CN113729749A - 一种锥形束计算机断层成像系统 - Google Patents

一种锥形束计算机断层成像系统 Download PDF

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刘维
任志林
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Abstract

本申请涉及医疗设备技术领域，公开了一种锥形束计算机断层成像系统，该系统包括：射线发射模块，用于根据控制模块发送的射线发射指令，向处于站立状态的目标对象发出射线光；探测模块，用于接收射线光并生成投影数据；移动模块，用于根据移动指令控制射线发射模块和\或探测模块，按照指定的方向旋转或移动；图像处理模块，用于根据探测模块发送的投影数据，生成目标对象的三维图像；位置检测模块，用于对射线发射模块和\或目标对象进行检测，以获得检测信息，并向控制模块发送检测信息，控制模块用于根据检测信息，向移动模块发送移动指令。这样，能够在对处于站立状态下的目标对象进行三维成像时，提高了成像的准确度。

Description

一种锥形束计算机断层成像系统
技术领域
本申请涉及医疗设备技术领域，具体而言，涉及一种锥形束计算机断层成像系统。
背景技术
锥形束计算机断层成像(Cone-beam Computed Tomography，CBCT)技术具有空间分辨率高、采集时间短和射线利用率高等显著特点，因此在临床诊断上得到广泛的应用。
但是，目前的CBCT系统通常只能在目标对象(如，用户)躺位或卧位时，进行检测，不能在目标对象站立位时进行检测，从而不能精确重现目标对象站立位时，目标对象真实的组织结构，导致最终成像的准确度较低。
因此，在对处于站立状态下的目标对象进行三维成像时，如何提高成像的准确度，是一个需要解决的问题。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种锥形束计算机断层成像系统，用以在对处于站立状态下的目标对象进行三维成像时，以提高成像的准确度。
第一方面，本申请实施例提供一种锥形束计算机断层成像系统，该系统包括：控制模块、射线发射模块、探测模块、移动模块、位置检测模块以及图像处理模块，其中，射线发射模块，与控制模块电连接，用于根据控制模块发送的射线发射指令，向处于站立状态的目标对象发出射线光。
探测模块，与射线发射模块相对设置，用于接收射线光并基于射线光生成投影数据。
移动模块，分别与射线发射模块和探测模块连接，用于根据移动指令控制射线发射模块和\或探测模块，按照指定的方向旋转或移动。
图像处理模块，与探测模块电连接，用于根据探测模块发送的投影数据，生成目标对象的三维图像。
位置检测模块，用于对射线发射模块和\或目标对象进行检测，以获得检测信息。
控制模块，分别与移动模块和位置检测模块电连接，接收位置检测模块发送的检测信息，并根据检测信息，向移动模块发送移动指令。
在上述实现过程中，控制模块根据位置检测模块的检测信息，向移动模块发送移动指令，射线发射模块能够根据移动指令进行移动或旋转，并且，控制模块能够控制射线发射模块对处于站立状态下的目标对象发出射线光，进一步地，探测模块能够接收透过目标对象的射线光，产生投影数据，并将投影数据发送至图像处理模块，进一步地，图像处理模块能够根据投影数据生成目标对象的三维图像，从而实现了对处于站立状态下的目标对象的三维图像的重建，进一步地，通过重建的三维图像能够清楚地获得目标对象的身体组织的结构形态，降低了由目标对象移动导致的伪影，提高了三维重建的准确性。
结合第一方面，在一种实施方式中，检测信息包括目标对象的指定身体部位的高度信息。
控制模块具体用于：根据高度信息，确定第一移动指令，并将第一移动指令发送至移动模块，其中，第一移动指令包含第一移动方向以及沿第一移动方向的第一移动距离。
移动模块具体用于：接收第一移动指令，并控制射线发射模块和探测模块，按照第一移动方向移动第一移动距离。
