利用多重能量X线摄像和光学影像的立体影像生成方法以及系统与流程

本发明涉及一种利用多重能量x线摄像和光学影像的立体影像生成方法以及系统，更加具体而言，涉及一种利用两个以上的多重能量x线透射数据来重建提升包括被测体皮肤在内的软组织的对比度(constrast)的x线断层影像，并算出所述被测体的立体表面模型，进而结合包含所述被测体的颜色信息等的光学影像信息，生成所述被测体的立体影像的利用多重能量x线摄像和光学影像的立体影像生成方法以及系统。

背景技术：

最近，为了计划用于进行整容手术等各种手术的最佳手术方法，或者事先预测手术效果，或者追踪(follow-up)手术结果，临床上采用一种如图1所示的装置，该装置同时获取患者的x线断层影像信息(图1的(a))以及彩色图像信息等光学影像信息(图1的(b))，并将所述信息融合成一个虚拟的立体模型，从而生成并提供立体影像(图1的(c))。随之，正在研究生成并提供所述立体影像的各种技术，并试图普及。

例如，韩国授权专利kr10-0702148号记载了一种装置，其利用计算机断层拍摄影像和相机影像生成立体表面影像，从而能够同时获取断层影像和立体表面影像。

然而，在计算机断层摄像(ct)中通常使用的x线能级(80～140kvp)下，不同于骨头等硬组织，皮肤、脂肪等软组织(softtissue)中的x线衰减率相当低，使得软组织的对比度(constrast)明显差于硬组织，从而带来难以检测在构成立体表面影像时所需的被测体皮肤等软组织的精确边界面的问题。另外还包括，当利用从多角度拍摄的相机光学影像等来生成被测体的立体表面模型时，仅通过处理光学影像的方法仍然不易算出精确度高的立体表面模型等各种技术问题(多角度的光学影像中对应点关系的模糊性等)。

作为生成立体表面影像的另一种现有方法，美国公开专利us12/0300900号公开了一种利用额外的激光扫描(laserscanning)装置获取立体表面模型，并将此与使用相机获取的光学影像中所包含的彩色颜色信息进行结合，从而生成立体表面影像的方法。

然而，在这种情况下，为了生成立体表面模型，需要添加在以往的x线装置中不需要使用的额外的激光扫描装置，进而利用所述激光扫描装置将各种激光图案(例如，线型图案)照射到被射体上，并通过相机对此进行拍摄，以收集所述激光图案的位置信息，然后利用激光和相机的三维几何(geometry)关系计算所述被射体表面的三维坐标，从而生成所述被射体的立体表面模型，会出现为了构成如上所述的系统而提高生产成本的问题，并且增加用于进行激光扫描的检查时间。进而，这种方法需要向被测体(例如，人脸)照射激光，因此还会带来有可能使接受检查的人等感到不适的问题。

技术实现要素：

所要解决的技术问题

本发明是为了解决如上所述的问题而提出的，其目的在于提供一种利用多重能量x线摄像和光学影像的立体影像生成方法以及系统，在利用x线断层影像信息和光学影像信息生成被测体的立体影像的方法中，减小利用通常的计算机断层拍摄影像或者相机拍摄影像等生成被测体的立体表面模型时有可能出现的误差，由此能够改善对应于被测体表面的生成精确度。

此外，本发明的目的在于提供一种利用多重能量x线摄像和光学影像的立体影像生成方法以及系统，其无需使用激光照射装置等用于生成被测体立体表面模型的额外的设备装置，也能够生成对应于被测体表面的高精确度立体影像。

此外，本发明的目的在于提供一种利用多重能量x线摄像和光学影像的立体影像生成方法以及系统，其在防止被检者有可能因激光照射等而感受到的不适感的同时，还能够生成对应于被测体表面的高精确度立体影像。

解决技术问题的方法

用于解决所述技术问题的本发明的一方面涉及的立体影像生成方法的特征在于，包括如下步骤：由立体影像生成系统收集被测体的光学影像；检测透过所述被测体的具有多个能级的x线，以生成所述被测体的第一透射影像群；利用所述第一透射影像群算出所述被测体的立体表面模型；利用所述立体表面模型和所述光学影像生成所述被测体的立体影像。

