RU2298887C2 - Method for producing three-dimensional roentgen images - Google Patents
Method for producing three-dimensional roentgen images Download PDFInfo
- Publication number
- RU2298887C2 RU2298887C2 RU2004111027/28A RU2004111027A RU2298887C2 RU 2298887 C2 RU2298887 C2 RU 2298887C2 RU 2004111027/28 A RU2004111027/28 A RU 2004111027/28A RU 2004111027 A RU2004111027 A RU 2004111027A RU 2298887 C2 RU2298887 C2 RU 2298887C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- images
- ray
- emitter
- image
- dimensional
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
Description
Предложенный способ и устройство позволяют реализовать трехмерный рентгеновский контроль и диагностику технических и биологических объектов в режиме реального времени, в том числе путем модернизации имеющегося рентгеновского оборудования.The proposed method and device allows you to implement three-dimensional x-ray monitoring and diagnostics of technical and biological objects in real time, including by upgrading existing x-ray equipment.
Применение данного способа и устройства трехмерного рентгеновского контроля особенно эффективно в тех случаях, когда нарушители сознательно размешают недозволенные вложения в багаже или ручной клади за другими предметами, препятствуя обнаружению по двухмерному рентгеновскому изображению. Распознавание недозволенных вложений в таких случаях с использованием объемного изображения может выполняться более надежно, за меньшее время или при меньшей квалификации персонала, обеспечивая тем самым, по предварительной оценке, высокую экономическую эффективность разработанных методов и технических средств для решения актуальных задач оперативного досмотра транспортных средств и грузов, направленных на борьбу с терроризмом и незаконным перемещением через границу или по территории страны оружия, наркотиков, обнаружения взрывчатых веществ и др.The use of this method and device of three-dimensional x-ray control is especially effective in cases where violators deliberately place unauthorized investments in baggage or hand luggage for other items, preventing detection from a two-dimensional x-ray image. Recognition of unauthorized investments in such cases using the volumetric image can be performed more reliably, in less time or with less qualification of personnel, thereby ensuring, according to preliminary estimates, the high economic efficiency of the developed methods and technical means for solving urgent tasks of the operational search of vehicles and cargo aimed at combating terrorism and illegal movement of weapons, drugs, explosives across the border or across the country substances, etc.
В области медицины данное предложение можно эффективно использовать для выполнения трехмерной рентгеновской диагностики (том числе ангиографии), а также для выполнения целого ряда медицинских операций, в том числе современных неинвазивных хирургических операций.In the field of medicine, this proposal can be effectively used to perform three-dimensional x-ray diagnostics (including angiography), as well as to perform a number of medical operations, including modern non-invasive surgical operations.
Большинство существующих методов и серийно выпускаемой аппаратуры для рентгеновского анализа структуры объектов основываются, в основном, на регистрации и обработке статических двухмерных изображений объектов, полученных в диапазоне рентгеновского излучения.Most of the existing methods and commercially available equipment for x-ray analysis of the structure of objects are based mainly on the registration and processing of static two-dimensional images of objects obtained in the range of x-ray radiation.
Примером такой аппаратуры для медицины является установка типа РУМ-20М, ее более современный аналог РДК-50 (или установка «Электрон» на базе УРИ-612), которыми оснащены большинство лечебных учреждений России.An example of such equipment for medicine is the RUM-20M type installation, its more modern analogue RDK-50 (or the Electron installation based on URI-612), which most medical institutions in Russia are equipped with.
Примером аппаратуры для таможенного досмотра является аппаратура фирмы Hermann, которая установлена в большинстве пунктов досмотра России.An example of equipment for customs inspection is the equipment of the company Hermann, which is installed in most inspection points in Russia.
Для получения трехмерных изображений внутренней структуры объектов применяется аппаратура компьютерной томографии. Компьютерные томографические системы выпускаются целым рядом фирм для применения в области медицины и техники.To obtain three-dimensional images of the internal structure of objects, computer tomography equipment is used. Computed tomography systems are produced by a number of companies for use in medicine and technology.
Например, аппаратура, выпускаемая компанией Imatro Inc. для таможенного досмотра сканирует багаж узким веерным пучком рентгеновского излучения и детектирует прошедшее излучение с помощью линейки (или полукольца) из большого числа дискретных детекторов. В результате математической обработки большого количества измеренных проекций получается полное трехмерное распределение плотности контролируемого объекта.For example, equipment manufactured by Imatro Inc. for customs inspection, it scans luggage with a narrow fan beam of x-ray radiation and detects transmitted radiation using a ruler (or half ring) from a large number of discrete detectors. As a result of mathematical processing of a large number of measured projections, a complete three-dimensional distribution of the density of the controlled object is obtained.
