CN209606349U - 成像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及成像装置。根据一实施例，成像装置包括：样品台，射线源，探测器，三维扫描仪，电子设备，电子设备与所述探测器、三维扫描仪连接；在工作状态下，探测器设置于射线源的有效射线锥束内，样品台位于射线源与探测器之间，置于样品台上的物体位于射线源的有效射线锥束内和三维扫描仪的有效扫描区域内。本实用新型的成像装置具有投影、CT、表面3D等多种成像方式，可根据需要输出反映物体内部结构特征的CT图像、或者反映物体外部颜色特征的3D图像、或者可同时反映物体的内部结构特征和外部特征的图像。

Description

成像装置

技术领域

本实用新型总体上涉及成像技术领域，更特别地，涉及一种成像装置。

背景技术

CT将物体置于射线源和探测器之间，采集不同角度下射线穿过物体后的衰减图像，再由电子设备(例如，计算机)通过运行图像重建程序来得到物体的断层图像，该断层图像反映了物体内部的结构信息，可用于医学诊断、工业无损检测、安检等领域。然而，由于断层图像无法反映物体外部颜色等特征，因而无法满足实际应用的需求。

实用新型内容

为了能够获得既可反映物体内部结构特征又可反映物体外部颜色特征的图像，本实用新型提供了一种成像装置，具有投影、CT、表面3D等多种成像方式，可根据需要输出反映物体内部结构特征的CT图像、或者反映物体外部颜色特征的3D图像、或者可同时反映物体的内部结构特征和外部特征的图像。

根据一示例性实施例，提供一种成像装置，包括：

样品台；

射线源；

探测器；

三维扫描仪；

电子设备，与所述探测器、三维扫描仪连接；

在工作状态下，所述探测器设置于所述射线源的有效射线锥束内，所述样品台位于所述射线源与所述探测器之间，置于所述样品台上的物体位于所述射线源的有效射线锥束内和所述三维扫描仪的有效扫描区域内。

在一些示例中，所述三维扫描仪可移动地设置于所述射线源的有效射线锥束外。

在一些示例中，所述探测器是面阵探测器。

在一些示例中，所述样品台为转台。

在一些示例中，所述转台与所述电子设备连接，在所述电子设备的控制下转动。

在一些示例中，所述射线源与所述电子设备连接，在所述电子设备的控制下产生射线。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其它优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1示出了根据本实用新型一示例性实施例的成像装置的结构框图。

图2示出了根据本实用新型一示例性实施例的成像装置工作状态下的结构示意图。

具体实施方式

下面，将参考附图详细地描述根据本申请的示例实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。注意，附图可能不是按比例绘制的。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。

图1示出了本申请实施例的成像装置10的结构。如图1所示，本申请实施例提供的成像装置10可以包括：样品台13、射线源11、探测器12、三维扫描仪14和电子设备15。

本申请实施例中，样品台13可移动，且位于射线源11和探测器12之间。一个示例中，样品台13可以通过支持转动、翻转等运动的支撑机构来固定，该支撑机构的控制端与电子设备15连接，支撑结构在电子设备15的控制下转动、翻转样品台13。一个示例中，样品台13可以是转台，物体可固定于转台上，扫描时随转台一起转动。一个示例中，转台的控制端可与电子设备15连接，转台在电子设备15的控制下携固定于其上的物体相对于射线源11和探测器12转动(例如，每次转动一定角度或转动到指定角度等)，从而实现物体的全方位扫描。

本申请实施例中，样品台11可具有诸如卡扣等的固定件，该固定件可将物体固定放置于样品台13上，以便通过样品台11来携带物体相对于射线源11、探测器12、三维扫描仪14等进行翻转、水平转动等运动，从而实现物体的全方位扫描。

本申请实施例中，射线源11可配置为产生诸如X射线、γ射线等用于CT的射线。一个示例中，射线源11的控制端可以与电子设备15连接，在电子设备15的控制下工作(例如，产生射线并发射预定宽度的射线锥束)。例如，射线源11的控制端可通过诸如电缆等与电子设备15连接。

本申请实施例中，探测器12位于射线源11的有效射线锥束内，可以接收来自射线源11的射线锥束并将所接收的射线转化为电信号，以获得投影数据并传送至电子设备15中。一个示例中，探测器12的控制端可与电子设备15连接，在电子设备15的控制下启动或停止诸如探测等的工作。一个示例中，探测器12的输出端口可与电子设备15连接，将获得的投影数据通过该输出端口传输至电子设备15，以便电子设备15重建CT图像。一个示例中，探测器12可以通过诸如电缆等与电子设备15连接。

至少一些实施例中，探测器12可以是面阵探测器，使用面阵探测器的锥束CT具有扫描速度快、沿转轴方向分辨率高等优点。一个示例中，在探测器12是面阵探测器时，三维扫描仪14和探测器12可以同时工作，由三维扫描仪14采集物体的3D扫描数据，而探测器12可采集不同角度下射线穿过物体后的投影数据，电子设备15可结合该3D扫描数据和投影数据进行CT重建，从而避免因使用面阵探测器对衰减系数较高的物体进行探测而引入的散射伪影，进而提高CT图像的图像质量，以便为后期的例如诊断、测量等应用提供更准确的图像。

