CN110731790A

CN110731790A - 成像设备及成像方法

Info

Publication number: CN110731790A
Application number: CN201810802985.8A
Authority: CN
Inventors: 朱磊; 蔡云岩
Original assignee: You Fang (hefei) Medical Technology Co Ltd
Current assignee: You Fang (hefei) Medical Technology Co Ltd
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2020-01-31
Anticipated expiration: 2038-07-20
Also published as: CN110731790B

Abstract

本申请公开了成像设备和成像方法。该成像设备包括：第一图像获取装置，配置以获取对象的第一部分的表面图像；第二图像获取装置，配置以获取对象的第二部分的透视图像，第二部分不同于第一部分；以及计算装置，配置以对第一部分的表面图像和第二部分的透视图像进行处理以形成对象的目标图像，其中，目标图像能够显示第一部分和第二部分。

Description

成像设备及成像方法

技术领域

本申请涉及成像领域。

背景技术

影像学技术，包括例如X光成像、CT(Computed Tomography，计算机断层扫描)等，自问世以来在众多领域得到了广泛应用，尤其在医疗检查领域。在某些应用中，使用者可能需要仅对整个对象的一部分进行X光成像、CT成像等。以牙齿矫正应用为例，医生可能需要利用牙齿部分的X线图像或CT图像(例如，由此可以确定牙齿结构，尺寸，位置或牙神经的相关信息)，并同时需要结合其他相关部位诸如面部的表面图像作为参考，从而进行牙齿矫正计划的制定、术后整形效果的预测等。为达此功能，当前的牙科X光机需要扩大X线成像范围，而当前的牙科CT设备更需要采用大视野探测器对整个头部进行CT成像。这样，相比于仅对牙齿部分进行X线成像、CT成像，患者不必要的接受了更大的辐射剂量。

