[发明专利]用于图像重建的系统和方法

权利要求书

1.一种成像系统，包括：

x射线断层融合图像重建系统，所述x射线断层融合图像重建系统被构造成生成在目标对象的表面下方的所述目标对象至少一个内部部分的三维图像数据；

三维光学成像系统，所述三维光学成像系统被构造成通过生成表面三维图像数据重建所述目标对象的至少一部分表面的图像，其中所述三维光学成像系统配准到所述x射线断层融合图像重建系统；和

处理器，所述处理器被构造成应用图像重建算法以生成所述目标对象的重建三维图像，其中所述重建算法被构造成使用来自所述x射线断层融合图像重建系统的所述三维图像数据、以及使用来自所述三维光学成像系统的表面三维图像数据作为约束，以改善所述三维图像数据的图像质量，并且重建所述目标对象的图像，其中所述重建算法包括迭代重建技术以使得在重建期间，所述表面三维图像数据作为约束被迭代应用。

2.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述约束包括密度约束。

3.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述约束包括几何约束。

4.根据权利要求2所述的成像系统，其中所述三维光学成像系统还被构造成通过生成针对外科器械或植入物的至少一部分表面的表面三维图像数据，重建外科器械或植入物的所述至少一部分所述表面的图像，其中所述密度约束至少部分包括来源于所述外科器械或植入物的密度分布，并且其中所述重建算法被构造成将所述外科器械或植入物的所述密度分布应用为约束，以改善所述三维图像数据的图像质量。

5.根据权利要求2所述的成像系统，其中所述成像系统被构造成应用来自所述表面三维图像数据的零密度的约束。

6.根据权利要求5所述的成像系统，其中所述目标对象包括患者，并且其中所述零密度的所述约束应用于所述目标对象的所述至少一部分所述表面之外、以及外科器械的至少一部分表面之外的区域。

7.根据权利要求1所述的成像系统，其中至少一部分所述约束来源于先验三维质量衰减图像，所述先验三维质量衰减图像通过表面配准与所述目标对象的所述至少一部分所述表面配准。

8.一种成像系统，包括：

x射线断层融合图像重建系统，所述x射线断层融合图像重建系统被构造成生成在目标对象的表面下方的所述目标对象的关注区域的三维图像数据；

三维光学成像系统，所述三维光学成像系统被构造成生成至少一部分所述目标对象的表面三维图像数据，其中所述三维光学成像系统配准到所述x射线断层融合图像重建系统，其中所述三维光学成像系统还被构造成生成待插入所述目标对象的所述关注区域的工具的表面三维图像数据，并且其中所述三维光学成像系统还被构造成当所述工具相对于所述目标对象的所述表面移动时，生成所述工具的表面三维图像数据；

处理器，所述处理器被构造成随时间推移编译所述工具的所述表面三维图像数据，并获得所述工具相对于所述目标对象的轨迹，以及利用重建算法在所述目标对象的图像的重建期间使用所述表面三维图像数据作为约束，其中所述重建算法包括迭代重建技术以使得在所述重建期间，所述表面三维图像数据作为所述约束被迭代应用；和

显示器，所述显示器被构造成显示至少一部分所述关注区域，并动态地显示所述工具相对于所述关注区域的轨迹。

9.根据权利要求8所述的成像系统，其中所述工具包括外科器械。

10.根据权利要求9所述的成像系统，其中所述成像系统被构造成允许用户选择所述外科器械相对于所述关注区域的优选的轨迹，并且其中所述处理器被构造成动态地计算在所述优选的轨迹与所述工具相对于所述关注区域的所述轨迹之间的方差度量。

11.根据权利要求10所述的成像系统，其中所述显示器被构造成显示与所述方差度量相对应的数值以及示出了所述工具相对于所述关注区域的所述轨迹和所述优选的轨迹两者的图像中的至少一者。