CZ2010225A3

CZ2010225A3 - Method of enhancing accuracy of 3D X-ray image reconstruction e

Info

Publication number: CZ2010225A3
Application number: CZ20100225A
Authority: CZ
Inventors: Hanzelka@Tomáš
Original assignee: Hanzelka@Tomáš
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2011-07-20
Also published as: CZ302578B6

Abstract

Zpusob je realizován pomocí zarízení obsahujícího rídící jednotku s implementovaným rídícím a výpocetním programem a rameno, na jehož jednom konci je umísten RTG zdroj zárení a na druhém konci snímac obrazu. Rameno se plynule otácí o zvolený úhel, v každé poloze se sejme snímek sledovaného objektu a vytvorí se výsledný 3D obraz. Na snímaný objekt se pripevní alespon dve znacky z RTG kontrastního materiálu a provede se snímání objektu pri postupném otácení ramene a 3D rekonstrukce, pri které se zobrazí pohybem více ci méne rozmazané znacky. Do získané 3D rekonstrukce se do míst s pohybem rozmazanými znackami umístí virtuální 3D modely znacek stejných rozmeru a tvaru jako mají skutecne použité znacky, címž vznikne zrekonstruovaný 3D obraz, na kterém jsou videt skutecné rozmazané znacky a do nich vložené ostré virtuální znacky, které se v další fázi zpracování virtuální naskenují pri dodržení stejných podmínek jako pri prvním skenování se skutecnými znackami. Získá se série nových snímku, na kterých jsou zobrazeny pouze virtuální znacky. Puvodnímu snímku se priradí odpovídající nove vzniklý virtuální snímek, snímky se prekryjí a ve vzniklé dvojici snímku se skutecný snímek upraví tak, aby se skutecné znacky presne kryly s virtuálními znackami zobrazenými. Vzniklá série snímku se podrobí klasické 3D rekonstrukci, címž se získá ostrejší výsledný 3D obraz snímaného objektu.The method is implemented by means of a device comprising a control unit with implemented control and computing program and an arm at one end of which is placed an X-ray source of radiation and at the other end an image sensor. The arm swivels smoothly at the selected angle, taking a snapshot of the object being tracked in each position to produce the resulting 3D image. At least two X-ray contrast markers are attached to the subject and the subject is scanned while the shoulder and 3D reconstruction are rotated, showing more or less blurry motion. In the 3D reconstruction, virtual 3D models of the same size and shape as the actual brands used are placed in places with motion-blurred marks to create a refurbished 3D image that shows the actual blurry marks and the sharp virtual marks embedded in them. the next stage of virtual scanning is scanned under the same conditions as the first scan with real marks. A series of new images are obtained, showing only virtual tags. The corresponding new newly created virtual image is assigned to the original image, the images are overlapped, and the actual image is edited in the resulting image pair so that the actual marks coincide with the virtual images displayed. The resulting series of images undergoes a classic 3D reconstruction, resulting in a sharper resulting 3D image of the subject.

Description

Předkládaný vynález se týká zvýšení přesnosti zobrazení 3D obrazu vzniklého počítačovým zpracováním řady RTG obrazů - CBCTThe present invention relates to increasing the accuracy of the display of a 3D image generated by computer processing of a series of X-ray images - CBCT