发明内容

针对上述技术问题中的至少之一，本申请提供了成像设备和成像方法。

本申请涉及下述项。

1.一种成像设备，包括：

第一图像获取装置，配置以获取对象的第一部分的表面图像；

第二图像获取装置，配置以获取对象的第二部分的透视图像，所述第二部分不同于所述第一部分；以及

计算装置，配置以对所述第一部分的表面图像和所述第二部分的透视图像进行处理以形成对象的目标图像，其中，所述目标图像能够显示所述第一部分和所述第二部分。

2.如项1所述的成像设备，其中，所述第一图像获取装置包括：

摄像机；

驱动机构，配置以驱动所述摄像机移动以在多个位置对所述第一部分进行拍摄；以及

构建器，配置以对所述摄像机拍摄的图像进行构建以获取所述第一部分的3D表面图像。

3.如项2所述的成像设备，其中，所述摄像机包括可见光摄像机、红外摄像机、近红外摄像机以及毫米波摄像机中的至少一种。

4.如项2所述的成像设备，其中，所述驱动机构包括转动机构，所述转动机构配置以能够使所述摄像机绕所述对象转动。

5.如项1所述的成像设备，其中，所述第二图像获取装置包括超声成像机、磁共振成像机、发射体层成像机、CT机和X光机中的至少一种。

6.如项1所述的成像设备，其中，所述计算装置配置以对所述第一部分的表面图像和所述第二部分的透视图像进行配准。

7.一种成像方法，包括：

通过第一图像获取装置获取对象的第一部分的表面图像；

通过第二图像获取装置获取对象的第二部分的透视图像，所述第二部分不同于所述第一部分；以及

通过计算装置对所述第一部分的表面图像和所述第二部分的透视图像进行处理以形成对象的目标图像，其中，所述目标图像能够显示所述第一部分和所述第二部分。

8.如项7所述的成像方法，其中，所述第一图像获取装置包括：

摄像机；

9.如项8所述的成像方法，其中，所述摄像机包括可见光摄像机、红外摄像机、近红外摄像机以及毫米波摄像机中的至少一种。

10.如项8所述的成像方法，其中，所述驱动机构包括转动机构，所述转动机构配置以能够使所述摄像机绕所述对象转动。

11.如项7所述的成像方法，其中，所述第二图像获取装置包括超声成像机、磁共振成像机、发射体层成像机、CT机和X光机中的至少一种。

12.如项7所述的成像方法，其中，所述计算装置配置以对所述第一部分的表面图像和所述第二部分的透视图像进行配准。

13.一种成像设备，包括：

摄像机，配置以拍摄对象的第一部分的2D表面图像；

X射线源，配置以发出X射线从而照射至对象的第二部分；

探测器，配置以检测经过对象的所述第二部分的X射线以生成X射线的数据；

转动机构，配置以能够使所述摄像机、所述X射线源和所述探测器绕对象转动；

计算装置，配置以根据所述摄像机拍摄的所述第一部分的2D表面图像生成3D表面图像，并根据所述探测器探测的数据生成所述第二部分的3D断层图像，并且配置以对所述第一部分的3D表面图像和所述第二部分的3D断层图像进行处理以形成对象的目标图像，其中，所述目标图像能够显示所述第一部分和所述第二部分。

14.如项13所述的成像设备，其中，所述摄像机包括可见光摄像机、红外摄像机、近红外摄像机以及毫米波摄像机中的至少一种。

15.如项13所述的成像设备，其中，所述X射线源包括第一射线源和第二射线源，所述第一射线源和所述第二射线源分别发射第一X射线和第二X射线以照射至对象的所述第二部分，

其中，所述探测器配置以检测经过对象的所述第一X射线和所述第二X射线以生成所述第一X射线和所述第二X射线的数据。

16.如项15所述的成像设备，其中，所述第一射线源和所述第二射线源交替地发射第一X射线和第二X射线。

17.如项15所述的X射线成像设备，其中，所述第一射源和所述第二射源布置成使得所述第一光和所述第二光在一次扫描中扫描所述投照体上的相同部分，所述第一射源和所述第二射源加载有不同的管电压。

18.如项13所述的成像设备，其中，

所述第一部分包括头部的至少一部分，且所述第二部分包括牙齿；并且

所述目标图像能够示出头部的3D表面图像以及牙齿的3D断层图像。

19.如项13所述的成像设备，其中，所述计算装置配置以根据图像配准算法对所述第一部分的3D表面图像和所述第二部分的3D断层图像进行配准。

20.一种成像方法，包括：

通过摄像机拍摄对象的第一部分的2D表面图像；

通过X射线源发出X射线从而照射至对象的第二部分；

通过探测器检测经过对象的所述第二部分的X射线以生成X射线的数据；

通过转动机构使所述摄像机、所述X射线源和所述探测器绕对象转动；

通过计算装置根据所述摄像机拍摄的所述第一部分的2D表面图像生成3D表面图像，并根据所述探测器探测的数据生成所述第二部分的3D断层图像，并且通过所述计算装置对所述第一部分的3D表面图像和所述第二部分的3D断层图像进行处理以形成对象的目标图像，其中，所述目标图像能够显示所述第一部分和所述第二部分。

21.如项20所述的成像方法，其中，所述摄像机包括可见光摄像机、红外摄像机、近红外摄像机以及毫米波摄像机中的至少一种。

22.如项20所述的成像方法，其中，所述X射线源包括第一射线源和第二射线源，所述第一射线源和所述第二射线源分别发射第一X射线和第二X射线，以照射至对象的所述第二部分，

23.如项22所述的成像方法，其中，所述第一射线源和所述第二射线源交替地发射第一X射线和第二X射线。

24.如项22所述的X射线成像设备，其中，所述第一射源和所述第二射源布置成使得所述第一光和所述第二光在一次扫描中扫描所述投照体上的相同部分，所述第一射源和所述第二射源加载有不同的管电压。

25.如项20所述的成像设备，其中，

26.如项20所述的成像设备，其中，所述计算装置配置以根据图像配准算法对所述第一部分的3D表面图像和所述第二部分的3D断层图像进行配准。

根据如上所述的成像设备和成像方法，可以仅对对象的某些部分进行透视成像，从而能够降低辐射剂量。

附图说明

通过参考附图详细描述本申请的示例性实施方式，本申请的上述及其他方面、特征和优点将变得更加明显，在附图中：

图1是根据本申请的示例性实施方式的成像设备的示意图；

图2是根据本申请的示例性实施方式的成像方法的流程图；

图3是根据本申请的另一示例性实施方式的成像设备的示意图；

图4是根据本申请的一个示例性实施方式的成像设备中的射线源与探测器布置以及射线源与探测器之间的光路的示意图；

图5是根据本申请的另一示例性实施方式的成像设备中的射线源和探测器的布置以及射线源和探测器之间的光路的示意图；及

图6是根据本申请的另一示例性实施方式的成像方法的示意图。

具体实施方式

现在，将在下文中参照示出各实施方式的附图更充分地描述本申请。然而，本申请能以诸多不同的形式来实现，而不应解释为局限于本文阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式以使得本公开为透彻和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本申请的范围。在说明书全文和所有附图中，相同的附图标记始终表示相同的元件。

