專利名稱：：G型臂x光機的三維圖像生成方法及裝置與g型臂x光機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體而言，涉及一種G型臂X光機的三維圖像生成方法及裝置與G型臂X光機。
背景技術(shù)：
：目前X光機的成像方式通常以二維影像方式給出，現(xiàn)有的方案包括計算斷層成像(ComputedTomography,CT),C型臂透視影像等等。但二維影像信息只能給出某個角度或某個斷面的影像數(shù)據(jù)，不能反映成像部位的全貌信息。近年來，也出現(xiàn)了利用二維投影圖像進行三維圖像重建的技術(shù)，主要有以下幾種計算機斷層成像技術(shù)是利用平行或扇面X射線對被檢測目標的切面進行不同角度的射線投影測量，得到360°的線投影數(shù)據(jù)，通過將線投影數(shù)據(jù)進行反投影計算，得到二維切片的重建圖像。然后通過將連續(xù)獲取的二維切片圖像數(shù)據(jù)進行拼疊，得到目標的三維重建圖像數(shù)據(jù)。從而利用CT進行斷層掃描，然后以圖像方式分析。但CT的平行或扇面射線機制使得X射線管的光場利用率低。維束CT(ConeBeamComputedTomography,CBCT)利用維形立體束射線源和面陣探測器對物體進行射線透視投影，因而一次掃描即可獲取被測物體多個截面的投影數(shù)據(jù)。通過一系列不同角度的透視投影，并根據(jù)相應(yīng)的重建算法可以重建目標的三維圖像。相對于傳統(tǒng)CT的平面射線束，錐束CT具有射線利用率高、可直接重建三維圖像等優(yōu)勢。傳統(tǒng)的C型臂X光機接近錐束CT的應(yīng)用要求，因而CBCT技術(shù)在C型臂X光機上得到了方便應(yīng)用。利用C型臂X光機進行錐束CT掃描過程需要將C型臂的X射線管圍繞檢測目標至少旋轉(zhuǎn)180°+2Y，其中Y為錐束CT的X射線束的半張角，然后利用多角度的二維投影進行三維重建。以上基于二維投影圖像數(shù)據(jù)重建三維圖像的算法基礎(chǔ)可參見L.A.Feldkamp,L.C.DavisandJ.W.Kress.Practicalcone—beamalgorithm.J.Opt.Soc.Am.A，vol.1，no.6，1984，pp.612-619。這種FDK算法是經(jīng)典的近似三維圖像重建算法，具有數(shù)學形式簡單，實現(xiàn)容易，并且當錐角較小時，能夠取得較好的重建效果，得到了廣泛的應(yīng)用。為了適用于C型臂的實際測量情況，K.Wiesent對FDK算法進行相應(yīng)的改進，可參見K.Wiesent,K.Barth,N.Navab,etal.Enhanced3-D-reconstructionalgorithmforC-Armsystemssuitableforinterventionalprocedures.IEEETrans.Med.Imag.,vol.19,no.5,2000,pp.391-403。但是以上C型臂X光機利用CBCT進行三維圖像重建的方法存在以下問題I、利用C型臂X光機進行錐束CT掃描過程需要將C型臂的X射線管圍繞檢測目標至少旋轉(zhuǎn)180°+2Y，圖像獲取時間長，使被測目標在X光下的照射時間長，檢測效率低。2、CBCT的空間廣場強度分布不均勻，這時因為X射線束，中心射線束的光場強度大于其它位置的光場強度，而這種光場強度的不一致性會引起每幅透視圖像的灰度變化。從而導致以此為依據(jù)重建的三維圖像質(zhì)量受到影響。針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的利用C型臂X光機進行錐束CT掃描重建三維圖像的過程中，被測目標在X光下的照射時間長的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的是提供一種G型臂X光機的三維圖像生成方法及裝置與G型臂X光機，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的C型臂X光機進行錐束CT掃描重建三維圖像的過程中，被測目標在X光下的照射時間長的問題。