Вследствие длительного процесса предварительного сканирования и последующего компьютерного синтеза (реконструкции) трехмерного изображения, компьютерный томограф не позволяет анализировать процессы, происходящие внутри объектов, в режиме реального времени, при этом требуются значительные затраты на аппаратуру. Время компьютерного синтеза (восстановления) трехмерного изображения в такого рода аппаратуре составляет 15-30 и более минут.Due to the long process of preliminary scanning and subsequent computer synthesis (reconstruction) of a three-dimensional image, a computer tomograph does not allow analyzing the processes occurring inside objects in real time, and significant hardware costs are required. The time of computer synthesis (recovery) of a three-dimensional image in this kind of equipment is 15-30 or more minutes.
Фирма SIEMENS и целый ряд других фирм выпускают более дешевые по сравнению с компьютерными томографами установки для компьютерного синтеза (восстановления) трехмерных рентгеновских изображений на основе множества двухмерных изображений, полученных на поворотном рентгеновском аппарате типа "Аркоскоп" (С-арк).SIEMENS and a number of other companies produce cheaper than computer tomographs systems for computer synthesis (restoration) of three-dimensional X-ray images based on a variety of two-dimensional images obtained on a rotary X-ray apparatus such as "Arkoskop" (S-ark).
В ГОСНИИАС (Москва) и за рубежом активно ведутся работы по реконструкции трехмерных сцен на основе двумерных телевизионных изображений. В частности, используется метод стереофотограмметрии и локализации градиентных областей на основе т.н. теории катастроф. В ГОИ, НИИТ, ЛЭТИ и других организациях Санкт-Петербурга, а также за рубежом проводятся работы по средствам визуализации объемных изображений, включая объемные дисплеи, лазерные системы, а также компьютерные системы, обеспечивающие эффект восприятия, аналогичный наблюдению голограмм.In GOSNIIAS (Moscow) and abroad, work is underway to reconstruct three-dimensional scenes based on two-dimensional television images. In particular, the method of stereophotogrammetry and localization of gradient regions based on the so-called catastrophe theory. In GOI, NIIT, LETI and other organizations of St. Petersburg, as well as abroad, work is being done on visualization tools for three-dimensional images, including three-dimensional displays, laser systems, as well as computer systems that provide a perception effect similar to the observation of holograms.
Наиболее близким, принятым за аналог, является патент WO 03039213 А2, VREX INC, SWIFT DAVID, FARIS SADEG M, 08.05.2003 «Трехмерная стереоскопическая рентгеновская система».The closest accepted for analogue is the patent WO 03039213 A2, VREX INC, SWIFT DAVID, FARIS SADEG M, 05/05/2003 "Three-dimensional stereoscopic x-ray system."
В нашем аналоге рассматривается его реализация только при таможенном досмотре, а возможность реализации их рентгеновской системы в медицинских рентгеновских аппаратах не раскрыта совсем, а только упоминается.In our analogue, its implementation is considered only during customs inspection, and the possibility of implementing their X-ray system in medical X-ray machines is not disclosed at all, but is only mentioned.
Также в аналоге не раскрывают способ и устройство реализации специального 3D процессора, ссылаясь на его известность. У нас вместо процессора используется формирователь сигналов записи и коммутации. В нашем случае, в отличие от аналога, рассматривается непрерывный процесс получения трехмерных рентгеновских изображений в режиме реального времени.Also, the analog does not disclose the method and device for implementing a special 3D processor, referring to its fame. Instead of a processor, we use a shaper of recording and switching signals. In our case, unlike the analogue, the continuous process of obtaining three-dimensional x-ray images in real time is considered.
