利用多重能量X線攝像和光學影像的立體影像生成方法以及系統與流程

本發明涉及一種利用多重能量x線攝像和光學影像的立體影像生成方法以及系統，更加具體而言，涉及一種利用兩個以上的多重能量x線透射數據來重建提升包括被測體皮膚在內的軟組織的對比度(constrast)的x線斷層影像，并算出所述被測體的立體表面模型，進而結合包含所述被測體的顏色信息等的光學影像信息，生成所述被測體的立體影像的利用多重能量x線攝像和光學影像的立體影像生成方法以及系統。

背景技術：

最近，為了計劃用于進行整容手術等各種手術的最佳手術方法，或者事先預測手術效果，或者追蹤(follow-up)手術結果，臨床上采用一種如圖1所示的裝置，該裝置同時獲取患者的x線斷層影像信息(圖1的(a))以及彩色圖像信息等光學影像信息(圖1的(b))，并將所述信息融合成一個虛擬的立體模型，從而生成并提供立體影像(圖1的(c))。隨之，正在研究生成并提供所述立體影像的各種技術，并試圖普及。

例如，韓國授權專利kr10-0702148號記載了一種裝置，其利用計算機斷層拍攝影像和相機影像生成立體表面影像，從而能夠同時獲取斷層影像和立體表面影像。

然而，在計算機斷層攝像(ct)中通常使用的x線能級(80～140kvp)下，不同于骨頭等硬組織，皮膚、脂肪等軟組織(softtissue)中的x線衰減率相當低，使得軟組織的對比度(constrast)明顯差于硬組織，從而帶來難以檢測在構成立體表面影像時所需的被測體皮膚等軟組織的精確邊界面的問題。另外還包括，當利用從多角度拍攝的相機光學影像等來生成被測體的立體表面模型時，僅通過處理光學影像的方法仍然不易算出精確度高的立體表面模型等各種技術問題(多角度的光學影像中對應點關系的模糊性等)。

作為生成立體表面影像的另一種現有方法，美國公開專利us12/0300900號公開了一種利用額外的激光掃描(laserscanning)裝置獲取立體表面模型，并將此與使用相機獲取的光學影像中所包含的彩色顏色信息進行結合，從而生成立體表面影像的方法。

然而，在這種情況下，為了生成立體表面模型，需要添加在以往的x線裝置中不需要使用的額外的激光掃描裝置，進而利用所述激光掃描裝置將各種激光圖案(例如，線型圖案)照射到被射體上，并通過相機對此進行拍攝，以收集所述激光圖案的位置信息，然后利用激光和相機的三維幾何(geometry)關系計算所述被射體表面的三維坐標，從而生成所述被射體的立體表面模型，會出現為了構成如上所述的系統而提高生產成本的問題，并且增加用于進行激光掃描的檢查時間。進而，這種方法需要向被測體(例如，人臉)照射激光，因此還會帶來有可能使接受檢查的人等感到不適的問題。

技術實現要素：

所要解決的技術問題

本發明是為了解決如上所述的問題而提出的，其目的在于提供一種利用多重能量x線攝像和光學影像的立體影像生成方法以及系統，在利用x線斷層影像信息和光學影像信息生成被測體的立體影像的方法中，減小利用通常的計算機斷層拍攝影像或者相機拍攝影像等生成被測體的立體表面模型時有可能出現的誤差，由此能夠改善對應于被測體表面的生成精確度。

此外，本發明的目的在于提供一種利用多重能量x線攝像和光學影像的立體影像生成方法以及系統，其無需使用激光照射裝置等用于生成被測體立體表面模型的額外的設備裝置，也能夠生成對應于被測體表面的高精確度立體影像。

此外，本發明的目的在于提供一種利用多重能量x線攝像和光學影像的立體影像生成方法以及系統，其在防止被檢者有可能因激光照射等而感受到的不適感的同時，還能夠生成對應于被測體表面的高精確度立體影像。

解決技術問題的方法

用于解決所述技術問題的本發明的一方面涉及的立體影像生成方法的特征在于，包括如下步驟：由立體影像生成系統收集被測體的光學影像；檢測透過所述被測體的具有多個能級的x線，以生成所述被測體的第一透射影像群；利用所述第一透射影像群算出所述被測體的立體表面模型；利用所述立體表面模型和所述光學影像生成所述被測體的立體影像。

此時，算出所述立體表面模型的步驟可以包括如下步驟：利用所述第一透射影像群重建斷層影像，其中，與利用基于所述具有多個能級的x線中的某一x線的透射影像的情況相比，所述斷層影像中所述被測體的軟組織的對比度得以提升；以及基于提升了對比度的所述斷層影像算出所述被測體的立體表面模型。

