基于滑杆的三维成像数据获取系统、方法和成像方法技术方案

本发明专利技术属于X射线成像技术领域，尤其涉及一种基于滑杆的三维成像数据获取系统、方法和三维成像方法。三维成像数据获取系统，包括：用于限制曝光成像机构沿限位滑杆运动、使曝光成像机构先后到达与待检测物之间的不同相对位置处的限位机构，用于在多个相对位置处分别采集X射线对待检测物的投影数据的曝光成像机构，和用于提取各个投影数据对应的相对位置数据的位置参数提取机构；将采集距离和控制X射线穿过物体的路径等通过预设的相对位置和限位滑杆等来进行部分限制，具有投影数据与相对位置数据配合度高、对三维重建贡献高，降低了采集距离和角度等的精度要求的同时，不影响成像，还降低了成本。还降低了成本。还降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
基于滑杆的三维成像数据获取系统、方法和成像方法


[0001]本专利技术属于X射线成像
，尤其涉及一种基于滑杆的三维成像数据获取系统、方法和成像方法。

技术介绍

[0002] 由于人体各种组织、器官在密度、厚度等方面存在差异，对投照在其上的X射线的吸收量各不相同，从而使透过人体的X射线强度分布发生变化并携带人体信息，最终形成X射线信息影像。基于此，人们先后研发出了二维的胶片X射线成像技术、计算机x线摄影术（英文Computed Radiography，简称CR）和数字X射线成像技术（英文Digital Radiography，简称DR），以及三维的计算机断层成像技术（英文Computed Tomography，简称CT）。随着技术的发展和应用需求的增加，CR、DR以及CT等基于X射线的检测技术也被应用到无损探伤检测、工业检测、安检等领域。
[0003] CR、DR数字X射线成像技术以其辐射小、成像快等优势被广泛使用，但是，其使用场景存在诸多局限性，比较突出的是，其只能进行二维投影成像，形成的图像容易受到待成像物体内部不同厚度处组织结构的干扰、或者外部物质的干扰，成像可用信息少。用于异常判断时，可信度低。CT虽然能形成待成像物体内部的三维结构图像，但是其需要围绕待成像物体的周向曝光多次，存在辐射量大，成像速度慢以及设备笨重且成本高等问题，这也限制着CT的推广。
[0004]因此，如何通过较少次的二维X射线成像形成3D成像，成为了X射线技术的未来，随着图像处理等计算机技术的发展，用二维的成像数据通过三维图像重建技术建立3D图像已经成为可能。

