[发明专利]数字X‑射线影像立体定位系统及其方法

说明书

技术领域

本发明属于医疗技术领域，具体涉及X-射线影像装置。

背景技术

数字X-射线影像装置系统(DR)是利用X-射线平板探测器(Flat Panel Detector)接受到投影的X-射线而形成的像。它通常由三部分组成：1)X-射线源：X-射线管、高压发生器以及相关的高压控制电路；2)X-射线探测器：探测器首先将接受的X-射线通过一个转换板(例如CsI结晶体)将接受的X－射线转换成可见光，然后这些可见光直接照射到TFT探测器表面，把光信号转换成电信号，然后这些电信号以列输出的型式被读出，从而形成图像信号；3)数字图像信号处理及图像显示：对形成的图像信号进行放大、处理，以得到所需的临床医学所需的诊断图像。相对于传统的胶片X射线照像术而言，DR所成的像具有更大的动态显示范围，同时DR可充分利用现代计算机图像处理技术，以实现最佳的诊断效果。

但是，目前市场上采用的数字X-射线影像立体定位系统，定位精确度、定位效率仍有很大的提升空间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种数字X-射线影像立体定位系统及其方法，提升定位精度和定位效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：数字X-射线影像立体定位系统，包括X-射线源、X-射线探测器和数字图像信号处理装置，所述X-射线源发射X-射线，所述X-射线探测器接受X-射线源发射的X-射线并转换成图像信号，所述数字图像信号处理装置对X-射线探测器形成的图像信号进行放大、处理，所述数字图像信号处理装置包括多点定位模块以及多点信息处理模块，所述多点定位模块用于获取X-射线源在空间多个曝光成像位置下对应的X-射线源的位置，被测物体在平板投影成像的位置，X-射线源移动平面到平板探测器平面的垂直距离，所述多点信息处理模块从多点定位模块获取信息并计算确定被测物体的空间位置。

另外，采用上述数字X-射线影像立体定位系统进行定位的方法采用的技术方案为：

数字X-射线影像立体定位方法，首先，X-射线源在空间多个位置对被探测物体进行投影成像，并同时记录下多个位置下对应的X-射线源的位置，被测物体在平板投影成像的位置，X-射线源移动平面到平板探测器平面的垂直距离；然后，多点定位模块获取记录的上述位置信息，并由多点信息处理模块计算确定被测物体的空间位置。

优选的，X-射线源在同一水平面上进行移动并在两个位置对被探测物体进行投影成像，得到待测物体距平板探测器的距离：

其中，X-射线源横向水平面上的位移为D，被测物体在平板上投影像的位移为d，X-射线源移动平面到平板探测器平面的垂直距离为SID，被测物体在空间的坐标是(x,y,z)。

优选的，X-射线源在同一水平面上进行移动并在三个以上位置对被探测物体进行投影成像，得到被测物体距平板探测器的距离：

同时，水平位置为：

其中，X-射线源横向水平面上的位移为D，被测物体在平板上投影像的位移为d，X-射线源移动平面到平板探测器平面的垂直距离为SID，被测物体在空间的坐标是(x,y,z)，

优选的，X-射线源在在空间任何位置(Xi,Yi,Zi)，i＝0，…，N-1，对被探测物体进行投影成像，此时分两步计算实现对被探测物体的空间定位：

第一步，将X-射线源位置(Xi,Yi,Zi)沿着物体在平板探测器上的投影像位置(xi,yi)的方向上，延伸到位于Z＝SID的平面上，所对应截点坐标是

求出

第二步，根据公式

求得被测物体的空间位置(x,y,z)；

上述公式中，X-射线源横向水平面上的位移为D，被测物体在平板上投影像的位移为d，X-射线源移动平面到平板探测器平面的垂直距离为SID，被测物体在空间的坐标是(x,y,z)。

优选的，X-射线源在垂直方向上移动，采用两次不同垂直位置曝光进行定位，即X-射线源分别在(0,0,SID1)和(0,0,SID2)对物体进行曝光，这里假设射线源位于坐标原点，被探测物体在平板探测器上的投影位置分别是：(x1,y1)，(x2,y2)，距坐标原点的距离分别是：

有以下几何关系成立：

以及