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種G型臂X光機的三維圖像生成方法。本發(fā)明提供的一種G型臂X光機的三維影像生成方法包括控制G臂架從初始角度旋轉(zhuǎn)至目標角度，在旋轉(zhuǎn)過程中獲取被測對象在G型臂處于不同角度時的多組二維投影數(shù)據(jù)，其中每組二維投影數(shù)據(jù)包括兩路投影數(shù)據(jù)；利用多組二維投影數(shù)據(jù)按照FDK算法或FDK修正算法進行計算，以得到被測對象的三維影像；輸出被測對象的三維影像。進一步地，在旋轉(zhuǎn)過程中獲取被測對象在G型臂處于不同角度時的多組二維投影數(shù)據(jù)包括在初始角度至目標角度的范圍內(nèi)設(shè)置N個圖像獲取位置；實時判斷G臂架的旋轉(zhuǎn)角度；當G臂架旋轉(zhuǎn)至各個圖像獲取位置時，通過與兩路X射線管對應(yīng)設(shè)置的兩路X射線接收器采集一組二維投影數(shù)據(jù)。進一步地，每兩個相鄰的圖像獲取位置的角度相等。進一步地，初始角度至目標角度之間的角度差為90°+Y，其中Y為X射線管發(fā)射的X射線束的半張角。進一步地，在控制G臂架從初始角度旋轉(zhuǎn)至目標角度之前還包括獲取X射線管的電流和電壓的設(shè)置值；按照電流和電壓的設(shè)置值啟動兩路X射線管。進一步地，在控制G臂架從初始角度旋轉(zhuǎn)至目標角度之前還包括對兩路X射線管發(fā)出的X射線束輻射強度的空間分布進行測量以得出空間分布不均勻度函數(shù)，利用多組二維投影數(shù)據(jù)按照FDK算法或TOK修正算法進行計算包括利用空間分布不均勻度函數(shù)對多組二維投影數(shù)據(jù)進行校準；利用校準后的二維投影數(shù)據(jù)按照FDK算法或FDK修正算法進行計算。進一步地，對兩路X射線管發(fā)出的X射線束輻射強度的空間分布進行測量以得出空間分布不均勻度函數(shù)包括通過兩路X射線接收器分別采集兩路X射線管發(fā)出的X射線束通過衰減板后的投影亮度數(shù)據(jù)；利用投影亮度數(shù)據(jù)分別計算兩路X射線束的空間分布不均勻度函數(shù)。進一步地，利用投影亮度數(shù)據(jù)分別計算兩路X射線束的空間分布不均勻度函數(shù)之后還包括分別計算兩路X射線束的平均輻射強度，利用空間分布不均勻度函數(shù)對多組二維投影數(shù)據(jù)進行校準包括根據(jù)兩路X射線束的平均輻射強度對多組二維投影數(shù)據(jù)進行歸一化計算；利用空間分布不均勻度函數(shù)對進行歸一化處理后的多組二維投影數(shù)據(jù)進行校準。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種G型臂X光機的三維影像生成裝置。本發(fā)明提供的G型臂X光機的三維影像生成裝置包括運動控制模塊，用于控制G臂架從初始角度旋轉(zhuǎn)至目標角度；影像數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取被測對象在G型臂處于不同角度時的多組二維投影數(shù)據(jù)，其中每組二維投影數(shù)據(jù)包括兩路投影數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理模塊，用于利用？多組二維投影數(shù)據(jù)按照FDK算法或FDK修正算法進行計算，以得到被測對象的三維影像；輸出模塊，用于輸出被測對象的三維影像。進一步地，本發(fā)明提供的G型臂X光機的三維影像生成裝置還包括射線強度校準模塊，用于對兩路X射線管發(fā)出的X射線束輻射強度的空間分布進行測量以得出空間分布不均勻度函數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種G型臂X光機，該G型臂X光機包括上述任一種的G型臂X光機的三維影像生成裝置。