Dosavadní stav technikyState of the art

Při rentgenovém snímání objektu, například hlavy pacienta, se používá 3D rekonstrukce objektu, která se realizuje počítačovým zpracováním sady 2D RTG snímků. Nejčastěji se 2D snímky získají tak, že RTG zdroj záření i snímač obrazu jsou umístěny na rameni, které rotuje okolo snímaného předmětu. Na jedné straně ramena je tedy zdroj záření, na druhé pak snímač obrazu. Otáčejí se kolem jedné osy, která prochází mezi RTG zdrojem záření a snímačem obrazu, ideálně prochází např. hlavou pacienta, snímá-li se hlava. Vzájemný vztah zářič - osa- snímač je konstantní. Rameno se otočí vždy o určitý zvolený počet stupňů a udělá snímek. Každé poloze ramene odpovídá jeden pohled na pacienta a jeden snímek. Výsledný obraz se pak počítá podle vzdálenosti mezi zdrojem záření a snímačem, osy rotace, počtu snímků a velikosti úhlu otočení ramene mezi jednotlivými snímky, a to pomocí algoritmu uloženého v řídící jednotce a určeného pro danou soustavu RTG zdroje záření a snímače obrazu. U osy rotace a jeho poloměru, stejně tak u vzdálenosti mezi RTG zdrojem záření a jeho snímačem obrazu se předpokládá, že je neměnná a známá.X-ray imaging of an object, such as a patient's head, uses 3D reconstruction of the object, which is performed by computer processing of a set of 2D X-rays. Most often, 2D images are obtained by placing the X-ray source and the image sensor on an arm that rotates around the object being scanned. Thus, there is a radiation source on one side of the arm and an image sensor on the other. They rotate around one axis, which passes between the X-ray source and the image sensor, ideally passing, for example, the patient's head when scanning the head. The emitter-sensor relationship is constant. The arm always rotates a certain number of degrees and takes a picture. Each position of the arm corresponds to one view of the patient and one image. The resulting image is then calculated according to the distance between the radiation source and the sensor, the axis of rotation, the number of images and the magnitude of the arm rotation angle between individual images, using an algorithm stored in the control unit and designed for the X-ray system. The axis of rotation and its radius, as well as the distance between the X-ray source and its image sensor, are assumed to be constant and known.

Problémem je, že samotná rotace ramene a také vlastnosti snímaného objektu, tedy pacient, někdy vyvolávají drobné nechtěné pohyby, které vedou k chybám a snížení citlivosti a přesnosti výsledného konstruovaného obrazu. Jak snímaný objekt - pacient, tak části přístroje se během skenování pohybují. PohybThe problem is that the rotation of the arm itself, as well as the properties of the object being scanned, ie the patient, sometimes cause small unwanted movements, which lead to errors and a reduction in the sensitivity and accuracy of the resulting constructed image. Both the scanned object - the patient and parts of the device move during the scan. Movement

