CN108366769A - X射线图像捕捉设备 - Google Patents

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Abstract

公开一种X射线图像捕捉设备，其使用小宽度传感器，不仅可经济地提供X射线CT图像而且提供不扭曲的准确X射线全景图像。根据本发明一个方面的X射线图像捕捉设备包括：绕旋转轴旋转的旋转支撑件；产生器单元，设置在旋转支撑件的一侧且包括照射X射线束的X射线产生器；传感器单元，设置在旋转支撑件的相反侧以面产生器单元，要被检测的对象位于二者之间，传感器单元包括小宽度传感器，在旋转支撑件旋转的同时该小宽度传感器沿与旋转轴垂直的宽度方向运动；和控制单元，在用于通过旋转支撑件的旋转获得多个透射图像X射线图像捕捉序列的过程中，根据要被检查的对象的目标部分和小宽度传感器之间距离的改变，改变旋转支撑件的旋转速度或传感器单元的帧速率，以便补偿放大率的改变。

Description

X射线图像捕捉设备
技术领域
本发明涉及X射线成像设备。更具体地，本发明涉及能在使用低剂量X射线的同时通过使用具有窄宽度的传感器提供CT图像和全景图像的X射线成像设备。
背景技术
在医疗领域，X射线照相设备是指朝向要被射线照相的身体照射预定量的X射线，通过使用X射线传感器感测已经穿过身体的X射线，且通过使用X射线传感器感测的电信号重构X射线图像。具有穿过身体部分的X射线以根据其行进路径中的物质改变的比率衰减，且通过光电现象被X射线传感器转变为电信号。通过使用电信号，X射线照相设备提供X射线图像中射线照相目标内部的信息，在该电信号中反映了根据X射线行进路径的积累衰减率。
在牙科诊断领域，CT图像被广泛地用作准确且清楚地显示患者的牙齿排布、颞颌关节或头部(这些部分是身体部分中的主要目标部分)的三维X射线图像的CT图像，且根据用户期望的位置和方向被用作断层图像。因而，这种图像被用在需要高精确度的领域，例如植入治疗。X射线计算机断层成像(CT)射线照相设备将被以各种角度进行射线照相的射线照相目标的X射线图像进行重建，且提供射线照相目标的三维X射线图像。为此，X射线CT射线照相设备包括X射线产生器、设置为面对X射线产生器的X射线传感器(且主体被设置在二者之间)、让X射线产生器和X射线传感器旋转同时对其支撑的旋转支撑件、和通过使用X射线传感器的感测结果而实施CT图像的图像重建单元。
为了获得X射线CT图像，X射线产生器和X射线传感器基于经过射线照相目标的旋转轴在预定角范围内旋转为彼此面对，且以各种角度获得视野(即FOV)的X射线CT数据。在执行通常的X射线CT射线照相时，X射线产生器和X射线传感器基于作为FOV的中心轴线的旋转轴旋转，且以各种角度接收已经经过FOV整个区域的X射线。因而，对于全景X射线成像，大尺寸传感器显著大于所需的X射线传感器尺寸。然而，在X射线传感器的尺寸增加时，其制造成本也增加，由此在牙科X射线成像设备领域，需要使用大FOV的小宽度传感器对CT图像进行射线照相的方法，所述大FOV是小宽度传感器的宽度的两倍大。
同时，在牙科领域，X射线全景图像已经广泛使用了很长时间且被认为是对诊断来说不可缺少的的标准图像。因而，在用于提供X射线CT图像的射线照相设备中，通常要添加全景成像的功能。本文中，需要提供一种具有高准确性的X射线全景图像，因为图像在诊断方面很重要。
发明内容
技术问题
因而，已经鉴于现有技术中存在的上述问题做出了本发明，且本发明的目的是提供一种X射线成像设备，其通过使用小宽度传感器而具有经济性，占据更少的用于安装和射线照相的空间，提供相对宽FOV的X射线CT图像，且有效地提供没有扭曲且具有高准确性的X射线全景图像。
