[发明专利]采用倾斜几何形状的三维重建

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于产生对象的3维X线断层扫描影像的方法，其中，一个射线源，特别是X射线源相对于运动平面上的对象而环绕旋转中心运动，其中，射线源以射线圆锥发出其辐射，其中央射线提供给对象，其中，在对象的远离射线源的一侧的中央射线上设置一个相应共同运动的探测器，向其提供通过对象减弱强度的辐射。本发明还涉及一种用于实施这种方法的装置。

背景技术

X线断层扫描拍摄目前特别是在医学领域是一种用于制作透射对象(确切地说是透射身体)影像的重要技术。在此方面，对象采用一个环绕对象在可预先规定的轨迹上运动的X射线源进行照射。对象后面的光路上设置一个具有探测元件阵列并在上面投影对象的探测器。各探测元件接收射中阵列并通过对象吸收减弱的X射线的相应部分射线，其中，从这些信号中借助计算机制作影像。

在所述的技术中利用锥形几何形状的射线，其中，X射线源将光锥投射到对象上。探测元件被提供对象的二维投影。通过射线源和探测器的运动收集来自不同方向上的投影，其中，射线源和探测器彼此处于固定的装置上。这种技术可以使透射对象的体积得到重建。在一种特别优选的装置中，X射线源和探测器分别设置在一个C形拱架的末端上，该探测器环绕其中轴环绕对象旋转，其中，拍摄大量的二维影像。从这些投影中可以重建对象的三维影像。在此方面，射线源在公知的原射线技术中进行圆形或者椭圆形运动，其中，中央射线与旋转轴垂直相对。

为重建三维的对象使用Feldkamp的原射线技术(“实践中的原射线算法”L.A.Feldkamp等，J.Opt.Soc.Am.A/Ausgabe 1，号6，1984年6月)。在也以“filtered-backprojection”(FBP)概念公知的这种方法中，首先将所有投影影像过滤并然后以其空间形状被回投。该方法在商用的X线断层扫描器上，特别是在螺旋CT或者原射线C形臂上使用。

在此方面，这些系统需要几何形状的校准，以便可以准确重建三维显示。校准可以在扫描期间联机或者脱机进行，其中，联机的校准借助具有公知几何形状的参考对象(校准虚设物)一次性地进行。

迄今为止公知方法的缺点是，它们对具有假象的对象中的不规则性—特别是在牙科应用的情况下—反应比较灵敏。在此方面，特别值得一提的是制作人颌骨的X线断层扫描拍摄，其质量很大程度上取决于牙齿上存在的金属牙冠的分布。因此在公知的方法中很难考虑到身体的个性化解剖学。

发明内容

现在本发明的目的在于，提供一种开头所述类型的方法，其可以采用简单手段低成本地进行实现，并在较小射线负荷的情况下保证较高的影像质量。为此本发明的目的在于提供一种用于实现该方法的机械结构简单的装置。

该目的通过一种具有权利要求1特征部分的特征的方法和按权利要求8所述的装置得以实现。本发明特殊实施方式的特征构成在各自的从属权利要求中予以说明。

本发明的主导思想在于提供一种拍摄方法和相应的原射线装置，其中，中央射线不是像以往那样在运动平面上，而是以一个倾斜角向运动平面倾斜定向。因为该运动在大多数情况下是一种环绕所要检查对象的旋转，所以中央射线相应地向旋转平面倾斜并因此不再与旋转轴垂直。

在此方面，不排除旋转运动一如在螺旋CT上那样一叠加沿旋转轴的线性运动。在这种情况下，运动平面倾斜并构成螺旋线。依据本发明中央射线和旋转轴在这种情况下也包括一个不等于90°的角度。在其他特殊情况下，例如为了在拍摄下颌时隐没肩区，具有优点的是可以为一个确定的角度范围离开旋转运动的平面，以便然后晚些时候再返回该平面内。射线源和探测器在此方面首先上升，然后它们再下降到原有的运动平面内。在这种情况下运动本身是闭合的。本发明也包括这些特殊情况。

然而，由于影像数学上更简单的重建并由于影像更容易解释的内容，特别具有优点的是旋转平面如在常规检查中那样通过C形拱架与旋转轴垂直设置和运动过程为椭圆形或者圆形。本发明这种实施方式的另一个优点在于机械实现简单。本发明的优点通常在于减少射线负荷和降低假象，从而明显提高影像质量。下面详细介绍牙科应用解剖学上的优点：

本发明在与公知的C形拱架结合下进行实现时，这些优点特别值得注意的，在这些C形拱架中，X射线源和探测器系统的旋转轴以往仅与中央X射线垂直设置。然而系统的校准与在中央射线依据本发明不与旋转轴垂直设置中那样进行。