-2 ' přístroje je nevyhnutelný a nutný, problémem je chvění, tuhost konstrukce, plynulost pohybu a tedy především stálost vztahu RTG zdroj záření - osa rotace - snímač obrazu. Pohybu snímaného pacienta se také nelze vyhnout, i kdyby měl být způsoben jen dýchacími pohyby či přenesenou tepovou vlnou v cévách z tlukotu srdce. Pohyb pacienta ani části přístroje sice nemá velký vliv na ostrost jednotlivých snímků, neboť exponování jednoho snímku trvá zlomky sekund, po tuto dobu je poloha člověka téměř neměnná, ale informace na nich zachycená je díky pohybu pacienta nebo částí samotného přístroje během celého snímáni, které trvá kolem 20 sekund, posunutá do nové pozice. To pak ovlivňuje, rozostřuje a znehodnocuje následnou 3D rekonstrukci. Navíc vyššího rozlišení přístroj dosahuje tak, že během skenování udělá více snímků, například 300 namísto 200. To ale prodlužuje dobu skenování a tím pádem zvyšuje prostor pro pohyb pacienta.-2 'of the device is inevitable and necessary, the problem is vibration, rigidity of the structure, smoothness of movement and thus above all the stability of the relationship X-ray radiation source - axis of rotation - image sensor. The movement of the patient being scanned is also unavoidable, even if it is caused only by respiratory movements or a transmitted heart wave in the vessels from the heartbeat. Although the movement of the patient or part of the device does not have much effect on the sharpness of individual images, because it takes fractions of seconds to take one image, during this time the human position is almost unchanged, but the information captured on them is about 20 seconds, moved to a new position. This then affects, blurs and degrades the subsequent 3D reconstruction. In addition, the device achieves a higher resolution by taking more pictures during scanning, such as 300 instead of 200. However, this prolongs the scanning time and thus increases the patient's movement space.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Výše uvedené nevýhody odstraňuje způsob zvýšení přesnosti rekonstrukce 3D rentgenového obrazu podle předkládaného řešení realizovaný pomocí zařízení obsahujícího řídící jednotku s implementovaným řídícím a výpočetním programem a rameno. Na jednom konci ramene je umístěn RTG zdroj záření a na druhém konci snímač obrazu. Jejich vzdálenost a poloha na rameni jsou konstantní. Rameno se otáčí kolem osy procházející mezi zdrojem záření a snímačem obrazu a to postupně o zvolený úhel. V každé této poloze se sejme snímek sledovaného objektu a výsledný 3D obraz se určí pomocí algoritmu obsaženého v řídícím a výpočetním programu pro danou soustavu zdroje záření a snímače obrazu ze známé konstantní vzdálenosti mezi RTG zdrojem zářeni, snímačem obrazu, osou otáčení, počtem snímků a velikostí pootočení ramene mezi jednotlivými snímky. Podstatou nového řešeni je, že na snímaný objekt se připevní alespoň dvě značky z materiálu, jehož absorbce rentgenového zářeni je odlišná od absorbce okolních tkání. Tyto značky mají konstantní vztah k pacientovi - pohybují se spolu s ním. Pacient takto označený značkami se podrobí běžnému způsobu snímání objektu při postupném otáčení . 3 · ramene o předem zvolený úhel. Toto otáčení je řízeno automaticky a je tedy plynulé. Následně se z nasnímaných snímků provede 3D rekonstrukce, při které se zobrazí pohybem více či méně rozmazané značky jako útvar složený ze všech pozic, které značka během skenování zaujala. Do takto získané 3D rekonstrukce se pomocí počítačového programu do míst s pohybem rozmazanými značkami, a to tam, kde se skutečná značka vyskytovala nejčastěji, což je místo, které se na 3D rekonstrukci jeví jako nejsvětlejši, umístí virtuální 3D modely značek. Jejich rozměry a tvar jsou shodné s rozměry a tvarem skutečně použitých značek. Takto vznikne zrekonstruovaný 3D obraz, na kterém jsou vidět jednak skutečné rozmazané značky a jednak do nich vložené ostré virtuální značky. V další fázi zpracování se z tohoto zrekonstruovaného 3D obrazu použijí pouze virtuální značky, jejichž poloha v prostoru je nyní přesně známá, a provede se virtuálně jejich skenování při stejné poloze RTG zdroje záření, snímače obrazu, při stejném počtu snímků, úhlech pootočení ramene a s dodržením stejného pořadí snímků jako při prvním skenování se skutečnými značkami. Takto