其中，重建提升了對比度的所述斷層影像的步驟可以包括如下步驟：重建所述第一透射影像群中多個能級透射影像的斷層影像群；利用多個能級透射影像的所述斷層影像群，重建提升了所述被測體的軟組織的對比度的斷層影像。

此外，重建提升了對比度的所述斷層影像的步驟可以包括如下步驟：利用所述第一透射影像群算出提升了所述被測體的表面組織的對比度的第二透射影像；基于所述第二透射影像重建斷層影像。

此時，所述多個能級可以包括第一能級以及低于所述第一能級的第二能級，并且可以在算出所述第二透射影像的步驟中，算出低于所述第二能級的第三能級下的虛擬的第二透射影像。

此外，在算出所述第二透射影像的步驟中，可以生成基于光電吸收(photoelectricabsorptionbasis)的第一影像以及基于康普頓散射(comptonscatteringbasis)的第二影像，并對所述第一影像以及所述第二影像進行線性結合，從而算出第三能級下的虛擬的第二透射影像。

其中，所述第三能級可以低于能夠在所述立體影像生成系統中使用的最低能級。

此外，在生成所述第一透射影像群的步驟中，可以使用光子計數x線檢測器(photoncountingx-raydetector)或者能夠檢測多個能級的疊層結構的x線檢測器，從而同時檢測具有多個能級的x線。

此外，在生成所述第一透射影像群的步驟中，可以切換x線源的動作模式以放射不同能級的x線，或者在x線源上添加多重過濾器并切換過濾器以放射多個不同能級的x線，或者使用具有不同能級的多個x線源來照射x線。

此外，在算出所述立體表面模型的步驟中，可以對所述斷層影像采用表面檢測算法，以算出所述立體表面模型。

此時，可以將所述斷層影像中除了被測體區域之外的空間(air)的一點或一部分區域設為種子(seed)，并將軟組織表面設定為區域的界限，進行立體區域生長(3dregiongrowing)，以檢測所述空間與軟組織的邊界面，從而算出所述立體表面模型。

此外，在算出所述立體表面模型的步驟中，可以以基于所述第一透射影像的表面邊界面信息或者基于所述光學影像算出的表面輪廓信息為基礎，對所述被測體的立體表面模型進行修正。

其中，算出所述立體表面模型的步驟可以包括如下步驟：第一步驟，算出基于所述斷層影像的表面邊界面信息和基于所述光學影像算出的表面輪廓信息之間的誤差；第二步驟，反映所述誤差而更新所述斷層影像；重復所述第一步驟和第二步驟，直到更新的所述斷層影像滿足規定的收斂條件。

此外，在生成所述第一透射影像的步驟中，可以對基于所述光學影像算出的所述被測體的表面輪廓信息與所述被測體的前沖(preshot)x線影像信息進行比較，并調節x線曝光，以使x線檢測器在所述被測體表面中能夠將盡量多的軟組織信息包含在第一透射影像中的動作區域(dynamicrange)內工作。

此外，可以預先存儲根據所述被測體特性的所述被測體立體表面模型的算出所需的x線曝光設定值，并考慮利用所述被測體的光學影像所掌握的所述被測體的特性而采用所述x線曝光設定值。

此外，所述光學影像可以包括利用紅外線進行的關于所述被測體的表面下部結構的信息。

此外，所述光學影像可以包括使用可見光或紅外線的影像或者光譜影像(spectroscopicimage)中的一種以上。

此外，所述立體影像可以包含神經、血管或特定軟組織的解剖學信息或病變信息，或者包含造影增強病變信息。

本發明的另一方面涉及的立體影像生成系統，用于生成被測體的立體影像，其特征在于，包括：光學影像收集部，收集被測體的光學影像；第一透射影像生成部，檢測透過所述被測體的具有多個能級的x線，以生成所述被測體的第一透射影像群；立體表面模型算出部，利用所述第一透射影像群算出所述被測體的立體表面模型；以及立體影像生成部，利用所述立體表面模型和所述光學影像生成所述被測體的立體影像。

此時，所述立體表面模型算出部可以包括：斷層影像重建部，利用所述第一透射影像群重建斷層影像，其中，與利用基于所述具有多個能級的x線中的某一x線的透射影像的情況相比，所述斷層影像中所述被測體的軟組織對比度得以提升；以及立體表面模型生成部，基于提升了對比度的所述斷層影像生成所述被測體的立體表面模型。

其中，所述斷層影像重建部可以包括：第二透射影像算出部，利用所述第一透射影像群算出提升了所述被測體的軟組織的對比度的第二透射影像；斷層影像算出部，基于所述第二透射影像重建并算出所述被測體的斷層影像。

此外，所述斷層影像重建部可以包括：斷層影像群重建部，重建所述第一透射影像群中多個能級透射影像的斷層影像群；斷層影像生成部，利用多個能級透射影像的所述斷層影像群，生成提升了所述被測體的軟組織對比度的斷層影像。