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，G型臂X光機的三維影像生成方法包括控制G臂架從初始角度旋轉(zhuǎn)至目標角度，在旋轉(zhuǎn)過程中保持兩路X射線管的電流和電壓不變；獲取被測對象在G型臂處于不同角度時的多組二維投影數(shù)據(jù)，其中每組二維投影數(shù)據(jù)包括兩路投影數(shù)據(jù)；利用多組二維投影數(shù)據(jù)按照FDK算法或FDK修正算法進行計算，以得到被測對象的三維影像；輸出被測對象的三維影像。從而通過獲取兩路投影數(shù)據(jù)，大大減少了數(shù)據(jù)的獲取時間，有效降低了被測對象在X射線下的照射時間，直接輸出被測對象的三維圖像，反映了被測對象的全貌信息。說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中圖IA是根據(jù)本發(fā)明實施例的G型臂X光機中G臂架位于初始角度的示意圖；圖IB是根據(jù)本發(fā)明實施例的G型臂X光機中G臂架位于目標角度的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的G型臂X光機的三維影像生成裝置示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的G型臂X光機的三維影像生成方法的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的G型臂X光機的三維影像生成方法中錐束X射線在X射線接收器上的投影示意圖；圖5A是是根據(jù)本發(fā)明實施例的G型臂X光機的三維影像生成方法中X射線空間分布不均勻的立體示意圖；圖5B是是根據(jù)本發(fā)明實施例的G型臂X光機的三維影像生成方法中X射線空間分布不均勻的平面示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的G型臂X光機的三維影像生成方法中兩路X射線不一致性測試的示意圖。具體實施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。圖IA和圖IB是根據(jù)本發(fā)明實施例的G型臂X光機中的G臂架位于初始角度狀態(tài)和目標角度狀態(tài)的示意圖，如圖I所示，不同于C型臂的單路X射線管，G型臂X光機固定設(shè)置有兩路X射線管1A、2A和與之對應(yīng)設(shè)置的兩路X射線接收器1B、2B，G臂架3為3/4圓、弧結(jié)構(gòu)。在G臂架3位于初始位置時，第一X射線管IA用于發(fā)射橫向的錐束X射線，第一X射線接收器IB設(shè)置于G臂架3與所述第一X射線管IA相對的位置，用于接收透過被測對象的橫向的錐束X射線；第二X射線管2A用于發(fā)射縱向的錐束X射線，第二X射線接收器2B，設(shè)置于G臂架3與所述第二X射線管2A相對的位置，用于接收透過檢測對象的縱向的錐束X射線。在對被測對象掃描過程中，兩路X射線管1A、2A只需要同時逆時針或順時針旋轉(zhuǎn)90°+Y,BPG臂架3從圖IA的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)到圖IB的狀態(tài)，便可獲得被測目標的180°+2y透視圖像數(shù)據(jù)，比C型臂的圖像獲取時間節(jié)省了一半，即被測對象的受照時間降低一半，有效地提高了檢測效率。G型臂X光機的三維影像生成裝置4控制G臂架3旋轉(zhuǎn)并在旋轉(zhuǎn)過程中，獲取第一X射線接收器IB和第二X射線接收器2B接收到的二維投影數(shù)據(jù)，并通過多個方向的二維投影數(shù)據(jù)通過計算生成被測對象的三維影像。其中第一X射線管IA與第一X射線接收器IB的連線和第二X射線管2A與第二X射線接收器2B的連線互相垂直，被測對象置于G臂架3所在圓弧的圓心處。該G型臂X光機包括兩路X射線管和兩路X射線接收器、可繞被測對象旋轉(zhuǎn)的G臂架，從而雙向同時采集多個方位的投影數(shù)據(jù)，重建斷層圖像，縮短了掃描時間，提聞了成像效率。圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的G型臂X光機的三維影像生成裝置示意圖，如圖2所示，本發(fā)明實施例G型臂X光機的三維影像生成裝置，包括運動控制模塊21，用于控制G臂架3從初始角度旋轉(zhuǎn)至目標角度；影像數(shù)據(jù)采集模塊23，用于獲取被測對象在G型臂3處于不同角度時的多組二維投影數(shù)據(jù)，其中每組二維投影數(shù)據(jù)包括兩路投影數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理模塊25，用于利用多組二維投影數(shù)據(jù)按照FDK算法或FDK修正算法進行計算，以得到被測對象的三維影像；輸出模塊27，用于輸出被測對象的三維影像。上述運動控制模塊21可以使用工控機、PLC等控制裝置實現(xiàn)，來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)G臂架的電機；影像數(shù)據(jù)采集模塊23，包括圖像采集裝置用于采集X射線接收器的接收圖像，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號形式。數(shù)據(jù)處理模塊25使用計算機、數(shù)字處理器(DSP)等運算功能強大的計算裝置。輸出模塊，可以是顯示器用于顯示三維影像，或者存儲器，用于保存所述三維影像數(shù)據(jù)以供后續(xù)分析使用。獲得被測對象的全貌三維信息至少需要對被測對象進行180°+2Y的X射線掃描，根據(jù)本發(fā)明實施例的G型臂X光機的雙路X射線掃描的結(jié)構(gòu)，只需要對G臂架3旋轉(zhuǎn)90°+Y就可以完成對被測目標的180°+2Y的掃描。因此優(yōu)選地可以設(shè)定初始角度至目標角度之間的角度差為90°+Y。一般而言，獲取的二維投影圖像的數(shù)目越多，生成的三維影像質(zhì)量更高，但是掃描的效率以及數(shù)據(jù)處理的速度相對較慢，所以根據(jù)生成三維影像的具體要求可以得出需要獲取的二維投影圖像的數(shù)目，假定每路X射線接收器需要獲取的圖像數(shù)目為N，運動控制模塊21在初始角度至目標角度之間的方位設(shè)置N個圖像獲取位置，在G臂架3旋轉(zhuǎn)過程中實時判斷G臂架的旋轉(zhuǎn)角度，影像數(shù)據(jù)采集模塊23當G臂架旋轉(zhuǎn)至各個所述圖像獲取位置時，通過兩路X射線接收器采集一組二維投影數(shù)據(jù)，這樣在旋轉(zhuǎn)過程中就可以得到N組二維投影圖像。優(yōu)選地，可以保證每兩個相鄰的所述圖像獲取位置的角度相等。將初始角度至目標角度之間進行N-I等分，每個等分點位置加上初始角度位置和目標角度位置共得到N個圖像獲取位置。也就說每旋轉(zhuǎn)(90°+Y)/N角度，兩路第一X射線接收器1B、2B就分別獲得該位置的一幅二維投影圖像，旋轉(zhuǎn)90°+γ后就得到了2N幅二維投影圖像。針對不同類型的被測對象，X射線的強度的大小需要進行調(diào)整，因此本實施例的G型臂X光機的三維影像生成裝置還可以包括X射線發(fā)射控制模塊，用于在獲取X射線管1A、IB的電流和電壓的設(shè)置值；并按照所述電流和電壓的設(shè)置值啟動兩路X射線管1A、1B。在G臂架3旋轉(zhuǎn)過程中，保證X射線管的電流值和電壓值保持恒定，從而使X射線的強度保持穩(wěn)定，保證得到的二維投影圖像亮度一致。但是限于X射線管的工藝水平，不能保證中心射線束的光場強度等于其它位置處的光場強度，而這種光場強度的不一致性會引起每幅透視圖像的灰度變化，因此需要對每路X射線的光場不均勻性各自進行標定。因此，本實施例的G型臂X光機的三維影像生成裝置還可以設(shè)置射線強度校準模塊，該射線強度校準模塊用于對兩路X射線管1A、IB發(fā)出的X射線束輻射強度的空間分布進行測量以得出空間分布不均勻度函數(shù)。數(shù)據(jù)處理模塊25首先利用該空間分布不均勻度函數(shù)對獲取到的多組二維投影數(shù)據(jù)進行校準，然后利用校準后的二維投影數(shù)據(jù)按照FDK算法或FDK修正算法進行計算。