产生表面图像的X射线设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种利用Ｘ射线设备（１）产生检查对象的表面图像（ＯＢ）的方法，该Ｘ射线设备具有用于包括Ｘ射线放射源（９）和射线探测器（１０）的Ｘ射线系统的支撑装置（８）。该支撑装置（８）在拍摄检查对象的２Ｄ投影序列期间相对于该检查对象（Ｋ，Ｐ）可调。此外在该支撑装置（８）上安装了３Ｄ传感器（２１－２３），其在相对于检查对象（Ｋ，Ｐ）调整支撑装置（８）期间拍摄该检查对象（Ｋ，Ｐ）的图像数据组。该图像数据组对检查对象（Ｋ，Ｐ）的至少一部分表面成像。本发明专利技术还涉及一种Ｘ射线设备（１），可以用来实施根据本发明专利技术的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有支撑装置的X射线设备，在该支撑装置上设置了包括X射线放射源和射线探测器的X射线系统。此外，本专利技术还涉及一种利用所述X射线设备产生检查对象的表面图像的方法。
技术介绍
上述类型的X射线设备例如是C形X射线装置，如由US 5923727公知的装置等。在该C形支架上设置了相对放置的X射线放射源和X射线探测器。在拍摄2DX射线图像数据组序列(2D投影)期间，该C形支架例如沿着其圆周围绕患者运动。C形X射线装置的图像计算机根据该2D投影序列可以计算患者体内的立体数据组。除了X射线拍摄外，光学形状采集(Formerfassung)尤其是在整形外科中具有重要意义。为此采用的光学3D传感器原理上可以分为两类被动方法(立体法、阴影法、轮廓法)和主动方法(激光扫描仪、波纹、相干雷达(Kohaerenzradar)、运行时间)。第一类一般在技术上更容易实现。相反，主动照明的方法则具有更高的精确度并更稳定。3D传感器例如公开在S.Blossey，G.Husler，F.Stockinger的“A Simple and Flexible CalibrationMethod for Range Sensors”，Int，Conf.Of the ICO，Kyoto，1994年4月，第62页，R.G.Dorsch，G.Husler，J.M.Herrmann的“Laser triangulationfundamentaluncertainty in distance measurement”，Applied Optics，Vol.33，No.7，1994年3月，第1306-1314页，T.Dresel，G.Husler，H.Venzke的“Three-dimensionalsensing of rough surfaces by coherence radar“，Applied Optics，Vol.31，No.7，1992年3月，第919-925页，K.Engelhardt，G.Husler的“Aquisition of 3-D databy focus sensing“，Applied Optics，Vol.27，No.22，1998年10月，第4684-4689页，M.Gruber，G.Husler的“Simple，robust and accurate phase-measuringtriangulation”，Optik，89，No.3，1992，第118-122页，G.Husler，W.Heckel，“Light Sectioning with Large Depth and High Resolution”，Applied Optics，Vol.27，No.24，1988年12月15日，第5165-5169页，G.Husler，D.Ritter，“ParallelThree-Dimensional Sensing by Color-coded Triangulation”，Applied Optics，Vol.32，No.35，1993年11月10日，第7164-7169页中。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，实现一种上述类型的X射线设备，利用该设备也可以产生检查对象的表面图像。本专利技术要解决的另一技术问题在于，提供一种方法，可以利用上述类型的X射线设备产生检查对象的至少一部分表面的图像。