将理解，当元件被称为处于另一元件“上”时，它可直接地处于该另一元件上，或者其间可存在中间元件。相反，当元件被称为直接在另一元件上时，不存在中间元件。

将理解，虽然可在本文中使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在没有脱离本文的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可被称为第二元件、组件、区域、层或部分。

本文使用的术语仅是出于描述具体实施方式的目的，而并非旨在进行限制。如本文所使用的那样，除非内容清楚地另行指出，否则单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在包括复数形式，包括“至少一个”。如本文所使用的那样，措辞“和/或”包括相关所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。还将理解，当措辞“包括”在本说明书中使用时指出所阐述的特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。

此外，在本文中可使用诸如“在……下方”或“在……上”以及“在……上方”等的空间相对术语来描述如附图中所示的一个元件与另一元件的关系。将理解，除了附图中所描绘的定向之外，相对术语还旨在涵盖设备的不同定向。例如，如果附图之一中的设备翻转，则描述为在其他元件“下方”的元件于是将定向成在所述其他元件“上方”。示例性术语“下方”或“下面”因此可涵盖上方和下方两个定向。

如本文所使用的，“约”或“近似”包括所阐述的值以及在对于特定值的如由本领域普通技术人员在考虑正在进行的测量和与特定量的测量相关的误差(即，测量系统的局限性)所确定的可接受偏差范围内的平均值。

如本文所使用的，术语“表面图像”旨在表示对象的外部表面的图像，其可以是2D的或3D的图像。

如本文所使用的，术语“CT图像”旨在表示通过CT设备或类似设备对对象扫描所获得的3D断层图像。

除非另行限定，否则本文所使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)具有与由本公开所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。还将理解，术语，诸如通常使用的词典中所定义的术语，应解释为具有与它们在相关技术的上下文和本公开中的含义相一致的含义，并且将不在理想化或过于正式的意义上进行解释，除非本文明确地限定成这样。

图1是根据本申请的示例性实施方式的成像设备的示意图。

如图1所示，成像设备可包括第一图像获取装置10、第二图像获取装置20和计算装置30。第一图像获取装置10可配置以获取对象的第一部分的表面图像。第二图像获取装置20可配置以获取对象的第二部分的透视图像，第二部分不同于第一部分。计算装置30可配置以对第一部分的表面图像和第二部分的透视图像进行处理以形成对象的目标图像，其中，目标图像能够显示第一部分和第二部分(例如，基于对象的结构)。

为了说明性的目的，以下以牙齿矫正应用为例，本领域技术人员能够理解的是，该实例仅为示例性的，且本申请不限于此。在牙齿矫正应用中，医生可能需要利用患者问题牙齿的透视图像(例如X射线图像)，并同时需要结合相关部位诸如问题牙齿附近的某些部位(例如面部或其一部分)的表面图像作为参考，来进行例如牙齿矫正计划的制定等。在该实例中，对象的第一部分可为患者问题牙齿附近的面部的至少一部分，第二部分可为患者问题牙齿，如上所述，本申请不限于此。例如，在某些实施方式中，第一部分可为位于对象体表的部分，第二部分可为位于对象体内的部分。

在本示例中，第一图像获取装置10可配置以获取患者问题牙齿附近的面部的表面图像。例如，在某些实施方式中，第一图像获取装置10可包括摄像机，其可用来获得患者问题牙齿附近的面部的照片。