此时，算出所述立体表面模型的步骤可以包括如下步骤：利用所述第一透射影像群重建断层影像，其中，与利用基于所述具有多个能级的x线中的某一x线的透射影像的情况相比，所述断层影像中所述被测体的软组织的对比度得以提升；以及基于提升了对比度的所述断层影像算出所述被测体的立体表面模型。

其中，重建提升了对比度的所述断层影像的步骤可以包括如下步骤：重建所述第一透射影像群中多个能级透射影像的断层影像群；利用多个能级透射影像的所述断层影像群，重建提升了所述被测体的软组织的对比度的断层影像。

此外，重建提升了对比度的所述断层影像的步骤可以包括如下步骤：利用所述第一透射影像群算出提升了所述被测体的表面组织的对比度的第二透射影像；基于所述第二透射影像重建断层影像。

此时，所述多个能级可以包括第一能级以及低于所述第一能级的第二能级，并且可以在算出所述第二透射影像的步骤中，算出低于所述第二能级的第三能级下的虚拟的第二透射影像。

此外，在算出所述第二透射影像的步骤中，可以生成基于光电吸收(photoelectricabsorptionbasis)的第一影像以及基于康普顿散射(comptonscatteringbasis)的第二影像，并对所述第一影像以及所述第二影像进行线性结合，从而算出第三能级下的虚拟的第二透射影像。

其中，所述第三能级可以低于能够在所述立体影像生成系统中使用的最低能级。

此外，在生成所述第一透射影像群的步骤中，可以使用光子计数x线检测器(photoncountingx-raydetector)或者能够检测多个能级的叠层结构的x线检测器，从而同时检测具有多个能级的x线。

此外，在生成所述第一透射影像群的步骤中，可以切换x线源的动作模式以放射不同能级的x线，或者在x线源上添加多重过滤器并切换过滤器以放射多个不同能级的x线，或者使用具有不同能级的多个x线源来照射x线。

此外，在算出所述立体表面模型的步骤中，可以对所述断层影像采用表面检测算法，以算出所述立体表面模型。

此时，可以将所述断层影像中除了被测体区域之外的空间(air)的一点或一部分区域设为种子(seed)，并将软组织表面设定为区域的界限，进行立体区域生长(3dregiongrowing)，以检测所述空间与软组织的边界面，从而算出所述立体表面模型。

此外，在算出所述立体表面模型的步骤中，可以以基于所述第一透射影像的表面边界面信息或者基于所述光学影像算出的表面轮廓信息为基础，对所述被测体的立体表面模型进行修正。

其中，算出所述立体表面模型的步骤可以包括如下步骤：第一步骤，算出基于所述断层影像的表面边界面信息和基于所述光学影像算出的表面轮廓信息之间的误差；第二步骤，反映所述误差而更新所述断层影像；重复所述第一步骤和第二步骤，直到更新的所述断层影像满足规定的收敛条件。

此外，在生成所述第一透射影像的步骤中，可以对基于所述光学影像算出的所述被测体的表面轮廓信息与所述被测体的前冲(preshot)x线影像信息进行比较，并调节x线曝光，以使x线检测器在所述被测体表面中能够将尽量多的软组织信息包含在第一透射影像中的动作区域(dynamicrange)内工作。

此外，可以预先存储根据所述被测体特性的所述被测体立体表面模型的算出所需的x线曝光设定值，并考虑利用所述被测体的光学影像所掌握的所述被测体的特性而采用所述x线曝光设定值。