技术方案
为了实现上述目的，根据本发明一个方面的X射线成像设备包括：基于旋转轴旋转的旋转支撑件；产生单元，设置在旋转支撑件的第一侧且包括照射X射线束的X射线产生器；感测单元，设置在旋转支撑件的第二侧以面对产生单元，主体在二者之间，且感测单元包括小宽度传感器，在旋转支撑件旋转时该小宽度传感器沿其宽度方向并垂直于旋转轴运动的；和控制器，在通过让旋转支撑件旋转而执行获得多个透射图像的X射线成像序列时改变旋转支撑件的旋转速度或感测单元的帧速率。
根据小宽度传感器和主体的目标区域之间距离的改变，控制器可通过改变旋转支撑件的旋转速度或感测单元的帧速率而对放大率的改变进行补偿。
控制器可在放大率相对大的区间中相对增加旋转支撑件的旋转速度或相对减小感测单元的帧速率。
在放大率相对大的区间中，控制器可保持旋转支撑件的旋转速度恒定，且相对减小感测单元的帧速率。
X射线成像序列可以是全景成像序列，且主体的目标区域沿弧形轨迹分布。
本文中，与用于获得前齿的透射图像的区间相比，在用于获得后齿的透射图像的区间中，控制器相对增加旋转支撑件的旋转速度或相对减小感测单元的帧速率。
此外，设备可以进一步包括图像重建单元，其以预定间隔移位并重叠多个透射图像，以根据弧形轨迹上的位置补偿沿水平轴方向的放大率差异，且根据弧形轨迹上的沿水平轴方向的位置，通过应用彼此不同的比例来修正沿纵轴方向的放大率。
根据本发明另一方面的X射线成像设备包括：基于旋转轴旋转的旋转支撑件；产生单元，设置在旋转支撑件的第一侧且包括照射X射线束的X射线产生器；感测单元，设置在旋转支撑件的第二侧以面对产生单元，主体在二者之间，且感测单元包括小宽度传感器，在旋转支撑件旋转时该小宽度传感器沿其宽度方向并垂直于旋转轴运动的；和控制器，在通过让旋转支撑件旋转而执行获得多个透射图像的X射线成像序列时，根据主体的目标区域和小宽度传感器之间距离的改变，改变旋转支撑件的旋转速度或感测单元的帧速率，以补偿放大率的改变，其中X射线产生器安装为使得X射线束的方向具有相对于与旋转轴垂直的表面的预定倾斜度，且小宽度传感器安装为相对于与旋转轴平行的表面以预定角度倾斜。
本文中，X射线成像序列可以是全景成像序列，且主体的目标区域可以沿弧形轨迹分布，且设备可以进一步包括图像重建单元，其通过让多个透射图像以预定间隔移位并重叠，根据弧形轨迹上的位置，补偿沿水平轴方向的放大率差异，且根据弧形轨迹上的沿水平轴方向的位置，通过应用彼此不同的比例来修正沿纵轴方向的放大率。
图像重建单元可以修正由于小宽度传感器的倾斜造成的上部放大率和下部放大率的差异。
有益效果
应用了根据本发明构造的X射线成像设备通过使用小宽度传感器而可以具有经济性，占据更少的用于安装和射线照相的空间，提供相对宽FOV的X射线CT图像，且有效地提供没有扭曲且具有高准确性的X射线全景图像。
附图说明
图1是显示了根据本发明实施例的X射线成像设备的射线照相单元的构造的视图。
图2是显示了在假定了通过根据图1实施例的射线照相单元的构造提供具有相同尺寸的FOV的情况下的、射线照相单元的旋转范围缩小的原理的视图。
图3是显示了根据本发明实施例的X射线成像设备的构造的视图。
图4是显示了通过使用根据图3实施例的射线照相单元根据弧形轨迹对全景图像进行射线照相的视图。
图5是示意性地显示了弧形形状和对其成像的全景图之间的理想关系的视图。
图6是示意性地显示了对图5的弧形形状进行成像的全景图的扭曲及其修正方法的视图。
图7a是未应用扩大补偿的无修正全景图像的例子的视图。
图7b是显示了对射线照相序列应用了水平轴向放大率补偿的全景图像的例子的视图。