射線強度校準模塊的工作流程為通過兩路X射線接收器1B、·2B分別采集兩路X射線管1A、2A發(fā)出的X射線束通過衰減板后的投影亮度數(shù)據(jù)；利用該投影亮度數(shù)據(jù)分別計算得出兩路X射線束的空間分布不均勻度函數(shù)。另外，X射線管的生產(chǎn)工藝并不能保證每個X射線管在相同的電壓電流情況下發(fā)出的X射線強度完全一致，因此G臂存在兩路X射線管1A、2A從發(fā)射窗口射出之后的強度也不一致，這就導致兩路透視圖像的平均亮度不相同，具體表現(xiàn)為一明一暗，因此還需要得到兩路X在平均光場強度方面的關(guān)系，并進行歸一化處理，以提高生成的三維影像的質(zhì)量。此時射線強度校準模塊還用于分別計算兩路X射線束的平均輻射強度，數(shù)據(jù)處理模塊25根據(jù)所述兩路X射線束的平均輻射強度對多組二維投影數(shù)據(jù)進行歸一化計算；然后利用空間分布不均勻度函數(shù)對進行歸一化處理后的多組二維投影數(shù)據(jù)進行校準，并將校準后的數(shù)據(jù)用于FDK算法計算。經(jīng)過上述處理的多組二維投影數(shù)據(jù)，可以保證了不同X射線接收器獲取到圖像的一致性，使生成的三維影像質(zhì)量更高。輸出模塊27，除了輸出被測對象的三維影像外，還可以利用數(shù)據(jù)處理模塊25得出的三維影像數(shù)據(jù)對被測對象的XZ斷面、YZ斷面、XY斷面進行輸出。輸出時還可以將當前位置在三維目標中的坐標與三個斷面處進行對應(yīng)輸出。在輸出模塊27使用顯示裝置的情況下，可以將整個顯示區(qū)域分為四塊，分別顯示XZ斷面、YZ斷面、XY斷面、以及生成的三維影像。本發(fā)明實施例還提供了一種G型臂X光機，包括本發(fā)明實施例上述內(nèi)容所提供的任一種G型臂X光機的三維影像生成裝置。本發(fā)明實施例還提供了一種G型臂X光機的三維影像方法，該方法可以通過本發(fā)明上述實施例所提供的任一種三維影像生成裝置來執(zhí)行，圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的G型臂X光機的三維影像方法的示意圖，如圖3所示，本發(fā)明實施例的G型臂X光機的三維影像生成方法包括步驟S31，控制G臂架從初始角度旋轉(zhuǎn)至目標角度，在旋轉(zhuǎn)過程中獲取被測對象在G型臂處于不同角度時的多組二維投影數(shù)據(jù)，其中每組二維投影數(shù)據(jù)包括兩路投影數(shù)據(jù)；步驟S33，利用多組二維投影數(shù)據(jù)按照FDK算法或FDK修正算法進行計算，以得到被測對象的三維影像；步驟S35，輸出被測對象的三維影像。根據(jù)生成三維影像的具體要求可以得出需要獲取的二維投影圖像的數(shù)目，假定每路X射線接收器需要獲取的圖像數(shù)目為N，則步驟S31中旋轉(zhuǎn)過程中獲取被測對象在G型臂處于不同角度時的多組二維投影數(shù)據(jù)可以包括在初始角度至目標角度的范圍內(nèi)設(shè)置N個圖像獲取位置；實時判斷G臂架的旋轉(zhuǎn)角度；當G臂架旋轉(zhuǎn)至各個圖像獲取位置時，通過與兩路X射線管對應(yīng)設(shè)置的兩路X射線接收器采集一組二維投影數(shù)據(jù)。每兩個相鄰的圖像獲取位置的角度可以設(shè)置為相等的角度，具體方法為將初始角度至目標角度之間進行N-I等分，每個等分點的位置加上初始角度位置和目標角度位置共得到N個圖像獲取位置。獲得被測對象的全貌三維信息至少需要對被測對象進行180°+2Y的X射線掃描，根據(jù)本發(fā)明實施例的G型臂X光機的雙路X射線掃描的結(jié)構(gòu)，只需要對G臂架3旋轉(zhuǎn)90°+Y就可以完成對被測目標的180°+2Y的掃描。因此優(yōu)選地可以設(shè)定初始角度至目標角度之間的角度差為90°+Y。此時按照等分的方式確定圖像獲取位置，就可以保證每旋轉(zhuǎn)(90°+Y)/N角度，兩路第一X射線接收器1B、2B就分別獲得該位置的一幅二維投影圖像，旋轉(zhuǎn)90°+γ后就得到了2N幅二維投影圖像。