[发明专利]一种X射线图像三维重构的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及医学图像处理技术，尤其涉及一种根据对象的二维X射线影像数据重构其三维图像的方法与系统。

背景技术

X射线成像技术广泛应用于医学诊断、工业无损检测和科学研究领域。在医学诊断中使用的X射线成像技术可分为二维与三维两类，二维有X光胶片、CR与DR，三维有CT。其中，X光胶片是将X光透过拍摄对象(例如人体)后的强度记录在感光胶片上形成潜影，然后通过显影定影获得对象的影像。X光胶片成像过程长，且获得的影像是模拟的，不便于现代计算机处理与通信传输，正逐渐被后来出现的CR或DR取代。CR(Computer Radiography)技术用一涂有光激励发光物质(photo stimulated luminescence substance，PSL)的成像板(ImagingPlate，IP)取代胶片，透过对象的X光强度首先被记录在IP上，然后通过用激光照射IP，IP中的PSL受激辐射出可见光，再用CCD或摄像机对其拍摄即可获得X光影像。CR获得的是数字影像，便于计算机处理及通信传输，且IP可反复使用，但CR时间分辨率较低，不能满足动态器官和结构的显示。DR(DigitalRadiography)是直接数字成像技术，透过对象的X光强度直接记录在平板探测器或CCD上，不象CR那样需经过激光读取，且分辩率高，可动态显示影像，医生可根据需要进行拍摄及时实影像处理，DR代表X射线二维成象技术的发展方向。CT(Computed Tomography)利用X光对拍摄对象进行螺旋扫描，获取对象的一系列体层数据，然后通过重构算法最终获得对象的三维影像。现有的X光成像技术中，二维CR、DR与三维CT相比具有设备简单，成本低等优势，但只能获取对象某一角度或至多某几个角度的二维影像，不能获得被摄目标一个多角度或三维的像，不便于医生进行全面观察及作出正确的诊疗。

发明内容

针对现有X射线二维成像技术存在的问题和不足，本发明的目的在于提供一种X射线图像三维重构的方法及系统，利用现有的二维X光成像技术来获得被摄目标一个多角度或三维的图像。

为了实现上述目的，本发明X射线图像三维重构方法的技术方案为：一种X射线图像三维重构的方法，其特征在于，它包括下列步骤：

(1)通过测量或标定方式获得X射线成像系统参数；

(2)旋转X射线成像系统或载物台，使X射线成像系统与放在载物台上的待测物体发生相对圆周或螺旋运动，每一定角度采集一幅投影图像；

(3)将采集的图像数据根据需要进行数据压缩并存贮到计算机内存，对所有成像数据依据成像系统参数建立两级排序索引；

(4)通过交互式界面，根据观察需要设置观察视点与视线方向；

(5)计算指定视线参数，以便对图像数据进行重采样；

(6)根据步骤(5)中计算得到的视线参数，在步骤(3)建立的图像数据索引表里查找与所指定视线相邻的射线束，完成图像数据的重采样；

(7)将重采样获得的图像数据通过显示器输出显示。

在步骤(6)中，根据计算机运算性能和用户对图像精度的需要，采用邻域插值或双线性插值的滤波插值方式对相邻射线束进行插值合成计算，以获得与所指定视线最匹配的射线。

在步骤(7)中，通过交互界面对图像数据进行增强处理后再输出。

另外，本发明X射线图像三维重构系统的技术方案为：一种X射线三维重构系统，它包括X线管控制器、X线管、载物台、X射线面阵探测器、数据采集器、系统控制器、图像处理器、图像存储器及图像显示器；

X线管控制器用于X线管控制，X线管与X射线面阵探测器构成X射线成像系统，X射线成像系统可以相对于载物台作圆周或螺旋运动；

系统控制器由计算机和其它控制电路组成，完成整个系统的指挥与协调；

数据采集器把模拟信号转换为数字信号，主要由A/D转换器组成；

图像处理器用于建立图像数据索引、进行图像数据查找、图像滤波、图像增强、恢阶变换、黑白反转或数字减影等处理；

存储器用于存储图像数据；

图像显示器用于图像数据输出显示。

面阵探测器采用数字平板探测器或面阵CCD，X线管与面阵探测器安装在一C形臂装置上，C形臂绕某一固定轴转动时，X射线成像系统相对于载物台上的物体作圆周运动，载物台在系统控制器控制下可作上下运动及绕中心轴的转动。

与现有技术相比，本发明提供的X射线图像三维重构的方法及系统使用低成本的二维X射线摄像装置，但能获取待测物体一个多视角的三维影像，便于医生进行全面观察及作出正确的诊疗。

附图说明