图7c是对图7b的图像的射线照相序列应用了纵轴放大率修正和倾斜修正的全景图像的例子的视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。出于展示的目的提供本文所述的实施例，以完全给出本发明的原理。本领域技术人员应理解，本发明不应被理解成被限制为这些实施例。在附图中，相同的附图标记表示相同或同样的部分。在附图标记与参考另一图所述的组成部分的附图标记相同时，具体图中所示的一些组成部分的描述将被省略。
图1是显示了根据本发明实施例的X射线成像设备的射线照相单元的构造的视图。
根据本发明的X射线成像设备配置为包括获得多个X射线透射图像的射线照相单元、控制射线照相单元的控制器、和通过使用多个X射线透射图像来重建X射线CT图像和全景图像的重建单元。如果必要，可以进一步包括射线照相壳体，以覆盖射线照相单元的外部。该图显示射线照相单元的构造。
射线照相单元13包括旋转驱动器25、和基于旋转轴25C通过旋转驱动器25旋转的旋转支撑件30、设置在旋转支撑件30的第一侧且包括X射线产生器321T和准直器322的产生单元32(以便以预定宽度照射准直X射线束)、和设置在旋转支撑件30的第二侧以面对产生单元32(主体在二者之间)且包括小宽度传感器的感测单元31T，该小宽度传感器沿旋转支撑件30旋转的方向运动。优选地，小宽度传感器沿旋转轨迹的切向方向运动。
在X射线产生器321T和准直器322方面，X射线产生器321T和准直器322安装为使得，以虚线所示的X射线束的照射方向相对于与旋转支撑件30的旋转轴25C垂直的表面具有预定倾斜度θB。感测单元31T包括面对X射线产生器321T的小宽度传感器，使得其光接收表面相对于与旋转轴25C平行的表面以预定角度倾斜。本文中，X射线束的照射方向相对于与旋转轴25C垂直的表面向上倾斜，使得预定倾斜度θB满足：0度<θB<90度。更优选地，预定倾斜度θB可以满足的条件是：0度<θB<45度。因而，感测单元31T相对于与旋转轴25C平行的表面向下以对应与θB的角度倾斜(所述表面是基于旋转轴25C的虚拟圆柱形形式的外周表面)，使得感测单元31T和旋转支撑件30所属的表面之间的角度θS满足：90度<θS<180度。更优选地，角度θS可以满足的条件是：90度<θS<135度。对于感测单元31T来说优选的是，在从侧向观察时，相对于从X射线产生器321T的焦点XF起始的X射线束的照射方向形成与之垂直的角度。
X射线束的照射方向倾斜向上且感测单元31T向下倾斜，使得受检查者能容易地将他的或她的头部放入其中，因为射线照相单元中的空间形成为圆锥形，其中底部部分更宽。
同时，在本实施例中，产生单元32的壳体设置为垂直于旋转支撑件30，且X射线产生器321T设置为在其中倾斜，但是产生单元32本身可以设置为基本平行于感测单元31T。
旋转驱动器25被射线照相壳体的上内部部分支撑，且安装为在其驱动轴253处连接到旋转支撑件30的旋转轴25C。在一例子中，旋转驱动器25可以包括直接驱动(DD)马达，且可以配置为使得DD马达的驱动轴253的中心与旋转支撑件30的旋转轴25C相同。本文中，可以通过使用集流环(slip ring)将驱动轴253周围的功率配线或信号配线连接，以防止线缆扭绞。集流环可以是不具有接触点的无线集流环。
图2是显示出在假定了通过根据图1实施例的射线照相单元的构造提供具有相同尺寸的FOV的情况下的、射线照相单元的旋转范围缩小的原理的视图。
图2(a)显示了在常规情况下X射线束的照射方向平行于与旋转轴25C垂直的表面，且由此感测单元31V平行于旋转轴25C，且图2(b)显示了根据本发明的X射线束的照射方向和感测单元31T如上参考图2所述地那样倾斜。
