线断层扫描影像的方法，其中，一个射线源，特别是X射线源相对于运动平面上的对象而环绕旋转中心运动，其中，射线源以射线圆锥发出其辐射，其中央射线提供给对象，其中，在对象的远离射线源的一侧的中央射线上设置一个相应共同运动的探测器，向其提供通过对象减弱强度的辐射。本专利技术还涉及一种用于实施这种方法的装置。
技术介绍
X线断层扫描拍摄目前特别是在医学领域是一种用于制作透射对象(确切地说是透射身体)影像的重要技术。在此方面，对象采用一个环绕对象在可预先规定的轨迹上运动的X射线源进行照射。对象后面的光路上设置一个具有探测元件阵列并在上面投影对象的探测器。各探测元件接收射中阵列并通过对象吸收减弱的X射线的相应部分射线，其中，从这些信号中借助计算机制作影像。在所述的技术中利用锥形几何形状的射线，其中，X射线源将光锥投射到对象上。探测元件被提供对象的二维投影。通过射线源和探测器的运动收集来自不同方向上的投影，其中，射线源和探测器彼此处于固定的装置上。这种技术可以使透射对象的体积得到重建。在一种特别优选的装置中，X射线源和探测器分别设置在一个C形拱架的末端上，该探测器环绕其中轴环绕对象旋转，其中，拍摄大量的二维影像。从这些投影中可以重建对象的三维影像。在此方面，射线源在公知的原射线技术中进行圆形或者椭圆形运动，其中，中央射线与旋转轴垂直相对。为重建三维的对象使用Feldkamp的原射线技术(“实践中的原射线算法”L.A.Feldkamp等，J.Opt.Soc.Am.A/Ausgabe 1，号6，1984年6月)。在也以“filtered-backprojection”(FBP)概念公知的这种方法中，首先将所有投影影像过滤并然后以其空间形状被回投。该方法在商用的X线断层扫描器上，特别是在螺旋CT或者原射线C形臂上使用。在此方面，这些系统需要几何形状的校准，以便可以准确重建三维显示。校准可以在扫描期间联机或者脱机进行，其中，联机的校准借助具有公知几何形状的参考对象(校准虚设物)一次性地进行。迄今为止公知方法的缺点是，它们对具有假象的对象中的不规则性—特别是在牙科应用的情况下—反应比较灵敏。在此方面，特别值得一提的是制作人颌骨的X线断层扫描拍摄，其质量很大程度上取决于牙齿上存在的金属牙冠的分布。因此在公知的方法中很难考虑到身体的个性化解剖学。
技术实现思路
现在本专利技术的目的在于，提供一种开头所述类型的方法，其可以采用简单手段低成本地进行实现，并在较小射线负荷的情况下保证较高的影像质量。为此本专利技术的目的在于提供一种用于实现该方法的机械结构简单的装置。该目的通过一种具有权利要求1特征部分的特征的方法和按权利要求8所述的装置得以实现。本专利技术特殊实施方式的特征构成在各自的从属权利要求中予以说明。本专利技术的主导思想在于提供一种拍摄方法和相应的原射线装置，其中，中央射线不是像以往那样在运动平面上，而是以一个倾斜角向运动平面倾斜定向。因为该运动在大多数情况下是一种环绕所要检查对象的旋转，所以中央射线相应地向旋转平面倾斜并因此不再与旋转轴垂直。在此方面，不排除旋转运动一如在螺旋CT上那样一叠加沿旋转轴的线性运动。在这种情况下，运动平面倾斜并构成螺旋线。依据本专利技术中央射线和旋转轴在这种情况下也包括一个不等于90°的角度。在其他特殊情况下，例如为了在拍摄下颌时隐没肩区，具有优点的是可以为一个确定的角度范围离开旋转运动的平面，以便然后晚些时候再返回该平面内。射线源和探测器在此方面首先上升，然后它们再下降到原有的运动平面内。在这种情况下运动本身是闭合的。本专利技术也包括这些特殊情况。然而，由于影像数学上更简单的重建并由于影像更容易解释的内容，特别具有优点的是旋转平面如在常规检查中那样通过C形拱架与旋转轴垂直设置和运动过程为椭圆形或者圆形。本专利技术这种实施方式的另一个优点在于机械实现简单。本专利技术的优点通常在于减少射线负荷和降低假象，从而明显提高影像质量。下面详细介绍牙科应用解剖学上的优点本专利技术在与公知的C形拱架结合下进行实现时，这些优点特别值得注意的，在这些C形拱架中，X射线源和探测器系统的旋转轴以往仅与中央X射线垂直设置。