在上述实现过程中，通过目标对象的指定身体部位的高度信息，控制移动模块的移动方向和移动距离，从而使系统能够根据人员不同指定身体部位的高度，适用性地调节射线发射模块和探测模块的高度，有效地减少医护人员人工调节射线发射模块和探测模块的高度，从而实现高度调节的自动化。
结合第一方面，在一种实施方式中，检测信息还包括目标对象的指定身体部位与射线发射模块之间的距离信息。
控制模块具体用于：根据距离信息，确定第二移动指令，并将第二移动指令发送至移动模块，其中，第二移动指令包含第二移动方向以及沿第二移动方向的第二移动距离。
移动模块具体用于：接收第二移动指令，并控制射线发射模块，按照第二移动方向移动第二移动距离，以使目标对象的指定身体部位与射线发射模块之间的距离为预设距离。
在上述实现过程中，通过检测模块获取目标对象的指定身体部位与射线发射模块之间的距离信息，并根据距离信息控制射线发射模块相对于目标对象的指定身体部位进行移动，从而使目标对象的指定身体部位与射线发射模块之间的距离为预设距离，为后续进行成像提供准确度设备位置参数。
结合第一方面，在一种实施方式中，检测信息还包括射线发射模块的位置信息。
控制模块具体用于：根据射线发射模块的位置信息，判断射线发射模块是否位于第一指定位置，若是，则生成第三移动指令，并将第三移动指令发送至移动模块，其中，第三移动指令包含旋转方向以及在旋转方向上的旋转速度。
移动模块具体用于：接收第三移动指令，并控制射线发射模块和探测模块，按照旋转方向以旋转速度旋转。
在上述实现过程中，通过检测模块获取的射线发射模块的位置信息，确定射线发射模块是否在第一指定位置，当射线发射模块在第一指定位置时，控制射线发射模块和探测模块旋转，从而实现了射线发射模块和探测模块的自动化旋转，也有效地降低了由目标对象移动导致的伪影，进一步提高了成像的质量，通过射线发射模块的自动化旋转，提高了获取图像的效率，缩短了检查时间，减轻了目标对象的心里压力。
结合第一方面，在一种实施方式中，系统还包括：
角度检测模块，与控制模块电连接，用于检测射线发射模块的旋转角度，并将旋转角度发送至控制模块。
控制模块还用于：接收角度检测模块发送的旋转角度，并当旋转角度到达预设角度时，向射线发射模块发送射线发射指令。
在上述实现过程中，通过角度检测模块获取射线发射模块的旋转角度，并根据旋转角度控制射线发射模块发出射线光，有效地控制了射线光的发射频率。
结合第一方面，在一种实施方式中，控制模块与图像处理模块电连接，控制模块还用于根据三维图像的图像信息，判断三维图像是否符合预设条件，若否，则向移动模块发送调整指令，使得移动模块根据调整指令，调整射线发射模块的高度或者旋转速度。
移动模块还具体用于：接收调整指令，并根据调整指令，调整射线发射模块的高度或者旋转速度。
移动模块还具体用于：接收调整指令，并根据调整指令，调整射线发射模块的高度或者旋转速度。
在上述实现过程中，通过旋转过程中生成的三维图像的图像信息，实时调整射线发射模块的高度和旋转速度，以提高重建图像的质量。
结合第一方面，在一种实施方式中，系统还包括：图像显示模块，与图像处理模块电连接，用于显示三维图像。
在上述实现过程中，通过显示模块对三维图像进行显示，能够直观地向医护人员展示目标对象的身体部位的组织结构。
结合第一方面，在一种实施方式中，系统还包括防护模块，用于在射线发射模块对目标对象发出射线光时，对目标对象进行辐射防护，以减少射线光对目标对象的辐射，检测信息还包括目标对象的位置信息。
控制模块还用于：根据目标对象的位置信息，确定目标对象是否在第二指定位置，若是，则生成开启防护模式指令，并将开启防护模式指令发送至防护模块，以及接收用户发送的关闭防护模式指令，并将关闭防护模式指令发送至防护模块。
防护模块，与控制模块电连接，用于根据接收的开启防护模式指令，开启防护模式，以及根据接收的关闭防护模式指令，关闭防护模式。
在上述实现过程中，通过对目标对象的位置信息进行检测，并根据目标对象的位置信息控制防护模块的开启与关闭，从而提升了系统整体的自动化程度。
结合第一方面，在一种实施方式中，系统还包括防护控制模块，与防护模块电连接，用于根据目标对象的控制指令，开启或关闭防护模式。