se získá série nových snímků, na kterých jsou zobrazeny pouze virtuální značky. Každý snímek z této virtuální série odpovídá svou polohou vůči snímači zářeni a RTG zdroji záření v pořadí stejnému snímku z původního skenování se skutečnými značkami. Nyní se každému z původní série snímků přiřadí jemu odpovídající nově vzniklý virtuální snímek, snímky se překryjí a v takto vzniklé dvojici snímků se skutečný snímek, na kterém jsou zobrazeny skutečné značky i pacient, upraví při neměnné poloze virtuálního snímku zvětšením či zmenšením a/nebo posunutím a/nebo otočením a/nebo naklopením tak, aby se skutečné značky na nich zobrazené přesně kryly s virtuálními značkami zobrazenými na virtuálně získané sérii snímků. Vznikne tak další série snímků se změněnou polohou skutečných značek a ostatních dat na původním snímku, která se podrobí klasické 3D rekonstrukci, čímž se získá ostřejší výsledný 3D obraz snímaného objektu.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the method of increasing the accuracy of the reconstruction of the 3D X-ray image according to the present solution realized by means of a device comprising a control unit with an implemented control and computer program and an arm. An X-ray source is located at one end of the arm and an image sensor at the other end. Their distance and position on the shoulder are constant. The arm rotates about an axis passing between the radiation source and the image sensor, gradually by a selected angle. At each of these positions, an image of the monitored object is taken and the resulting 3D image is determined using an algorithm contained in the control and calculation program for the radiation system and image sensor from a known constant distance between X-ray source, image sensor, axis of rotation, number of images and size. arm rotation between shots. The essence of the new solution is that at least two marks made of a material whose absorption of X-rays is different from the absorption of the surrounding tissues are attached to the scanned object. These marks have a constant relationship with the patient - they move with him. The patient thus marked with the marks undergoes the usual way of scanning the object in a gradual rotation. 3 · arms by a preselected angle. This rotation is controlled automatically and is therefore smooth. Subsequently, a 3D reconstruction is performed on the scanned images, during which the more or less blurred mark is displayed as a unit composed of all the positions that the mark occupied during scanning. In the 3D reconstruction obtained in this way, virtual 3D models of the marks are placed in places with blurred marks, where the real mark occurred most often, which is the place that appears to be the brightest in the 3D reconstruction. Their dimensions and shape are the same as the dimensions and shape of the brands actually used. This creates a reconstructed 3D image, which shows both real blurred marks and sharp virtual marks inserted into them. In the next stage of processing, only virtual markers whose position in space is now precisely known will be used from this reconstructed 3D image, and they will be scanned virtually at the same position of the X-ray source, image sensor, the same number of images, arm rotation angles and compliance the same order of images as the first scan with real marks. This will create a series of new images in which only the virtual tags are displayed. Each image in this virtual series corresponds in position to the radiation sensor and X-ray source in the same order from the original scan with the actual markers. Now, each of the original series of images is assigned a corresponding newly created virtual image, the images are overlapped, and in the resulting image pair, the actual image showing the actual marks and the patient is adjusted by enlarging or reducing and / or shifting the virtual image at the same position. and / or rotating and / or tilting so that the actual marks displayed on them exactly coincide with the virtual marks displayed on the virtually acquired series of images. This creates another series of images with the changed position of the actual marks and other data in the original image, which is subjected to a classic 3D reconstruction, thus obtaining a sharper resulting 3D image of the object.