本文中，FOV的高度H与图2(a)和2(b)中的相同。在图2(b)中，X射线束倾斜照射，且感测单元31T被安装为倾斜，使得X射线束的焦点XF定位为靠近旋转轴25C，其比图2(a)中的焦点XV相对更靠近。这意味着射线照相单元的旋转半径可以变窄，且变窄的量为焦点XF和XV之间的距离。因而，被X射线成像设备占据的空间可以减少，更具体地，如上所述的射线照相壳体的尺寸可以减少。
同时，在图2(a)中，如果在参考图的水平线来看上部部分和下部部分对称而通过并非球形的主体和传感器造成的微小误差可以忽略，则放大率在感测单元31V的上部部分和下部部分中几乎相同，所述放大率被限定为X射线束的焦点XV和感测单元31V之间的距离对焦点XV和主体VH之间距离。在该图中，除了从传感器单元31V(该传感器单元基于水平线在上部部分和下部部分中是对称的)和不是球形形式的主体而来的误差情况外，感测单元31V的上部部分和下部部分的放大率是基本相同的。然而，在图2(b)中，因为感测单元31T被设置为沿主体的纵向轴线倾斜，所以与主体的下部部分和感测单元31T的下部部分之间的距离相比，主体的上部部分和感测单元31T的上部部分之间的距离相对更接近。在该图中，FS1＝FS2且FH1>FH2，且由此主体的上部部分图像的放大率(即FS1/FH1)相对小于主体的下部部分图像的放大率(即FS2/FH2)。因而，在通过使用图1的射线照相单元13对X射线透射图像进行射线照相时，例如，具有方形形式的主体的图像被扭曲为梯形形式。
因而，在X射线成像设备重建并提供X射线透射图像或全景图像时，根据本发明的X射线成像设备通过按照传感器的倾斜度而扩大上部部分和下部部分，从而修正差异。在重建单元通过使用根据弧形轨迹获得的多个透射图像来重建并提供全景图像时，重建单元通过沿水平方向以预定间隔将多个投射图像移位并重叠来重建主全景图像，且通过在主全景图像中反映出向上方向和向下方向的放大率差异来提供扭曲被修正的全景图像。
图3是显示了根据本发明实施例的通过在X射线成像设备的射线照相单元中使用小宽度传感器来提供宽FOB的构造的视图。
该图显示了射线照相单元的构造，在执行射线照相序列时其通过让旋转支撑件30旋转且同时让小宽度传感器311运动而获得多个X射线透射图像，且该图示意性地显示从上方观察时的如上所述的旋转支撑件30的旋转轴25C。射线照相单元通过从控制器60接收控制信号而执行X射线成像序列。在牙科X射线成像设备中，X射线成像序列可以被分为X射线CT射线照相序列和全景成像序列。本文中，首先描述作为例子的X射线CT射线照相序列。
在执行X射线CT射线照相序列时，部分地经过主体X的射线束的照射路径被旋转，同时，虚拟的X射线束中心运动，使得X射线束以各种角度且在预定的或更大的范围内照射到所有部分上。
感测单元31包括面对产生单元32的窄X射线传感器311。在要获得的CT图像的FOV的总高度和宽度分别为t1和w1(本文中高度是指沿平行于旋转轴方向的最大尺寸，宽度是指沿垂直于旋转轴方向的最大尺寸)时，窄X射线传感器的高度t2等于或大于扩大率*第一高度(t1)(t2≥扩大率*t1)，且窄X射线传感器的宽度w2小于扩大率*第一宽度w1/2(w2<扩大率*w1/2)。此外，窄X射线传感器311安装为基于旋转轴25C沿感测单元31的旋转轨迹(例如沿圆形轨迹的切向方向)运动，且产生单元32与窄X射线传感器311的运动相关联地朝向窄X射线传感器311发射X射线束XC。