在上述实现过程中，目标对象能够通过防护控制模块实现对防护模块的手动控制，能够根据目标对象的意愿控制防护模块的开启与关闭，从而提升了系统整体的合理性。
结合第一方面，在一种实施方式中，系统还包括提示模块，提示模块与防护模块电连接，用于在防护模块开启防护模式或关闭防护模式时，发出提示信息，其中，提示信息用于提醒开启防护模式或关闭防护模式。
在上述实现过程中，在防护模块开启防护模式和关闭防护模式时，通过提示模块发出提示信息，以实现对目标对象的以及医护人员的开启防护模式和关闭防护模式提醒。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种CBCT系统结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种CBCT装置俯视图；
图3为本申请实施例提供的一种CBCT系统示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
近几年，随着计算机技术、平板探测器技术及三维重建技术的发展，CBCT一次旋转扫描，采集一组二维图像序列，根据采集的旋转图像序列就可以重建出类似CT的切片图像，可以在三维空间任意显示扫描部位的结构形态，有效避免了二维图像拍摄导致的组织结构重叠和遮挡，很快得到了临床检查的认可，在临床中得到广泛的应用。
但是，现有的CBCT系统只能在目标对象躺位或卧位时，进行检测，不能在目标对象站立位时进行检测，从而不能精确重现目标对象站立位时，真实的组织结构，导致最终成像的准确度较低。
因此，本申请提供了一种CBCT系统，用以对处于站立状态下的目标对象进行三维成像，以提高成像的准确度。
下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
请参照图1，图1为本申请实施例提供一种CBCT系统结构示意图，如图1所示，该系统100包括控制模块110、射线发射模块120、探测模块130、移动模块140、位置检测模块160和图像处理模块150。
射线发射模块120和探测模块130可实现360度旋转，从而使系统100可获得目标对象任意部位立位(负重位)状态下的三维成像数据。
其中，位置检测模块160，用于对射线发射模块和\或目标对象进行检测，以获得检测信息。
控制模块110，分别与移动模块140和位置检测模块160电连接，接收位置检测模块160发送的检测信息，并根据检测信息，向移动模块140发送移动指令。
在上述实现过程中，该系统可以实现大角度扫描，操作简单，受环境限制较小，因此，能够适用于绝大多数的解剖部位，有助于扩大检查范围和满足多种临床需求，提高了临床辅助诊断的效率。
其中，移动指令可以包括：第一移动指令、第二移动指令和第三移动指令。
作为一种实施例，如图2所示，图2为本申请实施例提供的一种CBCT装置俯视图，系统100还可以包括防护模块220，用于在射线发射模块对目标对象210发出射线光时，对目标对象进行辐射防护，以减少射线光对目标对象的辐射，检测信息还包括目标对象的位置信息。
如图2所示，射线发射模块120和探测模块130可实现沿目标对象210的周向，顺时针或逆时针旋转，从而在目标对象210不动时，实现目标对象部位的全方位的图像采集。
控制模块还用于：根据目标对象的位置信息，判断目标对象是否位于第二指定位置，若是，则生成开启防护模式指令，并将开启防护模式指令发送至防护模块，以及接收用户发送的关闭防护模式指令，并将关闭防护模式指令发送至防护模块。
防护模块220，与控制模块电连接，用于根据接收的开启防护模式指令，开启防护模式，以及根据接收的关闭防护模式指令，关闭防护模式。
作为一种实施例，如图3所示，图3为本申请实施例提供的一种CBCT系统示意图，该系统100是一种悬吊式立位锥形束CT系统。
位置检测模块160可以包括位置传感器，当需要对目标对象210进行检查时，位置检测模块160通过位置传感器对目标对象210的位置进行检测，获得目标对象210的检测信息，并将检测信息发送至控制模块110，其中，检测信息包括目标对象的位置信息。
