CN111200970B - 牙科椅边断层合成系统 - Google Patents

Abstract

一种用于断层合成成像的口内成像设备，具有x射线源，所述x射线源具有限定辐射场的边界的一次准直器。运输设备将所述x射线源沿着用于断层摄影成像的路径平移。口内x射线检测器限定所述辐射场的成像区。定位设备使所述口内检测器的位置与二次准直器的位置关联。设置在检测器附接件上的一个或多个不透射线标记物联接到所述检测器，所述一个或多个标记物被配置来调整所获取x射线图像以使所述口内x射线检测器的空间位置与所述x射线源的位置相关，其中所述一个或多个标记物设置在所限定成像区内。控制逻辑处理器从所述检测器接受图像数据并且根据所检测标记物位置来确定所述源相对于所述检测器的相对位置。

Description

牙科椅边断层合成系统

相关申请的交叉引用

本申请是于2017年8月22日提交的早先提交的申请PCT/US17/48169的部分继续申请。

技术领域

本公开大体上涉及口内成像，并且更特别地，涉及用于口内断层合成成像的方法和设备。

背景技术

3维(3D)或容积x射线图像对于牙齿和支撑结构的诊断和治疗具有显著价值。用于此目的的容积x射线图像组合来自两个或更多个单独2D投影图像的图像数据来形成，所述投影图像是在彼此的短时间内获得的并且在每个投影图像与受试者牙齿之间以及每个投影图像与其他投影图像之间具有良好限定的角几何和位置几何。锥形束计算机断层摄影(CBCT)是一种用于从多个投影图像获得牙科结构的容积图像的成熟方法。在CBCT成像中，图像检测器和辐射源环绕受试者运行并且以小角增量获得一系列x射线投影图像。然后，使用所获得信息来在所述系统的可用分辨率内合成如实地表示被成像受试者的容积图像，使得然后可从任何数量的角度观察所形成的容积图像。用于牙科应用的可商购获得的CBCT设备包括来自纽约罗契斯特市的Carestream Health有限公司的CS 8100 3D系统。

虽然CBCT成像是一种强有力的诊断手段，但是可能存在以下情况：纵然容积成像是有益的，但也无需CBCT成像的全域(full-fledged)能力。这在例如以下专利的公开内容中已经得到承认：Kalke的标题为“Method for Limited Angle Tomography”的美国专利申请公布号2007/0127801，以及Siltanen等人的标题为“Method and Arrangement forMedical X-ray Imaging and Reconstruction from Sparse Data”的美国专利号7,269,241。对于例如像用于指导种植体植入的一些类型的容积成像，基本的容积成像能力将是有用的。容积成像还可帮助避免相邻牙科结构之间的重合异常。对于诸如这些的用途，将不需要众多x射线投影图像，诸如从CBCT系统提供的那些。实际上，可使用更少量的x射线图像获得足够的容积信息，条件是维持图像之间的空间坐标参考。

作为一般原则，获得生成容积诊断数据所需的最小x射线曝光次数将是有利的。在180度轨道内获取的完整CBCT系列投影图像，与在更小角度范围内拍摄或者使用以增大的相对角增量拍摄的更少投影图像的局部系列相比，需要更高累积辐射剂量。因此，先前引用的‘7801Kalke和‘241Siltanen等人的公开内容中所教导的方法可无需全CBCT成像帮助减少患者曝光。

断层合成似乎向牙科执业医生提供超越对口内特征的常规的2D射线摄影和3D断层摄影成像(诸如CBCT成像)的多个优点。在断层合成中，与其他容积成像方法一样，依次获得有限数量的2D投影图像，其中每个图像帧就相对角度而言从先前获取的图像帧移位。然后，可使用重建技术来形成深度和分辨率对于多个诊断和评估功能来说足够的容积图像。这给予断层合成提供容积数据但剂量比断层摄影所需更低的全规模断层摄影成像的一些益处。

断层合成成像在每个图像处相对于检测器表面采用相对辐射源角度的增量几何改变。常规的断层合成系统(例如像用于乳腺摄影的那些)具有相对于检测器对源位置的固有控制，并且因此自动地实现从一次成像检查应用到下一成像检查的几何对准。然而，就口内成像而言，无法轻易获得这些类型的机械固定的几何。口内检测器大部分隐而不见并且必须能够灵活地定位在嘴内的各种位置处，从而阻挠直截了当地进行源到检测器对准的尝试。不仅所述系统应能够肯定地识别检测器廓形的边界几何，而且由源的局部轨道所沿循的路径应与检测器像素行/列几何对称。

口内断层合成的相关困难包括对使辐射束准确准直的需要。有效的准直帮助防止位于检测器的边界之外的区的不必要曝光。

口内断层合成系统的再其他方面涉及对以合适格式表示重建断层合成图像以便于用于辅助诊断的需要。

因此，尽管已经提议用于提供口内断层合成的多种方案，但在进行适合牙科执业医生的断层合成技术方面仍留有显著改进空间。

特此参考以下各项：

Zhou等人的标题为“Intraoral Tomosynthesis Systems,Methods,andComputer-Readable Media for Dental Imaging”的US2015/0359504；

共同转让的Bothorel等人的标题为“Method for Generating an IntraoralVolume Image”的US 8670521；

Ploetz等人的标题为“X-ray Diagnostic Apparatus for TomosynthesisHaving a Detector that Detects Positional Relationships”的US 5828722；

Hausmann等人的标题为“Intraoral Radiograph Alignment Device”的US5629972；

Inglese等人的标题为“Alignment Apparatus for Dental IntraoralRadiology”的US 9332951；

Duewer的标题为“Methods,Systems,Apparatuses,and Computer Programs forRemoving Artifacts from a Tomosynthesis Dataset”的US2016/0220212；

Zhou等人的标题为“Digital Tomosynthesis Systems,Methods,and ComputerReadable Media for Intraoral Dental Tomosynthesis Image”的US 2016/0317107；

Franetzki等人的标题为“X-ray Diagnostics Installation”的US5598454。

发明内容

本发明的目的是通过提供用于从由口内成像检测器获得的少量x射线图像生成容积图像的示例性设备和/或方法实施方案来推进口内射线摄影领域。

本申请的另一目的是整体或部分地解决相关领域中的至少前述和其他缺陷。

本申请的另一目的是整体或部分地提供至少本文所述的优点。

这些目的仅通过说明性实例的方式给出，并且这类目的可例示本发明的一个或多个实施方案。本领域技术人员额可想到或明白通过所公开方法固有地实现的其他期望目的和优点。本发明由所附权利要求限定。

根据本公开的一个方面，提供一种口内成像设备，其可包括：a)x射线源，所述x射线源具有限定辐射场的边界的一次准直器；b)口内x射线检测器；c)二次准直器，所述二次准直器在准直器位置处联接到口内成像设备；d)定位设备，所述定位设备使所述检测器的位置与所述二次准直器的位置关联；e)一个或多个标记物，所述一个或多个标记物使所述口内x射线检测器的空间位置与所述x射线源的位置相关；以及f)控制逻辑处理器，所述控制逻辑处理器从所述检测器接受图像数据并且根据所检测标记物位置来确定所述源相对于所述检测器的相对位置。

根据本公开的另一方面，提供一种用于断层合成成像的口内成像设备，其包括：a)x射线源，所述x射线源具有限定辐射场的边界的一次准直器；b)运输设备，所述运输设备将使所述x射线源沿着用于断层摄影成像的路径平移；c)口内x射线检测器，所述口内x射线检测器限定所述辐射场的成像区；d)定位设备，所述定位设备使所述口内检测器的位置与二次准直器的位置关联；e)一个或多个不透辐射标记物，所述一个或多个不透辐射标记物设置在联接到所述检测器的检测器附接件上，所述一个或多个标记物被配置来调整所获取x射线图像以使所述口内x射线检测器的空间位置与所述x射线源的位置相关，其中所述一个或多个标记物设置在所限定成像区内；以及f)控制逻辑处理器，所述控制逻辑处理器从所述检测器接受图像数据并且根据所检测标记物位置来确定所述源相对于所述检测器的相对位置。