技术实现思路

[0005] 申请人发现，虽然已经有一些算法支持使用多张二维图像进行三维重建，但是其不仅需要二维图像，还需要每张二维图像与待成像物体之间准确的距离、入射X射线位于待成像物体的哪个方位等。这就要求三维成像数据获取系统中具有很高精度的距离计算设备、严格控制X射线源、探测器以及待成像物体之间角度、距离的操控设备等。这使得三维成像技术，大大限制了三维成像技术的发展。
[0006]为了解决上述技术问题，本申请旨在提出一种基于滑杆的三维成像数据获取系统、方法和成像方法，其提供的系统通过限制曝光成像机构的运动来实现获取多张不同相对位置处的投影数据，再通过简单的位置参数提取机构提取相对位置数据，将采集距离和控制X射线穿过物体的路径等通过预设的相对位置和限位机构来进行部分限制，具有投影数据与相对位置数据配合度高、对三维重建贡献高，降低了对采集距离和角度等的精度要求的同时，确保了能够获取高质量三维重建所需的数据！
[0007] 本专利技术的技术方案如下：
[0008]本专利技术的一个方面，提供了一种基于滑杆的三维成像数据获取系统，包括：曝光成
像机构、位置参数提取机构和具有限位滑杆的限位机构；所述限位机构，用于限制所述曝光成像机构沿所述限位滑杆运动，使所述曝光成像机构先后到达与待检测物之间的不同相对位置处；所述曝光成像机构，用于在多个相对位置处分别采集X射线对所述待检测物的投影数据；所述位置参数提取机构，用于提取各个投影数据对应的，待检测物与所述曝光成像机构之间的相对位置，和/或所述曝光成像机构中X射线源、探测器之间的相对位置数据。
[0009]进一步地，所述限位机构还包括在所述限位滑杆上移动的滑块，和控制该滑块在所述限位滑杆上移动的拉伸模块；所述曝光成像机构与所述滑块对应连接。
[0010]进一步地，两个呈弧形的所述限位滑杆并排间隔设置，且弧形所在圆的圆心处于所述探测器上；两所述限位滑杆上均设有多个滑块，各所述限位滑杆上的滑块通过安装架连接于一体；所述曝光成像机构中的X射线源与所述滑块对应连接。
[0011]进一步地，所述限位机构还包括置于所述限位滑杆侧下方的电动伸缩杆，该电动伸缩杆的一端与所述限位滑杆间隔设置，另一端通过轴承与所述安装架连接。
[0012]进一步地，当所述曝光成像机构安装于C形臂上时，所述限位滑杆一端与C形臂的上臂对应连接，另一端通过固定支撑杆与C形臂对应连接；所述电动伸缩杆的一端通过所述轴承与所述安装架对应链接，另一端通过转轴固定于C形臂上；所述曝光成像机构的探测器连接于C形臂的下壁上。
[0013]进一步地，所述位置参数提取机构包括电动伸缩杆伸缩程度采集机构，通过电动伸缩杆的伸缩长度确定第三安装架及所述曝光成像机构所处的位置；或者，所述位置参数提取机构包括沿所述限位滑杆长度方向均匀布设于所述限位滑杆两侧的多个红外开关，用于根据被阻断红外开关所处的位置提取当前所述曝光成像机构所处的位置；或者，所述位置参数提取机构包括刻度提取摄像机，以及沿所述限位滑杆长度方向设置于所述限位滑杆外壁上的位置刻度和设置于所述曝光成像机构上指向所述位置刻度的指针。
[0014]本专利技术的另一方面，提供了一种三维成像数据获取方法，包括应用如上任一项所述的基于滑杆的三维成像数据获取系统获取三维成像数据。
[0015]进一步地，包括以下步骤：用限位机构控制曝光成像机构沿限位滑杆运动，使所述曝光成像机构先后到达与待检测物之间的不同相对位置处；用曝光成像机构，在多个相对位置处分别采集X射线对所述待检测物的投影数据；用位置参数提取机构，提取各个投影数据对应的，待检测物与所述曝光成像机构之间的相对位置，和/或所述曝光成像机构中X射线源、探测器之间的相对位置数据。
[0016]本专利技术的又一方面，提供了一种三维成像方法，包括应用如上任一项所述的基于滑杆的三维成像数据获取系统获取三维成像数据，以及进行三维重建，具体包括以下步骤：用限位机构控制曝光成像机构先后到达各个相对位置处；在各个相对位置处，用曝光成像机构采集X射线对所述待检测物的投影数据；用三维重建系统根据各个相对位置处的投影数据，以及预存的各个相对位置处的X射线源、与探测器和/或待检测物之间的相对位置数据进行三维重建。
[0017]进一步地，一次三维图像数据获取中，各个相对位置处的投影数据的集合为二维
图像数据组；所述方法还包括：用三维重建系统建立三维图像中各个体素值与二维图像数据组中图像像素值之间的映射关系，得到映射关系组；基于该映射关系组和输入的二维图像数据组，建立三维重建图像。
[0018]进一步地，一次三维图像数据获取对应的多个相对位置为一个相对位置组；所述方法还包括：建立不同相对位置组对应的，三维图像各体素值与二维图像组中图像像素值之间的映射关系，得到分别与各个相对位置组对应匹配的多个预设映射关系组；根据输入到所述三维重建系统中的投影数据，选择与该投影数据相匹配的预设映射关系组；基于该相匹配的预设映射关系组和输入的投影数据建立三维图像。
[0019]进一步地，一次三维成像数据获取中，各个相对位置处的投影数据的集合为二维图像数据组；所述方法还包括：用三维重建系统建立三维图像中各个体素值与二维图像数据组中图像像素值之间的映射关系，得到映射关系组；基于该映射关系组和输入的二维图像数据组，建立三维重建图像。
[0020]本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于滑杆的三维成像数据获取系统，其特征在于，包括：曝光成像机构、位置参数提取机构和具有限位滑杆的限位机构；所述限位机构，用于限制所述曝光成像机构沿所述限位滑杆运动，使所述曝光成像机构先后到达与待检测物之间的不同相对位置处；所述曝光成像机构，用于在多个相对位置处分别采集X射线对所述待检测物的投影数据；所述位置参数提取机构，用于提取各个投影数据对应的，待检测物与所述曝光成像机构之间的相对位置，和/或所述曝光成像机构中X射线源、探测器之间的相对位置数据。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述限位机构还包括在所述限位滑杆上移动的滑块，和控制该滑块在所述限位滑杆上移动的拉伸模块；所述曝光成像机构与所述滑块对应连接。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，两个呈弧形的所述限位滑杆并排间隔设置，且弧形所在圆的圆心处于所述探测器上；两所述限位滑杆上均设有多个滑块，各所述限位滑杆上的滑块通过安装架连接于一体；所述曝光成像机构中的X射线源与所述滑块对应连接。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述限位机构还包括置于所述限位滑杆侧下方的电动伸缩杆，该电动伸缩杆的一端与所述限位滑杆间隔设置，另一端通过轴承与所述安装架连接。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，当所述曝光成像机构安装于C形臂上时，所述限位滑杆一端与C形臂的上臂对应连接，另一端通过固定支撑杆与C形臂对应连接；所述电动伸缩杆的一端通过所述轴承与所述安装架对应链接，另一端通过转轴固定于C形臂上；所述曝光成像机构的探测器连接于C形臂的下壁上。6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述位置参数提取机构包括电动伸缩杆伸缩程度采集机构，通过电动伸缩杆的伸缩长度确定第三安装架及所述曝光成像机构所处的位置；或者，所述位置参数提取机构包括沿所述限位滑杆长度方向均匀布设于所述限位滑杆两侧的多个红外开关，用于根据被阻断红外开关所处的位置提取当前所述曝光成像机构所处的位置；或者，所述位置参数提取机构包括刻度提取摄像机，以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹鲁民，
申请(专利权)人：北京友通上昊科技有限公司，
类型：发明
国别省市：