一种多视场X射线成像拼接方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113940692A(43)申请公布日2022.01.18(21)申请号202111217884.2(22)申请日2021.10.19(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人康阳吴森李颖锐武蕊范东海查钢强(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人王鲜凯(51)Int.Cl.A61B6/00(2006.01)G06T3/40(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种多视场X射线成像拼接方法(57)摘要本发明涉及一种多视场X射线成像拼接方法，集时对成像物体进行多视场的X射线扫描。通过在多视场投影重叠部分得到物体的深度信息，克服单视场投影没有物体的深度信息的弊端。投影数据加权融合为将各个视场中各像素的投影值通过计算赋予权重，加权得到重叠位置点的近似“平行光”投影数据。像素归一为将上一步得到的所有重叠点属于同一像素的部分各自取平均值，并赋予到对应的像素并输出得到一幅完整的图像。本发明可以显著提高扫描图像的拼接质量，在X射线扫描的同时就进行拼接，并且可以根据成像物体拼接精度的要求选择视场的使用数目，整个方法探测速度快，患者所受辐射小，成像效果好。可满足对X射线成像的低剂量，高精度的要求。CN113940692ACN113940692A权利要求书1/2页1.一种多视场X射线成像拼接方法，其特征在于步骤如下：步骤1、多视场X射线扫描图像投影的采集：1、探测器，置物台和X光机在竖直方向上平行放置，置物台上放置固定不动的待测物体；探测器到置物台距离为X光机到置物台距离的4倍；探测器和X光机通过同步带传动同步匀速运动；2、探测器和光机每次移动的步进由以下公式决定：3、探测器和X光机平行于置物台沿物体轴线呈弓字形移动，直至对待测物体感兴趣部位扫描完成；步骤2、重叠位置定位：1、以第一次扫描的探测器第一个像素中心为原点，沿像素水平方向为X轴，竖直方向为Y轴建立直角坐标系；2、以每次扫描探测器各像素中心和X光机两点确定一条直线，每条探测器各像素中心位置与光机连线可以在直角坐标系中用以下公式表示：其中h表示光机到探测器的垂直距离，xi表示第i次扫描光机位置的横坐标，xij表示第i次扫描第j个像素中心位置的横坐标，d表示光机移动的步进；3、在探测器和光机之间区域获得所有直线交点，确定所有交点坐标得到物体重叠区域的深度信息；步骤3、投影数据加权融合：每个交点与其对应的两个像素中心位置连线都构成一个三角形，在三角形中用下方两个像素的投影值确定交点位置的投影值，投影值计算公式如下所示：ωij＝|xij‑mn‑xmn|，ωmn＝|xij‑mn‑xij|，D＝|xij‑xmn|其中表示交点位置投影值，Pij，Pmn分别代表第i次扫描第j个像素的投影值与第m次扫描的第n个像素的投影值，xmn表示第m次扫描第n个像素中心位置的横坐标；步骤4、像素归一：1、确定所有交点的横坐标位置，横坐标在各像素位置的区间内的交点定为归属同一像素；2、确定每个像素的最终投影值，投影值计算公式如下所示：其中nj表示一共属于第j个像素的交点个数，Pt表示属于第j个像素的第t个交点的投影值。3)利用投影值输出得到完整的拼接图像。2.根据权利要求1所述多视场X射线成像拼接方法，其特征在于：所述X光机最大能量在2CN113940692A权利要求书2/2页80kV以上，发射X射线类型为扇形窄束。3.根据权利要求1所述多视场X射线成像拼接方法，其特征在于：所述探测器为光子技术线阵探测器，探测器的能量分辨率为20％以下。4.根据权利要求1所述多视场X射线成像拼接方法，其特征在于：所述探测器使用前进行过能量与阈值标定。5.根据权利要求1所述多视场X射线成像拼接方法，其特征在于：所述探测器材料为碲锌镉，要求材料电阻率在109Ω·cm以上，工作漏电流小于10nA，晶体内部无宏观缺陷、无晶界、碲夹杂分布均匀。6.根据权利要求1所述多视场X射线成像拼接方法，其特征在于：所述探测器的电极材料为金或铟或银或铝。3CN113940692A说明书1/6页一种多视场X射线成像拼接方法技术领域[0001]本发明属于X射线成像技术，涉及一种多视场X射线成像拼接方法，具体来说是对在扇束X射线扫描下，多幅扫描图像产生形变，导致输出的图像与实际物体差别较大的成像物体进行扫描多视场图像采集，重叠位置定位，投影数据加权融合和像素归一，使得可以得到物体的深度信息，对每个重叠深度点的投影数据近似成垂直于物体得到的投影数据，在扫描的同时进行拼接，提升拼接速度，减少患者所受辐射剂量，改善X射线扫描图像的变形，提高成像质量，属于X射线辐射探测与成像领域。背景技术[0002]随着X射线探