附图说明

从以下对如附图所示的本发明实施方案的更具体描述，将明白本发明的前述和其他目的、特征和优点。

附图的元件不一定相对于彼此按比例绘制。

图1是示出根据依据本申请的示例性实施方案的椅边断层合成成像设备的部件的示意图。

图2A是示出光子计数序列的示意图。

图2B是示出用于在两个不同能级下进行测量的光子计数布置的示意图。

图3A和图3B是示出对准问题的不同方面的简化示意性框图。

图4是示出计算口内图像检测器的侧向位置和角取向的成像设备的示意性框图。

图5是示出计算口内图像检测器的侧向位置和角取向并且将显示投影到患者的脸颊上的成像设备的示意性框图。

图6A是示出在本发明的一个实施方案中如何使用三角测量进行位置检测的示意图。

图6B是示出在本发明的另选实施方案中的位置检测的示意图。

图6C示出具有围绕中心开口的不透射线对准标记物的布置的固持器。

图6D和图6E示出标记物如何沿着被成像口内特征的界边出现在所获取图像中。

图7A是示出根据一个实施方案的口内x射线成像设备的透视图，其中对准不正确。

图7B是示出根据一个实施方案的口内x射线成像设备的透视图，其中对准正确。

图8A是示出具有呈基本上正方形布置的准直的辐射源组件的底视图。

图8B是示出具有不同纵横比的孔口的准直器板组件的底视图。

图8C和图8D是示出另选准直器板布置的底视图，所述替代准直器板布置在线性方向上平移以将不同组孔口定位在辐射源阵列的不同子组上方。

图8E是示出包括具有不同纵横比的成对组孔口的准直器板的底视图。

图8F是弯曲的并且沿着线性分布式源阵列线性平移的准直器的视图。

图8G是弯曲的并且通过围绕线性分布式源阵列旋转而平移的准直器的视图。

图9A是示出用于从有限数量的x射线获得容积图像的成像模式的示意性框图。

图9B是示出x射线发射体相对于患者的不同位置如何提供用于形成容积图像的单独图像的透视图。

图10A是示出用于断层合成成像的口内成像设备的示意图，其中x射线源沿着弓形轨道运输。

图10B是示出用于断层合成成像的口内成像设备的示意图，其中x射线源沿着线性轨道运输。

图10C是示出在每个可调节接头处具有多个铰接区段以用于报告所感测的延伸和旋转数据的框架的顶部示意图。

图11A是示出用于图10A所示的径向路径布置的x射线源配置的透视图。

图11B是示出用于图10B所示的线性路径布置的x射线源配置的透视图。

图12A是示出对与口内检测器联接的标记物引导件的使用的示意图。

图12B是示出对不与口内检测器直接联接的标记物引导件的使用的示意图。

图13A示出具有椅子和用于牙科规程的其他设备的治疗系统。

图13B是示出其中x射线源联接到准直器、椅子、地板或其他设备的布置的顶部示意图。

图14A和图14B示出根据依据本申请的示例性实施方案的用于对准的标记物引导件的组件和部件。

图15示出框架抵靠患者的脸部以用于对准和准直支撑的位置。

图16示出用于准直和对准的框架以及相关联部件的侧视图和顶视图。

图17是示出可相对于被成像受试者沿循以用于断层合成成像的示例性相对行进路径的示意图。

图18是示出用于图像获取的基于Spindt型场发射体的源或其他x射线源阵列的示意性框图视图。

图19是示出在另选实施方案中用于从有限数量的x射线获得容积图像的成像模式的示意性框图。

图20是示出用于捕获x射线图像以生成容积图像的序列的逻辑流程图。

图21是示出与图像数据相关联的空间位置和角取向信息的框图。

图22是示出针对序列中的每次图像捕获进行准备的系统活动的逻辑流程图。

图23示出投影图像和断层合成图像切片的比较显示。

图24A和图24B示出在限定成像区内具有标记物的口内检测器的另选实施方案。

图25示出作为检测器固持器的一体部分提供的校准体模。

图26A和图26B示出不同形状的代表性校准体模。

图27A、图27B和图27C示出从使用布置在两个层中的标记物2512的断层合成系列中选择的几个代表性牙齿的2D投影图像。

图28是示出滑动到牙齿上并且沿着平行平面提供标记物布置的一对夹式体模的透视图。

图29A、图29B和图29C是示出联接到夹式体模的检测器的透视图。

图30是示出在牙齿上处于适当位置中的体模的透视图。

图31A和图31B示出在颊侧和舌侧上具有不同标记物布置的实施方案中的体模的不同透视图。

具体实施方式

以下是参考附图对示例性实施方案的详细描述，在附图中，在若干图中的每一个中，相同附图标号识别相同结构元件。

在本公开的上下文中使用时，术语“第一”、“第二”等不一定表示任何次序、顺序或优先关系，而是仅仅用于更清楚地区分一个步骤、元件或一组元件与另一个步骤、元件或另一组元件，除非另外指定。

如本文所用，术语“可激励的”涉及在接收功率时并且任选地在接收启用信号时执行所指示功能的装置或一组部件。

在本公开的上下文中，术语“观察者”、“操作者”和“用户”被认为是等效的并且是指在显示监视器上观察和操控图像(诸如牙科图像)的进行观察的执业医生、技术人员或其他人。从观察者诸如通过点击相机上的按钮或通过使用计算机鼠标或通过触摸屏或键盘输入所键入的显式命令获得“操作者指令”或“观察者指令”。

在本公开的上下文中，术语“处于信号通信”指示两个或更多个装置和/或部件能够通过在某一类型的信号路径上行进的信号而彼此通信。信号通信可以是有线的或无线的。信号可以是通信信号、功率信号、数据信号或能量信号。信号路径可包括第一装置和/或部件与第二装置和/或部件之间的物理连接、电连接、磁连接、电磁连接、光学连接、有线连接和/或无线连接。信号路径还可包括第一装置和/或部件与第二装置和/或部件之间的另外的装置和/或部件。

在本公开中，术语“检测器”是指放置在患者的嘴中、接收辐射并且提供图像内容的元件。这种检测器以是直接向成像系统提供x射线图像数据的数字检测器。

在本公开的上下文中，术语“像素”和“体素”可互换地用来描述单独数字图像数据元素，即，表示所测量图像信号强度的单个值。常规地，单独数字图像数据元素对于3维容积图像而言被称为体素并且对于2维图像而言被称为像素。容积图像(诸如来自CT或CBCT装置的那些)是通过获得在不同相对角度下拍摄的多个2D像素图像、然后组合图像数据以形成对应3D体素来形成。出于本文描述的目的，术语体素和像素大体上可被认为是等效的，描述能够具有一定数值范围的图像元素基准。体素和像素具有空间位置和图像数据代码值两者的属性。

如果平面在任何方向上在不超过12度内平行，则可认为它们是“平行的”。

图1是示出根据依据本公开的某些示例性方法和/或设备实施方案的示例性椅边断层合成成像设备100的部件的示意图。x射线源10在一定角度范围内将辐射能通过受试者牙齿14或其他特征朝向口内检测器20引导。准直器16调整源10辐射的角广度，使得曝光被约束在感兴趣区域内。对准设备70感测并任选地控制辐射场从源10并通过准直器16的对准以在感兴趣区域内提供辐射。口内检测器20与控制逻辑处理器26处于信号通信，所述控制逻辑处理器26获取并处理图像内容以在显示器28上提供断层合成图像。断层合成成像要求源10与检测器20的不断改变的相对角，如本文更详细地描述。控制逻辑处理器26提供断层合成图像获取所需的控制。

断层合成成像要求图1所示的部件获取感兴趣区域的两个或更多个2D投影图像，例如像一个或多个相邻牙齿的图像。所生成图像内容包括一定量的轮廓和深度信息，但不包括从断层摄影、诸如从CBCT系统获得的在几何上更完整的图像容积数据。

断层合成数据在无全容积图像内容的情况下在一定程度上提供深度信息。断层合成允许向被成像对象中生成切片，其中所述切片处于不同深度。

反射图像获取

任选反射成像设备96也可作为一些示例性椅边口腔成像方法和/或设备实施方案的一部分提供，诸如用于提供放置在患者嘴内的检测器20的更准确的定位信息。成像设备96可诸如通过将结构化光图案投影到感兴趣口内特征上来提供轮廓成像。然后处理轮廓信息以便生成示出表面特征的3D网格。出于此目的，反射成像相机充当光学扫描仪。另选地，成像设备96可以是用于从感兴趣区域及其周围获得一个或多个单色或彩色图像的2D相机。

反射成像可例如用于确定头围和/或头部取向。所获取反射图像也可充当对在断层合成和/或其他放射学图像获取期间检测患者运动的辅助。诸如由来自CarestreamDental有限责任公司的CS3600口内扫描仪提供的轮廓成像相机图像可比2D反射图像提供更多用于指导和/或校正在断层合成中使用的容积重建处理以及用于在断层合成检查期间进行运动检测的信息。

任选超声成像设备98可类似地作为用于椅边口腔成像设备100的支持系统提供。

根据依据本申请的另选示例性实施方案，全嘴扫描设备结合射线摄影成像系统进行工作。这使得能够例如同时获取可用于后续重建处理的射线摄影图像和反射图像两者。反射和断层合成图像内容可融合在一起以参考高度准确的表面轮廓信息示出一定的深度信息。

获取深度分辨图像内容的类型的成像设备(诸如光学相干断层摄影(OCT)和超声成像系统)不仅从所捕获反射信号获得表面轮廓信息，而且还潜在地提供一定量的另外的信息以用于表征所检测组织和特征，一直到表面下一定深度。这种类型的深度分辨图像内容对于支持并验证断层合成获取物的定位以及帮助识别并报告或补偿在成像任务期间检测到的患者移动可以是更加有用的辅助。可存在由深度分辨成像设备获得的例如正好在表面下方的特征的支持性信息，所述支持性信息与当仅使用表面轮廓成像内容时可获得的信息相比对于定位指导和验证可更加有用。

辐射源

根据本公开的示例性方法和/或设备实施方案，x射线源10是从多个分布式x射线源提供辐射能的Spindt型场发射体(包括基于碳纳米管的场发射体)。x射线源可以是例如Spindt型场发射体的分布式阵列，所述分布式阵列可围绕中心热离子源外周地布置。x射线源是静止的或在位置上在阵列内相对于彼此是相对固定的；所述阵列本身作为单个单元移动。这种类型的x射线源能够以大约数微秒进行迅速接通/切断切换。

其他合适的x射线源可包括成阵列的成对脉冲式常规能荧光透视的(fluoro-capable)热离子源，其中所述源是空间上分离的。这些选项在短曝光时间下提供足够的x射线注量并且同时允许曝光序列而不会过热。

基于Spindt型场发射体的x射线源具有位于真空室内的一个或多个阴极，其中每个阴极由大量的单独Spindt型场发射体形成，在给定激励电流下，所述Spindt型场发射体提供电子，这些电子然后朝向室中的一个或多个阳极加速。

另选地，x射线源可以是更加常规的热离子源，所述热离子源与运输设备联接，所述运输设备提供使x射线源沿着可为分段的或连续的线性或非线性(例如，弯曲)行进路径移动以用于将辐射朝向受试者引导所需的能量。

根据依据本申请的示例性实施方案，同一x射线源可以用于常规射线摄影或3D成像的一组模式中的任一种模式使用。因此，同一辐射成像设备可用于获取单拍(single-shot)射线摄影图像，或用于获取并处理投影图像以用于包括CBCT的断层摄影、断层合成或用于荧光透视或射线透视成像，如本文更详细地描述。