控制模块110接收到目标对象的位置信息，当目标对象210到达CBCT装置中的人员站立位置时，即目标对象在第二指定位置时，控制模块110生成开启防护模式指令，并将开启防护模式指令发送至防护模块220。
防护模块220接收控制模块110发送的开启防护模式指令，并根据开启防护模式指令，开启防护模式。
当对目标对象210检测完毕后，医护人员或其他用户可以向控制模块110发送关闭防护模式指令，控制模块110将关闭防护模式指令发送至防护模块，防护模块220根据关闭防护模式指令关闭防护模式。
需要说明的是，本申请实施例中防护模块可以是防护罩，也可以是防护门，也可以是防护板，在此不做限定，目标对象可以是患者，也可以其他人员，在此不做限定。
在上述实现过程中，通过对目标对象的位置信息进行检测，并根据目标对象的位置信息控制防护模块的开启与关闭，从而提升了系统整体的自动化程度。
此外，系统100还可以包括防护控制模块，与防护模块电连接，用于根据目标对象的控制指令，开启或关闭防护模式。
作为另一种实施例，系统100还可以包括防护控制模块，防护控制模块可以是防护门或防护罩的手动开关，防护控制模块设置在目标对象能够触及到的位置。
当目标对象210到达CBCT装置中的人员站立位置后，目标对象210可以手动开启防护门或防护罩的开关，从而开启防护模式。
当对目标对象210检测完毕后，目标对象210可以手动关闭防护门或防护罩的开关，从而关闭防护模式。
在上述实现过程中，目标对象能够通过防护控制模块实现对防护模块的手动控制，能够根据目标对象的意愿控制防护模块的开启与关闭，从而提升了系统整体的合理性。
进一步地，系统还可以包括提示模块，提示模块与防护模块电连接，用于在防护模块开启防护模式或关闭防护模式时，发出提示信息，其中，提示信息用于提醒开启防护模式或关闭防护模式。
提示信息可以包括警告声音、灯光闪烁和语音提示中的至少一种。
作为一种实施例，当防护模块开启防护模式和关闭防护模式时，提示模块，都会发出警告声音、灯光闪烁或语音提示等提示信息，以提醒目标检测人员防护模块会开启或关闭防护模式。
在上述实现过程中，在防护模块开启防护模式和关闭防护模式时，通过提示模块发出提示信息，以实现对目标对象的以及医护人员的开启防护模式和关闭防护模式提醒。
移动模块140，分别与射线发射模块120和探测模块130连接，用于根据移动指令控制射线发射模块120和\或探测模块130，按照指定的方向旋转或移动。
具体的，检测信息包括目标对象的指定身体部位的高度信息。
控制模块110具体用于：根据高度信息，确定第一移动指令，并将第一移动指令发送至移动模块，其中，第一移动指令包含第一移动方向以及沿第一移动方向的第一移动距离。
移动模块140具体用于：接收第一移动指令，并控制射线发射模块和探测模块，按照第一移动方向移动第一移动距离。
作为一种实施例，位置检测模块160还可以包括双目摄像头，位置检测模块160通过双目摄像头对目标对象210进行检测，获得目标对象的胸部的高度信息，并将目标对象的胸部的高度信息发送至控制模块110。
控制模块110接收目标对象的胸部的高度信息，并根据目标对象的胸部的高度信息生成第一移动指令，并将第一移动指令发送至移动模块140。
移动模块140接收第一移动指令，并控制射线发射模块120和探测模块130，按照第一移动方向移动第一移动距离。
例如，当双目摄像头检测出目标对象的胸部的高度为1.1m时，控制模块110根据获取到当前射线发射模块120和探测模块130的高度为0.6m，则控制模块生成第一移动指令，其中，第一移动指令包括向上移动0.5m，当移动模块140接收到第一移动指令后，控制射线发射模块120和探测模块130向上移动0.5m，从而使射线发射模块120和探测模块130移动至目标对象的胸部的位置，从而便于对目标对象的胸部的进行成像。
需要说明的是，本申请实施例仅以向上为第一移动方向，0.5m为第一移动距离为例进行说明，在实际应用过程中，第一移动方向也可以是向下移动，第一移动距离也可以是0.7m、0.8m或0.9m，也可以是其他距离，在此不作限定。