本专利技术的技术问题是通过一种具有支撑装置的X射线设备解决的，在该支撑装置上设置了包括X射线放射源和射线探测器的X射线系统，且在拍摄检查对象的2D投影序列期间可以相对于检查对象调整该支撑装置，其特征在于，-在该支撑装置上设置了3D传感器，-为了利用3D传感器拍摄图像数据组，可以相对于检查对象调整该支撑装置，其中，所述图像数据组对检查对象的至少一部分表面成像。根据本专利技术的X射线设备包括支撑装置，其根据本专利技术的实施方式实现为C形，其上设置了具有X射线源和射线探测器的X射线系统。如果X射线设备用于产生从中例如可以计算出检查对象的立体数据组的2D投影序列，则在拍摄2D投影序列期间相对于检查对象、例如患者调整支撑装置。如果该支撑装置是C形支架，则在拍摄2D投影序列期间根据本专利技术的变形沿着其圆周轨道运动)调整该C形支架，或者在旋转运动(Angulationsbewegung)期间拍摄2D投影序列。根据本专利技术的优选实施方式，本专利技术的X射线设备是同心的C形X射线设备。除了X射线系统，根据本专利技术还在支撑装置上设置了3D传感器。利用该3D传感器拍摄对检查对象的至少一部分表面成像的图像数据组。与拍摄2D投影序列类似，在拍摄图像数据组期间相对于检查对象调整支撑装置。其中，关闭X射线放射源。但也可以同时拍摄2D投影序列和图像数据组，也就是在支撑装置相对于检查对象的一次调整运动中拍摄2D投影序列和图像数据组。3D传感器原理上例如由
技术介绍
中提到的文献公知。3D传感器是必要的，以便在空间上对检查对象的表面采集几何数据。其中，光学3D传感器通过其快速性和无接触的测量原理尤为突出(参考例如S.Blossey，G.Husler，“Optische 3D-Sensoren und deren industrielle Anwendung”，Messtec，1/96，1996年3月，第24-26页)。对象识别和定位算法用于检查对象的全景采集(Rundumerfassung)。为了获得信息，作为2D灰度值图像的另一选择的3D数据不依赖于对象的反射性、照明、颜色和透视，并因此可以稳定地处理。根据要解决的任务，所采用的传感器类型的效率特征根据以下定义确定数据率t被理解为每秒测量的对象点的数量。在此，区分点状(例如距离传感器)、线状(例如光交叉传感器(Lichtschnittsensor))或多平面(例如编码的光附件(Lichtansatz))3D传感器，根据分析方法它们可以在一个测量周期内分别对一个测量点、一条测量线或一个大小约为768*512像素的测量场进行分析。在最后一种情况中目前的数据率可以达到5Mhz。纵向的测量可靠度δz表明标准偏差，利用该偏差可以准确测量δz上的绝对距离z。该距离涉及待测量平面上的不同对象点。与此相反，纵向分辨率1/Δz表明一个对象点的相对最小可分辨距离变化Δz。根据传感器原理，目前可以实现的测量可靠度达到2μm，而分辨能力可以明显更大。对于稳定的对象识别任务，该值相对来说并不苛刻，但精确的定位方法则需要尽可能准确的表面数据。水平分辨率1/Δx涉及两个对象点的最小距离Δx，该距离是区别这两点所必需的。对于多平面3D传感器，在实践中相应光学地调谐的传感器结构中，通过将CCD照相机芯片像素化为拍摄传感器确定Δx＝Δy。测量区域Δx、Δy、Δz给出了可利用的测量场的大小，并通过测量可靠性和水平分辨率等定义。在实践中，可区分的距离的数目目前是Δz/δz＝500...2000，测量空间的量度从大约1003μm3到大约5003mm3。为了通过光对3D信息进行编码，可以利用不同的特性，如强度、颜色、极化、相关、相位、对比度、位置或运行时间。在实践中最重要的方法分为四种分析方法。主动三角测量法是最常用的方法。用一个发光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有支撑装置（８）的Ｘ射线设备，在该支撑装置（８）上设置了包括Ｘ射线源（９）和射线探测器（１０）的Ｘ射线系统，在拍摄检查对象（Ｐ，Ｋ）的两维投影序列期间，可以相对于检查对象（Ｋ，Ｐ）调整该支撑装置（８），其特征在于，－在该支撑装置（８）上设置了三维传感器（２１－２３），－为了利用三维传感器（２１－２３）拍摄图像数据组，可以相对于检查对象（Ｋ，Ｐ）调整该支撑装置（８），其中，所述图像数据组对该检查对象（Ｋ，Ｐ）的至少一部分表面成像。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：迪特尔里特，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]