Заранее задают интервал перемещения излучателя, перемещают излучатель относительно объекта исследований и в моменты времени, соответствующие границам заданного интервала перемещения, выполняют запись пары рентгеновских изображений, после регистрации второго изображения совмещают два изображения по характерным точкам на объекте исследований, ориентируют пару изображений таким образом, чтобы линия направления смещения на изображениях была параллельна линии, соединяющей центры глаз наблюдателя, после чего наблюдают объемное рентгеновское изображение.The emitter’s travel interval is set in advance, the emitter is moved relative to the object of study and at a time corresponding to the boundaries of the specified motion interval, a pair of x-ray images is recorded, after the second image is recorded, two images are combined at characteristic points on the research object, the pair of images is oriented so that the line the direction of displacement in the images was parallel to the line connecting the centers of the eye of the observer, after which volumetric x-ray was observed ovsky image.
Выполняют действия, указанные выше, непрерывно в процессе движения излучателя и получают объемное рентгеновское изображение объекта исследования в режиме реального времени.Perform the steps indicated above, continuously in the process of movement of the emitter and get a volume x-ray image of the object of study in real time.
При этом в отличие от бинокулярной (стереосистемы) используется только один канал регистрирующей аппаратуры. Для перспективы внедрения предложенного способа это очень важно, т.к. стоимость аппаратуры в основном определяется ценой рентгеновской регистрирующей системы (УРИ).In this case, in contrast to the binocular (stereo system), only one channel of the recording equipment is used. For the prospects of implementing the proposed method, this is very important, because the cost of the equipment is mainly determined by the price of the x-ray recording system (URI).
При наблюдении трехмерных рентгеновских изображений, по сравнению с анализом двумерных изображений, как показывает практика, существенно сокращается время распознавания внутренних деталей объекта и значительно возрастает надежность идентификации, например, недозволенных вложенийWhen observing three-dimensional X-ray images, in comparison with the analysis of two-dimensional images, as practice shows, the recognition time of the internal parts of an object is significantly reduced and the reliability of identification, for example, unauthorized attachments, is significantly increased
Круг решаемых прикладных проблем с использованием нашего предложения чрезвычайно широк. Одной из них является изучение методов обнаружения и идентификации взрывчатых веществ.The range of solved applied problems using our offer is extremely wide. One of them is the study of methods for the detection and identification of explosives.
Использование предложенного способа и устройства для целей организации оперативного досмотра транспортных средств, багажа и ручной клади позволит разработать принципиально новую технологию таможенного контроля, основанную на комплексе портативных приборов автоматизированного рентгеновского контроля.Using the proposed method and device for the organization of operational inspection of vehicles, baggage and hand luggage will allow you to develop a fundamentally new technology of customs control based on a set of portable devices for automated x-ray control.
В области рентгеновской интроскопии предложенный способ и устройство могут быть в определенной мере использованы для других типов неразрушающего контроля, в том числе изотопного и ультразвукового.In the field of x-ray introscopy, the proposed method and device can be used to a certain extent for other types of non-destructive testing, including isotope and ultrasound.
Весьма актуально автоматизировать контроль динамики изменений в объектах или процессах, например, для процессов лазерной сварки и резки материалов.It is very important to automate the control of the dynamics of changes in objects or processes, for example, for laser welding and cutting of materials.
Для оперативного наблюдения трехмерных рентгеновских изображений на фоне реальных объектов в процессе диагностики дополнительно применены стерео очки-дисплеи типа «See-Throw, надеваемые на голову человека-оператора, непосредственно выполняющего оперативную диагностику или контроль объектов по трехмерным рентгеновским изображениям в режиме реального времени.For operational observation of three-dimensional X-ray images against the background of real objects in the diagnostic process, stereo See-Throw glasses are also used, worn on the head of a human operator who directly performs operational diagnostics or monitoring objects using three-dimensional X-ray images in real time.
Новизна нашего предложения состоит в том, что формирование трехмерного рентгеновского изображения производится в режиме реального времени непосредственно во время диагностики, на основе фрейм структурированной модели объекта с отображением трехмерного изображения на мониторе компьютера или нашлемном дисплее.The novelty of our proposal is that the formation of a three-dimensional X-ray image is performed in real time directly during the diagnosis, based on the frame of a structured model of the object with the three-dimensional image displayed on a computer monitor or helmet-mounted display.
Для определения моментов времени регистрации двух исходных рентгеновских изображений используется структурная трехмерная модель объекта, инвариантная к изменениям масштаба и поворотам. В процессе формирования объемного изображения выполняется непрерывное уточнение и дополнение модели на основе текущих рентгеновских изображений, основанное на принципах, подобных механизмам работы нижнего уровня визуальной коры мозга.To determine the time points of registration of two initial x-ray images, a structural three-dimensional model of the object is used, which is invariant to scale changes and rotations. In the process of forming a three-dimensional image, continuous refinement and addition of the model based on current x-ray images is performed, based on principles similar to the mechanisms of the lower level of the visual cortex.