在上述实现过程中，通过目标对象的指定身体部位的高度信息，控制移动模块的移动方向和移动距离，从而使系统能够根据人员不同指定身体部位的高度，适用性地调节射线发射模块和探测模块的高度，有效地减少医护人员人工调节射线发射模块和探测模块的高度，从而实现高度调节的自动化。
进一步地，检测信息还包括目标对象的指定身体部位与射线发射模块之间的距离信息。
控制模块110具体用于：根据距离信息，确定第二移动指令，并将第二移动指令发送至移动模块，其中，第二移动指令包含第二移动方向以及沿第二移动方向的第二移动距离。
移动模块140具体用于：接收第二移动指令，并控制射线发射模块，按照第二移动方向移动第二移动距离，以使目标对象的指定身体部位与射线发射模块之间的距离为预设距离。
作为一种实施例，位置检测模块160还可以包括距离传感器，位置检测模块160通过距离传感器对目标对象的胸部与射线发射模块之间的距离进行检测，获得距离信息，并将该距离信息发送至控制模块110。
控制模块110接收目标对象的胸部与射线发射模块之间的距离信息，并根据距离信息生成第二移动指令，并将第二移动指令发送至移动模块140。
移动模块140接收第二移动指令，并控制射线发射模块，按照第二移动方向移动第二移动距离，以使目标对象的胸部与射线发射模块之间的距离为预设距离。
例如，当距离传感器检测出目标对象的胸部与射线发射模块之间的距离为0.6m，对胸部进行检测时，最佳的检测距离为0.3m，即预设距离为0.3m，则控制模块110生成第二移动距离，其中，第二移动指令包括靠近目标对象胸部的方向移动0.3m，当移动模块140接收到第二移动指令后，控制射线发射模块120朝着靠近目标对象胸部的方向移动0.3m，从而使目标对象的胸部与射线发射模块之间的距离到达预设距离。
需要说明的是，本申请仅以预设距离为0.3m为例进行说明，在实际应用中，预设距离可以是0.2m，也可以是0.4m，也可以是0.5m，在此不作限定。
需要说明的是，本申请仅以胸部是指定身体部位为例进行说明，在实际应用中，指定身体部位可以是头部、手掌、膝关节、大腿以及脚部等身体部位中的任何一个，在此不作限定。
在上述实现过程中，通过检测模块获取目标对象的指定身体部位与射线发射模块之间的距离信息，并根据距离信息控制射线发射模块相对于目标对象的指定身体部位进行移动，从而使目标对象的指定身体部位与射线发射模块之间的距离为预设距离，为后续进行成像提供准确度设备位置参数。
进一步地，检测信息还包括射线发射模块的位置信息。
控制模块110具体用于：根据射线发射模块的位置信息，确定射线发射模块是否在第一指定位置，若是，则生成第三移动指令，并将第三移动指令发送至移动模块，其中，第三移动指令包含旋转方向以及在旋转方向上的旋转速度。
移动模块140具体用于：接收第三移动指令，并控制射线发射模块120和探测模块130，按照旋转方向以旋转速度旋转。
作为一种实施例，位置检测模块160还可以通过双目摄像头检测，射线发射模块的位置，获得射线发射模块的位置信息，并将该位置信息发送至控制模块110。
控制模块110接收射线发射模块的位置信息，当射线发射模块在第一指定位置时，则生成第三移动指令，并将第三移动指令发送至移动模块140。
需要说明的是，第一指定位置可以是根据检测部位确定的位置，也可以是系统内设的位置。
移动模块140接收第三移动指令，并控制射线发射模块120和探测模块130，按照旋转方向以旋转速度旋转。
需要说明的是，旋转方向可以是沿目标对象的周向顺时针旋转，也可以是沿目标对象的周向逆时针旋转，旋转速度可以是0.5m/s，也可以是0.3m/s，也可以是0.6m/s，也可以是其他速度，在此不做限制。
在上述实现过程中，通过检测模块获取的射线发射模块的位置信息，确定射线发射模块是否在第一指定位置，当射线发射模块在第一指定位置时，控制射线发射模块和探测模块旋转，从而实现了射线发射模块和探测模块的自动化旋转，也有效地降低了由目标对象移动导致的伪影，进一步提高了成像的质量。
射线发射模块120，与控制模块110电连接，用于根据控制模块110发送的射线发射指令，向处于站立状态的目标对象发出射线光。
探测模块130，与射线发射模块120相对设置，用于接收射线光并基于射线光生成投影数据。