第二图像获取装置20可配置以获取患者问题牙齿的透视图像。例如，在某些实施方式中，第二图像获取装置20可包括X射线机，其可用来获得问题牙齿的X射线图像。

之后，计算装置30可对第一图像获取装置10获取的问题牙齿附近的面部的表面图像和第二图像获取装置20获取的问题牙齿的透视图像进行处理，从而可生成可供医生使用的该患者的目标图像。例如，在根据本申请的示例性实施方式中，计算装置30可对问题牙齿附近面部的表面图像和问题牙齿的透视图像进行配准以生成目标图像，而该目标图像能够按照问题牙齿和附近面部的实际位置关系、结构显示面部的表面图像和问题牙齿的透视图像来供医生使用。例如，在某些实施方式中，计算装置30可通过特征点匹配算法对面部的表面图像和问题牙齿的透视图像进行配准。应注意的是，这些实例仅为示例性的，且本申请不限于此。例如，在某些实施方式中，计算装置30不仅可对问题牙齿附近面部的表面图像和问题牙齿的透视图像进行配准，还可对其进行平移、旋转等其他操作。

相比于当前的牙科X光机需要扩大X线成像范围，根据本申请示例性实施方式的成像设备仅对患者的问题牙齿进行所需的透视成像，而对供参考的例如牙齿附近的面部进行表面成像，从而降低了患者接受的辐射剂量。

根据本申请的某些示例性实施方式，第一图像获取装置10可包括摄像机、驱动机构和构建器。

根据本申请的示例性实施方式，摄像机可包括可见光摄像机、红外摄像机、近红外摄像机以及毫米波摄像机中的至少一种。应注意的是，这些实例仅为示例性的，且本申请不限于此，可用来获得对象的表面图像的设备均在本申请的范围内。

驱动机构可配置以驱动摄像机移动以在多个位置对第一部分进行拍摄。例如，驱动机构可驱动摄像机以直线或曲线的方式移动。例如，在某些实施方式中，驱动机构可包括转动机构，转动机构可配置以能够使摄像机绕对象转动。应注意的是，这些实例仅为示例性的，且本申请不限于此。根据本申请的某些示例性实施方式，驱动机构可配置以驱动患者移动，例如，使患者转动，从而能够使摄像机在不进行移动的情况下对患者的多个部位进行拍摄。

构建器可配置以对摄像机拍摄的图像进行构建以获取第一部分的3D表面图像。例如，在某些实施方式中，构建器可通过photoscan等将摄像机拍摄的2D表面图像转化为3D表面图像。

之后，计算装置30可对第一部分的3D表面图像和第二部分的透视图像进行处理以形成对象的目标图像。这样，形成的目标图像能够显示第一部分的3D表面图像和第二部分的透视图像，以供医生在某些应用中使用。

根据本申请的某些示例性实施方式，第二图像获取装置20包括超声成像机、磁共振成像机、发射体层成像机、CT机和X光机中的至少一种。应注意的是，这些实例仅为示例性的，且本申请不限于此，可用来获得对象的透视图像的设备均在本申请的范围内。

图2是根据本申请的示例性实施方式的成像方法的流程图。

如图2所示，根据本申请的实施方式的成像方法可以包括以下步骤：

S1通过第一图像获取装置获取对象的第一部分的表面图像；

S2通过第二图像获取装置获取对象的第二部分的透视图像，第二部分不同于第一部分；以及

S3通过计算装置对第一部分的表面图像和第二部分的透视图像进行处理以形成对象的目标图像，其中，目标图像能够显示第一部分和第二部分。

根据本申请的某些示例性实施方式，第一图像获取装置可包括：摄像机；驱动机构，配置以驱动摄像机移动以在多个位置对第一部分进行拍摄；以及构建器，配置以对摄像机拍摄的图像进行构建以获取第一部分的3D表面图像。

根据本申请的某些示例性实施方式，摄像机可包括可见光摄像机、红外摄像机、近红外摄像机以及毫米波摄像机中的至少一种。

根据本申请的某些示例性实施方式，驱动机构可包括转动机构，转动机构配置以能够使摄像机绕对象转动。

根据本申请的某些示例性实施方式，第二图像获取装置包括超声成像机、磁共振成像机、发射体层成像机、CT机和X光机中的至少一种。

总体说来，根据本申请的示例性实施方式的成像方法与根据本申请的示例性实施方式的成像设备大体上相对应，因此此处为了简要不再对其进行赘述，相关内容可以参见上述根据本申请的示例性实施方式的成像设备的描述。