有益效果

根據本發明，利用兩個以上的多重能量x線透射數據來重建提升了包括被測體皮膚在內的軟組織的對比度(constrast)的x線斷層影像，并算出所述被測體的立體表面模型，進而結合所述被測體的顏色信息等光學影像信息，生成所述被測體的立體影像，從而減小利用通常的計算機斷層拍攝影像或者相機拍攝影像等生成被測體的立體表面模型時有可能出現的誤差，由此能夠生成改善對應于被測體表面的生成精確度的立體影像。

此外，根據本發明，不使用額外的激光照射裝置等，而利用多重能量x線透射影像以及光學影像來生成被測體的立體表面模型，從而無需使用用于生成立體表面模型的額外的設備裝置也能夠生成對應于所述被測體表面的高精確度立體影像，進而能夠防止被檢者有可能因激光照射等而感受到的不適感。

附圖說明

為了幫助理解本發明而包含為詳細說明的一部分的附圖，提供本發明的實施例，并與詳細說明一同說明本發明的技術思想。

圖1是說明現有技術涉及的融合x線斷層影像與光學影像的立體影像的圖。

圖2是本發明的一實施例涉及的立體影像生成方法的順序圖。

圖3是用于說明現有技術涉及的x線透射影像中的軟組織對比度特性的圖。

圖4是本發明的一實施例涉及的具體化的立體影像生成方法的順序圖。

圖5是用于說明本發明的一實施例涉及的立體影像生成方法的說明圖。

圖6是通常的x線斷層攝像系統下的x線能量分布例示圖。

圖7是本發明的一實施例涉及的利用光學影像修正被測體立體表面模型的方法的順序圖。

圖8是本發明的另一實施例涉及的具體化的立體影像生成方法的順序圖。

圖9是本發明的一實施例涉及的反映被測體的特性而采用進行優化的x線拍攝設定參數的方法的順序圖。

圖10是本發明的一實施例涉及的利用光譜檢測器收集光學影像的方法的說明圖。

圖11是本發明的一實施例涉及的立體影像生成系統的構成圖。

圖12是本發明的一實施例涉及的生成立體影像的多重能量x線攝像裝置的構成圖。

具體的優選實施方式

本發明可以進行各種變形，也可以有各種實施例，下面基于附圖對特定實施例進行詳細說明。

提供以下實施例的目的在于幫助對本說明書中記載的方法、裝置以及/或者系統進行全面的理解。然而，這些僅是示例，本發明并不局限于此。

在對本發明的實施例進行說明時，如果認為對于與本發明有關的公知技術的具體說明有可能混淆本發明的要旨，則省略對其的詳細說明。并且，后述的術語是考慮其在本發明中的功能而定義的術語，根據使用者、應用者的意圖或慣例等會有所不同。因此，其定義應該根據本說明書的整個內容而下。在詳細說明中使用的術語只是用來記載本發明的實施例，絕不應是限制性的。除非有明確的其它用法，否則單數表示包括復數表示。在本說明書中，諸如“包括”或者“具有”等術語只是用來表示存在某些特性、數字、步驟、動作、要素、這些的一部分或組合，不應解釋為排除未記載的一個或多個其它特性、數字、步驟、動作、要素、這些一部分或組合的存在或者存在可能性。

此外，第一、第二等術語可以用來說明各種構成要素，但是所述構成要素并不被所述術語限定，所述術語只是用來區分一個構成要素與另一個構成要素。

在本發明中，著眼于當根據現有技術利用計算機斷層拍攝影像或者相機影像來生成立體表面模型時誤差有可能變大，而當利用激光照射時系統復雜度的提高會產生生產成本提高并且使使用者感到不適的問題，提供一種利用多重能量x線攝像和光學影像的立體影像生成方法以及系統，其利用兩個以上多重能量的x線透射數據重建提升包括被測體皮膚在內的軟組織的對比度(constrast)的x線斷層影像，并算出所述被測體的立體表面模型，進而結合所述被測體的顏色信息等光學影像信息，生成所述被測體的立體影像，從而無需使用被測體額外的設備裝置，也能夠生成對應于被測體表面的高精確度立體影像，進而能夠防止被檢者有可能因激光照射等而感受到的不適感。