Максимальное сохранение исходной информации и возможность получения объемных изображений в режиме реального времени обусловлены тем, что в предложенном способе получения объемных изображений используются простые геометрические преобразования только двух рентгеновских изображений, параметры которых рассчитываются по структурной трехмерной модели объекта регистрации.The maximum preservation of the initial information and the possibility of obtaining volumetric images in real time are due to the fact that the proposed method for obtaining volumetric images uses simple geometric transformations of only two x-ray images, the parameters of which are calculated according to the structural three-dimensional model of the recording object.
Для диагностики биологических объектов из-за большей сложности и неопределенности их внутренней структуры, по сравнению с техническими объектами, гораздо сильнее проявляются преимущества разработанных методов трехмерной рентгеновской диагностики, особенно для оперативной диагностики подвижных (живых) организмов в медицине и ветеринарии.For the diagnosis of biological objects, due to the greater complexity and uncertainty of their internal structure, in comparison with technical objects, the advantages of the developed methods of three-dimensional X-ray diagnostics are manifested much stronger, especially for the operational diagnosis of mobile (living) organisms in medicine and veterinary medicine.
Следует отметить, что оперативность получения информации, а также ее достоверность определяют во многих случаях своевременность и правильность выбора лечебной тактики и саму возможность проведения операции, а в ряде случаев и судьбу пациента.It should be noted that the speed of obtaining information, as well as its reliability, determines in many cases the timeliness and correctness of the choice of medical tactics and the very possibility of surgery, and in some cases the fate of the patient.
Основная цель предложенного способа и устройства анализа пространственной структуры объекта по рентгеновским изображениям состоит в получении объемного (стереоскопического) изображения, позволяющего врачу рентгенологу оперативно в режиме реального времени выполнять диагностику различных заболеваний внутренних органов или проводить оперативное вмешательство непосредственно под контролем по трехмерному рентгеновскому изображению.The main objective of the proposed method and device for analyzing the spatial structure of an object from x-ray images is to obtain a three-dimensional (stereoscopic) image that allows the radiologist to quickly diagnose various diseases of internal organs in real time or to carry out surgery directly under control of a three-dimensional x-ray image.
Кроме того, известные методы не позволяют выполнять позиционирование по трем координатам хирургических инструментов относительно зоны интереса в режиме рентгеноскопии, непосредственно во время проведения операции.In addition, the known methods do not allow positioning in three coordinates of surgical instruments relative to the zone of interest in the fluoroscopy mode, directly during the operation.
Наши исследования и многочисленные эксперименты на фантомах доказали на практике принципиальную возможность обеспечения надежной и высокоточной локализации зоны интереса объекта и совмещения с ней медицинских инструментов по трем координатам непосредственно в ходе операции.Our studies and numerous experiments on phantoms have proved in practice the fundamental possibility of ensuring reliable and high-precision localization of the zone of interest of the object and combining with it medical instruments in three coordinates directly during the operation.
Были проведены экспериментальные исследования с использованием различных фантомов и стандартного рентгеновского оборудования отечественного производства (рентгеновский аппарат РУМ 20М и усилитель рентгеновского изображения УРИ М2) без изменения его конструкции, с использованием методов и технических средств, позволяющих получать рентгеновское изображение на мониторе в объемном виде в реальном масштабе времени.Experimental studies were carried out using various phantoms and standard domestic-made X-ray equipment (the RUM 20M X-ray machine and the URI M2 X-ray image intensifier) without changing its design, using methods and technical tools to obtain a real-time x-ray image on the monitor in a volume time.
Сравнительный анализ точности позиционирования инструмента по глубине и времени на выполнение операции по обычному (двумерному) изображению и трехмерному рентгеновскому изображению, наблюдаемому в реальном масштабе времени, подтвердил эффективность предложенного способа и устройства.A comparative analysis of the accuracy of the instrument’s positioning in depth and time for performing an operation using a conventional (two-dimensional) image and a three-dimensional x-ray image observed in real time confirmed the effectiveness of the proposed method and device.