為了保證X射線的強度符合掃描被測對象的要求，在控制G臂架從初始角度旋轉(zhuǎn)至目標角度之前還可以包括獲取X射線管的電流和電壓的設(shè)置值；按照電流和電壓的設(shè)置值啟動兩路X射線管。在G臂架3旋轉(zhuǎn)過程中，保證X射線管的電流值和電壓值保持恒定，從而使X射線的強度保持穩(wěn)定，上述X射線管的電流和電壓的設(shè)置值根據(jù)被測對象的類型不同，靈活設(shè)定。限于X射線管的工藝水平，不能保證中心射線束的光場強度與其它位置處的光場強度完全相等，而這種光場強度的不一致性會引起每幅透視圖像的灰度變化，因此需要對每路X射線的光場不均勻性各自進行標定。標定的具體流程為在控制G臂架從初始角度旋轉(zhuǎn)至目標角度之前還包括對兩路X射線管發(fā)出的X射線束輻射強度的空間分布進行測量以得出空間分布不均勻度函數(shù)，那么上述步驟S31中利用多組二維投影數(shù)據(jù)按照FDK算法或FDK修正算法進行計算包括利用空間分布不均勻度函數(shù)對多組二維投影數(shù)據(jù)進行校準；利用校準后的二維投影數(shù)據(jù)按照FDK算法或FDK修正算法進行計算。其中，對兩路X射線管發(fā)出的X射線束輻射強度的空間分布進行測量以得出空間分布不均勻度函數(shù)的具體流程為通過兩路X射線接收器分別采集兩路X射線管發(fā)出的X射線束通過衰減板后的投影亮度數(shù)據(jù)；利用投影亮度數(shù)據(jù)分別計算兩路X射線束的空間分布不均勻度函數(shù)。下面結(jié)合附圖對X射線空間不均勻性的測試方法進行介紹圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的G型臂X光機的三維影像生成方法中錐束X射線在X射線接收器上的投影示意圖；圖5A是是根據(jù)本發(fā)明實施例的G型臂X光機的三維影像生成方法中X射線空間分布不均勻的立體示意圖，圖5B是是根據(jù)本發(fā)明實施例的G型臂X光機的三維影像生成方法中X射線空間分布不均勻的平面示意圖。圖中以第一X射線管IA和第一X射線接收器IB為例，但第二X射線管2A和第二X射線接收器2B使用同樣的方式進行空間分布的測量。在以上圖中，42為錐形X射線束在X射線接收器IB上的投影范圍，O點為錐束X射線的中心光束在X射線接收器IB的投影位置，(X，y)點為光束2在X射線接收器IB的投影位置，光束2與中心光束的夾角為Θ，O點至(X，y)點的距離為r，51為質(zhì)地均勻的衰減板，第一X射線管IA和第一X射線接收器IB的距離為h，dr,d0分別為光束2和中心光束穿過衰減板51的距離。對第一X射線管1A，在單位為kV的不同電壓值下的X射線輻射強度分布是不均勻的，隨著空間位置的不同而變化。假定其在中心光束的強度為Itl，在(X，y)點處的光束強度為I，如圖5所示。該X射線管發(fā)射的X輻射強度不均勻度分布情況可通過測量接收器接收的圖像數(shù)據(jù)來獲取。具體方法為在第一X射線管和第一X射線接收器IB之間垂直直于中心光束放置一質(zhì)地均勻的衰減板51，測量X射線接收器接收的光場強度數(shù)據(jù)Ix,y，如圖5所示，再將X射線接收器接收的光場強度數(shù)據(jù)Ix，y，通過濾波器對光場強度數(shù)據(jù)進行濾波后，進行平滑處理，得到處理后的光場強度數(shù)據(jù)1()。當強度為I的單能X射線穿過結(jié)構(gòu)均勻的衰減板后，該射線束的衰減應(yīng)符合Beer定律。考慮到中心光束與光束2的夾角關(guān)系Θ，及光線穿透衰減板的路徑長度C^dtl關(guān)系，可求得在坐標(x，y)某kV電壓下X射線管的出射光強不均勻度P(x,y,kV)為V-V)φ，>，，則iix,yM)\,^vvNx2+y2+h2L_2])-7(5^F)-/-(OAWlexp^I1J0其中μ為衰減板51在測試電壓下的X射線衰減系數(shù)，d0為衰減板的厚度?？梢奨射線管的X射線出射光場強度P為位置(X，y)的函數(shù)，同時也是隨電壓變化的函數(shù)。使用同樣的方法可以測量第二X射線管的空間分布不均勻度函數(shù)。