下面，參照附圖詳細說明本發明涉及的利用多重能量x線攝像和光學影像的立體影像生成方法以及系統的例示性的實施方式。

首先，圖2例示了本發明的一實施例涉及的立體影像生成方法的順序圖。如圖2所示，本發明的一實施例涉及的立體影像生成方法可以包括：步驟s1100，立體影像生成系統收集被測體的光學影像；步驟s1200，收集透過所述被測體的具有多個能級的x線，以生成所述被測體的第一透射影像群；步驟s1300，利用所述第一透射影像群重建斷層影像，與利用基于所述具有多個能級的x線中的某一x線的透射影像的情況相比，所述斷層影像中所述被測體的軟組織對比度提升；步驟s1400，基于提升了對比度的所述斷層影像算出所述被測體的立體表面模型；以及步驟s1500，利用所述立體表面模型和所述光學影像生成所述被測體的立體影像。

下面，分步驟仔細討論本發明的一實施例涉及的立體表面影像生成方法。

首先，在步驟s1100中收集包含被測體的表面顏色信息等的光學影像。例如，可以在計算機斷層攝像(computertomography)裝置的旋轉體或臺架上安裝相機等影像信息獲取裝置，從而以被測體為中心旋轉，并從各種方向獲取包含被測體的表面顏色信息的光學影像信息。不過，步驟s1100中并非必須連續地收集被測體的各種方向上的光學影像，根據情況，也可以以重要度高的一部分方向為中心僅收集少數光學影像。

在步驟s1100中收集的光學影像結合在基于從以下多重能量x線拍攝影像算出的被測體的立體表面模型上，從而能夠生成包含表面顏色信息的立體影像。進而，在所述步驟s1100中收集的光學影像也可以用于修正基于從所述多重能量x線拍攝影像算出的被測體立體表面模型的誤差。對此，下面將進行更為詳細的說明。

然后，在步驟s1200中，檢測透過被測體的具有多個能級的x線，以生成所述被測體的第一透射影像群。此時，可以利用各種構成來檢測本步驟中具有多個能級的x線。例如，可以構成能夠識別并測定入射光子能級的光子計數x線檢測器(photoncountingx-raydetector)，或者使用能夠檢測多個能級的檢測器形成疊層結構的x線檢測器，以便同時檢測具有多個能級的x線。此外，也可以切換動作模式以使x線源放射不同能級(例如，80kvp以及120kvp)的x線，或者在x線源上添加多重過濾器，并切換過濾器以放射多個不同能級的x線。進而，也可以將系統構成為，包括具有不同能級的多個x線源。

除了如上的構成之外，只要是能夠檢測透過被測體的具有多個能級的x線的構成，就可以無特別限制地予以采用。

通過如上所述的構成，檢測透過被測體的具有多個能級的x線，從而能夠生成包括所述被測體的多個透射影像的第一透射影像群。

進而，所述第一透射影像群是通過檢測從各種方向照射到被測體的x線而生成，因此也可以包括多個透射影像。

接著，在步驟s1300中，利用所述第一透射影像群重建斷層影像，與利用基于所述具有多個能級的x線中的某一x線的透射影像的情況相比，所述斷層影像中所述被測體的軟組織對比度提升。

如圖3所示，計算機斷層攝像(ct)中通常使用的x線能級(80～140kvp)下，不同于骨頭等硬組織，在皮膚、脂肪等軟組織(softtissue)中的x線衰減率(attenuation)相當低，隨之出現軟組織的對比度(contrast)明顯降低，使得難以精確地檢測被測體皮膚等軟組織的邊界面的問題。進而，如果要利用計算機算法自動檢測邊界面，則影像中顯示的軟組織的邊界面越清晰越有利。

更加具體而言，作為本發明的一實施例，圖4例示了將所述步驟s1300更加具體化的立體影像生成方法的順序圖。

如圖4所示，重建所述提升了對比度的斷層影像的步驟s1300可以包括：步驟s1310，利用所述第一透射影像群，算出提升所述被測體皮膚等軟組織的對比度的第二透射影像；以及步驟s1320，基于所述第二透射影像重建斷層影像。

由此，在所述步驟s1310中，利用通過檢測具有多個能級的x線而生成的第一透射影像群，算出能夠提升所述被測體軟組織對比度的水準的低能級下的第二透射影像，從而能夠獲得提升所述被測體軟組織對比度的單色(monochrome)x線透射影像。

為此，也可以在算出所述第二透射影像的步驟s1310中生成第一影像以及第二影像，所述第一影像基于光電吸收(photoelectricabsorptionbasis)，所述第二影像基于在高于所述光電吸收的能級下明顯出現的康普頓散射(comptonscatteringbasis)，然后對所述第一影像以及第二影像進行線性結合，從而算出能夠提升所述被測體軟組織對比度的第三能級下的虛擬的透射影像。

此時，所述第三能級可以是在所述立體影像生成系統中難以實際得到的低虛擬能級(例如20kev～40kev)，或者也可以選擇低于能夠在所述立體影像生成系統中使用的最低能級的、能夠提升所述被測體軟組織對比度的能級。