图3是根据本申请的另一示例性实施方式的成像设备的示意图。

如图3所示，成像设备可包括摄像机100、X射线源200、探测器300、转动机构400和计算装置500。

在图3所示的示例性实施方式中，摄像机100可配置以拍摄对象的第一部分的2D表面图像。根据本申请的示例性实施方式，摄像机100可包括可见光摄像机、红外摄像机、近红外摄像机以及毫米波摄像机中的至少一种。应注意的是，这些实例仅为示例性的，且本申请不限于此，可用来获得对象的表面图像的设备均在本申请的范围内。

X射线源200可配置以发出X射线从而照射至对象的第二部分。X射线源200可以为X射线发生器，发出的X射线可为锥形束X射线、扇形束X射线等，但是本申请不限于此。根据本申请的示例性实施方式，X射线源200例如可包括在常规牙科CT设备中使用的X射线源。应注意的是，摄像机100和X射线源200在图3中的位置关系仅仅是示例性的，它们还能够以任何其他适当的方式布置。例如，摄像机100和X射线源200可以设置为纵向排列。

探测器300可配置以检测经过对象的第二部分的X射线以生成X射线的数据。在图3所示的示例性实施方式中，X射线源200和探测器300可分别位于对象两侧。根据本申请的某些示例性实施方式，探测器300可以为二维面状探测器。例如，探测器300可以是平板探测器。根据本申请的示例性实施方式，探测器300例如可包括在常规CT牙科设备中使用的探测器。

转动机构400可配置以能够使摄像机100、X射线源200和探测器300绕对象转动。在本申请的一个实施方式中，例如，转动机构400中可设置有电机，并且转动机构400可由电机驱动以进行转动或其它运动，但这仅是示例性的。电机还可设置在其它适当的位置。在图3所示的示例性实施方式中，摄像机100、X射线源200和探测器300共用同一转动机构400。应注意的是，该实例仅为示例性的，且本申请不限于此。例如，在某些实施方式中，摄像机100、X射线源200和探测器300可分别使用各自的转动机构。还例如，在某些实施方式中，摄像机100、X射线源200和探测器300可固定，而转动机构400可配置以能够使患者转动，从而能够达到使摄像机100和X射线源200转动同样的效果。并且，在图3所示的示例性实施方式中，转动机构400被示出为常规的下悬式结构。应注意的是，该实例仅为示例性的，且本申请不限于此，可用来使上述部件能够绕对象转动的任何转动机构均在本申请的范围内。此外，虽然转动机构400在图3中被示出为逆时针转动，但本领域技术人员可以理解的是，其还可以顺时针转动。

计算装置500可配置以根据摄像机100拍摄的第一部分的2D表面图像生成3D表面图像，并根据探测器300探测的数据生成第二部分的3D断层图像。并且计算装置500可配置以对第一部分的3D表面图像和第二部分的3D断层图像进行处理以形成对象的目标图像，其中，目标图像能够显示第一部分和第二部分(例如，基于对象的结构)。在图3所示的示例性实施方式中，摄像机100和探测器300共用同一计算装置500。应注意的是，该实例仅为示例性的，且本申请不限于此。例如，根据本申请的某些示例性实施方式，摄像机100和探测器300可分别使用各自的计算装置。并且，在图3所示的示例性实施方式中，计算装置500被示出为与摄像机100和探测器300有线地连接(通过虚线表示)，但本申请不限于此，计算装置500还可以以其他适当的方式连接，诸如无线连接。本领域技术人员可以理解的是，计算装置500所示出的位置也仅为示例性的。

为了说明性的目的，以下还以牙齿矫正应用为例。在牙齿矫正应用中，医生可能需要利用患者问题牙齿的CT图像并同时需要结合相关部位(例如头部或其一部分)的3D表面图像作为参考，来进行例如牙齿矫正计划的制定等。

在本示例中，摄像机100(例如可见光摄像机)可由转动机构400转动，并可在多个位置拍摄患者头部的多个2D表面图像。之后，计算装置500可根据摄像机100拍摄的患者头部的多个2D表面图像生成3D表面图像。例如，在某些实施方式中，计算装置500可通过photoscan等将2D表面图像转化为3D表面图像。