Jednou z možností je, že značky jsou z rentgenokontrastního plastu. Výhodné je, jsou-li tyto značky ve tvaru koule, protože vypadají ze všech stran stejně. S •4 ' klesající velikostí použitých značek klesá význam tvaru. Blíži-li se velikost k rozlišovací schopnosti přístroje, začíná i např. krychle vypadat ze všech úhlů stejně. Spodní hranice velikosti předmětu je dána jeho zachytitelností na snímku. Horní hranice velikosti je neostrá a je dána spíše praktickým použitím.One possibility is that the brands are made of X-ray contrast plastic. It is advantageous if these marks are spherical in shape, because they look the same on all sides. As the size of the marks used decreases, the importance of the shape decreases. As the size approaches the resolution of the device, the cube, for example, begins to look the same from all angles. The lower limit of the size of the object is given by its capture in the image. The upper limit of size is blurred and is given more practical use.

Výhodou tohoto postupu je, že se získá ostřejší výsledný obraz snímaného objektu a tedy se anuluje rozmazání snímaných informací způsobené pohybem objektu a/nebo součástí zařízení, na kterém se snímání realizuje.The advantage of this procedure is that a sharper final image of the scanned object is obtained and thus the blurring of the scanned information caused by the movement of the object and / or the part of the device on which the scanning is performed is canceled.

Přehled obrázků na výkresechOverview of figures in the drawings

Způsob zvýšení přesnosti rekonstrukce 3D rentgenového obrazu bude dále vysvětlen pomocí výkresů. Na obr.lA je uveden první snímek vzniklý při skenování pacienta a na obr.lB je uveden x-tý snímek při skenování pacienta. Na obr.2A je virtuální zobrazení virtuálních značek u prvního snímku a na obr.2B u x-tého snímku. Obr.^A znázorňuje spárování původního prvního snímku s prvním virtuálním snímkem a na obr.3B je totéž u x-tého snímku, Obr.4A znázorňuje fázi korekce původního prvního snímku podle virtuálního prvního snímku a obr.'4B snímku původního x-tého snímku podle virtuálního x-tého snímku.The method of increasing the accuracy of the reconstruction of the 3D X-ray image will be further explained with the aid of the drawings. Fig. 1A shows the first image taken when scanning a patient, and Fig. 1B shows the x-th image taken while scanning a patient. Fig. 2A is a virtual representation of the virtual marks in the first frame, and Fig. 2B is in the x-th frame. Fig. 4A shows the pairing of the original first frame with the first virtual frame, and Fig. 3B is the same for the x-th frame, Fig. 4A shows the correction phase of the original first frame according to the virtual first frame, and Fig. 4B shows the frame of the original x-th frame. according to the virtual x-th frame.

Příklady provedeni vynálezuExamples of embodiments of the invention

Způsob zvýšení přesnosti rekonstrukce 3D rentgenového obrazu se realizuje následujícím postupem.The method of increasing the accuracy of the reconstruction of the 3D X-ray image is realized by the following procedure.