В том случае, когда нам известно линейное смещение камеры относительно неподвижного объекта, расстояние до объекта вычисляется по известной формуле:In the case when we know the linear displacement of the camera relative to a stationary object, the distance to the object is calculated by the well-known formula:
где di - расстояние (дальность) до объекта;where d i is the distance (range) to the object;
Δl - смещение регистрирующего устройства (РУ);Δl is the offset of the recording device (RU);
ΔXi - смещение изображения объекта;ΔX i is the displacement of the image of the object;
f - фокусное расстояние объектива телекамеры (ТК).f is the focal length of the camera lens (TC).
На фиг.1 упрощенно представлена схема определения расстояния до составных частей наблюдаемых объектов, используемая в предложенном способе.Figure 1 simplified presents a diagram of determining the distance to the components of the observed objects used in the proposed method.
При смещении регистрирующего устройства S на расстояние А1 изображение составных частей объекта О1 и О2, находящихся на разной дальности от камеры, смещаются на расстояние ΔХ1 и ΔХ2 соответственно. Были экспериментально исследованы на фантомах несколько случаев взаимного движения "Объект - РУ":When the recording device S is shifted by a distance A1, the image of the constituent parts of the object O 1 and O 2 located at different distances from the camera are shifted by the distance ΔX 1 and ΔX 2, respectively. Several cases of the mutual motion "Object - RU" were experimentally investigated on phantoms:
- перемещение объекта относительно неподвижного РУ (фиг.2а);- moving the object relative to the fixed RU (figa);
- наблюдение неподвижного объекта подвижным РУ (фиг.2б);- observation of a stationary object by a movable switchgear (fig.2b);
- наблюдение неподвижного объекта неподвижным РУ при перемещении РИ (фиг.2б).- observation of an immovable object by an immovable switchgear when moving RI (fig.2b).
Кроме того, исследованы различные способы измерения взаимного движения "Объект - РУ", в том числе с использованием специальных маркеров или реперов, селекцией характерных точек (признаков), а также - при использовании поля векторов движения без распознавания каких-либо признаков формы объекта.In addition, various methods of measuring the mutual motion of the “Object - RU” have been investigated, including using special markers or benchmarks, selecting characteristic points (signs), and also using the field of motion vectors without recognizing any signs of the shape of the object.
В последнем случае параметры движения (скорость, направление) и пространственные градиенты распределения векторов скорости определяются, например, с использованием пространственного спектра изображения объекта, в данном случае рентгеновского, проанализированного с помощью специального процессора.In the latter case, the motion parameters (speed, direction) and spatial gradients of the distribution of velocity vectors are determined, for example, using the spatial spectrum of the image of the object, in this case, X-ray, analyzed using a special processor.
Точность измерений перемещений пациента или оборудования определяется, как показали предварительные исследования, не столько погрешностью датчиков механизмов перемещения, сколько возможностью динамической коррекции смещений органов пациента во время сеанса наблюдения.The accuracy of measuring the movements of the patient or equipment is determined, as shown by preliminary studies, not so much with the error of the sensors of the mechanisms of movement, but rather with the possibility of dynamic correction of the displacements of the patient’s organs during the observation session.
Это обусловлено тем, что для предложенного способа получения двух изображений с разных положений необходимо компенсировать естественные смещения (пульсации сосудов, движений, связанных с дыханием и пр.) за время между двумя моментами времени регистрации, автоматически определяемыми непосредственно по рентгеновскому изображению либо по сигналам от датчика перемещения стола или механизма перемещения РУ и рентгеновского аппарата.This is due to the fact that for the proposed method of obtaining two images from different positions, it is necessary to compensate for the natural displacements (pulsations of blood vessels, movements associated with breathing, etc.) during the time between two moments of recording time, automatically determined directly by an x-ray image or by signals from a sensor moving the table or mechanism for moving the RU and the x-ray machine.
Предложены способ и устройство получения объемного рентгеновского изображения в динамике на основе принципа «видение в движении» (viewing-in-moving), позволяющие наблюдать объекты в режиме реального времени объемно и точно определять их пространственное положение.A method and apparatus for obtaining a volumetric X-ray image in dynamics based on the principle of "viewing in motion" (viewing-in-moving) are proposed, which allow observing objects in real time in volume and accurately determine their spatial position.
Перемещают рентгеновский излучатель относительно объекта исследований, регистрируют рентгеновское изображение приемником и записывают кадры рентгеновского изображения в кадровую память с последующим отображением на дисплее.The x-ray emitter is moved relative to the object of research, the x-ray image is recorded by the receiver, and the x-ray image frames are recorded in the frame memory, followed by display.