在本图中，基于旋转轴25C的同心圆F、FA、FB、和FC是根据窄X射线传感器311的运动范围扩大的FOV。例如，在窄X射线传感器311在实线表示的最初位置处于固定状态且旋转支撑件30以预定或更大的角度(例如360度)旋转时，可以获得最小FOV F的X射线CT图像。上述情况基本上与常规的半束(half beam)X射线CT射线照相设备相同。此外，在基于旋转轴25C通过额外旋转实现连续X射线成像期间，在窄X射线传感器311从实线所示位置例如沿切向方向运动了其宽度那么大的量时，即运动到311A时，FOV FA的半径按窄X射线传感器311的宽度扩大。类似地，在连续射线照相期间，在窄X射线传感器311运动的量为其宽度的两倍时，或在窄X射线传感器311运动的量为其宽度的三倍时，FOV FB和FC也响应于运动范围的增加而扩大。因而，窄X射线传感器311的宽度小于通过将实际扩大的FOV FA、FB和FC的半径乘以最大扩大率而获得的值。
作为参考，为了方便描述，在上述描述中，基于旋转轴25C根据旋转时间段而分阶段执行窄X射线传感器311的运动。优选地，可以在执行基于旋转轴25C的旋转的同时执行窄X射线传感器311的运动。通过下文的描述将容易地理解其描述。
在设备构造方面，感测单元31包括窄X射线传感器驱动器312，其让窄X射线传感器311在有限范围内沿旋转轨迹的切向方向运动。窄X射线传感器驱动器312可以配置为例如具有产生驱动功率的马达315、传递所产生的驱动功率的驱动轴314、和将窄X射线传感器311的一部分与驱动轴314连接的连接件313。然而，这种机械构造仅仅是示例性且可以以各种形式实施。
同时，产生单元32以与窄X射线传感器311的位置运动相关联地会聚的、足以覆盖窄X射线传感器311宽度的宽度照射X射线束XC。作为用于其的构造例，产生单元32可以包括X射线产生器321和准直器322，所述X射线产生器以覆盖窄X射线传感器运动范围的较宽宽度发出X射线束XT的，且所述准直器按该较宽宽度调整X射线束XT并以较窄宽度发出X射线束XC，该较窄宽度覆盖窄X射线传感器311的宽度并根据窄X射线传感器311的位置会聚。准直器322可以配置为具有能部分地屏蔽X射线束的至少一个叶片323、例如产生让至少一个叶片323运动的驱动功率的马达324、传递所产生的驱动功率的驱动轴325、和将叶片323的一部分与驱动轴325连接的连接件326。准直器322可以驱动一个叶片，该叶片具有带预定宽度的狭槽且通过使用一个马达而经过会聚的X射线束XC，或所述准直器可以通过使用单独设置的马达驱动至少两个叶片。
然而，上述产生单元32的这种构造仅仅是示例性的，且可以以各种形式实施。例如，产生单元32可以配置为具有X射线产生器，该X射线产生器以覆盖窄X射线传感器311的宽度的窄宽度发出X射线束，且与窄X射线传感器311的位置运动相关联地调整X射线产生器的照射方向，以便发出会聚的X射线束。可以得到各种其他构造。
同时，根据如上所述实施例的X射线成像设备可以进一步包括控制器60，该控制器连接到产生单元32和感测单元31，且控制产生单元32以发出与窄X射线传感器311的位置运动相关联地会聚的X射线束XC。详细说，控制器60例如可以连接到窄X射线传感器驱动器312并控制马达315，且通过使用窄X射线传感器驱动器312的控制信号或使用包括窄X射线传感器311的位置信息的反馈信号来控制从产生单元32发出的X射线束的方向。可以通过控制对参照该图的实施例所述的准直器322进行驱动的马达324来执行对X射线束方向的控制。然而，在以与上述不同的形式实施产生单元32时，可以改变接收控制器60的控制信号的详细目标。
该图显示了从上方观察时的旋转轴25C，未示出沿X射线产生器321和感测单元31的垂直方向的倾斜。然而，类似于如图1所示的感测单元31T和X射线产生器321T，感测单元31和X射线产生器321可以设置为相对于垂直的旋转轴25C倾斜。在后文的描述中上述特征是相同的。
图4是显示了通过使用根据图3实施例的射线照相单元根据弧形轨迹对全景图像进行射线照相的视图。