Na snímaný objekt se připevní alespoň dvě značky z RTG kontrastního nebo jiného materiálu. Použití více značek dává více informací a tedy přesnější výsledek. Nezáleží na druhu materiálu, z kterého jsou značky vyrobeny, avšak absorbce rentgenového záření materiálem musí být odlišná od absorbce okolních tkání. LzeAt least two X-ray contrast or other marks shall be affixed to the subject. Using more tags gives more information and therefore a more accurate result. It does not matter the type of material from which the marks are made, but the absorption of X-rays by the material must be different from the absorption of the surrounding tissues. Yes

- 5 ' například použít značky ve tvaru kuliček, které jsou z rentgenkontrastního plastu, který je možno detekovat. Značky se ideálně umisťují co nejdále od sebe.5 ', for example, use bead-shaped marks which are made of X-ray contrast plastic which can be detected. Brands are ideally placed as far apart as possible.

S takto označeným objektem, tedy pacientem, se provede snímání a následná 3D rekonstrukce běžně používaným způsobem. Skenování pohybujícího se pacienta je uvedeno na obr.1A pro první snímek a na obr.lB pro x-tý snímek. Tmavé kruhy i ⁵¹ jsou zobrazením značek připevněných na pacientovi. Kružnice s křížem je schematické zobrazení ostatních dat, tedy pacienta, na senzoru v následné 3D rekonstrukci se zobrazí pohybem více či méně rozmazané značky. Pomocí počítačového programu se nyní do 3D rekonstrukce do míst, kde se nepřesně vykreslily pohybem rozmazané značky, umístí virtuální 3D model značky, jehož rozměry a tvar jsou shodné s rozměry a tvarem reálné značky. Skutečné značky se totiž zobrazí v 3D rekonstrukci rozmazané pohybem na o něco větší velikost a nepravidelný tvar, který je součtem jejich pozic v každém snímku. Virtuální značka se v 3D rekonstrukci umístí do místa s největší hustotou, tedy tam, kde se reálná značka vyskytovala nejčastěji. Důležité je, aby vzdálenost umístěných virtuálních 3D modelů značek navzájem odpovídala skutečné vzdálenosti původně umístěných skutečných značek. Z celé 3D rekonstrukce s umístěnými virtuálními značkami se bude dále používat pouze poloha těchto 3D virtuálních značek, které budou použity ke korekci jednotlivých původních snímků a budou je vlastně sjednocovat tak, jako by se pacient během snímání vůbec nepohnul. Virtuálně se nechá proběhnout skenování těchto virtuálních 3D značek. Tuto situaci ukazuje opět pro první a x-tý snímek obr.2A a 2B. Bílé kruhy jsou tedy zobrazením virtuálních značek umístěných v 3D rekonstrukci pacienta označeného reálnými značkami do míst, kde se reálné značky vyskytovaly nejčastěji. Toto virtuální skenování má stejné parametry jako skenováni skutečné, to znamená, že je zachovaná poloha RTG zdroje zýření, snímače obrazua osy otáčení, počet snímků, velikost úhli, o který se rameno mezi jednotlivými snímky otočí, poloha prvního snímku vůči značkám. Virtuální skenováni se začíná od stejného snímku jako skutečné skenování, tedy pořadí snímků musí • 6 ' zůstat zachované. Výsledkem je získání série nových snímků, na kterých jsou zobrazeny pouze virtuální značky, nikoliv pacient. Každý snímek z této virtuální série odpovídá jednomu snímku z původního skenováni. Nyní se překryjí sobě odpovídající snímky získané ze skutečného a virtuálního skenování. To ukazují pro první a x-tý snímek obr.3A a 3B. Je zde naznačeno spárování původních snímků s virtuálními snímky. Původní snímek je kružnice s křížem a tmavými kruhy znázorňujícími reálné značky. Virtuální snímek je tvořen bílými kruhy, které znázorňují virtuálně naskenované virtuální značky umístěné v 3D rekonstrukci do míst, kde se reálná značka vyskytovala nejčastěji. Nyní se pomocí počítačového programu při neměnné poloze virtuálních snímků upraví jim příslušející původní snímky, na kterých jsou zobrazeny značky i pacient, tak, aby se značky na nich zobrazené přesně kryly s virtuálními značkami zobrazenými na nové virtuálně udělané sérii snímků. Tyto úpravy se realizují různými posuny, zvětšením, zmenšením, pootočením, naklopenim a podobné. Jako příklad je uvedeno na obr.4A posunutí v případě prvního snímku a na obr.|4B pootočení v případě x-tého snímku. Tím se změní nejen poloha značek na původním snímku, ale i ostatních dat, která se na něm nacházejí. Vznikne tak vlastně další série snímků. Z té se nakonec provede klasická 3D rekonstrukce. Získaný výsledný obraz je ostřejší, méně rozmazanýWith the object thus marked, ie the patient, scanning and subsequent 3D reconstruction are performed in a commonly used manner. Scanning of a moving patient is shown in Fig. 1A for the first image and in Fig. 1B for the x-th image. The dark circles ⁵¹ also represent the markings affixed to the patient. A circle with a cross is a schematic representation of other data, ie the patient, on the sensor in the subsequent 3D reconstruction it is displayed by moving a more or less blurred marker. Using a computer program, a virtual 3D model of the brand, the dimensions and shape of which are identical to the dimensions and shape of the real brand, is now placed in the 3D reconstruction in places where the blurred marks were inaccurately rendered. The actual marks appear in a 3D reconstruction blurred by moving to a slightly larger size and irregular shape, which is the sum of their positions in each image. In the 3D reconstruction, the virtual tag is placed in the place with the highest density, ie where the real tag occurred most often. It is important that the distance of the placed virtual 3D models of the marks corresponds to the actual distance of the originally placed real marks. Of the entire 3D reconstruction with placed virtual markers, only the position of these 3D virtual markers will be used, which will be used to correct individual original images and will actually unify them as if the patient did not move at all during the scan. These virtual 3D tags are scanned virtually. This situation is again shown for the first and x-th images of Figs. 2A and 2B. Thus, white circles are a representation of virtual markers placed in a 3D reconstruction of a patient marked with real markers to the places where real markers occurred most often. This virtual scan has the same parameters as the actual scan, that is, the position of the X-ray source, the image sensors and the axis of rotation, the number of frames, the size of the angle by which the arm rotates between frames, the position of the first frame relative to the marks is maintained. The virtual scan starts from the same image as the actual scan, so the sequence of images must be maintained. The result is a series of new images that show only virtual tags, not the patient. Each image in this virtual series corresponds to one image from the original scan. The corresponding images obtained from the real and virtual scans will now overlap. This is shown for the first and x-th images of Figures 3A and 3B. The pairing of the original images with the virtual images is indicated here. The original image is a circle with a cross and dark circles depicting real marks. The virtual image consists of white circles that show virtually scanned virtual tags placed in a 3D reconstruction to the places where the real tag occurred most often. The computer program now adjusts the corresponding original slides, which show the tags and the patient, so that the tags displayed on them exactly coincide with the virtual tags displayed on the new virtual series of slides. These adjustments are made by various shifts, enlargement, reduction, rotation, tilting and the like. As an example, Fig. 4A shows a shift in the case of the first frame and Fig. 14B a rotation in the case of the x-th frame. This changes not only the position of the marks on the original image, but also the other data that is on it. This will actually create another series of images. In the end, a classic 3D reconstruction will be performed. The resulting image is sharper, less blurred

