CT图像拍摄系统及标定板技术方案

本公开提供一种CT图像拍摄系统，包括：X射线源，X射线源能够向目标对象发射锥形束X射线；X射线探测器，X射线探测器在两个以上的预设成像角度对经过目标对象的X射线进行探测以获得X射线强度数据；彩色相机装置，彩色相机装置在两个以上的预设成像角度分别对目标对象进行拍摄以获得目标对象的两个以上的表面区域彩色图像；以及处理装置。本公开还提供一种标定板。标定板。标定板。

【技术实现步骤摘要】
CT图像拍摄系统及标定板


[0001]本公开涉及医学影像
本公开尤其涉及一种CT图像拍摄系统及标定板。

技术介绍

[0002]传统的牙科正侧位片拍摄目的是通过X光的穿透性，了解到患者牙齿等部位可能存在的问题，从而起到辅助医生治疗的目的。
[0003]随着科技与时代的进步，人们的要求也随之越来越高，例如正畸等被越来越多的人所选择，对正侧位片的需求也变得越来越高。
[0004]传统的正侧位片图像里仅仅只能够看到骨头和软组织等信息，对于非相关专业的患者来说，难以从正侧位片中收获到直观的信息，医生与患者讲解也会有所不便。
[0005]如果能够有一台彩色相机，在患者进行正侧位片CT拍摄时，同步采集患者面部的彩色数据，并将结果融合渲染到之前采集到的CT正侧位片中，将为医生和患者提供更全面、更直观的信息，极大的方便医生与患者的沟通，例如：医生可以给患者直观的展示某颗生长歪的牙齿对面部轮廓的影响。甚至，如果再搭配上人工智能等技术，医生可以方便的展示如果将某颗牙齿矫正到某个位置或者拔出某个智齿后，会对患者形象产生什么样的影响。如何将真实三维空间中的彩色信息准确的融合到二维正侧位片中，将三维数据到二维平面的完美融合是亟需解决的技术问题。
[0006]现有技术中使用外置相机固定位置直接拍摄，并简单的贴图到正侧位片上固定的位置。现有的拍摄融合方案简单直接，相机系统与正侧位片系统基本独立，仅仅只是在正侧面固定角度额外拍摄了一张图像，将其中的脸部信息直接贴图到采集到的正侧位CT图像中的固定位置，实际上并没有实现三维坐标到二维坐标的配准与转换。这种做法只能够提供一个参考图像，误差较大。