此外，所述光学影像可以包括利用红外线进行的关于所述被测体的表面下部结构的信息。

此外，所述光学影像可以包括使用可见光或红外线的影像或者光谱影像(spectroscopicimage)中的一种以上。

此外，所述立体影像可以包含神经、血管或特定软组织的解剖学信息或病变信息，或者包含造影增强病变信息。

本发明的另一方面涉及的立体影像生成系统，用于生成被测体的立体影像，其特征在于，包括：光学影像收集部，收集被测体的光学影像；第一透射影像生成部，检测透过所述被测体的具有多个能级的x线，以生成所述被测体的第一透射影像群；立体表面模型算出部，利用所述第一透射影像群算出所述被测体的立体表面模型；以及立体影像生成部，利用所述立体表面模型和所述光学影像生成所述被测体的立体影像。

此时，所述立体表面模型算出部可以包括：断层影像重建部，利用所述第一透射影像群重建断层影像，其中，与利用基于所述具有多个能级的x线中的某一x线的透射影像的情况相比，所述断层影像中所述被测体的软组织对比度得以提升；以及立体表面模型生成部，基于提升了对比度的所述断层影像生成所述被测体的立体表面模型。

其中，所述断层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测体的软组织的对比度的第二透射影像；断层影像算出部，基于所述第二透射影像重建并算出所述被测体的断层影像。

此外，所述断层影像重建部可以包括：断层影像群重建部，重建所述第一透射影像群中多个能级透射影像的断层影像群；断层影像生成部，利用多个能级透射影像的所述断层影像群，生成提升了所述被测体的软组织对比度的断层影像。

有益效果

根据本发明，利用两个以上的多重能量x线透射数据来重建提升了包括被测体皮肤在内的软组织的对比度(constrast)的x线断层影像，并算出所述被测体的立体表面模型，进而结合所述被测体的颜色信息等光学影像信息，生成所述被测体的立体影像，从而减小利用通常的计算机断层拍摄影像或者相机拍摄影像等生成被测体的立体表面模型时有可能出现的误差，由此能够生成改善对应于被测体表面的生成精确度的立体影像。

此外，根据本发明，不使用额外的激光照射装置等，而利用多重能量x线透射影像以及光学影像来生成被测体的立体表面模型，从而无需使用用于生成立体表面模型的额外的设备装置也能够生成对应于所述被测体表面的高精确度立体影像，进而能够防止被检者有可能因激光照射等而感受到的不适感。

附图说明

为了帮助理解本发明而包含为详细说明的一部分的附图，提供本发明的实施例，并与详细说明一同说明本发明的技术思想。

图1是说明现有技术涉及的融合x线断层影像与光学影像的立体影像的图。

图2是本发明的一实施例涉及的立体影像生成方法的顺序图。

图3是用于说明现有技术涉及的x线透射影像中的软组织对比度特性的图。

图4是本发明的一实施例涉及的具体化的立体影像生成方法的顺序图。

图5是用于说明本发明的一实施例涉及的立体影像生成方法的说明图。

图6是通常的x线断层摄像系统下的x线能量分布例示图。

图7是本发明的一实施例涉及的利用光学影像修正被测体立体表面模型的方法的顺序图。

图8是本发明的另一实施例涉及的具体化的立体影像生成方法的顺序图。

图9是本发明的一实施例涉及的反映被测体的特性而采用进行优化的x线拍摄设定参数的方法的顺序图。

图10是本发明的一实施例涉及的利用光谱检测器收集光学影像的方法的说明图。

图11是本发明的一实施例涉及的立体影像生成系统的构成图。

图12是本发明的一实施例涉及的生成立体影像的多重能量x线摄像装置的构成图。

具体的优选实施方式

本发明可以进行各种变形，也可以有各种实施例，下面基于附图对特定实施例进行详细说明。

提供以下实施例的目的在于帮助对本说明书中记载的方法、装置以及/或者系统进行全面的理解。然而，这些仅是示例，本发明并不局限于此。

在对本发明的实施例进行说明时，如果认为对于与本发明有关的公知技术的具体说明有可能混淆本发明的要旨，则省略对其的详细说明。并且，后述的术语是考虑其在本发明中的功能而定义的术语，根据使用者、应用者的意图或惯例等会有所不同。因此，其定义应该根据本说明书的整个内容而下。在详细说明中使用的术语只是用来记载本发明的实施例，绝不应是限制性的。除非有明确的其它用法，否则单数表示包括复数表示。在本说明书中，诸如“包括”或者“具有”等术语只是用来表示存在某些特性、数字、步骤、动作、要素、这些的一部分或组合，不应解释为排除未记载的一个或多个其它特性、数字、步骤、动作、要素、这些一部分或组合的存在或者存在可能性。