如图所示，包括小宽度传感器311E、311F、和311G的感测单元31E、31F、和31G基于旋转轴25C旋转，且小宽度传感器311E、311F、和311G的位置沿旋转轨迹的切向方向运动，即沿其宽度方向运动，且由此获得常规X射线照相设备中让旋转轴运动的效果，而实际上没有让旋转轴25C运动。因而，根据本发明的X射线CT射线照相设备可以提供X射线CT图像和三维图像，且还通过使用上述特征针对沿弧形轨迹DA分布的图像层而提供X射线全景图像。
本文中，因为射线照相单元的旋转轴25C被固定且弧形轨迹DA具有箭头或弧形形式，而非圆形形式，所以根据该图所示的小宽度传感器11E、311F、和311G的位置所获得的透射图像(即后齿DE、上犬齿DF或前齿DG)与小宽度传感器311E、311F、和311G之间的距离发生改变。X射线产生器321E、321F、和321G和在其位置处的小宽度传感器311E、311F、和311G之间的距离相同，且由此在获得的透射图像中出现放大率差异。在该图的例子中，针对前齿DG获得具有相对较低放大率的透射图像，且针对后齿DE获得具有相对高放大率的透射图像。因而，在射线照相单元通过使用如上所述获得的多个透射图像、针对弧形轨迹DA来重建全景图像时，需要针对放大率进行补偿或修正操作，用于获得对相应部分应用均匀放大率的图像。
同时，在根据本实施例的X射线成像设备获得弧形形状的相应部分的透射图像时(例如后齿DE、上犬齿DF和前齿DG)，X射线成像设备可以获得并存储旋转支撑件的角度和感测单元31E、31F、和31G中的小宽度传感器311E、311F、和311G的位置的几何信息，或存储能对其进行计算的值。通过使用弧形轨迹的上述几何信息和坐标信息，可以获得用于每一个透射图像的放大率值，或可以获得根据所获得透射图像位置的放大率关系。
图5是显示了根据弧形轨迹的图像层与通过对其进行射线照相而获得的全景图像之间的理想关系的示意图。
图5(a)是显示了根据网格形式的弧形轨迹的图像层的透视图，弯曲如箭头的中心部分对应于前部牙齿，即前齿DG，且两端部部分对应于臼齿，其是后齿DE。图5(b)显示了理想全景图像，其中图5(a)的图像层显示为平面表面。本文中，理想全景图像意味着根据按各部分的放大率差而没有扭曲的全景图像。在图5(b)中，前齿DG和后齿DE的放大率没有差异。
在根据本发明的X射线成像设备中，为了获得按上述放大率差来说没有扭曲的全景图像，可以使用几种方法。如上所述，第一种方法是，通过使用射线照相单元中获得每一个透射图像时获得的几何信息来计算射线照相主体的目标区域的放大率，和通过使用多个透射图像(其中反映了放大率)来重建全景图像。在沿水平轴向方向移位并重叠多个透射图像以用于重建时，邻近透射图像之间的移位间隔与弧形轨迹上射线照相主体的目标区域之间的实际距离相同。
然而，根据本发明的X射线成像设备并不限于上述全景图像重建方法。首先针对如上所述的每一个透射图像执行放大率修正，且可以通过在弧形轨迹上反映出射线照相主体的目标区域的绝对位置，通过移位和重叠对全景图像重构时，获得没有扭曲的全景图像。同时，需要许多时间和许多计算资源以用于图像重建操作。为了解决上述问题和提供没有挠曲的全景图像，可以使用补偿或修正放大率的另一方法。将在下文详细描述这种方法。
图6是通过对图5的弧形形式进行射线照相而获得的全景图像的扭曲及其修正方法的示意图。
图6(a)是示意性地显示了使用X射线成像设备的射线照相单元得到的扭曲全景图像的例子的视图，其中旋转支撑件旋转且小宽度传感器同时沿其宽度方向运动，且不应用放大率的补偿或修正。如参考图4所述的，前齿DG的放大率相对低，且后齿DE的放大率相对大。因而，在重建全景图像而不执行放大率的补偿或修正时，如上所述的图5(a)的图像层被显示为如图6(a)所示那样扭曲，其中沿前齿DG的水平轴方向和纵轴方向的网格间隔相对窄，且沿后齿DE的水平轴方向和纵轴方向的网格间隔相对宽。