发生器

作为x射线源的一部分的辐射发生器可提供脉冲式或连续的操作。发生器可提供单个脉冲或一系列脉冲，其中脉冲宽度发生变化以便针对特定特征提供合适的曝光条件。

成像检测器

成像检测器示例性方法和/或设备实施方案是在足以进行断层合成成像的速率下获取图像数据的小型口内数字射线摄影(DR)检测器。成像检测器可以是任何合适的形状并且可以是刚性的或柔性的。

与成像检测器的信号通信可以是有线的或无线的。图像检测器可从电缆接收功率或者可具有板上可再充电电池。

为了满足断层合成成像的需求，口内检测器具有快速响应时间与足以进行断层合成获取的图像获取速率，从而获取至少约2帧/秒(fps)、至少5fps或至少10fps。

成像检测器可以是使用相对能量集成来生成图像内容的常规DR检测器，或者可以是光子计数检测器。根据依据本申请的示例性实施方案，同一成像设备可允许连接到多种类型的成像检测器。这实现以下多用成像设备，除本文所述的椅边断层合成成像之外，所述多用成像设备例如能够利用一个检测器进行单帧射线摄影成像(例如，至多43×43cm)并且能够使用不同检测器进行多投影图像获取(例如，3D或容积成像)。

光子计数检测相较于能量集成检测的一些优点包括：(i)降低电气噪声和改进信噪比；以及(ii)改进图像对比度，诸如调节利用能量分箱获取的图像的权重因数。光子计数断层合成可提供改进的诊断准确度。

常规的集成x射线传感器是空间上数字化的并且提供模拟输出，所述模拟输出表示在曝光期间针对每个像素所接收的累积电荷。高噪声级可能是集成传感器的一个问题。在光子计数中，每个传入光子产生电荷，并且记录每个电荷事件。光子的实际计数或根据计数相应地计算的值作为每个像素的图像数据提供。有利地，光子计数对噪声具有高抗扰性，条件是脉冲强度超出背景噪声级。

图2A以示意形式示出光子计数序列。传入光子在给定能级下产生脉冲180。在比较器182处将脉冲180能量与阈值进行比较并且在脉冲成形器184中进行成形以形成成形的脉冲188。然后，计数器186记录脉冲事件并提供数字输出，即脉冲计数值190。针对用于检测器20的成像传感器170中的每个像素元素获得单独脉冲计数值190。所述阈值可以是可调节的或可从一定值范围选择的，这取决于感兴趣光子能量。光子计数x射线检测器在低信号电平下提供合适的性能，并且因此允许减少给予患者的x射线剂量。

申请人已经认识到可将多种检测器技术进行组合。示例性组合包括：(1)间接检测与集成；(2)直接检测与集成；(3)间接检测与光子计数；以及(4)直接检测与光子计数。间接检测与集成提供降低的检测器成本和可扩缩性。直接检测与集成提供减少的剂量与更大型检测器。间接检测与光子计数提供减少的剂量。直接检测与光子计数可提供减少的剂量和/或彩色x射线，如本文更详细地描述。

脉冲计数的另一个优点涉及其在多个阈值下对脉冲180进行计数的能力。参考图2B的示意图，示出用于测量脉冲能量的两个比较器182a和182b。在这种特定配置中，比较器182a、脉冲成形器184a和计数器186a提供高于第一阈值的所有脉冲的计数190a值；类似地，比较器182b、脉冲成形器184b和计数器186b仅考虑高于更高的第二阈值的脉冲并且相应地提供计数190b。然后，简单的减法就识别出针对每个脉冲获得的不同功率电平。可理解的是可使用比较器电路的对应布置来测量多于两个阈值电平，从而允许在多个阈值中的任一个下的脉冲计数。另外，阈值可以是可选择的，诸如是可调节的，以调节成像传感器170对各种光子能级的响应。因此，例如，操作者可使用一组预设阈值来区分最终生成的图像中的较软组织与较致密组织。

除了设置基底阈值的最小值(例如，用于降噪)之外，本发明的用于多光谱x射线成像的实施方案还可提供使用光子能量的另外的上限或最大阈值的选项。这种上限阈值能力可用于多种功能，包括减少诸如由金属伪影或直接穿过直接检测材料的x射线造成的过多噪声信号的产生。

如参考图2B所述，在不同能量阈值下对光子进行计数的能力允许口内检测器区分从对受试者进行辐射所获得的能级，并且向图像数据提供由于每次曝光而提供的额外尺寸。被描述为多光谱或“彩色”x射线成像的这种能力使得能够获得关于受试者像素的材料组成的信息。众所周知，两种材料A和B可具有随辐射能(曝光E)级变化的不同衰减系数μ。在给定曝光下，材料A使光子衰减对应于材料A的能量。类似地，冲击在材料B上的辐射使光子衰减对应于材料B的能量。在这些不同能量值的光子可彼此区分的情况下，有可能识别所获得图像的同一像素或体素图像元素中的一种或两种材料。响应于辐射的这种相同的基本行为还在一定程度上实现区分组织类型的能力。不同线性吸收特性允许区分各种组织类型，诸如区分骨类型。

使用光子计数检测器的彩色x射线提供低成本和低剂量的彩色x射线成像。多光谱或“彩色”x射线成像的使用对于口内成像来说可具有多个潜在价值益处。这些价值益处包括金属伪影的最小化、软组织和硬组织的单独重建、牙齿和骨特征的更有效的分割算法、癌症和其他疾病的改进的病理学检测、以及痕量物质或对比剂的检测。

根据依据本申请的示例性实施方案，椅边口内成像设备100可具有适用于不同成像功能的两个或更多个可互换检测器20。例如，可将常规的集成图像检测器连接到处理器26以用于射线摄影成像；仅当需要进行断层合成或射线观察成像时可连接光子计数检测器。键控连接器或者其他机械或信号传递机构可用于指示所连接检测器的类型。

可用于提供可调节分辨率并提高获取速度的技术当中有本文更详细描述的检测器分箱。分箱将统一的多组相邻传感器元件分组在一起以提供每组像素的单独区的单个平均值。

源/检测器对准

检测器对准对应牙科或口内射线摄影来说可能是困难的。检测器位置在患者的嘴内并且是技术人员不可见的。实际上，技术人员通常将检测器放置到某一类型的固持器中，然后将固持器插入嘴中的适当位置。固持器可具有咬合板或帮助适当地定位检测器的其他类型的支撑构件。众所周知，这种类型的固持器可能是麻烦的并且对于患者来说是不舒服的。固持器和其他定位装置不是防误差的，并且这些装置的定位误差可能意味着所获得图像不适用于诊断。不良对准的检测器可能是例如像锥形切口、漏掉反射点以及距角和相关测角或视差误差的问题的原因。这些对准问题可导致需要重新拍摄、进行另外的图像捕获以获取可接受的图像。由于对患者的另外的x射线曝光以及延长的因检测器或传感器在嘴中造成的患者不适，重新拍摄是所不期望的。

常规的x射线源已包括帮助技术人员调节x射线源的位置和角度的瞄准指示器。通常，这些瞄准指示器使用可见光来勾勒帮助使辐射束居中的廓形。这些瞄准指示器在可看见辐射检测器的情况下作用良好，但在诸如口内成像时检测器不可见的情况下达不到所需要的程度。技术人员必须猜测或估计口内传感器的位置和x射线在传感器上的入射角两者。

图3A和图3B的简化示意图示出x射线源10与检测器20之间可发生不对准的方式。在这些实例中，x射线源10提供用于瞄准居中的可见光瞄准标记12。当实现实例(a)处所示的正确的瞄准对准时，检测器20是居中的，如被示出为在瞄准标记12内。在实例(b)和(d)处，瞄准是不正确的。

为了得到最佳的成像结果，还需要相对于角度或测角的恰当对准。来自x射线源10的入射辐射优选地与检测器20正交，如实例(a)中所示。图3A、图3B中的线N指示检测器20的表面的法线或与表面的正交线。实例(c)和(d)示出不正确的角对准。在实例(c)中，瞄准或居中是正确的，但测角或俯仰角是不正确的。在实例(d)中，瞄准(居中)和测角(俯仰角)都是不正确的。在实例(e)中，检测器20在平面中旋转(滚动)。

有益的是应指出，图3A和图3B的示意性实例假设x射线源10与检测器20的正交定位。在一些实施方案中，可使用倾斜取向。

对准和定位对于容积成像应用特别重要，在所述容积成像应用中，将以某种方式组合在不同角度下拍摄的图像以形成容积图像数据。

在断层合成中，源与检测器之间的相对移动为对准问题引入了进一步的复杂性。对重建处理来说大体上最有利的是将移动线或弧线设置成使得源的空间位置相对于检测器表面在同一平面内，或与所述表面等距，使得移动与针对每个所获取投影图像的在检测器表面上的像素位置对准。

为了更好地理解本发明的设备的零件和操作，示出成像系统可检测恰当对准的方式是有帮助的。参考图4的示意性框图，示出检测成像检测器20与x射线源10的对准的口内成像设备22。

在图4的布置中，检测器20放置在检测器位置处，所述检测器位置在患者的脸颊18内侧与牙齿14相邻。多个可检测元件30合并为检测器20的一部分，所述多个可检测元件30被示出为电磁信号发射体，诸如射频(RF)发射体。可检测元件30通常彼此间隔开以便提供三角测量信息。本身与x射线源10对准并且在位置上联接的传感器24以某种方式(诸如通过感测所发射RF信号)感测可检测元件30的存在。用于激励和感测RF发射体(例如像RFID标签中所使用的微型发射体)的方法对于信号检测领域的技术人员是众所周知的。与一个或多个传感器24处于信号通信的控制逻辑处理器26基于从可检测元件30接收的信号或可检测元件30的其他可检测特征以及传感器24关于x射线源10的已知位置而采用常规的三角计算。执行这种三角计算以便确定检测器20在患者的嘴中相对于x射线源10的对应位置和角对准。接着，操作者控制台显示器28(即计算机显示监视器)向操作者指示对准信息并且可推荐所需调节设置。传感器24是可激励的，以接收一个或多个预定频率的电磁信号。

