一种X射线口腔全景扫描装置及图像重建方法与流程

技术特征：
1.一种x射线口腔全景扫描装置，包括底板(1)，其特征在于：所述底板(1)的顶部设置有立杆(5)，所述立杆(5)的表面设置有固定移动环(6)，所述固定移动环(6)的一侧设置有支撑板(17)，所述支撑板(17)的一端设置有头颅固定装置，所述立杆(5)顶部的表面设置有顶部移动环(7)，所述顶部移动环(7)表面的一侧设置有支架(11)，所述支架(11)的一端设置有水平旋转装置，所述水平旋转装置的一端设置有固定安装架(15)，所述固定安装架(15)的一侧设置有x射线探测器(25)，所述固定安装架(15)的另一侧设置有连接柱(27)，所述连接柱(27)的底部设置有x射线发生器(26)。2.根据权利要求1所述的一种x射线口腔全景扫描装置，其特征在于：所述立杆(5)表面的两侧分别设置有限位凸块(4)，所述固定移动环(6)与顶部移动环(7)的内部分别开设有滑槽，且限位凸块(4)与滑槽滑动连接。3.根据权利要求2所述的一种x射线口腔全景扫描装置，其特征在于：所述支架(11)底部的一侧设置有支撑杆(10)，且支撑杆(10)的一端与顶部移动环(7)相连接，所述顶部移动环(7)、支撑杆(10)和支架(11)的外形呈三角形。4.根据权利要求3所述的一种x射线口腔全景扫描装置，其特征在于：所述固定安装架(15)的表面设置有圆形支撑板(14)，所述支架(11)的底部开设有弧形槽，且圆形支撑板(14)位于弧形槽的内部。5.根据权利要求4所述的一种x射线口腔全景扫描装置，现提供一种x射线口腔全景扫描装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：扫描过程中，x射线发生器(26)持续发出x射线，x射线探测器(25)持续接收x射线，此过程成为曝光，曝光过程中，电机(12)通过转动轴(13)带动固定安装架(15)进行持续旋转，而固定安装架(15)的旋转中心沿水平方向运动，顶部移动环(7)沿立杆(5)上下运动；上述部件同步运动，使得运动轨迹符合以下特征：与一般的全景扫描仪一样，x射线发生器(26)与x射线探测器(25)之间的连线在水平方向扫过牙弓及牙槽骨所构成的半椭圆或抛物线的曲线，且与该曲线形成接近垂直的角度；顶部移动环(7)在扫描过程中上下运动，在开始和结尾的阶段处于较高位置，使得x射线发生器(26)与x射线探测器(25)的上沿连线高于颞颌关节；中间阶段处于较低位置，使得x射线发生器(26)与x射线探测器(25)的下沿连线低于下颌骨。6.根据权利要求5所述的一种x射线口腔全景扫描装置，现提供一种x射线口腔全景图像合成方法，其特征在于，包括以下步骤：设定好需要重建的虚拟曲面，该虚拟曲面大致模拟出患者牙弓的形状；对于虚拟曲面上的每一个像素点c，通过几何关系计算出所有拍摄到该点的投影帧的集合s，为方便描述，示意图中展示了集合s中的其中两帧，以下描述中的字母下标1和2分别对应图例中的两个投影帧；对于集合s中的每一个投影帧，设x射线源的位置为e，计算出e和c所连成的直线与该帧探测器所在平面的交点在探测器上的位置，也就是c点在探测器上的投影p；把集合中的所有投影点p的值按一定的规则加权平均则得到像素点c的值；关于如何设定需要重建的虚拟曲面，可根据大量样本统计结果及患者基本信息确定，也可以设定多个虚拟曲面，甚至可以设定一个有一定厚度的三维容积，重建后再根据需要选取出一定层厚的曲面；
关于如何找出集合s，以及如何计算出c点在探测器上投影的位置，典型的方法是通过各个部件在每一帧的几何位姿，计算出三维转换及三维投影矩阵，然后用c点的坐标通过三维转换矩阵计算出其在探测器上的投影坐标；关于把所有c点投影值加权求和如何确定每一帧的权重，可以通过x射线与平板之间的角度、x射线与牙弓曲面的角度、机架移动速度等信息计算出权重；图像重建方法与一般的全景图像重建方法的区别在于：最后呈现的图像的有效范围并非长方形或近似长方形，而是两边高、中间低的弯曲带状，图像每一列的高度与x射线源和探测器组成的子系统在扫描到该列时的高度正相关，使得虽然图像有效边缘不是长方形，但有效范围内并不会因为射线源与探测器的上下移动而发生形变，图像的左右两侧较高，包含颞颌关节及下颌骨两侧的下端，但不保证能覆盖锁骨等非重要信息，图像的中间包含下颌骨中间部分的下沿及上颌窦等，但不保证包含下眼眶等非重要部位。

技术总结
本发明属于医学影像领域，尤其为一种X射线口腔全景扫描装置，包括头颅固定装置、X射线发生器和X射线探测器等部件。其中X射线发生器和X射线探测器所组成的系统可独立于头颅固定装置在水平方向旋转以及在竖直方向移动。X射线发生器及X射线探测器所组成的系统在曝光的开始和结尾的阶段处于较高位置，使得X射线焦点与X射线探测器的上沿连线高于颞颌关节；中间阶段处于较低位置，使得X射线焦点与X射线探测器的下沿连线低于下颌骨，这样可以用竖直方向尺寸更小的探测器覆盖更多的有效部位，节省探测器成本，减少对非重要部位的辐射，降低患者接收到的剂量，降低摆位难度，较容易同时覆颞颌关节及全部下颌骨。颞颌关节及全部下颌骨。颞颌关节及全部下颌骨。


技术研发人员：黄俊杰 李训青
受保护的技术使用者：深圳市菲森科技有限公司
技术研发日：2021.08.24
技术公布日：2021/10/19