Заранее задают интервал перемещения излучателя, перемещают излучатель относительно объекта исследований и в моменты времени, соответствующие границам заданного интервала перемещения, выполняют запись пары рентгеновских изображений, после регистрации второго изображения совмещают два изображения по характерным точкам на объекте исследований, ориентируют пару изображений таким образом, чтобы линия направления смещения на изображениях была параллельна линии, соединяющей центры глаз наблюдателя, после чего наблюдают объемное рентгеновское изображение.The emitter’s travel interval is set in advance, the emitter is moved relative to the object of study and at a time corresponding to the boundaries of the specified motion interval, a pair of x-ray images is recorded, after the second image is recorded, two images are combined at characteristic points on the research object, the pair of images is oriented so that the line the direction of displacement in the images was parallel to the line connecting the centers of the eye of the observer, after which volumetric x-ray was observed ovsky image.
Выполняют действия, указанные выше, непрерывно в процессе движения излучателя и получают объемное рентгеновское изображение объекта исследования в режиме реального времени.Perform the steps indicated above, continuously in the process of movement of the emitter and get a volume x-ray image of the object of study in real time.
Используют движение объекта исследования относительно излучателя для определения моментов записи пары рентгеновских изображений.Use the movement of the object of study relative to the emitter to determine the moments of recording a pair of x-ray images.
Выполняют автоматически управление записью пары изображений по результатам идентификации характерных точек рентгеновского изображения и измерению величины и направления их смещения на паре изображений.Automatically control the recording of a pair of images based on the identification of the characteristic points of the x-ray image and measuring the magnitude and direction of their displacement on the pair of images.
Выполняют ручное перемещение излучателя или объекта исследований на заданный интервал перемещения.Perform manual movement of the emitter or object of research for a given interval of movement.
Выполняют свободное перемещение излучателя или объекта исследований в пределах заданных направлений перемещения.Perform free movement of the emitter or the object of study within the specified directions of movement.
Корректируют геометрические (проективные) искажения и при необходимости корректируют масштабы (Zoom) пары рентгеновских изображений для улучшения качества наблюдаемых объемных рентгеновских изображений.Correct geometric (projective) distortions and, if necessary, adjust the scale (Zoom) of a pair of x-ray images to improve the quality of the observed volumetric x-ray images.
Корректируют геометрические искажения рентгеновского тракта: излучатель-приемник, для чего используют, например, сетку из рентгеноконтрастного материала, которую помещают вместо объекта исследования, регистрируют рентгеновское изображение сетки и вычисляют поправки для компенсации геометрических искажений рентгеновского тракта для улучшения точности совмещения и качества наблюдения объемного изображения.Geometric distortions of the X-ray path are corrected: the emitter-receiver, for which, for example, a grid of X-ray contrast material is used, which is placed instead of the object of study, an X-ray image of the grid is recorded and corrections are calculated to compensate for the geometrical distortions of the X-ray path to improve the alignment accuracy and quality of observation of the volumetric image.
Способ получения трехмерных рентгеновских изображений для оперативной диагностики и неразрушающего контроля технических и биологических объектов, при котором в процессе движения объекта исследования относительно рентгеновского излучателя получают и запоминают рентгеновские изображения, после чего формируют пару стереоскопического изображения и поочередно отображают их для наблюдения раздельно левым и правым глазами оператора-наблюдателя, отличающийся тем, что формирование серии стереоскопического изображения производится непрерывно, непосредственно во время движения рентгеновского излучателя относительно объекта исследования или движения объекта исследования относительно рентгеновского излучателя, при этом выполняется автоматическое управление запоминанием и отображением пар стереоскопического изображения по результатам автоматической идентификации характерных точек рентгеновского изображения и автоматическому измерению величины и направления их смещения на паре рентгеновских изображений.A method of obtaining three-dimensional x-ray images for operational diagnostics and non-destructive testing of technical and biological objects, in which, during the movement of the object of study relative to the x-ray emitter, x-ray images are obtained and stored, after which a pair of stereoscopic images is formed and alternately displayed for observation separately by the left and right eyes of the operator observer, characterized in that the formation of a series of stereoscopic images is not Failure, directly during the movement of the x-ray emitter relative to the object of study or the movement of the object of research relative to the x-ray emitter, the stereoscopic image pairs are automatically controlled and displayed based on the results of automatic identification of characteristic points of the x-ray image and automatic measurement of the magnitude and direction of their displacement on the pair of x-ray images .