并且，X射线源200可由转动机构400转动，并可在多个位置发出X射线而仅照射至患者的问题牙齿。在图3所示的示例性实施方式中，探测器300可由转动机构400同步转动，并可检测经过患者的问题牙齿的X射线以生成X射线的数据。之后，计算装置500可根据探测器300探测的数据生成患者问题牙齿的3D断层图像。

此后，计算装置500可对患者头部的3D表面图像和问题牙齿的3D断层图像进行处理，从而可生成可供医生使用的该患者的目标图像。例如，在某些实施方式中，计算装置500可根据图像配准算法对患者头部的3D表面图像和问题牙齿的3D断层图像进行配准以生成目标图像，而该目标图像能够按照问题牙齿和头部的实际位置关系、结构显示头部的3D表面图像和问题牙齿的3D断层图像来供医生使用。例如，在某些实施方式中，计算装置500可通过特征点匹配方法对患者头部的3D表面图像和问题牙齿的3D断层图像进行配准。应注意的是，这些实例仅为示例性的，且本申请不限于此。例如，在某些实施方式中，计算装置500不仅可对患者头部的3D表面图像和问题牙齿的3D断层图像进行配准，还可对其进行平移、旋转等其他操作。

相比于当前的牙科CT设备对整个头部进行CT成像的方式，根据本申请示例性实施方式的成像设备可仅对患者问题牙齿进行所需的CT成像，而对供参考的例如头部进行表面成像，从而降低了患者接受的辐射剂量。

并且，相比于当前的牙科CT设备需要采用大视野探测器的方式，根据本申请示例性实施方式的成像设备可采用较小的探测器，从而降低了成本。

图4是根据本申请的一个示例性实施方式的成像设备中的射线源与探测器布置以及射线源与探测器之间的光路的示意图。图5是根据本申请的另一示例性实施方式的成像设备中的射线源和探测器的布置以及射线源和探测器之间的光路的示意图。

需要说明的是，为了更为清楚的示出射线源和探测器的布置以及射线源和探测器之间的光路，图4、图5中仅示出了X射线源、对象和探测器，而没有示出摄像机100等其他部件。

如图4、图5所示，X射线源200可包括第一射线源210和第二射线源220，第一射线源210和第二射线源220可以为X射线发生器。第一射线源210可发射第一X射线X1，第二射线源220可发射第二X射线X2，第一X射线X1和第二X射线X2照射至对象的第二部分。探测器300可配置以检测经过对象的第一X射线X1和第二X射线X2以生成第一X射线X1和第二X射线X2的数据。

在图4所示的实施方式中，当第一射线源210和第二射线源220在Z轴方向上互相间隔开时，可在纵向方向(即与X轴和Y轴限定的平面B垂直的方向，即Z轴方向)上扩大第一X射线X1和第二X射线X2在对象A上的扫描范围。并且，通过设置两个射线源(即第一射线源210和第二射线源220)和仅一个探测器，节约了成本。

在图5所示的实施方式中，当第一射线源210和第二射线源220在例如由X轴和Y轴形成的平面B上(即与Z轴垂直的平面B上)并排排列时，可布置成使得第一X射线X1和第二X射线X2在一次扫描中扫描对象上的相同部分，其中，一次扫描可以指根据本申请的X射线扫描设备完成对对象上的要进行成像的区域扫描的动作。第一X射线X1和第二X射线X2扫描到对象上的相同部分可表示第一X射线X1和第二X射线X2在一次扫描中相对于对象所扫描的部分(即实现容积扫描的部分)完全重合或部分重合。

在图5中所示的实施方式中，第一射线源210和第二射线源220可加载有不同的管电压。例如第一射线源210可加载有高的管电压，第二射线源220可加载有低的管电压，那么由探测器200检测的与第一射线源210对应的数据可为高能信号，并且由探测器200检测的与第二射线源220对应的数据可为低能信号，基于所得到的高能信号和低能信号可通过图像重建算法得出对象被照射部位的能谱CT图像。因此，通过根据本实施方式的X射线成像设备10可实现能谱X射线成像。由于，在具有单个射源的能谱CT中，需要使施加有不同管电压的单个射源分别对图像采集区进行扫描，这种能谱CT的时间分辨率低，使得能谱CT的使用受限。根据本申请的X射线成像设备10使用两个射源，这样可通过单次扫描实现对对象上相同部分(图像采集区)的扫描，从而在较短的时间内实现图像的采集。并且，通过设置两个射线源(即第一射线源210和第二射线源220)和仅一个探测器，节约了成本。