沿水平轴方向的后齿DE的网格间隔比实际网格间隔扭曲得更大的这种图像扭曲与重建全景图像的方法有关。通常，在通过根据预设射线照相序列连续地将多个射线照相透射图像移位而进行重叠并以预定旋转速度和预定帧速率进行射线照相时，在假定针对每一个透射图像帧，将射线照相主体的目标区域的移位间隔分布在弧形轨迹上的情况下，对全景图像进行重建。上述重建方法适用于通过使用相对小的计算资源和短的时间来提供重建图像。然而，该方法伴随着如图6(a)所示的图像变形。
图6(b)是示意性地显示了通过沿参考图4所述的全景成像序列的水平轴方向应用放大率补偿而重建的全景图像的例子的视图。本文中，沿水平轴方向补偿放大率意味着，为了针对参考图6(a)所述的射线照相序列扭曲执行补偿(即在获得多个透射图像期间)，根据感测单元的位置，更具体地，根据弧形轨迹上小宽度传感器和主体的目标区域之间距离的改变，旋转支撑件的旋转速度被改变，或在获得多个透射图像帧时的帧速率(frame rate)被改变。
参考图4进行描述，在对前齿DG进行射线照相时，因为弧形轨迹和小宽度传感器311G之间的距离变得接近，所以放大率变得相对较小，且由此在帧速率恒定时旋转支撑件的旋转速度变慢。替换地，在旋转速度恒定时，帧速率(即，每秒有多个射线照相帧)增加，从而获得相对精细的弧形轨迹的透射图像。在弧形轨迹和小宽度传感器311E之间的距离变为与后齿DE一样大以使得放大率相对大的区间中，通过在帧速率恒定时相对增加旋转速度或通过在旋转速度恒定时相对减少帧速率而获得透射图像。在如上获得的多个透射图像帧被以预定间隔移位并重叠以重建图像时，可以补偿因图6(a)所述的沿水平轴方向的放大率差异所产生的图像扭曲。结果，在图6(b)中，沿水平轴方向，网格间隔恒定。同时，通过图3的控制器60可以执行伴随感测单元的帧速率或旋转支撑件的旋转速度的改变的放大率补偿操作。
图6(c)是示意性地显示了针对全景图像执行沿纵轴方向的放大率修正结果的视图，其中按图6(b)的方法执行沿水平轴方向的放大率补偿。通过计算沿纵轴方向的放大率(该放大率根据弧形轨迹上沿水平轴方向的位置而不同)，通过使用在执行如上所述的射线照相序列时获得的几何信息，并通过在与图6(b)的图像对应的部分中反映出计算的放大率来修正沿纵轴方向的放大率的修正，从而执行沿纵轴方向的放大率修正。结果，在图6(c)中，沿纵轴方向的网格间隔被修正为在前齿DG和后齿DE中相同。
同时，如上所述，根据本发明实施例的X射线成像设备包括感测单元31T，其被安装为向如图1所示的旋转支撑件的旋转轴25C的方向倾斜。本文中，如参考图2所述的，由于上部放大率和下部放大率之间的差异发生图像扭曲，在图6(c)的图像中显示了梯形形式的图像扭曲。
图6(d)是示意性地显示了由于感测单元的倾斜造成的梯形形式的图像扭曲被修正的结果视图。如图2所示，按几何方法计算根据感测单元31T高度的放大率分布，且可以通过在与图6(c)对应的全景图像中反映出所计算的放大率分布而修正由于感测单元的倾斜造成的图像扭曲。
本文中，参考图6(c)和6(d)描述的修正可以在通过使用多个透射图像在重建单元中重建全景图像时连续地或同时地执行。在同时执行如上所述的两种放大率修正时，与图6(b)对应的中间步骤的全景图像可以被分为多个区域，可以提前针对每个区域计算沿水平轴方向的修正常数和沿纵轴方向的修正常数，且可以通过应用所计算的常数来提供与图6(d)对应的经修正全景图像。
图7a是显示了未应用放大率补偿的无修正全景图像的例子的视图。沿水平轴和纵轴方向，前齿扭曲得相对小，且后齿扭曲的相对大。