本发明的某些示例性方法和/或设备实施方案通过以下方式改进图4的基本系统：在可更容易使用对准信息的情况下，特别是在需要这种信息以便获得用于形成容积图像的单独图像的情况下，向技术人员提供对准信息。本发明的示例性对准设备可将图像投影到牙科患者的脸颊或其他部分上以作为x射线管相对于检测器的位置和角度的恰当对准的指导。参考图5中的成像设备36的实施方案，控制逻辑处理器26以与图4中所述类似的方式来获得对准信息。另外，如图5所示，控制逻辑处理器26还可与用于将图像投影到患者的脸颊18、嘴唇或脸部上的投影仪40处于图像数据信号通信。

图6A的透视图以示意形式示出在一个实施方案中可使用三角测量来指示检测器20的位置和角度以便确定对准偏移的方式。传感器24a和24b(在一个实施方案中是RF收发器)相对于x射线源10在已知位置处，例如像靠近x射线源安装在x射线管上。信号发射体或其他类型的可检测元件30通常成对设置、定位在检测器20的拐角处。每个可检测元件30具有可由传感器24a和24b检测到的可检测特征。在一个实施方案中，每个可检测元件30是诸如响应于从其对应信号接收器(即传感器24a或24b)发射的信号而产生电磁场的RF装置。在对应传感器24a和24b处测量所发射电磁场的相位、强度或其他特性并且使用它们以便确定发射部件和接收部件之间的相对距离。对于例如图6A的RF检测实施方案，当充当可检测元件30的每对发射体的信号同相时，就已经实现了良好对准。异相条件指示不良对准并且可指示所需调节方向。传感器24a和24b与控制逻辑处理器26处于信号通信。

以类似方式，相对信号强度可另选地用于指示检测器20相对于x射线源的位置和角度以用于确定对准偏移。在RF实施方案中使用这种方法，充当可检测元件30的最靠近的信号发射体相应地在传感器24a或24b处具有最强强度信号。当使用图6A的布置时，从所有四个发射体或其他类型的可检测元件30发射的相等强度的信号指示良好对准。当信号强度发生不同时，信号强度的变化模式可用于指示需要哪些调节。作为一个实例，Tranchant等人的标题为“Positioning Adjustment of a Mobile Radiology Facility”的美国专利申请号2009/0060145描述一种位置检测系统，其使用多个发射信号的三角测量和感测来计算对准定位。可了解，多个不同配置中的任一者可用于使用一个或多个传感器24和可检测器元件30来确定恰当对准，如信号处理和位置感测领域中的技术人员所众所周知。

在图6B所示的一个另选实施方案中，图6A所示的发射体-检测器布置颠倒过来，使得提供一个或多个可检测元件30的一个或多个发射体机械联接到x射线源10，并且两个或更多个传感器24附接到检测器20。在例如图6B所示的实施方案中，以虚线廓形示出的可检测元件30是产生由传感器24感测的电磁场的线圈。传感器24通过直接(例如，有线)连接或间接(例如，无线)连接与控制逻辑处理器26处于信号通信。

另选对准机构

在一个示例性实施方案中，口内扫描仪或其他反射成像传感器可用作对源与检测器对准的辅助。从轮廓图像或常规的反射图像获得的光学扫描数据可作为“侦查”扫描的类型进行分析以便确定断层合成扫描的期望轨线。

在另一示例性实施方案中，超声成像也可用作用于源定位的对准辅助。超声由于其对解剖结构内的软组织结构进行成像的能力而可特别有用。

应指出，CNT源对准可以是可调节的，以控制辐射源针对每个后续图像的相对位置改变的轨线。

根据本申请的一个示例性方法和/或设备实施方案使用用于对口内传感器进行定位的固持器内的包埋式标记物布置来提供自动对焦和对准功能。图6C示出用于框架78的固持器72，所述固持器72具有围绕对x射线源10(图6C未示出)进行定向的中心开口76的不透射线标记物74的布置。图6D和图6E示出标记物74如何沿着被成像口内特征的界边出现在所获取图像中。使用对准标记物允许图像处理使连续获取的图像的位置关联并且使投影图像彼此准确地对齐以用于后续重建。

可观察到诸如图6A至图6C所示的那些的方案可用于任何数量的源到检测器布置中的对准，如本文更详细地描述。

廓形到患者上的投影或其他对准反馈

参考图7A和图7B的透视图，示出本发明的示例性实施方案的提供任选图像投影的额外优点。在位置上联接到x射线源10(例如像安装在朝向x射线管的末端的位置中或安装在x射线系统的某一其他部分上)的投影仪40将二维图像投影到患者的脸颊上以便指示被隐藏检测器20的位置42(以点线廓形示出)，并且除非已经由x射线源10提供，则还指示x射线源的瞄准标记12。图7A示出其中瞄准对准由于位置42与瞄准标记12不对准而不正确的实例。图7B示出其中瞄准对准正确的实例，其中位置42在瞄准标记12之间居中。

投影仪40可以是可安装到x射线源10上的多种类型的成像投影仪中的任一种。在一个实施方案中，投影仪40是微型投影仪，例如像来自美国华盛顿州雷德蒙德市的Microvision有限公司的微型投影仪显示器。诸如那些的装置由于多种原因而是有利的，这些原因包括小尺寸、低重量和低功率需求。在蜂窝电话和其他高度便携式电子装置中使用的这些微型投影仪将一个或多个低功率激光器扫描到显示器表面上。微型投影仪需要极少量的光学部件来在一定距离范围内投影。激光器本身根据需要迅速接通和关断，使得仅针对所投影的那些图像像素消耗功率。这允许微型投影仪在低功率电平下操作，使得电池功率可用于投影仪40。另选实施方案使用其他类型的电子成像投影仪，诸如：采用数字微镜阵列的那些，诸如来自Texas Instruments有限公司的数字光处理器(DLP)；微机电光栅光阀阵列，诸如来自Silicon Light Machines有限公司的光栅光阀(GLV)装置；或液晶装置(LCD)，其包括硅上液晶(LCOS)装置。

在激光器用作投影仪40中的照射源的情况下，可采取另外的措施以最小化相干激光到患者或执业医生的眼睛的入射。可在任一点处仅递送非常少量的光强度的扫描速率下使用非常低功率的激光器，诸如固态激光器。漫射元件可设置在光路径中以例如使激光在一定程度上进行散射，从而降低强度而对所投影图像的质量或效用几乎没有影响。可另选地使用发光二极管(LED)或其他低功率固态照射源，诸如有机LED(OLED)装置。

由投影仪40(图7A和图7B)投影的图像可具有多种形式中的任一种的图像内容，并且可包括x射线源的瞄准标记12和检测器20的位置42指示符两者。另选地，在瞄准标记12已经由x射线系统提供的情况下，投影仪40可仅提供示出位置42的投影。因为投影仪40采用二维成像装置，所以所显示图像可具有多个部分并且可包括另外的文本字段、方向标记物和其他元素。位置42可以廓形形式示出，如图7A和图7B所示，或可以某种其他方式表示。在一个实施方案中，检测器20的角偏差的值作为所显示数值信息指示在患者的脸颊上。另选地，投影仪40的动画或其他能力可用于提供另外的位置和角度信息作为图像内容。

颜色可用于帮助以各种方式指示对准偏差的相对量。例如，即使在将检测器20的廓形投影在脸颊表面上的情况下，技术人员可能也难以知道调节角对准的方式。以不同颜色显示标记12和位置42可例如帮助指导技术人员调节x射线管的角度，直到瞄准标记12和位置42两者以同一颜色显示为止。显示器的闪烁或所显示元素的不同部分的闪烁也可帮助指示并指导对准调节。可提供可听的哔哔声来指示可接受或不可接受的对准。可将诸如箭头或目标符号的静止指示符作为图像内容投影到患者的脸颊上。可提供动画来指导调节。

在一个实施方案中，来自投影仪40(7B)的所投影图像指示技术人员如何重新瞄准x射线源10或如何调节治疗椅的位置以便针对序列中的下一图像进行设置。所投影颜色、图案结构、字母数字文本、动画、闪光或闪烁或者其他机制可用于指导图像捕获之间的定位调节。

提供患者头部支撑设备以便在断层合成图像获取周期期间稳定头部位置。应指出，任何类型的头靠或其他支撑机构不能是金属或其他高度不透射线材料。患者头部支撑设备可以是例如圆环形的、可扩展的或可充气的。

准直

对于选定示例性方法和/或设备实施方案，需要进行准直以便将辐射场约束到患者的嘴内的感兴趣区域(ROI)。

准直的一个有益方面涉及消除或减少锥形切割，其中来自所投射x射线的过多辐射入射在感兴趣区域之外的区上。

诸如CNT阵列的分布式源布置的难点涉及对辐射进行适当准直的需要。在准直的功能当中，准直控制辐射能的传播，使得辐射被大致引导到感兴趣解剖结构，并且使得辐射场不延伸超过成像接收器的外边缘。准直还帮助减少散射。就阵列中的CNT和其他类型的小型x射线源而言，准直呈现出特定挑战。一组问题涉及尺寸约束。因为x射线源之间的间隔通常较小，所以可能难以有效地隔离来自任何单独源的辐射能；可能发生串扰，从而使得难以清楚地限定辐射场的边缘。再其他复杂性涉及识别来自每个源的用于成像的辐射场。就常规的射线摄影源而言，这个问题容易解决：使用联接到射线摄影源的光源来使用准直器边缘本身描画辐射场的广度来描画或以其他方式突出显示辐射场。然而，使用为CNT和其他类型的分布式阵列源提供的准直器开口提供对应两用布置可能是不切实际的或不可能的。