Existuje ještě alternativa k srovnávání snímků, kdy se nemusí nutně dělat druhá série snímků a stačí poloha virtuálních značek. Místo aby se virtuálně udělala druhá série snímků skenováním virtuálních značek a podle té se srovnala první série snímků, je možné v počítači provést jiný druh srovnání první série snímků, a to tak, že se budou snímky zvětšovat, zmenšovat, posouvat, otáčet a naklápět tak, aby byly z pohledu virtuálního zářiče RTG v zákrytu s virtuálními značkami umístěnými v prostoru. Samotný proncip je tedy stejný, jen je dosažen jinými prostředky.There is also an alternative to comparing images, where the second series of images does not necessarily have to be taken and the position of the virtual markers is sufficient. Instead of virtually taking a second series of images by scanning virtual tags and comparing the first series of images accordingly, you can do another kind of comparison of the first series of images on your computer by enlarging, reducing, panning, rotating, and tilting the images. , from the point of view of the virtual X-ray emitter, to coincide with the virtual markers located in space. The proncip itself is therefore the same, only it is achieved by other means.

Je také možné v počítači, který upravuje původní sérii podle nové virtuální série, nastavit meze, které určí, že je určitý snímek pohybem natolik poškozen, že by bylo zbytečné ho zkoušet opravit a pak používat k 3D rekonstrukci, neboť by se • 7 * získala špatná informace. V tomto případě se takový snímek před rekonstrukcí vyřadí a rekonstrukce proběhne se zbývajícími snímky, které samozřejmě mají svoje původní místo, čili se neposunou dozadu diky tomu, že se nějaký snímek vyřadí. Např. dojde-li k vyřazení snímku 2,5 a 6 a místo nich zůstane prázdné místo, tedy místo 1.2.3.4.5.6.7.8.9 bude pořadí snímků 1. .3.4. . .7.8.9. Z těch se pak nechá proběhnout výše zmíněná 3D rekonstrukce s korekcí pohybu.It is also possible to set limits on a computer that adjusts the original series to a new virtual series, which determines that a certain image is so damaged by movement that it would be unnecessary to try to repair it and then use it for 3D reconstruction, as it would be obtained. wrong information. In this case, such an image is discarded before the reconstruction and the reconstruction takes place with the remaining images, which of course have their original place, ie they do not move backwards due to the fact that an image is discarded. E.g. if slides 2,5 and 6 are discarded and an empty space remains instead, ie instead of 1.2.3.4.5.6.7.8.9, the order of slides will be 1. .3.4. . .7.8.9. From these, the above-mentioned 3D reconstruction with motion correction is then performed.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Řešení má velký význam ve zvětšení rozlišovací schopnosti CBCT při stávajících technických možnostech a bez zvýšení radiační zátěže pacienta. Uplatnění najde nejvíce v medicínských oborech jako je maxilofaciální chirurgie, dentoalveolrní chirurgie, otorhinolaryngologic, neurochirurgie a další, kde umožní přesnější diagnostiku a efektivnější terapii.The solution is of great importance in increasing the resolution of CBCT with the current technical possibilities and without increasing the radiation burden of the patient. It finds application most in medical fields such as maxillofacial surgery, dentoalveolar surgery, otorhinolaryngologic, neurosurgery and others, where it enables more accurate diagnostics and more effective therapy.

- 8 '- 8 '

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS

Claims

PATENT CLAIMS

A method of increasing the accuracy of a 3D X-ray image reconstruction using a device comprising a control unit with an implemented control and computing program and an arm, at one end of which an X-ray source is located and at the other end an image sensor and whose distance and position on the arm are constant. rotates around the axis passing between the radiation source and the image sensor by a selected angle and in each position the image of the monitored object is taken and the resulting 3D image is determined using the algorithm contained in the control and calculation program for the radiation system and image sensor from known constant distances between the X-ray radiation source, the image sensor, the axis of rotation, the number of images and the amount of rotation between the individual images, characterized in that at least two marks made of a material whose X-ray absorption by the material is different from the absorption of surrounding tissues and is performed in a conventional manner to scan the object in a sequential rotation 3D reconstruction is performed in the usual way from with motion-blurred marks, where the real mark occurred the longest, which is the place that appears to be the brightest in the 3D reconstruction, places virtual 3D models of marks whose dimensions and shape are the same as the dimensions and shape of the marks actually used, thus a reconstructed 3D image is created, on which both real blurred marks and sharp virtual marks inserted into them can be seen, which in the next phase of processing are virtually scanned at the same initial position of X-ray radiation source, image sensor, at the same number of images, arm rotation angles as by keeping the same image order as the first scan with the actual marks, thus obtaining a series of new images on which they are only virtual tags are displayed

-9 'and where each image in this virtual series corresponds in its virtual position to the same image from the original scan with real marks and now the corresponding newly created virtual image is assigned to this original image, the images are overlapped and in the resulting image pair the actual image , where the actual markers and the patient adjust the position of the virtual image by enlarging or reducing and / or rotating and / or tilting and / or shifting so that the actual markers displayed on them exactly coincide with the virtual markers displayed on the virtually acquired series of images, thereby another series of images will be created with the changed position of the actual marks and other data in the original image, which will be subjected to a classic 3D reconstruction, thus obtaining a sharper resulting 3D image of the scanned object.

Method according to claim 1, characterized in that the marks are made of X-ray contrast plastic.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the marks are in the shape of balls.