进一步地，系统100还包括：角度检测模块，与控制模块电连接，用于检测射线发射模块的旋转角度，并将旋转角度发送至控制模块；
控制模块110还用于：接收角度检测模块发送的旋转角度，并当旋转角度到达预设角度时，向射线发射模块120发送射线发射指令。
作为一种实施例，当射线发射模块120到达第一指定位置后，沿目标对象的胸部位置进行旋转并扫描，在旋转过程中，角度检测模块对射线发射模块120的旋转角度进行检测，获得射线发射模块120的旋转角度，并将旋转角度发送至控制模块110。
控制模块110接收到射线发射模块120的旋转角度，当射线发射模块120的旋转角度从0开始，每增加0.5度，则控制模块110生成一次射线发射指令，即旋转角度分别为0.5度、1度、1.5度……、360度时，控制模块110生成射线发射指令，并将射线发射指令发送至射线发射模块120。
需要说明的是，本申请仅以旋转角度为每增加0.5度为例进行说明，在实际应用中，旋转角度也可以是每增加1度，即1度、2度、3度……、360度，也可以是每增加2度，即2度、4度、6度、……、360度，在此不做限制。
射线发射模块120每接收到一次射线发射指令时，则发出一次射线光，射线光透过处于站立状态的目标对象的胸部位置，并投影在探测模块130上。
探测模块130接收到射线发射模块120每次透过处于站立状态的目标对象的胸部位置的射线光，产生一帧投影数据，并将每帧投影数据发送至图像处理模块150。
需要说明的是，射线发射模块可以是X射线源，其发出的射线光可以是X射线，射线发射模块也可以是γ射线源，其发出的射线光可以是γ射线，在此不做限定，探测模块可以是平板探测器，也可以是其他探测器，在此不做限制。
需要说明的是，角度检测模块可以是角度传感器，也可以是光电编码器，也可以是霍尔传感器，在此不做限制。
在本申请实施例中，将光电编码器作为角度检测模块，光电编码器是由码盘(光栅盘)和光电检测装置组成，码盘(光栅盘)是在一定直径的圆板上等分地开通了若干个长方形孔，由于光电码盘和电机同轴，当电机旋转时，码盘(光栅盘)与电机同速旋转，当发光二极管等电子元件产生的光透过一个码盘上的长方形孔，则检测装置检测输出的一个脉冲信号，即向控制模块110发送一次射线发射指令，射线发射模块120发出一次射线光，射线发射模块120发出一次射线光，则探测模块130获取到一帧投影数据，射线发射模块120沿目标对象旋转一周，探测模块130获取到的投影数据的帧数，由码盘上的开孔数决定。
在上述实现过程中，通过光电编码器对射线发射模块的旋转角度进行检测，能够提高角度采集的准确性，从而使获取到的投影数据具有较好的重复性，进一步提高图像重建的精度。
在上述实现过程中，通过角度检测模块获取射线发射模块的旋转角度，并根据旋转角度控制射线发射模块发出射线光，有效地控制了射线光的发射频率。
进一步地，图像处理模块150，与探测模块130电连接，用于根据探测模块130发送的投影数据，生成目标对象的三维图像。
具体的，加载预先计算的带有几何校准参数的FDK滤波反投影重建所需的权重系数到内存中，如
Figure BDA0003278062520000151
PU、Pv，其中，(X,Y)是平板探测器的中心点坐标，offsetX、offsetY是焦点和旋转中心连线在虚拟探测器平面所成像与平板探测器中心点的偏移量，i表示旋转扫描过程中获取的投影图像对应的帧数，SID表示旋转扫描过程中X射线源到虚拟探测器平面的距离，SAD表示X射线源到旋转中心的距离，ry表示反投影中重建体数据{Vol(x，y，z)}y方向经过反投影计算的中间坐标参数，ry＝-x*sin(θ)+y*cos(θ)，θ表示旋转扫描所对应的角度，PU和Pv是反投影坐标点。
图像处理模块150接收到探测模块130发送的针对目标对象胸部的每帧投影数据，形成二维投影图像序列，进一步地，图像处理模块150对二维投影图像序列进行预处理，如暗场、增益、坏点、探测器延迟，散射，归一化，射束硬化等校正操作，获得处理后的图像序列。
在反投影阶段，图像处理模块150调用预先加载好的几何校准参数、FDK滤波反投影重建所需的权重系数以及处理后的图像序列，生成目标对象胸部的三维图像。