图8A的简化示意图示出一些几何考量和关系，这些几何考量和关系大体涉及针对单个x射线源210的x射线准直并且确立可用于后续描述针对x射线源阵列的准直的一些定义。x射线源210大致上被理想化为点源。来自源210的辐射能沿着延伸穿过第一孔口122的辐射路径被引导，所述第一孔口122通常非常接近源210并且对于非常小的x射线源来说在某些条件下甚至可能是任选的。接着，辐射能继续沿着辐射路径穿过第二孔口124，所述第二孔口124使x射线场130在检测器20上成形。接着，通过诸如孔口122、124大小和相对于源210以及相对于彼此的位置以及源到图像距离(SID)的几何约束来确定辐射路径的决定x射线场130的纵横比的形状和尺寸。x射线场130的形状通常由检测器20的尺寸界定但是可能更小并且具有不同形状，这取决于正被成像的解剖结构。必须指出，图8A示出单个源210的几何关系；后续描述的实施方案具有多个x射线源210，它们各自以与图8A所示类似的方式具有沿着其辐射路径的准直。

根据图8B所示的依据本申请的示例性实施方案，源20的阵列可与可旋转准直器板组件220一起使用以形成各种形状和纵横比的辐射场，这取决于孔口222a、222b的尺寸、准直器板组件220的旋转角度以及按激励序列激励的对应源20的布置。因此，例如相对于图8B，辐射源组件200具有大体上正方形形状，其中源20沿着正方形的边分布。图8B中的准直器板组件220具有多于一个纵横比的孔口222a和222b。一组孔口222a是正方形的；另一组孔口222b是矩形的。通过将准直器板组件220旋转到不同位置并且激励给定辐射场形状的对应带孔源20，可依次使用源20来提供断层合成所需的辐射场形状和角改变。

图8C和图8D示出另一另选布置，其中准直器板组件220可沿着由线L1指示的方向在单个方向上来回平移。在此实例中，辐射源组件200是源20的线性阵列。一组正方形孔口222a被布置成使得在板组件220处于第一位置(图8C)时，具有孔口中的一半的子组与源20对准，并且在板组件220处于第二位置(图8D)时，具有孔口中的另一半的子组与源20对准。图8E示出另一布置，其中设置有三种不同类型的孔口：以与图8C和图8D所示的那些类似的方式定位的呈两个子组的一组正方形孔口222a、同样以类似方式使用的一组矩形孔口222b和一组卵形孔口222c。孔口222的形状可以是交互混合的(未示出)。

图8F和图8G示出另一另选实施方案，其中准直器板组件220具有大体弯曲或管状形状，其中孔口222a针对线性辐射源组件200中的x射线源20进行布置。在图8F的布置中，准直器板组件220以线性方式移动以使孔口222a在x射线源20的子组之间移位。在图8G的布置中，准直器板组件220围绕线性阵列旋转以使孔口222a在x射线源20的子组之间移位。

准直器板组件220可由一对金属板形成，这对金属板彼此间隔开以形成孔口122和124(图8A)，并且其中孔口124被设定大小并定位以用于合适的射束成形。孔口基于所需射束轮廓和角度与源20的位置对准。为了进行准直控制，靠近源的孔口122可处于固定位置，而仅远处孔口124是可调节的。

断层合成成像的扫描序列

由图6A或图6B的三角测量感测设备提供的对准设备可用于协助捕获快速连续地并且各自在稍微不同的角度下拍摄的同一牙齿或其他结构的一系列图像以用于形成有限角度的容积图像。如先前给出的背景部分所指出，这种类型的容积成像相对于单个x射线图像可具有诊断价值和优点，但无需全域CBCT成像的花费和剂量要求。另外，不同于CBCT成像，有限角度的容积图像可在患者坐在治疗椅上时获得。

参考图9A，从顶部视野示出用于使用来自单个源10和数字检测器的有限数量的x射线从患者32获得有限角度的容积图像的成像模式的示意性框图。使用x射线源10来沿着非线性的弯曲或弓形路径A将曝光从多个角取向(在图9A中被示出为捕获角度或曝光角度)引导到检测器20。在两个或更多个曝光角度位置(其中两个以举例的方式在图9A中称为角度Q1和Q2)中的每一个处，将辐射能引导到检测器20，并且由控制逻辑处理器26获得来自数字检测器的对应图像数据并且作为分量图像或投影图像44进行存储，这些分量图像或投影图像44根据图像的相对获取几何、诸如通过曝光角度取向进行索引。以此方式，针对每个曝光角度获得并存储一个分量图像44。接着，控制逻辑处理器26可使用来自单独分量投影图像44的组合数据来作为复合图像生成容积图像。

应指出，由x射线发射体与检测器的相对位置的改变所沿循的模式(如例如图9A的顶视图所示)可以是线性的或弯曲的。

另外的感测部件和与之相关联的逻辑用于提供关于所获得的每个图像的位置和角信息。在一个实施方案中，例如，将固定位置和角坐标分配给x射线源10的初始空间位置和角取向。接着，系统逻辑记录对应于所获得的一系列图像中的每个成像位置的改变的位置和角度。接着，这种数据提供从一系列2D图像捕获物重建3D容积图像所需的参考几何。空间位置数据可以多种方式获得，例如像使用与用于使x射线源10移动的机架或其他运输设备联接的角传感器48。

为了使这种类型的有限角度的容积成像能够正确地起作用，对于贯穿成像周期获取的每个投影图像都必须知道x射线源10相对于检测器20的角取向和空间布置，使得所获得的分量数据可在投影图像之间恰当地对准和关联。对于图9A所示和图9B的透视图所示的实施方案，在x射线源10从一个相对角取向沿轨道移动到下一相对角取向时,患者32的头部和检测器20的空间位置(在图9B中以虚线廓形示出)刚性地固定在适当位置。使检测器20相对于正被成像的受试者的空间位置机械固定可能是必要的。相对于例如图9A和图9B，一个或多个咬合块或夹式装置可用于将检测器20刚性地固定在患者32的嘴内的位置处。

图10A是示出用于断层合成成像的示例性口内成像设备的示意图，其中x射线源10沿着弯曲或弓形轨道132运输。弓形轨道132弯曲以接近基本上以检测器位置为中心的弧。检测器20被固持在患者的嘴中，检测器20安装在固持器72中。固持器72提供使检测器位置相对于准直器关联的类型的定位设备。悬挂在嘴外的框架78提供用于x射线源10的瞄准和对准装置以及用于对二次准直器56进行定位的固持器。图10B的示意图示出使用线性轨道134的设备100的类似的示例性布置。在图10B的实施方案中，x射线源10在沿着线性路径平移时枢转到不同角度，由此模仿图10A的径向弧形平移。

在图10A和图10B的实施方案中，检测器20刚性地联接到框架78，如先前在图6C的实例中所示。充当用于使检测器和准直器定位关联的定位设备194的固持器72使检测器20和框架78的相对位置固定。对于不同的患者头围，可使用不同大小固持器或不同固持器设置。另选实施方案可使用传感器和编码器的各种布置来提供用于使用从一个或多个传感器和编码器装置获得的信号将检测器20相对于准直器56以及相对于框架78进行定位的机械或感测定位设备。

图10C的顶部示意图示出示例性框架278实施方案，其具有多个铰接区段280a、280b、280c且在每个可调节接头处具有编码器282以用于报告所感测的延伸和旋转数据。这种布置提供允许针对患者重设大小并且提供检测器20相对于准直器56的重新定位的定位设备194，其中感测数据可供用于使部件位置相对于参考位置以及相对于彼此关联。另选地，可提供加速度计或电磁、磁性或射频(RF)感测并且将其用作定位设备194，所述定位设备194用于使检测器20位置与二次准直器56关联并且使这些位置与x射线源在断层合成序列中在任何获取角度下的位置相关。

图11A是示出图10A所示的提供示例性等中心信号到检测器距离(SDD)的径向路径布置的x射线源10的配置的透视图。x射线源10沿着轨146行进以遵循弯曲或弓形轨道132(图10A)，这由运输机136驱动。源10具有与源硬件成一体的一次准直器150。在本公开的上下文中，名称“一次准直器”适用于与x射线源成一体并且不可分离的任何一个或多个准直器。二次准直器是使用框架78提供的，如后续所述。联接到引导件144的相机140可用于协助源/检测器对准。图11B的透视图示出具有非等中心SDD的示例性线性运输机的另选配置。

图12A的示意图示出对通过框架78与口内检测器20联接的示例性标记物引导件实施方案160的使用。本文更详细描述的标记物引导件160提供协助x射线源10的对准和准直并且使口内x射线检测器的空间位置与x射线源10的位置相关的多种功能。图12B示出标记物引导件160与检测器20脱离的配置。

当使用不透射线标记物时，可从优选地FOV的边缘周围的图像内容来确定源相对于检测器的位置。准直器和检测器可与设置在辐射场中并且出现在图像内容中的这些标记物机械脱离。当使用射线透过光学标记物时，准直器和传感器必须机械联接或具有某种类型的感测定位。另选地，光学标记物可具有3D取向，所述3D取向允许可从可相对于x射线图像内容依序或同时获得的相机、反射或光学图像内容来确定源相对于检测器的位置。