图4和图5中所示出的射线源200的布置仅是示例性的，且本申请不限于此。例如，根据本申请的某些示例性实施方式，第一射线源210和第二射线源220可绕图中示出的二者的连接杆转动，例如可从图4中所示的纵向排列逆时针转动到图4中所示的横向排列。

在本申请的一个实施方式中，第一X射线X1和第二X射线X交替地照射至对象A。探测器200检测交替地经过对象A的第一X射线X1和第二X射线X。当第一X射线X1和第二X射线X同时照射对象A时，第一X射线X1和第二X射线X之间的散射造成的干扰可能导致成像精度降低。在根据本申请的成像设备中，第一X射线X1和第二X射线X交替地照射至对象。这样可减少第一X射线X1和第二X射线X在照射至对象之前或之后发生的干涉和/或散射。根据本申请的一个实施方式，第一X射线X1和第二X射线X可连续且交替地照射至对象。根据本申请的另一个实施方式，第一X射线X1和第二X射线X可相隔预定的时间交替地照射至对象。另外，可根据需要设置第一X射线X1和第二X射线X照射对象的时间。

如图6所示，根据本申请的另一示例性实施方式的成像方法可以包括以下步骤：

S10通过摄像机拍摄对象的第一部分的2D表面图像；

S20通过X射线源发出X射线从而照射至对象的第二部分；

S30通过探测器检测经过对象的第二部分的X射线以生成X射线的数据；

S40通过转动机构使摄像机、X射线源和探测器绕对象转动；

S50通过计算装置根据摄像机拍摄的第一部分的2D表面图像生成3D表面图像，并根据探测器探测的数据生成第二部分的3D断层图像，并且通过计算装置对第一部分的3D表面图像和第二部分的3D断层图像进行处理以形成对象的目标图像，其中，目标图像能够显示第一部分和第二部分。

根据本申请的某些示例性实施方式，X射线源可包括第一射线源和第二射线源，第一射线源和第二射线源分别发射第一X射线和第二X射线，以照射至对象的第二部分，其中，探测器配置以检测经过对象的第一X射线和第二X射线以生成第一X射线和第二X射线的数据。

根据本申请的某些示例性实施方式，第一射线源和第二射线源交替地发射第一X射线和第二X射线。

根据本申请的某些示例性实施方式，计算装置配置以根据图像配准算法对第一部分的3D表面图像和第二部分的3D断层图像进行配准。

虽然本文已经描述某些示例性实施方式和实施例，但是通过如上的描述，其他实施方式和修改将是明显的。在不背离本申请教导的情况下，本领域技术人员可对本申请的实施方式做出各种改变和修改。因此，本发明构思不限于这些实施方式，而是由所附权利要求及各种明显的修改和等同布置的更宽范围来限定。

Claims

1.一种成像设备，包括：

2.如权利要求1所述的成像设备，其中，所述第一图像获取装置包括：

摄像机；

3.如权利要求2所述的成像设备，其中，所述摄像机包括可见光摄像机、红外摄像机、近红外摄像机以及毫米波摄像机中的至少一种。

4.如权利要求2所述的成像设备，其中，所述驱动机构包括转动机构，所述转动机构配置以能够使所述摄像机绕所述对象转动。

5.如权利要求1所述的成像设备，其中，所述第二图像获取装置包括超声成像机、磁共振成像机、发射体层成像机、CT机和X光机中的至少一种。

6.如权利要求1所述的成像设备，其中，所述计算装置配置以对所述第一部分的表面图像和所述第二部分的透视图像进行配准。

7.一种成像方法，包括：

通过第一图像获取装置获取对象的第一部分的表面图像；

8.如权利要求7所述的成像方法，其中，所述第一图像获取装置包括：

摄像机；

9.如权利要求8所述的成像方法，其中，所述摄像机包括可见光摄像机、红外摄像机、近红外摄像机以及毫米波摄像机中的至少一种。

10.如权利要求8所述的成像方法，其中，所述驱动机构包括转动机构，所述转动机构配置以能够使所述摄像机绕所述对象转动。