在上述实现过程中，通过预先加载几何校准参数和权重系数至内存中，在反投影阶段，能够直接调用内存中的几何校准参数和权重系数，直接供反投影计算插值使用，从而降低了GPU的计算的复杂度，有效节约了重建时间，并且采用带有几何校准参数的权重系数进行图像重建，有效的抑制了重建伪影，提高了重建图像的质量。
进一步地，系统100还可以包括显示模块，与图像处理模块电连接，用于显示处理后的三维图像。
需要说明的是，显示模块可以是终端上的显示器，如，移动手机、多媒体计算机、多媒体平板、台式计算机、膝上型计算机以及笔记本计算机中的一种或任意组合，在此不做限制。
在上述实现过程中，通过显示模块对三维图像进行显示，能够直观地向医护人员展示目标对象的身体部位的组织结构。
进一步地，控制模块与图像处理模块电连接，控制模块还用于根据三维图像的图像信息，判断三维图像是否符合预设条件，若否，则向移动模块发送调整指令，使得移动模块根据调整指令，调整射线发射模块的高度或者旋转速度；
移动模块还具体用于：接收调整指令，并根据调整指令，调整射线发射模块的高度或者旋转速度。
作为一种实施例，当生成的三维图像的图像信息不符合预设条件时，控制模块还可以向移动模块发送调整指令。
移动模块接收调整指令，并根据调整指令中的调整高度以及调整旋转速度，调整射线发射模块的高度和旋转速度，以使三维图像的图像信息符合预设条件。
需要说明的是，预设条件可以是三维图像的纹理清晰度达标，或三维图像的成像位置准确，也可以是其他预设条件，在此不做限制。
在上述实现过程中，通过旋转过程中生成的三维图像的图像信息，实时调整射线发射模块的高度和旋转速度，以提高三维图像的质量。
在上述实现过程中，控制模块根据位置检测模块的检测信息，向移动模块发送移动指令，射线发射模块能够根据移动指令进行移动或旋转，并且，控制模块能够控制射线发射模块对处于站立状态下的目标对象发出射线光，进一步地，探测模块能够接收透过目标对象的射线光，产生投影数据，并将投影数据发送至图像处理模块，进一步地，图像处理模块能够根据投影数据生成目标对象的三维图像，从而实现了对处于站立状态下的目标对象的三维图像的重建，进一步地，通过重建的三维图像能够清楚地获得目标对象的身体组织的结构形态，并且，通过该系统对目标对象进行一次快速扫描，能够获得多个平面的重组图像，例如，水平面，冠状面和矢状面，从而节省了临床等待时间，降低了由于目标对象移动导致的伪影，从而有效地对临床诊断治疗提供参考依据。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述系统装置的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个装置或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锥形束计算机断层成像系统，其特征在于，所述系统包括：控制模块、射线发射模块、探测模块、移动模块、位置检测模块以及图像处理模块，其中，
所述射线发射模块，与所述控制模块电连接，用于根据所述控制模块发送的射线发射指令，向处于站立状态的目标对象发出射线光；
所述探测模块，与所述射线发射模块相对设置，用于接收所述射线光并基于所述射线光生成投影数据；
所述移动模块，分别与所述射线发射模块和所述探测模块连接，用于根据移动指令控制所述射线发射模块和\或所述探测模块，按照指定的方向旋转或移动；
所述图像处理模块，与所述探测模块电连接，用于根据所述探测模块发送的投影数据，生成所述目标对象的三维图像；
所述位置检测模块，用于对所述射线发射模块和\或所述目标对象进行检测，以获得检测信息；
所述控制模块，分别与所述移动模块和所述位置检测模块电连接，接收所述位置检测模块发送的所述检测信息，并根据所述检测信息，向所述移动模块发送所述移动指令。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述检测信息包括所述目标对象的指定身体部位的高度信息；