图13A示出具有椅子和用于牙科规程的其他设备的示例性治疗系统164实施方案。容纳标记物引导件160并且提供二次准直器56的框架78由系统164上的安装件162(诸如由基座198或由牙科椅)支撑。另选地，准直器56或其支撑框架可由从天花板延伸的支撑件安装。通过用以稳定准直器56位置而无需患者固持所述装置的安装方式，这种布置不仅帮助支撑提供二次准直器的框架78的重量，而且还可帮助提供固有对准以及x射线源10与患者和口内检测器20的感测对准。如由箭头指示，可将x射线源10朝向框架78移动，使得其针对图像获取序列处于恰当距离和对准。

框架78可以是用于对患者进行定位以允许断层合成成像的头靠(诸如可调节头靠)的一部分。

图13B是示出具有二次准直器的框架78的定位的顶部示意图，其中框架78被安装到从牙科椅、从地面或天花板、或从患者外部的另一附近支撑结构延伸的示例性支撑件实施方案。臂192或其他连杆或联接装置也可安装到框架78以便在断层合成成像期间指导源10的定位和移动。就这种布置而言，源10有效地联接到框架78的二次准直器56。这消除了对用于使源10与二次准直器对准的任何类型的对准机制的需要。这种布置可与不透射线或可见标记物一起使用以用于指示检测器的相对位置。

诸如加速度计或电磁装置(诸如霍尔传感器)的一个或多个传感器152可提供来检测框架78在安装件162上的移动和定位，从而帮助确定标记物引导件160相对于检测器20以及相对于x射线源10的准确对齐。

标记物引导件组成

图14A和图14B示出根据本公开的示例性方法和/或设备实施方案的标记物引导件160的组件和部件。图14A示出组装时的示例性标记物引导件160。图14B示出用于形成标记物引导件160的分层部件。准直层166充当用于入射x射线束的二次准直器，它基本上抵靠患者的脸部固持并且提供由不透射线的屏蔽件配框的窗口172以用于局部准直。屏蔽件可由例如含铅材料提供。层2 174和层3 176提供用于协助提取扫描几何以用于对准的光学标记物178。层174、176分离距离d帮助促进对准测量。标记物178具有图14B所示的叠加布置并且可由相机140感测，其中所得图像被处理以获得对准数据。标记物178可具有不同形状(例如，非对称)、层、3D配置或颜色以支持对准检测。标记物178中的一个或多个可另选地是不透射线的。

在图15中被示出为抵靠患者的脸部处于适当位置的框架78具有用于使标记物引导件160的准直层166相对于框架78(图14A、图14B、图15)恰当对准的支撑结构。图15还示出相对于框架78适当定位的口内检测器20的位置。

图16示出框架78和相关联部件的侧视图和顶视图。咬合块154帮助稳定检测器20在嘴内的位置。可调节杆156允许对咬合块154和检测器20进行定位以满足患者的舒适度。

应指出，框架78及其相关联标记物部件可与单源x射线源10或与例如像使用基于Spindt型场发射体的x射线源提供的x射线源阵列一起使用。

图17的示意图示出可相对于被成像受试者沿循以用于断层合成成像的示例性相对行进路径。线性行进路径110或径向行进路径112可在无检测器旋转的情况下提供。在行进路径114中，源保持在适当位置，而引导器进行旋转。在行进路径116中，在无检测器旋转的情况下提供平坦或球形源行进。对于行进路径110、112和116中的任一者，可通过连续地激励阵列(例如像CNT源阵列)的单独源来提供相对位移。

可了解，在执行断层合成成像时,控制逻辑处理器26获得并存储图像数据和位置数据两者。在获得每个图像时，控制逻辑处理器26存储图像数据和关于激励的x射线源和检测器20的相对空间位置的对应信息。位置数据和图像数据可存储作为同一存储结构的一部分，诸如存储在图像数据文件中；或者可存储在分离数据结构中，诸如存储在分离文件或数据库位置中。在一个实施方案中，控制逻辑处理器26接着任选地提供指示为在下一空间位置和下一角取向处获得下一x射线图像而针对x射线源进行的推荐位置调节的信息。关于推荐位置调节的这种信息可以多种方式提供，包括显示在显示器28(图5)上的信息，使用可听提示，或通过例如像通过将指令或目标信息投影到患者的脸颊上来向操作员提供图形指导以便设置下一次曝光，所述图形指导可呈所投影图像内容和格式的形式。与每个图像相关的相对位置信息以某种形式进行存储并且由控制逻辑处理器26上的图像处理逻辑使用以便生成容积图像。

基于Spindt型场发射体或其他辐射源阵列的使用

图18的示意图示出将辐射源阵列用作x射线源10。每个x射线源38来自利用Spindt型场发射体的阴极。使用Spindt型场发射体阴极，x射线源静止的或在位置上在阵列内相对于彼此是相对固定的；所述阵列本身作为单个单元移动。这种类型的x射线源能够以大约数微秒进行迅速接通/切断切换。其他合适的x射线源可包括空间上分离的成对脉冲式常规能荧光透视的热离子源。这些选项在短曝光时间下提供足够的x射线注量并且同时允许曝光序列而不会过热。

根据依据本申请的示例性实施方案，每个单独源38具有其自己的准直器16，如在例如图18所示的实施方案中。

相对移动的另选概念

必须获得数据以便针对每个图像识别检测器20的空间位置和x射线源10的相对空间位置。

根据先前所述的图13B的另选示例性实施方案，x射线源10通过枢转臂192联接到框架78，所述枢转臂192充当用于使源10在弯曲或弓形路径中移动的支撑件和引导件。这种布置允许源10在良好限定的角轨道内移动，从而简化了用于使源10移动的运输设备的设计并且进一步简化了准直设计。

在图19的另选示例性实施方案中，x射线源10固定在适当位置，并且患者32例如像通过使治疗椅增量地旋转以从一个曝光角取向移位到下一曝光角取向而旋转。同样，必须通过控制逻辑处理器26或相关处理装置来针对每个分量图像确立并存储检测器20和x射线源10两者的相对位置信息。

图像获取过程

图20的逻辑流程图示出在一个示例性实施方案中用于获得一系列分量图像的步骤序列。初始化步骤80开始所述序列并且获得关于初始起始位置和角度的数据。在一个实施方案中，初始化步骤80还设置或计算要获得的图像数以及针对每个图像设置或计算其对应曝光角度。这种信息可以是固定的或可变的，并且可使用控制逻辑处理器26来计算或由牙医或技术人员使用与控制逻辑处理器26通信的设置软件来键入。由技术人员将检测器20牢固地定位在患者的嘴中并且至少粗略地进行所需源-检测器对准。在设置步骤82中，成像设备22提供投影到患者的脸部或头部上的所需图像显示，以帮助指导x射线源10的对准和瞄准，如早先参考图7A和图7B所述。在一个实施方案中，投影到患者的一部分上的图像内容根据角取向的相对准确度改变。这可以是所投影内容的颜色、强度、闪烁或其他属性上的改变。应指出，显示器可提供对用于每次后续射线摄影图像捕获的最佳位置的提示或建议。然而，重要的是准确地测量并记录实际空间位置以便恰当地执行有限角度的容积成像算法。

继续图20的逻辑流程，在图像捕获步骤84中获得每个分量图像，并且将图像连同关于获得曝光时的实际测量的空间位置和角取向的信息一起存储。决策步骤88检查以确定是否已经获得根据初始化步骤80所需的所有分量图像，并且当需要后续图像时循环回到设置步骤82。在用于图像捕获的这种处理结束时，执行容积图像生成步骤90以便生成从这个序列获得的所得合成容积图像。接着，显示步骤92显示已经生成的容积图像。

图21是示出与所获得的一组图像中的每个分量图像44的图像数据相关联的空间位置和角取向的框图。在所示的示例性实施方案中，诸如通过将测量的位置和角几何存储在x射线图像数据文件的标头部分中来将空间位置数据字段50和角取向数据字段52连同x射线图像数据54一起存储。另选地，空间位置和角取向数据可与图像数据分离地存储、链接或以其他方式相关联。这种信息是恰当重建容积图像所需的。

图22是示出针对序列中的每次图像捕获进行准备的图20的图像设置步骤82内的任选系统活动的逻辑流程图。计算步骤60使用来自x射线系统或与先前图像一起存储的位置坐标和角取向数据并且针对x射线源10和/或检测器20的相对移动计算下一位置和角取向。接着，任选目标投影步骤62将图像投影到患者上，其中需要在图像指示x射线源10与检测器20之间进行以用于在下一空间位置和角取向处获得下一x射线图像的位置调节和角调节。如早先所指出，任选所投影显示可使用颜色、闪烁或其他效果、数值、诸如箭头的方向性指示符或图标、或者其他视觉效果来指示所需调节。接着，在循环操作中，重新评估步骤64根据技术人员已经作出的测量的位置调节和角度改变来周期性地重新调节所投影显示。当调节在某一预定容差内正确时，则执行正确调节显示步骤66，从而指示所述调节对于获得下一图像是可接受的。

鉴于当使用图9A至图11所示的部件布置时可获得的关于相对位置的信息，本发明的示例性实施方案使用传感器和其他位置感测部件的不断重新计算和重复检查来校正以及适应微小位置改变和患者移动。就这种布置而言，检测器20和x射线源10不必相对于彼此具有固定的预定位置或者不必精确地实现针对下一图像计算的那些位置。然而，在任何情况下，检测器20都必须相对于牙齿或正被成像的其他对象具有固定空间位置。编程图像处理逻辑可适应例如在合理角度范围内的位置改变。在一个实施方案中，使用固定空间位置处的一个或多个另外的位置传感器来确立角取向和位置取向的参考点。另外，还可使用图像获取领域的技术人员已知的图像处理技术来执行对患者运动伪影的自动化检测和校正。

