[发明专利]一种牙科X射线层析成像设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及辐射成像领域，尤其涉及一种牙科X射线层析成像设备和方法。

背景技术

X射线成像技术已经成为牙科口腔疾病诊断中不可或缺的影像技术，依靠X射线透视成像、全景（Panoramic）、锥束CT（Cone-beam CT，CBCT）等X射线成像技术逐步满足了多种牙科口腔疾病的诊断需求。X射线透视成像又存在三种不同的技术手段：胶片成像、数字化X射线成像技术（Computed Radiography，CR）和直接数字化X射线成像技术（Digital Radiography，DR），这三种技术虽然只能够针对特定的牙齿进行局部X射线透视成像，但是由于技术简单、操作简便、设备价格便宜、剂量低等优点，因此，目前在口内牙科X射线成像中应用广泛。为了能够一次完成口腔所有牙齿以及上颌骨等部位的成像，又开发出了X射线全景成像技术，利用线阵列数字X光探测器，通过专门设计的扫描轨道，由X光机和探测器围绕病人头部旋转扫描实现曲面断层成像，全景成像的几何学能够部分克服X光透视在传输路径上的重叠，消除由于成像层外部物体引起的多余阴影和伪影，提高了诊断价值和图像质量。但是，由于透视成像的本质并没有改变，全景成像仍然存在X射线路径上前后重叠的问题，因此，CBCT技术被引入到口腔颌面成像中。

1972年，Hounsfield发明了第一台CT机，CT技术给医学诊断和工业无损检测带来了革命性的影响，已经成为医疗、生物、航空航天、国防等行业重要的检测手段之一。1989年，螺旋CT开始投入医学临床应用，相对于以前的断层CT：螺旋CT可以连续不间断地采集投影数据，并通过专门设计的重建算法得到物体的三维体数据，使得CT扫描的时间大大缩短，提高了重建图像的Z轴分辨率，减少了运动伪迹。1991年，Elscint公司在单层螺旋CT基础上，首先推出了双层螺旋CT，从此揭开了多层螺旋CT（Multi-slice CT,MSCT）飞速发展的序幕。随后，各大医疗设备公司陆续推出了4层、8层、16层、64层、256层、320层螺旋CT，MSCT和单层螺旋CT相比在性能上有了很大的提升，大大增加了X射线束的覆盖范围，有效地提高X射线的利用率，缩短了扫描时间，能够得到更高质量的三维重建图像。目前，MSCT已经广泛地被应用于人体三维成像、血管造影成像、心脏成像、脑灌注成像等领域，在MSCT技术上还发展起来了计算机辅助手术、虚拟内窥镜技术和辅助放射治疗等新技术。进入21世纪以来，随着平板探测器技术的发展，使用大面积平板探测器的CBCT逐渐出现，特别是在口腔三维成像中得到了临床认可和推广。在口腔临床应用中，CBCT解决了常规二维透视成像技术所固有的影像重叠、失真等问题，在牙齿种植计划、阻生牙分析、牙体牙周病诊断等需要三维分辨能力的应用中具有显著的优势。与传统CT相比，用CBCT进行口腔三维成像具有检查剂量低、空间分辨率高等优点。特别是近年来随着牙齿种植技术的兴起，利用CBCT获得三维图像并进行种植计划和手术导板的设计已成为一项新的研究方向。

随着技术的进步，CT扫描模式和成像方法也在不断地改进。牙科CBCT技术是在超过180°的角度范围内，从众多角度位置分别围绕口腔部位进行X射线投影数据的采集，并通过专门的CT图像重建算法实现口腔颌面的全三维成像，彻底解决了图像的前后遮挡问题。但是，CBCT设备由于采用了大面积平板探测器，使得其成本较高，对于牙科诊所和病人来讲经济负担都较大；并且CBCT的辐射剂量较大，对于控制公众剂量平均剂量水平造成较大负面影响；最后，由于CBCT使用的平板探测器空间分辨率有限，使得CBCT的成像精度要远低于X射线CR或DR成像。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有成本较小、成像速度快且成像效果好的牙科X射线层析成像设备。