將P(X，y,kV)制成三維矩陣，其中前兩維為坐標(X，y)的值，第三維為測試電壓值。逐漸改變測試電壓的大小，可得到一系列出射光強不均勻度隨電壓變化的準確數(shù)據(jù)，兩次電壓變化之間的數(shù)據(jù)可通過插值方式確定。從而得到空間分布不均勻度函數(shù)。上述步驟S31中利用多組二維投影數(shù)據(jù)按照FDK算法或FDK修正算法進行計算時，就需要首先利用空間分布不均勻度函數(shù)對多組二維投影數(shù)據(jù)進行校準，消除二維圖像中所有點的數(shù)據(jù)受空間分布的影響；然后利用校準后的二維投影數(shù)據(jù)按照FDK算法或FDK修正算法進行計算。另外，X射線管的生產(chǎn)工藝并不能保證每個X射線管在相同的電壓電流情況發(fā)出的X射線強度完全一致，因此G臂存在兩路X射線管1A、2A從發(fā)射窗口射出之后的強度也不一致，這就導致兩路透視圖像的平均亮度不相同，具體表現(xiàn)為一明一暗，因此還需要得到兩路X在平均光場強度方面的關(guān)系，并進行歸一化處理，以提高生成的三維影像的質(zhì)量。圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的G型臂X光機的三維影像生成方法中兩路X射線不一致性測試的示意圖，通常情況下，由于X射線管的生產(chǎn)工藝限制，兩路X射線管并不能保證完全相同。因此，即使設(shè)置相同的輸入信號，兩路X射線管的X射線輻射強度除了不均勻之夕卜，其平均輻射強度也不相同。因此，還需要確定這兩路X射線輻射強度的不一致程度，并通過補償消除這種不一致程度。如圖6所示，在相同的輸入條件下，將同一衰減板51分別置于兩路X射線發(fā)射源與X接收器之間，且垂直于X射線束，測量X射線接收器接收的光場強度數(shù)據(jù)，并對光場強度數(shù)據(jù)進行濾波，分別得到第一路X射線平均輻射數(shù)據(jù)I’Jx，y)和第二路X射線輻射數(shù)據(jù)I’2(χ，I)。根據(jù)Beer定律及不均勻度公式求解入射光場強度I(x，y,kV)，再根據(jù)下式計算每路平均輻射數(shù)據(jù)Iave權(quán)利要求1.一種G型臂X光機的三維影像生成方法，其特征在于，包括控制G臂架從初始角度旋轉(zhuǎn)至目標角度，在旋轉(zhuǎn)過程中獲取被測對象在G型臂處于不同角度時的多組二維投影數(shù)據(jù)，其中每組所述二維投影數(shù)據(jù)包括兩路投影數(shù)據(jù)；利用所述多組二維投影數(shù)據(jù)按照FDK算法或FDK修正算法進行計算，以得到所述被測對象的三維影像；輸出所述被測對象的三維影像。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三維影像生成方法，其特征在于，在旋轉(zhuǎn)過程中獲取被測對象在G型臂處于不同角度時的多組二維投影數(shù)據(jù)包括在所述初始角度至所述目標角度的范圍內(nèi)設(shè)置N個圖像獲取位置；實時判斷G臂架的旋轉(zhuǎn)角度；當G臂架旋轉(zhuǎn)至各個所述圖像獲取位置時，通過與所述兩路X射線管對應(yīng)設(shè)置的兩路X射線接收器采集一組二維投影數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維影像生成方法，其特征在于，每兩個相鄰的所述圖像獲取位置的角度相等。4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三維影像生成方法，其特征在于，所述初始角度至所述目標角度之間的角度差為90°+γ,其中Y為所述X射線管發(fā)射的X射線束的半張角。5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三維影像生成方法，其特征在于，在控制G臂架從初始角度旋轉(zhuǎn)至目標角度之前，還包括獲取所述X射線管的電流和電壓的設(shè)置值；按照所述電流和電壓的設(shè)置值啟動兩路X射線管。