[发明专利]自导航X射线成像系统及成像方法

权利要求书

1.一种自导航X射线成像系统，其特征在于，包括：

X射线源模块，用于按照预设或实时设定轨迹运动的同时，对目标物体进行扫描；

X射线探测模块，用于按照预设或实时设定轨迹运动的同时，采集所述目标物体和标定模体的探测数据；

扫描轨迹导航定位模块，用于在成像过程中，实时采集所述目标物体的深度图像和/或当前所处位置并引导X射线探测模块相对目标物体的运动；

光源/探测器相对位置导航定位模块，包括所述标定模体，用于利用所述标定模体采集所述X射线源模块与所述X射线探测模块之间的相对位置并引导二者之间的相对运动；

信号采集同步模块，用于同步所述X射线探测模块和所述扫描轨迹导航定位模块的数据采集时间；

几何轨迹数据处理模块，用于根据所述深度图像和/或当前所处位置和相对位置构建所述成像系统的投影关系矩阵；以及

图像重建和图像处理模块，用于基于时间同步后采集的多个时刻的探测数据，利用所述投影关系矩阵进行图像处理和/或重建图像，得到所述目标物体的成像结果。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述扫描轨迹导航定位模块与所述光源/探测器相对位置导航定位模块分别或者均加载至所述X射线源模块或所述X射线探测模块。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在成像过程中，提取所述标定模体在所述X射线探测模块上的探测数据，根据所述标定模体的探测数据生成所述X射线探测模块位置的第一调整值或者所述X射线源模块的位置的第二调整值，并在根据所述第一调整值和/或所述第二调整值将所述X射线探测模块和/或所述X射线源模块变换位置后，使得所述目标物体中感兴趣区域的投影位于所述X射线探测模块的探测视野内。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像重建和图像处理模块进一步用于对所述多个时刻的探测数据进行数据顺序排列整合或者融合噪声处理，求解得到透射图像或重建图像。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述扫描轨迹导航定位模块还用于通过所述扫描轨迹导航定位模块与所述X射线源模块对一个预设模体的成像信息确定所述X射线源模块的焦斑在世界坐标系的实际坐标。

6.一种自导航X射线成像方法，用于权利要求1-5任一项所述的自导航X射线成像系统，其特征在于，包括以下步骤：

在所述成像系统中，利用标定模体采集所述目标物体的深度图像和/或当前所处位置，根据所述深度图像和/或当前所处位置确定所述目标物体的运动轨迹；

根据所述标定模体的实时探测数据计算X射线探测模块的像素在世界坐标系中的坐标，根据X射线源模块在世界坐标系中的实际坐标和所述X射线探测模块的像素在世界坐标系中的坐标确定所述成像系统的采集射线路径；

根据所述目标物体的运动轨迹以及所述采集射线路径构建所述成像系统的投影关系矩阵；

去除所述X射线探测模块采集的所述目标物体和所述标定模体的探测数据中所述标定模体的投影数据分量，根据去除后的探测数据以及所述投影关系矩阵得到所述目标物体的探测数据；

对所述目标物体的探测数据进行图像处理和/或重建图像，得到所述目标物体的成像结果。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：在成像过程中，提取所述标定模体在所述X射线探测模块上的探测数据，根据所述标定模体的探测数据生成所述X射线探测模块位置的第一调整值或者所述X射线源模块的位置的第二调整值，并在根据所述第一调整值和/或所述第二调整值将所述X射线探测模块和/或所述X射线源模块变换位置后，使得所述目标物体中感兴趣区域的投影位于所述X射线探测模块的探测视野内。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：通过扫描轨迹导航定位模块与所述X射线源模块对一个预设模体的成像信息确定所述X射线源模块在世界坐标系中的实际坐标。