Устройство получения трехмерных рентгеновских изображений для оперативной диагностики и неразрушающего контроля технических и биологических объектов (фиг.3) состоит из рентгеновского излучателя 1, создающего серию рентгеновских изображений, объекта исследования 2, с использованием механизма перемещения 4, имеющего датчик положения 9 и регистрирующее устройство (приемник) 3, которое через устройство запоминания (хранения) изображений 5 и коммутирующее устройство 6 на устройстве отображения 7 визуализирует для оператора-наблюдателя 8 серию трехмерных рентгеновских изображений объекта исследовании, при этом выход регистрирующего устройства 3 дополнительно соединен со вторым входом коммутирующего устройства. В устройстве предусмотрен формирователь сигналов записи и коммутации 10, вход которого соединен с выходом датчика положения 9 механизма 4, а два его выхода соединены соответственно со входом коммутатора 6 и устройства запоминания 5. Механизм 4 снабжен датчиком, а формирователь сигналов записи и коммутации изображений 10 выполнен в виде последовательно включенных измерителя интервалов перемещений и порогового устройства с двумя выходами: управления записью изображения в устройстве 5 и управления поочередной коммутацией изображения в устройстве 6.A device for obtaining three-dimensional x-ray images for operational diagnostics and non-destructive testing of technical and biological objects (Fig. 3) consists of an x-ray emitter 1 that creates a series of x-ray images, an object of
Для оперативного наблюдения трехмерных рентгеновских изображений на фоне реальных объектов в процессе диагностики дополнительно применены стерео очки-дисплеи 11 типа "See-Throw", надеваемые на голову человека оператора, непосредственно выполняющего оперативную диагностику или контроль объектов по трехмерным рентгеновским изображениям в режиме реального времени.For operational observation of three-dimensional X-ray images against the background of real objects in the diagnostic process, stereo See-Throw type 11 glasses are additionally used, worn on the head of a human operator directly performing real-time diagnostics or monitoring of objects using three-dimensional X-ray images.
Предложенный способ и устройство позволяют реализовать трехмерный рентгеновский контроль и диагностику технических и биологических объектов в режиме реального времени, в том числе путем модернизации имеющегося рентгеновского оборудования.The proposed method and device allows you to implement three-dimensional x-ray monitoring and diagnostics of technical and biological objects in real time, including by upgrading existing x-ray equipment.
Источники информацииInformation sources
1. Рентгенотехника. Справочник в 2-х книгах. Под ред. чл.-корр. АН СССР В.В.Клюева. М.: Машиностроение, 1992 г.1. X-ray engineering. Reference book in 2 books. Ed. Corr. USSR Academy of Sciences V.V. Klyuev. M .: Engineering, 1992
2. Коновалов А.Н., Корниенко В.Н. Компьютерная томография в нейрохирургической клинике. М.: Медицина, 1985 г.2. Konovalov A.N., Kornienko V.N. Computed tomography in a neurosurgical clinic. M .: Medicine, 1985
3. Стереоскопия и новые методы наблюдения трехмерных изображений. Сб. под ред. В.Л.Симонова. М.: Наука, 1989 г.3. Stereoscopy and new methods for observing three-dimensional images. Sat under the editorship of V.L.Simonova. M .: Nauka, 1989.
4. WO 03039213 A2, VREX INC, SWIFT DAVID, FARIS SADEG M, 08.05.2003 «Трехмерная стереоскопическая рентгеновская система».4. WO 03039213 A2, VREX INC, SWIFT DAVID, FARIS SADEG M, 05/05/2003 "Three-dimensional stereoscopic X-ray system."