6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項所述的三維影像生成方法，其特征在于，在控制G臂架從初始角度旋轉(zhuǎn)至目標角度之前還包括對兩路X射線管發(fā)出的X射線束輻射強度的空間分布進行測量以得出空間分布不均勻度函數(shù)，利用所述多組二維投影數(shù)據(jù)按照FDK算法或FDK修正算法進行計算包括利用所述空間分布不均勻度函數(shù)對所述多組二維投影數(shù)據(jù)進行校準；利用校準后的二維投影數(shù)據(jù)按照FDK算法或FDK修正算法進行計算。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的三維影像生成方法，其特征在于，對兩路X射線管發(fā)出的X射線束輻射強度的空間分布進行測量以得出空間分布不均勻度函數(shù)包括通過所述兩路X射線接收器分別采集所述兩路X射線管發(fā)出的X射線束通過衰減板后的投影亮度數(shù)據(jù)；利用所述投影亮度數(shù)據(jù)分別計算兩路所述X射線束的空間分布不均勻度函數(shù)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三維影像生成方法，其特征在于，利用所述投影亮度數(shù)據(jù)分別計算兩路所述X射線束的空間分布不均勻度函數(shù)之后還包括分別計算兩路X射線束的平均輻射強度，利用所述空間分布不均勻度函數(shù)對所述多組二維投影數(shù)據(jù)進行校準包括根據(jù)所述兩路X射線束的平均輻射強度對所述多組二維投影數(shù)據(jù)進行歸一化計算；利用所述空間分布不均勻度函數(shù)對進行歸一化處理后的多組二維投影數(shù)據(jù)進行校準。9.一種G型臂X光機的三維影像生成裝置，其特征在于，包括運動控制模塊，用于控制G臂架從初始角度旋轉(zhuǎn)至目標角度；影像數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取被測對象在G型臂處于不同角度時的多組二維投影數(shù)據(jù)，其中每組所述二維投影數(shù)據(jù)包括兩路投影數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理模塊，用于利用所述多組二維投影數(shù)據(jù)按照FDK算法或FDK修正算法進行計算，以得到所述被測對象的三維影像；輸出模塊，用于輸出所述被測對象的三維影像。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的三維影像生成裝置，其特征在于，還包括射線強度校準模塊，用于對兩路X射線管發(fā)出的X射線束輻射強度的空間分布進行測量以得出空間分布不均勻度函數(shù)。11.一種G型臂X光機，其特征在于，包括如權(quán)利要求9或權(quán)利要求10所述的G型臂X光機的三維影像生成裝置。全文摘要本發(fā)明提供了一種G型臂X光機的三維圖像生成方法及裝置與G型臂X光機，包括控制G臂架從初始角度旋轉(zhuǎn)至目標角度，在旋轉(zhuǎn)過程中保持兩路X射線管的電流和電壓不變；獲取被測對象在G型臂處于不同角度時的多組二維投影數(shù)據(jù)，其中每組二維投影數(shù)據(jù)包括兩路投影數(shù)據(jù)；利用多組二維投影數(shù)據(jù)按照FDK算法或FDK修正算法進行計算，以得到被測對象的三維影像；輸出被測對象的三維影像。從而通過獲取兩路投影數(shù)據(jù)，大大減少了數(shù)據(jù)的獲取時間，有效降低了被測對象在X射線下的照射時間，直接輸出被測對象的三維圖像，反映了被測對象的全貌信息，解決了現(xiàn)有技術(shù)被測目標在X光下的照射時間長的問題。文檔編號G06T15/00GK102715914SQ201210227049公開日2012年10月10日申請日期2012年6月29日優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日發(fā)明者厲夫兵,朱洵,魏世宇申請人:北京東方惠爾圖像技術(shù)有限公司