另一方面，對于所述第三能級下的虛擬的透射影像，考慮被測體特性，為了使重建x線斷層影像時有可能發生的射束硬化(beamhardening)或者金屬偽影(metalartifact)等人工偽影(imageartifact)最小化，也可以線性結合所述第一影像以及第二影像并調整到任意的能級。此外，所述第三能級也可以使用高于能夠在立體影像生成系統中使用的最低能級的能級，從而使人工偽影的影響最小化。

此外，也可以采用能夠選擇性地分解皮膚表面或造影劑等特定組織或物質的物質分解(materialdecomposition)技術來代替生成虛擬的單色x線透射影像。

隨后，在步驟s1320中，基于所述第二透射影像重建斷層影像。關于基于x線透射影像重建斷層影像的方法，已經提出了各種現有技術并活用，例如，包括通常使用較多的fdk(feldkamp-davis-kress)重建技術的濾波反向投影(filteredbackprojection)技術等，只要是能夠基于x線透射影像重建斷層影像的方法，就可以無特別限制地予以采用到本步驟中。圖5(a)例示了利用x線透射影像生成的被測體頭部的截面影像。

因此，根據所述被測體的軟組織以及硬組織等物質特性，對應于x線能級的衰減率會有所不同，因此本發明通過生成能夠提升所述軟組織對比度的低能級(例如，40～60kvp)下的虛擬的x線透射影像等方式，利用所述第一透射影像群算出提升所述被測體軟組織對比度的第二透射影像，進而利用所述第二透射影像重建斷層影像之后生成所述被測體的立體表面模型，從而能夠大幅改善當利用現有的計算機斷層拍攝影像來生成被測體立體表面模型時有可能出現的誤差。

即，所述第一透射影像群的多個能級可以包括第一能級以及低于所述第一能級的第二能級，隨之可以在生成所述第二透射影像的步驟中，算出低于所述第二能級的第三能級下的虛擬的(即，未通過檢測第三能級x線而生成的)透射影像。

舉更加詳細的示例，如圖6所示，在通常的x線斷層攝像系統中使用80～140kvp(在此，kvp為最大管電壓，表示從x線源放射的x線光子能量的最大值)能級的x線，從而如圖3所示，有可能出現軟組織中的x線衰減率低而使對比度變差的問題，但是在本發明中，檢測在所述80～140kvp區域內具有多個能級的x線而生成第一透射影像群，然后用此重建提升所述被測體軟組織對比度的斷層影像，從而能夠大幅改善當生成被測體立體表面模型時有可能出現的誤差。

接著，在步驟s1400中，基于所述斷層影像算出所述被測體的立體表面模型。

此時，可以對所述斷層影像采用表面檢測算法來算出所述被測體的立體表面模型。舉更加詳細的示例，可以將所述斷層影像中除了被測體區域之外的空間(air)的一點或一部分區域設為種子(seed)，并將軟組織設定為區域的界限，進行立體區域生長(3dregiongrowing)，以檢測所述空間與軟組織的邊界面，從而有效地算出所述被測體的立體表面模型。

此外，作為表面檢測算法，除了如上所述的立體區域生長方法之外也可以采用各種分割技術。例如，作為提高邊界面分辨率的方法，也可以預測點擴散函數(pointspreadfunction)并采用反褶積(deconvolution)處理技術，也可以采用能夠強調并處理特定的幾何表面結構的hessian過濾器(hessianfilter)。

圖5(b)例示了基于被測體頭部的斷層影像(圖5(a))算出的所述被測體的立體表面模型。所述立體表面模型可以包含用于將所述被測體的表面構成為立體形狀的立體形狀數據。

進而，作為本發明的一實施例，也可以考慮基于所述第一透射影像群的表面邊界面信息或者基于所述光學影像算出的表面輪廓信息而修正所述被測體的立體表面模型，從而改善所述立體表面模型的精確度。

更加具體而言，圖7例示了本發明的一實施例涉及的利用光學影像修正被測體立體表面模型的方法的順序圖。如圖7所示，算出基于所述斷層影像的表面邊界面信息以及基于所述光學影像算出的表面輪廓信息的誤差之后，反映所述誤差而更新所述斷層影像，重復所述過程，直到更新的所述斷層影像滿足規定的收斂條件，從而能夠提高所述被測體的立體表面模型的精確度。進而，作為類似的方法，也可以利用基于所述第一透射影像的表面邊界面信息來提高所述被測體立體表面模型的精確度。

此外，作為本發明的另一實施例，圖8例示了將所述步驟s1300具體化的另一個立體影像生成方法的順序圖。

如圖8所示，重建提升了對比度的所述斷層影像的步驟s1300可以包括：步驟1330，重建所述第一透射影像群中多個能級透射影像的斷層影像群；以及步驟s1340，利用多個能級透射影像的所述斷層影像群，重建提升所述被測體的軟組織對比度的斷層影像。