图7b是显示了对射线照相序列应用了水平轴向放大率补偿的全景图像的例子的视图。沿水平轴方向在前齿和后齿中的牙齿被修正为更接近实际的牙齿宽度。
图7c是对图7b的图像的射线照相序列应用了纵轴放大率修正和倾斜修正的全景图像的例子的视图。本文中，沿纵轴方向的放大率扭曲和根据图像上部部分和下部部分的放大率差造成的图像扭曲均被修正。
工业适用性
本发明涉及X射线成像设备，且可以用于医疗X射线图像诊断设备，更具体，可以用在牙科X射线诊断设备领域。

Claims (11)

1.一种X射线成像设备，该设备包括：
旋转支撑件，基于旋转轴旋转；
产生单元，设置在旋转支撑件的第一侧且包括照射X射线束的X射线产生器；
感测单元，设置在旋转支撑件的第二侧以面对产生单元，主体在二者之间，且感测单元包括小宽度传感器，在旋转支撑件旋转时该小宽度传感器沿该小宽度传感器的宽度方向并垂直于旋转轴运动；和
控制器，在通过让旋转支撑件旋转而执行获得多个透射图像的X射线成像序列时改变旋转支撑件的旋转速度或感测单元的帧速率。
2.如权利要求1所述的设备，其中根据小宽度传感器和主体的目标区域之间距离的改变，控制器通过改变旋转支撑件的旋转速度或感测单元的帧速率而对放大率的改变进行补偿。
3.如权利要求2所述的设备，其中控制器在放大率相对大的区间中相对增加旋转支撑件的旋转速度或相对减小感测单元的帧速率。
4.如权利要求3所述的设备，其中在放大率相对大的区间中，控制器保持旋转支撑件的旋转速度恒定，且相对减小感测单元的帧速率。
5.如权利要求3所述的设备，其中在放大率相对大的区间中，控制器保持感测单元的帧速率恒定，且相对增加旋转支撑件的旋转速度。
6.如权利要求1所述的设备，其中X射线成像序列是全景成像序列，且主体的目标区域沿弧形轨迹分布。
7.如权利要求6所述的设备，其中与用于获得前齿的透射图像的区间相比，在用于获得后齿的透射图像的区间中，控制器相对增加旋转支撑件的旋转速度或相对减小感测单元的帧速率。
8.如权利要求6所述的设备，进一步包括图像重建单元，其以预定间隔移位并重叠多个透射图像，以根据弧形轨迹上的位置补偿沿水平轴方向的放大率差异，且根据弧形轨迹上的沿水平轴方向的位置，通过应用彼此不同的比例来修正沿纵轴方向的放大率。
9.一种X射线成像设备，该设备包括：
旋转支撑件，基于旋转轴旋转；
产生单元，设置在旋转支撑件的第一侧且包括照射X射线束的X射线产生器；
感测单元，设置在旋转支撑件的第二侧以面对产生单元，主体在二者之间，且感测单元包括小宽度传感器，在旋转支撑件旋转时该小宽度传感器沿该小宽度传感器的宽度方向并垂直于旋转轴运动的；和
控制器，在通过让旋转支撑件旋转而执行获得多个透射图像的X射线成像序列时，根据主体的目标区域和小宽度传感器之间距离的改变，改变旋转支撑件的旋转速度或感测单元的帧速率，以补偿放大率的改变，其中
X射线产生器安装为使得X射线束的方向具有相对于与旋转轴垂直的表面的预定倾斜度，且小宽度传感器安装为相对于与旋转轴平行的表面以预定角度倾斜。
10.如权利要求9所述的设备，其中X射线成像序列是全景成像序列，且主体的目标区域沿弧形轨迹分布，且设备进一步包括图像重建单元，其通过让多个透射图像以预定间隔移位并重叠，根据弧形轨迹上的位置，补偿沿水平轴方向的放大率差异，且根据弧形轨迹上的沿水平轴方向的位置，通过应用彼此不同的比例来修正沿纵轴方向的放大率。
11.如权利要求10所述的设备，其中图像重建单元修正由于小宽度传感器的倾斜造成的上部放大率和下部放大率的差异。
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