从两个或更多个分量x射线图像形成的有限角度的容积图像在一定程度上提供牙齿或其他被成像结构的容积相关信息。有利地，这是在无CBCT成像所需的更高水平的曝光且无对专业CBCT机架和相关设备的需要的情况下提供的。使用传感器24和可检测元件30获得的位置信息由3D图像重建算法使用来生成包括牙齿或其他特征的对应容积图像并且用来以合适的数据值填充所述容积图像内的体素。容积图像可在不需要例如通常用于CBCT重建的复杂滤波反向投影算法的情况下形成。所获得图像可在常规的显示监视器上观察或可使用例如立体观察设备观察。所需容积图像可根据例如执业医生所指示的优选视角来动态地生成。

图像获取序列的变化

根据依据本申请的示例性实施方案，图像获取序列可发生变化以便在不同条件下获得一个或多个图像。例如，在于断层合成条件和角度下拍摄的一系列图像内，可在不同条件下诸如使用通常适用于常规的2D射线摄影成像的设置来捕获一个或多个图像。这可以是例如序列中的中心图像，诸如一系列20个断层合成图像捕获物中的第10或第11个图像。可针对以此方式获得的图像使用不同捕获条件，包括曝光设置、分箱、双能量和其他参数。

当在不同条件下获得一个或多个图像时，可使用诸如这些图像的更高保真度和锐度的特征来改进所述系列中的其他图像的图像内容。

检测器分箱

分箱方法可用于帮助加速图像获取。分箱将多组相邻像素分组在一起以便加速图像数据访问和数据刷新周期。分箱通常以对称模式进行，诸如2×2分箱、3×3分箱等。然而，分箱也可在一个方向上执行，例如像2×1分箱。非对称分箱可用于容积成像，其中在平行于x射线焦点的相对运动的方向上的分箱不同于在正交方向上的分箱。

射线透视

包括例如荧光透视的射线透视成像方法迅速连续地获得受试者的图像并且提供可具有视频外观的受试者的连续视图。在射线透视中，不提供容积重建；相反，显示所获取射线摄影图像的序列。在射线透视中x射线源与检测器之间没有相对移动；同一源到检测器几何适用于每个所获取图像。

射线透视对于执业医生来说可以是有用的工具，它提供例如像一个或多个牙齿或牙弓的一部分的感兴趣区域的渐进或“实时”呈现。射线透视呈现可与指示在手术期间有帮助的钻探角度或其他特征的可视化软件组合。射线透视获取利用具有良好分辨率的高速数字检测器。

一般地，射线透视所具有的获取时间类似于断层合成所需的获取时间，但具有在一定程度上更长的x射线曝光时间。针对射线透视获取的空间分辨率与剂量可存在权衡。

双能量成像

某些示例性方法和/或设备双能量成像实施方案实现分析出现在被成像解剖结构中的不同类型的组织的改进能力的优点。双能量或多光谱成像可使用具有多个阈值的光子计数检测器获得，如先前参考图2B所述。另选地，可使用其他检测器布置。

双能量(DE)成像已经用作用于减少噪声内容并且区分各种类型的被成像解剖结构的另选方法。在常规的DE成像中，同一解剖结构的低和高kVp曝光彼此紧密连续地先后进行，使得可容易组合其结果而无需广泛的对齐技术。这可帮助例如随后对骨特征进行分段，从而允许更准确地解译x射线图像内容。对于诸如由CBCT和CT设备提供的断层合成和3D容积成像总体，在提供双能量图像内容以用于重建和后续分析方面可存在显著优点。

双能量断层合成允许从同一被成像组织重建不同结构。

曝光技术设置在图像获得期间从一个投影图像到下一投影图像可发生变化。

重建

控制逻辑处理器26或相关联处理器或者用于图像处理的其他计算机可执行3D成像领域的技术人员所熟悉的用于有限角度的断层合成重建的多种已知技术中的任一种。例如，在标题为“A comparative study of limited-angle cone-beam reconstructionmethods for breast tomosynthesis”，Med.Phys.2006年10月，33(10):第3781-3795页的文章中，作者Zhang等人描述用于解决有限角度的乳腺摄影成像中的类似类型的问题的多种重建算法，包括反向投影、代数重建和概率技术。早先指出的Siltanen等人的‘241专利描述使用牙齿结构的建模数据从稀疏2D图像数据进行3D重建的方法。早先指出的Kalke的‘7801申请描述用于使用频率变换进行牙齿图像重建的另一种方法。可另选地采用用于3D成像的其他重建方法。

在其优点之中，可形成容积图像以便从不同角度观察图像切片，这取决于有多少分量图像数据可供使用。当在不同相对角度下获得足够数量的分量2D投影图像时，可形成所得容积图像并从不同视角进行显示，由此协助牙科执业医生对牙齿或其他结构做出更准确的诊断评估。

呈现/GUI

操作者可能够使用操作者界面命令来设置成像系统的操作模式。

根据依据本申请的示例性实施方案，显示器28(图1)上的操作者界面可示出已经作为断层合成系列的一部分获得的投影图像的任何子组，并且示出来自所重建图像数据的任何合适的断层合成切片。图23示出显示器28，其具有将2D投影图像68示出在对应断层合成切片94旁边的比较显示。

几何校准

几何校准帮助提供断层合成重建的改进的准确度和分辨率。本公开的实施方案提供适用于椅边牙科断层合成的几何校准的多种方案。

具有标记物的检测器附接件

根据本公开的实施方案，如图24A和图24B所示，一个或多个不透射线标记物2412设置在与口内检测器2400联接的检测器附接件2410上。优选地，标记物2412设置在检测器2400的成像区内，设置在成像区的中心处或附近，或者关于成像区的中心对称地布置。就这种居中布置而言，标记物2412在每个投影图像中位于成像区内。标记物2412被配置来调整所获取x射线图像以使口内x射线检测器的空间位置与x射线源位置相关。

标记物2412可由适用于口内用途的多种材料中的任一种形成。可适合于口内成像的无毒材料可包括例如铬钢、陶瓷、碳化钨和金。标记物2412可以是球形的。适用于断层合成成像的大小范围是0.5mm直径。可根据需要使用其他大小和形状。

根据本公开的实施方案，使用原子序数为45或以下的不透射线的材料。这种类型的示例性材料包括铬钢(原子序数为26)和ZrO2陶瓷材料(原子序数为40)。具有这种范围内的不透明度的材料与对辐射表现出更高衰减的材料相比往往产生相应地更低强度的成像伪影。

标记物2412出现在断层合成系列的每个图像中。鉴于检测器上的良好限定的标记物2412布局并且了解到用于断层合成的入射辐射的源路径，可在几何上对准所获取2D投影图像以用于准确重建。

可应用图像处理技术以便针对标记物外观和由标记物造成的遮蔽进行补偿。可使用诸如去水印和内插等技术来从投影图像中的一个或多个去除一个或多个标记物，由此帮助最小化或消除例如金属伪影。

固持器安装式体模

可使用另选类型的检测器附接件来针对在手术或其他治疗规程期间获得的断层合成图像进行几何校准。图25示出校准体模2510，其作为检测器固持器72的一体部分提供并且沿着到检测器2530的辐射路径固持在框架78上的适当位置。在图26A和图26B中以不同形状示出的体模2510可借助于连接在检测器2530与框架78之间的咬合块2540来靠近患者的脸颊固持在适当位置。这种布置帮助提供体模2510上的标记物2512与检测器2530之间的固定且可测量的几何关系。任选棒2542可协助执业医生或技术人员对检测器2530和体模2510进行预备定位。棒2542可具有带刻度的标记以指示检测器2530与体模2510之间的距离。

体模2510上的标记物2512可设置在两个层上，其中所述层彼此分离诸如9mm至11mm的距离。所述层可形成平行平面，其中每个平面都具有标记物布置。通过使用具有分层布置的多个标记物2512，本公开的实施方案可使用体模数据来更准确地确定针对给定患者的成像过程的几何。

标记物2512可具有相同的不透射线材料。尽管可使用高密度的标记物2512，但可有利地避免使用高度致密材料来形成标记物，特别是在观察单独投影图像的情况下。根据本公开的实施方案，针对标记物2512使用所具有的原子序数为45或更低的材料，如先前所述。其他实施方案可使用具有更高原子序数的标记物，例如像金和银。标记物可包封在体模2510内，诸如包封或包埋在塑料中。

图27A、图27B和图27C示出从标记物2512的断层合成系列中选择的几个代表性牙齿的2D投影图像，标记物2512布置在两个层中，如参考图25、图26A和图26B所述。如从这个系列可见，在图27A、图27B和图27C中根据层以不同灰度色调表示的两组标记物2512的相对位置根据x射线源相对于牙齿的对应位置改变。角定位的这种改变(如2D投影图像内容中所示)使得能够直截了当地计算每个连续图像的获取几何。

根据另选实施方案，定位在不同层中的标记物2512具有相应不同的大小或密度。这种布置可简化对标记物2512在所获取图像上形成的图案的分析。相对于例如图27A、图27B和图27C的实例，以黑色指示的标记物可由金或碳化钨形成(原子序数分别为79和74)；以灰色示出的标记物可为Zr02(原子序数40)或密度低于79或74的其他材料。

夹式体模

对于一些断层合成成像应用，可有帮助的是提供用于将检测器固持在适当位置并且提供用于促进所获取图像的几何校准的标记物的装置。图28示出滑动到牙齿上并且沿着平行平面提供标记物2512的布置的一对夹式体模2800。体模2800可沿着例如分别靠近颊面和舌面的每一侧2802、2804具有相异标记物模式。还可形成紧固件2810以用于沿着夹式体模2800的一侧或两侧2802、2804联接检测器。联接可以是活动的，诸如使用接合检测器的夹具或其他机构；或者是被动的，诸如具有配合在设置在检测器或检测器固持器上的套筒内的臂或其他构件。另外可使用粘合剂以便为联接提供改进的稳定性。还可使用粘合剂材料来将夹式体模2800固持在牙齿上的适当位置。