由此，在所述步驟s1330中，利用所述第一透射影像群中多個能級的透射影像，重建包括各個能級多個斷層影像的斷層影像群，接著在步驟s1340中，利用多個能級的所述斷層影像群，重建提升所述被測體皮膚等軟組織的對比度的斷層影像，從而能夠算出提升對應于所述被測體表面的精確度的立體表面模型。

進而，在本發明中，利用所述被測體的多個能級下的x線透射影像群重建斷層影像之后，并不需要用此生成所述被測體的立體表面模型。即，本發明中也可以在生成所述被測體的多個能級的x線透射影像群之后，不經過重建所述被測體的斷層影像的步驟，而是利用包含在所述x線透射影像群的數據生成所述被測體的立體表面模型。在這種情況下，不經過重建所述被測體的整體斷層影像的過程，僅處理立體表面模型的生成所需的數據以生成立體表面模型，從而能夠僅使用更少的電算資源迅速地生成立體表面模型。

最后，在步驟s1500中利用所述立體表面模型和所述光學影像生成所述被測體的立體影像。例如，也可以在通過所述一連串步驟生成的被測體立體表面模型上匹配包含在所述光學影像中的彩色顏色信息，以生成立體影像。圖5(c)例示了利用所述立體表面模型和所述光學影像生成的被測體頭部的立體影像。

進而，本發明并非必須限定于在立體表面模型上結合光學影像的立體影像的生成，也可以將所述立體影像和所述被測體的斷層影像一同分開提供給使用者，進而，也可以生成將所述立體影像和斷層影像進行結合的一個影像并提供給使用者。

此外，本發明也可以在立體表面模型上一同結合光學影像的顏色信息而進行顯示，也可以在立體表面模型上與光學影像的顏色信息一同顯示解剖學斷層影像信息。此外也可以包括多重能量x線重建過程中分解的物質分解影像(material-selectiveimage)。其中，物質分解影像可以是指利用造影增強等來強調的神經或血管結構。

具體實施方式

更進一步，作為本發明的一實施例，也可以包括用于進一步提高立體表面模型精確度的各種構成。

更加具體而言，圖9例示了反映被測體的特性而采用進行優化的x線曝光設定等x線拍攝設定參數的方法的順序圖。如圖9所示，基于利用相機等光學設備收集的光學影像算出被測體的大小、形狀、位置、中心等被測體特性，考慮所算出的被測體特性而選擇并采用優化成能夠提升所述被測體的軟組織對比度的x線拍攝設定參數，然后進行x線拍攝以生成立體表面模型，從而能夠算出精確度更高的立體表面模型。例如，x線曝光設定值可以包括x線管的管電壓(kvp)、管電流(ma)、曝光時間等。進而，優化的所述x線拍攝設定參數可以被預先算出并以表格等形式存儲，或者以函數等形式實現并使用。

例如，當使用電荷累積型檢測器(chargeintegrationdetector)時，可以采用基于被測體特性的管電壓(kvp)等和濾波器設定參數，當使用光子計數檢測器(photoncountingdetector)時，也可以同時采用基于被測體特性的管電壓(kvp)等和濾波器以及能量識別基準值(threshold)設定參數，從而能夠進一步改善立體表面模型的精確度。

此外，在所述生成第一透射影像群的步驟中，也可以對基于所述光學影像算出的所述被測體的表面輪廓信息與所述被測體的前沖(preshot)x線影像信息進行比較，并調節x線曝光，以使x線檢測器在所述被測體表面中能夠將盡量多的軟組織信息包含在第一透射影像群中的動作區域(dynamicrange)內工作，從而使所述第一透射影像群中有關被測體皮膚等軟組織的信息的損失最小化。

此外，為了收集光學影像，本發明中可以使用各種光學設備。例如，可以使用能夠收集可見光的ccd、cmos傳感器，也可以使用能夠獲取被測體皮下組織信息的紅外線區域的光學影像(例如近紅外線)傳感器，也可以使用通過一個傳感器收集多種波長信息的光譜檢測器(spectroscopydetector)或其元件陣列(array)，也可以使用紅外線傳感器來收集有關皮膚下面的血管分布等的影像信息。

圖10說明了本發明的一實施例涉及的利用光譜檢測器收集光學影像的方法。如圖10所示，當利用光譜檢測器收集光學影像時，能夠收集多種波長的光譜信息，從而能夠算出各種用途的數據，如能夠對被測體表面的光反應特性進行特性化(characterization)的數據。

進而，本發明的一實施例中，作為所述光學影像，使用通過使用可見光、紅外線來獲取的影像，或者使用光譜影像(spectroscopicimage)，從而能夠根據立體影像的用途提供更為多樣的信息。