然而系统的校准与在中央射线依据本专利技术不与旋转轴垂直设置中那样进行。本专利技术的一个特殊优点在于机械设置并在牙科拍摄时携带C形拱架。在此方面，中央射线的角度可以这样进行调整，使下部边缘射线基本水平分布。这种调整的几何形状一方面便于探测器通过患者的肩膀。在此方面，探测器可以更加靠近患者，由此可以放大成像体并可以优化仪器的尺寸。另一优点在于辐射剂量的吸收方面。这样通过倾斜几何形状特别敏感或者强辐射吸收的解剖学结构、例如像颅底可以摆脱光路。由此避免检测假象，例如像由解剖学结构构成的增强辐射的产物。因此在影像质量相同的情况下可以降低患者的放射剂量。为此具有优点的是，利用本专利技术可以降低由金属物体产生的假象。从而恰恰是在C形拱架情况下的通过增强吸收(阻塞)产生的这些金属假象得到避免，例如像在多种牙齿填料的情况中那样。在此方面，强吸收的对象会完全吸收X线辐射，从而在所拍摄的数据组中产生如缺少信息那样的影响。这种信息缺失特别是在使用传统重建算法的情况下产生假象，在这些算法中返回投影的过程由加法组成，其中，在阻塞的情况下加法不一致和在允许范围外的数值形成饱和。对于分析处理来说具有优点的是使用所称的Feldkamp重建原理，其中，为重建空间显示在从不同角度拍摄的所有部分射线上相加。在此方面，由于计算开支较低而具有优点的是，从相对的角度(0°和180°)观察不再叠加的投影。中央射线与旋转轴的不垂直定向可以产生很小的假象，这归因于在返回投影步骤期间的未得到补偿的信息。实验表明，通过金属吸收产生的假象远远强于通过未得到补偿的信息产生的那些假象。因此在这里它的影响很小。具有优点的是，为C形拱架使用确定脱机校准虚设物的原射线重建(“成像X线系统的校准虚设物”，Mitschke等，US-专利6715918)。该虚设物是一种圆形螺旋线，由显示二进制编码的球体组成。被投影的球体形成可以被转换的样式。每个球体的位置因此在三维空间中以及在二维影像中公知。几何形状可以通过投影矩阵的倒置而得到。这些矩阵是为了重建三维显示而使用。该虚设物可以使我们在任何原射线几何形状中使用旋转轴、中央射线、探测平面的任何布置。附图说明下面借助附图对本专利技术进行详细说明。其中图1示出具有射线源和探测器的原射线扫描系统的示意图；图2示出一种牙科原射线扫描器的倾斜几何形状；以及图3示出穿过牙齿填料的射线。具体实施例方式图1示意示出具有X射线源1的一个原射线扫描系统。射线源1放射一个具有中央射线3的射线圆锥2。在透射一个未示出的对象后，射线2射中具有大量单个探测器的探测器阵列4。每个探测器接收射线圆锥2的通过透射对象而减弱的部分射线。为在后面产生对象的三维重建，射线源1和探测器4的装置环绕轴5旋转(箭头A)。旋转的运动确定一个与所标注的平面6平行的平面。依据本专利技术中央射线3相对于运动平面6以角度倾斜设置。角度可以根据情况进行调整。与图1a所示的中央射线3垂直提供给探测器4的例子的区别在于，探测器4按照图1b与旋转轴5平行设置。两个实施例因此区别仅在于数学分析处理所依据的形式本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于产生对象三维－Ｘ线断层扫描影像的方法，其中，一个射线源（１），特别是Ｘ射线源相对于运动平面（６）上的对象而环绕旋转中心运动，其中，射线源（１）以射线圆锥（２）发出辐射，其中央射线（３）提供给对象，其中，在对象的远离射线源的一侧的中央射线上设置一个相应共同运动的探测器（４），向其提供通过对象而减弱强度的辐射，其特征在于，运动这样进行，使中央射线（３）相对于运动平面（６）以一个角度倾斜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J海伊，M利文，M布鲁尔，
申请(专利权)人：塞隆纳牙科系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[]