技术实现思路

[0007]为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种CT图像拍摄系统及标定板。
[0008]本公开的CT图像拍摄系统及标定板通过以下技术方案实现。
[0009]根据本公开的一个方面，提供一种CT图像拍摄系统，包括：
[0010]X射线源，所述X射线源能够向目标对象发射锥形束X射线；
[0011]X射线探测器，所述X射线探测器在两个以上的预设成像角度对经过所述目标对象的X射线进行探测以获得X射线强度数据；
[0012]彩色相机装置，所述彩色相机装置在所述两个以上的预设成像角度分别对所述目标对象进行拍摄以获得所述目标对象的两个以上的表面区域彩色图像；以及，
[0013]处理装置，所述处理装置基于所述X射线探测器获得的X射线强度数据生成所述目标对象的CT体数据，所述处理装置基于所述CT体数据中所述目标对象的表面区域的坐标信息与各个所述表面区域彩色图像中所述目标对象的表面区域的坐标信息之间的投影关系，
将所述表面区域彩色图像的色彩信息对应至所述CT体数据中所述目标对象的表面区域，以获得CT图像。
[0014]根据本公开的至少一个实施方式的CT图像拍摄系统，所述X射线源与所述彩色相机装置的相对位置固定，且所述X射线源与所述彩色相机装置的连线与所述CT图像拍摄系统的转动轴线平行。
[0015]根据本公开的至少一个实施方式的CT图像拍摄系统，还包括支撑装置，所述支撑装置对所述X射线源、X射线探测器以及彩色相机装置进行支撑。
[0016]根据本公开的至少一个实施方式的CT图像拍摄系统，所述两个以上的预设成像角度处于第一预设角度范围或者第二预设角度范围。
[0017]根据本公开的至少一个实施方式的CT图像拍摄系统，所述投影关系通过以下步骤获得：
[0018]将标定板置于CT图像拍摄系统的重建视野之中，所述标定板上设置有通过刻痕或刻槽形成的棋盘格；
[0019]在所述两个以上的预设成像角度对经过所述标定板的X射线进行探测以获得所述标定板的CT体数据，在所述两个以上的预设成像角度分别对所述标定板进行拍摄以获得所述标定板的两个以上的彩色图像；
[0020]从所述标定板的CT体数据中获取所述标定板的棋盘格的各个角点在重建坐标系中的三维坐标，从所述标定板的两个以上的彩色图像中分别获取所述棋盘格的各个角点的二维坐标；以及，
[0021]基于所述重建坐标系中所述棋盘格的各个角点的三维坐标以及各个彩色图像中所述棋盘格的各个角点的二维坐标，分别建立投影关系。
[0022]根据本公开的至少一个实施方式的CT图像拍摄系统，从所述标定板的CT体数据中获取所述标定板的棋盘格的各个角点在重建坐标系中的三维坐标，包括：
[0023]从所述标定板的CT体数据中获取所述标定板的表面的坐标位置，基于所述标定板的表面点的坐标获取所述标定板的表面点所在的共同平面，以所述共同平面作为XY平面、以垂直于XY平面的轴线作为Z轴建立标定坐标系，将所述标定板的表面点的坐标由重建坐标系转换至所述标定坐标系，基于所述刻痕或刻槽的Z坐标为负获取所述刻痕或刻槽的位置，基于所述刻痕或刻槽的位置拟合刻痕或刻槽的直线，以获得所述棋盘格的各个角点在所述标定坐标系中的三维坐标，将所述棋盘格的各个角点在所述标定坐标系中的三维坐标变换至所述重建坐标系。
[0024]根据本公开的至少一个实施方式的CT图像拍摄系统，获取所述标定板的表面点所在的共同平面，包括：
[0025]对所述标定板的表面点的三维坐标进行平面拟合，以获得所述共同平面。
[0026]根据本公开的至少一个实施方式的CT图像拍摄系统，所述Z轴由所述标定板的中心指向外。
[0027]根据本公开的至少一个实施方式的CT图像拍摄系统，从所述标定板的两个以上的彩色图像中分别获取所述棋盘格的各个角点的二维坐标，包括：
[0028]使用角点检测算法获取彩色图像中棋盘格的各个角点的二维坐标。
[0029]根据本公开的至少一个实施方式的CT图像拍摄系统，将所述表面区域彩色图像的
色彩信息融合至所述CT体数据中所述目标对象的表面区域，以获得CT图像，包括：
[0030]将每个所述表面区域彩色图像中所述目标对象的表面区域的各个像素点的色彩值对应至所述CT体数据中所述目标对象的表面区域的相应体素点，以获得CT图像。
[0031]根据本公开的至少一个实施方式的CT图像拍摄系统，两个以上的预设成像角度为四个预设成像角度。
[0032]根据本公开的至少一个实施方式的CT图像拍摄系统，所述色彩信息通过RGB值表示。
[0033]根据本公开的至少一个实施方式的CT图像拍摄系统，所述彩色相机装置为经过标定和畸变矫正的彩色相机装置，在获取所述投影关系时，融合所述彩色相机装置的内参数和畸变参数，所述内参数和畸变参数通过所述标定和畸变矫正获得。
[0034]根据本公开的至少一个实施方式的CT图像拍摄系统，所述处理装置通过执行计算机程序的方式基于所述X射线探测器获得的X射线强度数据生成所述目标对象的CT体数据，所述处理装置通过执行计算机程序的方式基于所述CT体数据中所述目标对象的表面区域的坐标信息与各个所述表面区域彩色图像中所述目标对象的表面区域的坐标信息之间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CT图像拍摄系统，其特征在于，包括：X射线源，所述X射线源能够向目标对象发射锥形束X射线；X射线探测器，所述X射线探测器在两个以上的预设成像角度对经过所述目标对象的X射线进行探测以获得X射线强度数据；彩色相机装置，所述彩色相机装置在所述两个以上的预设成像角度分别对所述目标对象进行拍摄以获得所述目标对象的两个以上的表面区域彩色图像；以及处理装置，所述处理装置基于所述X射线探测器获得的X射线强度数据生成所述目标对象的CT体数据，所述处理装置基于所述CT体数据中所述目标对象的表面区域的坐标信息与各个所述表面区域彩色图像中所述目标对象的表面区域的坐标信息之间的投影关系，将所述表面区域彩色图像的色彩信息对应至所述CT体数据中所述目标对象的表面区域，以获得CT图像。2.根据权利要求1所述的CT图像拍摄系统，其特征在于，所述X射线源与所述彩色相机装置的相对位置固定，且所述X射线源与所述彩色相机装置的连线与所述CT图像拍摄系统的转动轴线平行。3.根据权利要求1或2所述的CT图像拍摄系统，其特征在于，还包括支撑装置，所述支撑装置对所述X射线源、X射线探测器以及彩色相机装置进行支撑。4.根据权利要求1至3所述的CT图像拍摄系统，其特征在于，所述两个以上的预设成像角度处于第一预设角度范围或者第二预设角度范围。5.根据权利要求1至4所述的CT图像拍摄系统，其特征在于，将所述表面区域彩色图像的色彩信息融合至所述CT体数据中所述目标对象...

【专利技术属性】
技术研发人员：马骏骑，余文锐，汪令行，
申请(专利权)人：有方合肥医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：