所述控制模块具体用于：根据所述高度信息，确定第一移动指令，并将所述第一移动指令发送至所述移动模块，其中，所述第一移动指令包含第一移动方向以及沿所述第一移动方向的第一移动距离；
所述移动模块具体用于：接收所述第一移动指令，并控制所述射线发射模块和所述探测模块，按照所述第一移动方向移动所述第一移动距离。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述检测信息还包括所述目标对象的指定身体部位与所述射线发射模块之间的距离信息；
所述控制模块具体用于：根据所述距离信息，确定第二移动指令，并将所述第二移动指令发送至所述移动模块，其中，所述第二移动指令包含第二移动方向以及沿所述第二移动方向的第二移动距离；
所述移动模块具体用于：接收所述第二移动指令，并控制所述射线发射模块，按照第二移动方向移动第二移动距离，以使所述目标对象的指定身体部位与所述射线发射模块之间的距离为预设距离。
4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述检测信息还包括所述射线发射模块的位置信息；
所述控制模块具体用于：根据所述射线发射模块的位置信息，判断所述射线发射模块是否位于第一指定位置，若是，则生成第三移动指令，并将所述第三移动指令发送至所述移动模块，其中，所述第三移动指令包含旋转方向以及在所述旋转方向上的旋转速度；
所述移动模块具体用于：接收所述第三移动指令，并控制所述射线发射模块和所述探测模块，按照所述旋转方向以所述旋转速度旋转。
5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
角度检测模块，与所述控制模块电连接，用于检测所述射线发射模块的旋转角度，并将所述旋转角度发送至所述控制模块；
所述控制模块还用于：接收所述角度检测模块发送的所述旋转角度，并当所述旋转角度到达预设角度时，向所述射线发射模块发送所述射线发射指令。
6.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，
所述控制模块与所述图像处理模块电连接，所述控制模块还用于根据所述三维图像的图像信息，判断所述三维图像是否符合预设条件，若否，则向所述移动模块发送调整指令，使得所述移动模块根据所述调整指令，调整所述射线发射模块的高度或者旋转速度；
所述移动模块还具体用于：接收所述调整指令，并根据所述调整指令，调整所述射线发射模块的高度或者旋转速度。
7.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：图像显示模块，与图像处理模块电连接，用于显示所述三维图像。
8.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括防护模块，用于在所述射线发射模块对所述目标对象发出射线光时，对所述目标对象进行辐射防护，以减少所述射线光对所述目标对象的辐射，所述检测信息还包括所述目标对象的位置信息；
所述控制模块还用于：根据所述目标对象的位置信息，确定所述目标对象是否在第二指定位置，若是，则生成开启防护模式指令，并将所述开启防护模式指令发送至所述防护模块，以及接收用户发送的关闭防护模式指令，并将所述关闭防护模式指令发送至所述防护模块；
所述防护模块，与所述控制模块电连接，用于根据接收的所述开启防护模式指令，开启防护模式，以及根据接收的所述关闭防护模式指令，关闭防护模式。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括防护控制模块，与所述防护模块电连接，用于根据所述目标对象的控制指令，开启或关闭防护模式。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括提示模块，所述提示模块与所述防护模块电连接，用于在所述防护模块开启防护模式或关闭防护模式时，发出提示信息，其中，所述提示信息用于提醒开启防护模式或关闭防护模式。
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