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004111027/28A RU2298887C2 (en) | 2004-04-12 | 2004-04-12 | Method for producing three-dimensional roentgen images |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004111027/28A RU2298887C2 (en) | 2004-04-12 | 2004-04-12 | Method for producing three-dimensional roentgen images |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004111027A RU2004111027A (en) | 2005-10-20 |
| RU2298887C2 true RU2298887C2 (en) | 2007-05-10 |
Family
ID=35862640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004111027/28A RU2298887C2 (en) | 2004-04-12 | 2004-04-12 | Method for producing three-dimensional roentgen images |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2298887C2 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2525106C2 (en) * | 2008-08-28 | 2014-08-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Apparatus for determining change in size of object |
| RU2541887C2 (en) * | 2009-04-02 | 2015-02-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Automated anatomy delineation for image guided therapy planning |
| RU2550542C2 (en) * | 2009-08-06 | 2015-05-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Method and device for shaping computer tomographic images using geometries with offset detector |
| RU2595766C2 (en) * | 2010-10-27 | 2016-08-27 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Image identification and distortion reduction |
| RU2622367C2 (en) * | 2011-09-16 | 2017-06-14 | Конинклейке Филипс Н.В. | Three-dimensional real time x-ray view |
| RU2633275C2 (en) * | 2011-11-14 | 2017-10-11 | Конинклейке Филипс Н.В. | User interface for x-ray positioning |
| RU2701123C2 (en) * | 2014-10-13 | 2019-09-24 | Конинклейке Филипс Н.В. | Detector rotation, controlled by x-ray radiation collimation |
-
2004
- 2004-04-12 RU RU2004111027/28A patent/RU2298887C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2525106C2 (en) * | 2008-08-28 | 2014-08-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Apparatus for determining change in size of object |
| RU2541887C2 (en) * | 2009-04-02 | 2015-02-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Automated anatomy delineation for image guided therapy planning |
| RU2550542C2 (en) * | 2009-08-06 | 2015-05-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Method and device for shaping computer tomographic images using geometries with offset detector |
| RU2595766C2 (en) * | 2010-10-27 | 2016-08-27 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Image identification and distortion reduction |
| RU2622367C2 (en) * | 2011-09-16 | 2017-06-14 | Конинклейке Филипс Н.В. | Three-dimensional real time x-ray view |
| RU2633275C2 (en) * | 2011-11-14 | 2017-10-11 | Конинклейке Филипс Н.В. | User interface for x-ray positioning |
| RU2701123C2 (en) * | 2014-10-13 | 2019-09-24 | Конинклейке Филипс Н.В. | Detector rotation, controlled by x-ray radiation collimation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004111027A (en) | 2005-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101669831B (en) | Reference image display method | |
| CN101983033B (en) | Methods and apparatus of cone beam CT imaging and image-guided procedures | |
| KR101156306B1 (en) | Method and apparatus for instrument tracking on a scrolling series of 2d fluoroscopic images | |
| US11883214B2 (en) | Methods and systems for high performance and versatile molecular imaging | |
| EP2934326B1 (en) | Three dimensional mapping display system for diagnostic ultrasound machines | |
| US9554772B2 (en) | Non-invasive imager for medical applications | |
| EP2165215B1 (en) | Image formation apparatus and method for nuclear imaging | |
| JP2966089B2 (en) | Interactive device for local surgery inside heterogeneous tissue | |
| EP1999486B1 (en) | Detection device comprising a gamma imaging device, and a second imaging device which is sensitive to radiation different from gamma radiation | |
| CN101422378B (en) | Ultrasound diagnostic device | |
| JPS60253891A (en) | Device and method of determining three-dimensional position of point of body | |
| KR20040062414A (en) | A multiple view angle x-ray stereoscopic imaging method and system | |
| CN101953694A (en) | Medical and industrial X-ray real-time stereoscopic imaging device | |
| DE102017204471A1 (en) | Supportive identification for ultrasound imaging in control mode | |
| CN102427767B (en) | The data acquisition and visualization formulation that guide is got involved for low dosage in computer tomography | |
| CN106580361A (en) | Movable orthopedics examination device based on AR-VR technology 4D imaging | |
| RU2298887C2 (en) | Method for producing three-dimensional roentgen images | |
| US20130223703A1 (en) | Medical image processing apparatus | |
| CN112545551A (en) | Method and system for medical imaging device | |
| CN201814585U (en) | Medical and industrial X-ray real-time three-dimensional imaging device | |
| US20110218425A1 (en) | Medical image generating apparatus, medical image display apparatus, medical image generating method and program | |
| CN103517673B (en) | X-ray imaging device, medical image-processing apparatus, X-ray method and medical image processing method | |
| KR20160054360A (en) | Imaging apparatus and imaging method | |
| Jiang et al. | A semi-automated 3-D annotation method for breast ultrasound imaging: System development and feasibility study on phantoms | |
| US6118843A (en) | Quantitative stereoscopic radiography method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20090220 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090413 |