本申请实施例中，三维扫描仪14可以设置于射线源11的有效射线锥束外，其朝向样品台13上的物体，以便对物体的表面进行扫描，得到物体的3D扫描数据，这些3D扫描数据包括但不限于表示物体表面形状特征的数据、表示物体表面纹理特征的数据、表示物体表面颜色特征的数据等。

本申请实施例中，三维扫描仪14的位置可以改变以扫描物体的整个表面。至少一些实施例中，三维扫描仪14可以以可移动的方式设置于所述射线源的有效射线锥束外。一个示例中，三维扫描仪14可在样品台13的一个平面A中上下摆动，样品台13的该平面A与样品台13、射线源11、探测器12共同所属的平面垂直，这样，结合样品台13的旋转，三维扫描仪1的有效扫描区域即可覆盖物体的整个表面，从而实现对物体整个表面的扫描。一个示例中，三维扫描仪14可以固定于诸如可移动架等的可移动机构上，该可移动机构可以与电子设备15连接，该可移动机构可在电子设备15的控制下带动三维扫描仪14在射线源12的有效射线锥束外的区域中移动，以便其扫描区域可以覆盖样品台13上物体的整个表面。例如，该可移动结构可带动三维扫描仪14在射线源12的有效射线锥束外的区域中围绕样品台13进行360度旋转，从而扫描样品台11上物体的整个表面。

本申请实施例中，三维扫描仪14与电子设备15连接。一个示例中，三维扫描仪14的控制端可与电子设备15连接，三维扫描仪14在电子设备15的控制下启动或停止诸如三维扫描等的工作。一个示例中，三维扫描仪14的输出端口可与电子设备15连接，三维扫描仪14获得的3D扫描数据可以通过该输出端口传输至电子设备15，以便电子设备15形成物体的3D图像或将该3D数据应用于CT图像的重建中来获得更高质量的CT图像。一个示例中，三维扫描仪14可以通过诸如电缆、无线通信等方式与电子设备15连接。

本申请实施例中，电子设备15可以是但不限于具有图像处理能力的固定式计算机、便携式计算机等。可以理解，电子设备15还可以是其他任何具有图像处理能力的设备。对于电子设备的具体类型，本申请实施例不予限制。

一个示例中，电子设备15可接收探测器12传送的投影数据，通过计算机层析成像(CL)模式下的图像重建算法来重建CT图像并显示。

一个示例中，电子设备15可接收探测器12传送的投影数据，通过运行支持Feldkamp解析重建算法或迭代重建算法等的CT图像重建程序来实现CT图像的重建，得到物体的断层图像并显示。

一个示例中，电子设备15可接收三维扫描仪14传送的3D扫描数据，通过运行3D成像程序来获得物体的3D图像并显示。

一个示例中，电子设备15可接收来自探测器12的投影数据和来自三维扫描仪14的3D扫描数据，将3D扫描数据作为物体支撑区间的先验信息，通过配准，引入到CT图像重建中，使用迭代重建算法，对支撑区间外的数据强制赋值为零，从而实现CT图像的重建，获得较高质量的CT图像。

一个示例中，如果物体的材料比较单一且内部空心位置较少，可以用三维扫描仪14采集物体的3D扫描数据，电子设备15使用该3D扫描数据来生成物体的近似模型，再使用蒙特卡洛模拟的方法模拟散射投影数据，将探测器12采集到的投影数据减去模拟得到的散射数据，再进行CT重建，从而获得较高质量的CT图像。

一个示例中，电子设备15还可以使用已有的投影数据和3D扫描数据的融合算法将探测器12采集到的投影数据通过处理及格式转换后与三维扫描仪14采集的3D扫描数据融合，得到可虚拟现实展示的数据并进行虚拟现实展示，这样既可以展示物体的内部结构又可以展示物体表面特征(例如物体三维形状、表面纹理图案、颜色等)。

图2示出了本申请实施例成像装置10在工作状态下的结构。如图2所示，在工作状态下，探测器12设置于射线源11的有效射线锥束17内，三维扫描仪14可以设置于射线源11的有效射线锥束17外，样品台13位于射线源11与探测器12之间，置于样品台13上的物体18位于射线源11的有效射线锥束17内和三维扫描仪14的有效扫描区域内。在工作状态下，成像装置10可对物体18同时进行CT扫描和3D扫描，当然CT扫描和3D扫描还可以独立进行。

本申请实施例提供的成像装置，具有投影、CT、表面3D等多种成像方式，可根据需要输出反映物体内部结构特征的CT图像、或者反映物体外部颜色特征的3D图像、或者可同时反映物体的内部结构特征和外部特征的图像。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (6)

1.一种成像装置，其特征在于包括：

样品台；

射线源；

探测器；

三维扫描仪；

电子设备，与所述探测器、三维扫描仪连接；

在工作状态下，所述探测器设置于所述射线源的有效射线锥束内，所述样品台位于所述射线源与所述探测器之间，置于所述样品台上的物体位于所述射线源的有效射线锥束内和所述三维扫描仪的有效扫描区域内。

2.如权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述三维扫描仪可移动地设置于所述射线源的有效射线锥束外。

3.如权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述探测器是面阵探测器。

4.如权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述样品台为转台。

5.如权利要求4所述的成像装置，其特征在于，所述转台与所述电子设备连接，在所述电子设备的控制下转动。

6.如权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述射线源与所述电子设备连接，在所述电子设备的控制下产生射线。