更進一步，通過利用具有多個能級的多重能量x線來改善特定軟組織的對比度，所述立體影像可以提供關于神經、血管、造影增強病變等的病變信息，或者提供特定組織的解剖學信息。

圖11例示了本發明的一實施例涉及的立體影像生成系統100的構成圖。如圖11所示，可以包括光學影像收集部110、第一透射影像生成部120、立體表面模型算出部130以及立體影像生成部140。

首先，在光學影像收集部110收集包含被測體的表面顏色信息的光學影像。

然后，在第一透射影像生成部120檢測透過所述被測體的具有多個能級的x線，以生成所述被測體的第一透射影像群。

另外，在立體表面模型算出部130利用所述第一透射影像群算出所述被測體的立體表面模型。此時，所述立體表面模型算出部130可以包括：斷層影像重建部132，利用所述第一透射影像群重建提升所述被測體的軟組織對比度的斷層影像；以及立體表面模型生成部134，基于提升了對比度的所述斷層影像生成所述被測體的立體表面模型。

進而，所述斷層影像重建部132也可以包括：第二透射影像算出部(未圖示)，利用所述第一透射影像群算出第二透射影像，與利用所述第一透射影像群中某一透射影像的情況相比，所述第二透射影像中所述被測體的軟組織對比度提升；以及斷層影像算出部(未圖示)，基于所述第二透射影像重建并算出所述被測體的斷層影像。

此外，所述斷層影像重建部132也可以包括：斷層影像群重建部(未圖示)，重建所述第一透射影像群中多個能級透射影像的斷層影像群；以及斷層影像生成部(未圖示)，利用多個能級透射影像的所述斷層影像群，生成提升所述被測體軟組織對比度的斷層影像。

最后，在立體影像生成部140利用所述立體表面模型和所述光學影像生成所述被測體的立體影像。

本發明的一實施例涉及的所述立體影像生成系統100，可以與之前仔細觀察的本發明的一實施例涉及的立體影像生成方法的情形相似地擴張或實現，因此在此省略更為詳細的說明。

圖12例示了本發明的一實施例涉及的生成立體影像的多重能量x線攝像裝置200的構成圖。

下面，參照圖11和圖12，對本發明的一實施例涉及的多重能量x線攝像裝置200的各個構成進行更為詳細的說明。

如圖12所示，本發明的一實施例涉及的生成立體影像的多重能量x線攝像裝置200可以包括：多x線源(x-raysource)210，根據多x線控制部215的控制放射具有多個能級的x線；準直器220，根據準直控制部225的控制調整準直；多x線檢測部240，檢測透過被測體213的具有多個能級的x線；多x線數據收集部245，收集所述所檢測的具有多個能級的x線的透射數據；圖像相機230，收集包含被測體213表面顏色信息的光學影像；圖像獲取及控制部235，處理所述所收集的光學影像；旋轉體250，搭載所述各個構成要素，根據旋轉控制部255的控制，以所述被測體為中心進行旋轉。

此外，可以進一步包括：多x線數據收集緩沖器260，臨時存儲所述多x線數據收集部245收集的具有多個能級的x線透射數據；數據處理裝置270，處理從所述多x線數據收集緩沖器260和所述圖像獲取及控制部235傳輸的具有多個能級的x線的透射數據信息以及光學影像信息，從而重建為所述被測體的立體影像；顯示裝置280，顯示所述被測體的立體影像；控制界面283，在所述數據處理裝置270控制所述旋轉體250以及搭載于旋轉體250上的構成要素(多x線源210、準直器220、圖像相機230等)時，發揮界面作用；操作裝置281，包括使用者的操作按鈕；以及多x線設定部217。

所述多x線控制部215、多x線源210、準直控制部225、準直器220、圖像相機230、圖像獲取及控制部235、多x線檢測部240、多x線數據收集部245搭載于所述旋轉體250上，根據旋轉控制部255的控制進行旋轉而動作。

即，搭載所述各構成要素的旋轉體250以被測體213為中心，以微小的角度間隔進行旋轉，從而在各個位置持續地同時獲取x線透射數據和包含被測體213表面顏色信息的光學影像信息。

所述多x線源210根據x線控制部215的控制生成規定的x線，并向被測體213放射。此時，根據構成所述被測體213的組織的特性，對應于透過所述組織的x線(x-ray)的能級的x線衰減率會有所不同，特別是不同于骨頭等硬組織，在皮膚等軟組織中的x線衰減率相當低，使得軟組織的對比度(contrast)明顯變差，從而難以精確地檢測被測體皮膚等軟組織的精確的邊界面。

因此，本發明的一實施例涉及的多x線源210以及多x線檢測部240反映這種特性而向被測體照射具有至少兩個以上能級的x線，對于透過被測體的x線，在包括兩個以上能級的區域檢測x線透射數據，從而生成所述被測體的第一透射影像。