图29A、图29B和图29C是示出联接到夹式体模2800的检测器2400的透视图。如图29A和图29B所示，体模2800可使用下牙或上牙进行支撑。图29C所示的体模2800的实施方案提供允许使用上牙和下牙两者来固持检测器2400的特征的模式。咬合板2820设置在固持标记物的两个表面之间。这种布置可使图29C的布置有利于在咬合线处成像。

关于成像系统，体模2800是固持器，其沿着两个平行平面提供标记物布置，从而使得能够将标记物定位在牙齿的相反表面上。一个平面上的标记物的数量和布置可不同于另一平面上的标记物的数量和布置。体模2800的主体可以是塑料或其他射线透过材料。

图30的透视图示出在牙齿上处于适当位置中并且联接到检测器2400的体模2800。图31A和图31B示出在颊侧和舌侧上具有不同标记物2412布置的实施方案中的体模2800的不同透视图。

可有利的是对检测器进行定位以使得标记物布置在检测器成像区中居中。这允许更有效的计算并且提高根据所获取图像进行正确角度计算的可能性。

已经具体参考目前理解的示例性实施方案详细描述了本发明，但应理解，可在本发明的精神和范围内实现变化和修改。

例如，控制逻辑处理器26可以是多种类型的逻辑处理装置中的任一种，包括计算机或计算机工作站、专用主机处理器、微处理器、逻辑阵列或执行所存储程序逻辑指令的其他装置。

因此，目前所公开的示例性实施方案在所有方面被认为是说明性的而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求指示，并且处于权利要求的等效物的含义和范围内的所有改变都意图涵盖于权利要求中。

与至少一个示例性实施方案一致，示例性方法/设备可使用存储有对图像数据执行的指令的计算机程序，所述图像数据是从电子存储器存取。如图像处理领域的技术人员可了解的，本文示例性实施方案的计算机程序可由合适的通用计算机系统(诸如个人计算机或工作站)使用。然而，可使用许多其他类型的计算机系统来执行所描述的示例性实施方案的计算机程序，包括例如一个或联网处理器的布置。

用于执行本文所述的某些示例性实施方案的方法的计算机程序可存储在计算机可读存储介质中。这种介质可包括例如；磁存储介质诸如磁盘(诸如硬驱动器)或可移动装置或磁带；光存储介质诸如光盘、光带或机器可读光编码；固态电子存储装置诸如随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM)；或用于存储计算机程序的任何其他物理装置或介质。用于执行所描述实施方案的示例性方法的计算机程序还可存储在借助于因特网或其他网络或通信介质连接到图像处理器的计算机可读存储介质上。本领域的技术人员将进一步容易认识到，这种计算机程序产品的等效物还可构建在硬件中。

应指出，在本申请的上下文中等效于“计算机可存取存储器”的术语“存储器”，可指代用于对图像数据进行存储和操作并且可由计算机系统存取的任何类型的暂时性或更持久的数据存储工作区，包括例如数据库。存储器可以是非易失性的，其使用例如长期存储介质，诸如磁性存储装置或光学存储装置。另选地，存储器可具有更易失的性质，其使用电子电路，诸如被微处理器或其他控制逻辑处理器装置用作暂时性缓冲器或工作区的随机存取存储器(RAM)。例如显示数据典型地存储在暂时性存储缓冲区中，所述暂时性存储缓冲区可与显示装置直接相关联并且根据需要定期刷新以提供所显示数据。当这个术语在本申请中使用时，这种暂时性存储缓冲区还可被认为是存储器。存储器还用作用于执行并存储计算和其他处理的中间结果和最终结果的数据工作区。计算机可存取存储器可以是易失性的、非易失性的、或易失类型和非易失类型的混合组合。

将理解，用于本文示例性实施方案的计算机程序产品可利用各种熟知的图像操纵算法和/或过程。将进一步理解，本文示例性计算机程序产品实施方案可体现适用于实施的本文未具体示出或描述的算法和/或过程。这类算法和过程可包括图像处理领域的普通技术内的常规实用程序。这类算法和系统以及用于生成和以其他方式处理图像或与本申请的计算机程序产品协同操作的硬件和/或软件的另外的方面未在本文中具体示出或描述，并且可选自本领域中已知的这类算法、系统、硬件、部件和元件。

根据本申请的示例性实施方案可包括本文所述的各种特征(单独地或组合地)。

虽然已相对于一个或多个实施方式示出本发明，但是在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可对所示的实例进行变更和/或修改。另外，虽然本发明的特定特征可能已经相对于若干实现方式/示例性实施方案中的仅一者进行公开，但这种特征可与其他实现方式/示例性实施方案的一个或多个其他特征相组合，如对于任何给定或特定功能来说可能是所期望的和有利的。术语“一个”或“……中的至少一个”用于意指可选择所列举项目中的一个或多个。术语“大约”指示所列举的值可略作变更，只要所述变更不会导致过程或结构不符合所示的示例性实施方案即可。最后，“示例性”指示描述是用作实例，而不是暗示它是理想的。在考虑本文所公开的发明的说明书和实践的情况下，本发明的其他实施方案对于本领域的技术人员将是显而易见的。意图仅将本说明书和实施例认为是示例性的，其中本发明的真实范围和精神由所附权利要求指示。

Claims (19)

1.一种用于断层合成成像的口内成像设备，其包括：

a)x射线源，所述x射线源具有限定辐射场的边界的一次准直器；

b)运输设备，所述运输设备将所述x射线源沿着用于断层摄影成像的路径平移；

c)口内x射线检测器，所述口内x射线检测器限定所述辐射场的成像区；

d)定位设备，所述定位设备使所述口内x射线检测器的位置与二次准直器的位置关联；

e)一个或多个不透射线标记物，所述一个或多个不透射线标记物设置在联接到所述检测器的检测器附接件上，所述一个或多个标记物被配置来调整所获取x射线图像以使所述口内x射线检测器的空间位置与所述x射线源的位置相关，其中所述一个或多个标记物设置在所限定成像区内；

以及

f)控制逻辑处理器，所述控制逻辑处理器从所述检测器接受图像数据并且根据所检测标记物位置来确定所述源相对于所述检测器的相对位置；

其中所述不透射线标记物包括沿着第一平面分布的第一组不透射线标记物和沿着第二平面分布的第二组不透射线标记物。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述一个或多个标记物是球形的。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述一个或多个标记物由所具有的原子序数不超过45的不透射线材料形成。

4.如权利要求1所述的设备，其中所述一个或多个标记物取自由铬钢、陶瓷、碳化钨和金组成的组。

5.如权利要求1所述的设备，其中所述一个或多个标记物由陶瓷形成。

6.如权利要求1所述的设备，其中所述一个或多个标记物布置在第一平行层和第二平行层中。

7.如权利要求6所述的设备，其中所述第一平行层上的标记物由第一材料形成，并且所述第二平行层上的标记物由第二材料形成，并且其中所述第一材料和所述第二材料在对辐射的密度上有所不同。

8.如权利要求1所述的设备，其中所述检测器附接件将所述口内x射线检测器联接到一个或多个牙齿。

9.如权利要求1所述的设备，其中所述一个或多个标记物包封在塑料中。

10.一种用于口内断层合成成像系统的几何校准的设备，所述设备包括：

x射线成像系统，所述x射线成像系统将x射线辐射相对于口内检测器从多个获取角度朝向所述检测器引导；

固持器，所述固持器将所述检测器定位在患者的嘴内，其中在所述多个获取角度中的每一个下，所述固持器都将不透射线标记物设置在所述x射线辐射的路径中，其中所述固持器将标记物沿着至少一个牙齿的相反表面设置在适当位置；

以及

控制逻辑处理器，所述控制逻辑处理器从所述检测器获取图像数据并且根据所获取图像数据中的所检测标记物位置来确定x射线源相对于所述检测器的相对位置；

其中，所述不透射线标记物包括沿着第一平面分布的第一组不透射线标记物和沿着第二平面分布的第二组不透射线标记物。

11.如权利要求10所述的设备，其中所述不透射线标记物由所具有的原子序数不超出45的材料形成。

12.如权利要求10所述的设备，其中所述固持器夹到一个或多个牙齿上。

13.如权利要求10所述的设备，其中所述固持器将所述标记物分布在两个平行平面上，并且沿着一个平面的标记物的数量不同于沿着另一平面的标记物的数量。

14.如权利要求10所述的设备，其中所述固持器夹到所述检测器上。

15.一种用于口内断层合成成像系统的几何校准的方法，所述方法至少部分地由计算机执行并且包括：

使口内检测器与校准体模联接，所述校准体模包括沿着第一平面分布的第一组不透射线标记物和沿着第二平面分布的第二组不透射线标记物；

将所述口内检测器定位在患者的嘴内；

将来自x射线源的x射线辐射相对于口内检测器从多个角度朝向所述检测器引导；

以及

从所述口内检测器获取图像数据并且根据所检测标记物位置来计算在所述多个角度中的每一个下所述x射线源相对于所述检测器的相对位置。

16.如权利要求15所述的方法，其中将所述口内检测器定位在所述嘴内包括：将所述校准体模装配到所述患者的牙齿上。

17.如权利要求15所述的方法，其中将所述口内检测器定位在所述嘴内包括：在所述校准体模的一部分上提供咬合表面。

18.如权利要求15所述的方法，其还包括：使用超声或光学相干断层摄影系统获得一个或多个深度分辨图像，以及使用所述一个或多个深度分辨图像验证从所述口内检测器获取的所述图像数据的定位。

19.如权利要求15所述的方法，其还包括：使用超声或光学相干断层摄影系统获得一个或多个深度分辨图像，以及报告在断层合成图像数据获取期间检测到的患者移动。