更加具體而言，可以在所述多x線源210上切換動作模式以放射不同能級(例如，8kvp以及12kvp)的x線，或者在所述多x線源210上添加過濾器以放射多個不同能級的x線。進而，也可以將立體影像生成系統200構成為，包括具有不同能級的多個x線源210。

進而，對于所述多x線檢測部240，可以利用能夠識別并測定入射光子能級的光子計數檢測器(photoncountingdetector)來構成多x線檢測部240，或者構成能夠檢測多個能級的檢測器形成疊層結構的多x線檢測部240，從而檢測具有多個能級的x線。更進一步，也可以混合光子計數檢測器和電荷累積方式(chargeintegration)檢測器來構成檢測器。

此外，從所述多x線源210照射到被測體213的放射線可以包括多能量x線(multi-energyx-ray)或者多波長x線(polychromaticx-ray)。通過根據準直控制部225的控制調整準直的準直器220，所述x線透過所述被測體213并傳輸至所述多x線檢測部240。考慮所述被測體上的感興趣區域(regionofinterest,roi)的形狀等而適當地準直所述準直器220，以使所述x線透過。

在所述多x線檢測部240檢測的透過被測體的x線透射數據由所述多x線數據收集部245收集。

所述多x線數據收集部245將根據在所述多x線檢測部240檢測的x線劑量產生的一系列電壓信號轉換為規定的數字信號，并傳輸至多x線數據收集緩沖器260。此外，所述多x線數據收集緩沖器260按照順序將有關所述被測體的x線透射信息的數字信號傳輸至數據處理裝置270。

另一方面，搭載于所述旋轉體250上的圖像相機230拍攝并獲取包含被測體213表面顏色信息的光學信息，并傳輸至所述圖像獲取及控制部235。然后，所述圖像獲取及控制部235臨時存儲通過所述圖像相機230獲取的包含表面顏色信息的光學信息，再按照順序傳輸至所述數據處理裝置270。

為了精確地拍攝包含所述被測體213表面顏色信息的光學影像，根據所述圖像獲取及控制部235的控制來調節所述圖像相機230的焦點和角度。即，當被測體213的大小和位置變化時，根據所述圖像獲取及控制部235的控制，重新調節所述圖像相機230的焦點和角度，以便能夠精確地拍攝包含所述被測體213表面顏色信息的光學影像。

用在所述圖像相機230中的圖像傳感器可以是ccd(chargecoupleddevices：電荷耦合裝置)或者cmos(complementarymetaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor，互補金屬氧化物半導體場效應晶體管、互補型晶體管)型中的一種，此外也可以使用能夠精確地收集包含所述被測體表面顏色信息的光學影像的各種傳感器。

此外，所述圖像相機230可以設置在所述旋轉體250上的規定的位置，進而，優選設置在不接收從所述多x線源210照射的x線的位置。并且，為了精確地拍攝包含被測體213表面顏色信息的光學影像，優選將所述圖像相機230的鏡頭設置成與所述旋轉體250的旋轉中心一致。

在所述數據處理裝置270中利用接收的所述被測體213的x線透射數據和所述被測體213的光學影像信息，生成所述被測體的立體影像。

更加具體而言，作為本發明的一實施例，可以在所述數據處理裝置270中利用透過所述被測體213的具有多個能級的x線透射數據，重建提升所述被測體213的軟組織對比度(contrast)的斷層影像，接著對所述斷層影像采用表面檢測算法，算出所述被測體213的立體表面模型。進而，可以在所述數據處理裝置270中利用所述立體表面模型和包含所述被測體213表面顏色信息的光學影像，生成所述被測體213的立體影像。

由此，能夠在通過所述數據處理裝置270生成的立體影像上匹配實際的彩色顏色信息，進而能夠按照與實際相同的顏色再現難以在x線斷層影像中再現的人的眉毛、頭發或者彩妝、文章、圖畫等豐富的表面信息。

此外，所述數據處理裝置270不僅可以結合立體表面模型和光學影像來生成立體影像，進而還可以在生成所述立體影像的同時生成所述被測體的斷層影像，更進一步，還可以生成對所述立體影像和斷層影像進行結合的影像并提供給使用者。

以上說明只是例示性地說明了本發明的技術思想，本發明所屬技術領域的普通技術人員能夠在不脫離本發明的本質特性的范圍內進行各種修改以及變形。因此，本發明中記載的實施例不是用來限定本發明的技術思想而是用來說明，并不局限于這些實施例。本發明的保護范圍應當通過權利要求書來解釋，并且應當解釋為，與其等同范圍內的所有的技術思想都包含在本發明的權利要求范圍之內。