此外，第一、第二等术语可以用来说明各种构成要素，但是所述构成要素并不被所述术语限定，所述术语只是用来区分一个构成要素与另一个构成要素。

在本发明中，着眼于当根据现有技术利用计算机断层拍摄影像或者相机影像来生成立体表面模型时误差有可能变大，而当利用激光照射时系统复杂度的提高会产生生产成本提高并且使使用者感到不适的问题，提供一种利用多重能量x线摄像和光学影像的立体影像生成方法以及系统，其利用两个以上多重能量的x线透射数据重建提升包括被测体皮肤在内的软组织的对比度(constrast)的x线断层影像，并算出所述被测体的立体表面模型，进而结合所述被测体的颜色信息等光学影像信息，生成所述被测体的立体影像，从而无需使用被测体额外的设备装置，也能够生成对应于被测体表面的高精确度立体影像，进而能够防止被检者有可能因激光照射等而感受到的不适感。

下面，参照附图详细说明本发明涉及的利用多重能量x线摄像和光学影像的立体影像生成方法以及系统的例示性的实施方式。

首先，图2例示了本发明的一实施例涉及的立体影像生成方法的顺序图。如图2所示，本发明的一实施例涉及的立体影像生成方法可以包括：步骤s1100，立体影像生成系统收集被测体的光学影像；步骤s1200，收集透过所述被测体的具有多个能级的x线，以生成所述被测体的第一透射影像群；步骤s1300，利用所述第一透射影像群重建断层影像，与利用基于所述具有多个能级的x线中的某一x线的透射影像的情况相比，所述断层影像中所述被测体的软组织对比度提升；步骤s1400，基于提升了对比度的所述断层影像算出所述被测体的立体表面模型；以及步骤s1500，利用所述立体表面模型和所述光学影像生成所述被测体的立体影像。

下面，分步骤仔细讨论本发明的一实施例涉及的立体表面影像生成方法。

首先，在步骤s1100中收集包含被测体的表面颜色信息等的光学影像。例如，可以在计算机断层摄像(computertomography)装置的旋转体或台架上安装相机等影像信息获取装置，从而以被测体为中心旋转，并从各种方向获取包含被测体的表面颜色信息的光学影像信息。不过，步骤s1100中并非必须连续地收集被测体的各种方向上的光学影像，根据情况，也可以以重要度高的一部分方向为中心仅收集少数光学影像。

在步骤s1100中收集的光学影像结合在基于从以下多重能量x线拍摄影像算出的被测体的立体表面模型上，从而能够生成包含表面颜色信息的立体影像。进而，在所述步骤s1100中收集的光学影像也可以用于修正基于从所述多重能量x线拍摄影像算出的被测体立体表面模型的误差。对此，下面将进行更为详细的说明。

然后，在步骤s1200中，检测透过被测体的具有多个能级的x线，以生成所述被测体的第一透射影像群。此时，可以利用各种构成来检测本步骤中具有多个能级的x线。例如，可以构成能够识别并测定入射光子能级的光子计数x线检测器(photoncountingx-raydetector)，或者使用能够检测多个能级的检测器形成叠层结构的x线检测器，以便同时检测具有多个能级的x线。此外，也可以切换动作模式以使x线源放射不同能级(例如，80kvp以及120kvp)的x线，或者在x线源上添加多重过滤器，并切换过滤器以放射多个不同能级的x线。进而，也可以将系统构成为，包括具有不同能级的多个x线源。

除了如上的构成之外，只要是能够检测透过被测体的具有多个能级的x线的构成，就可以无特别限制地予以采用。

通过如上所述的构成，检测透过被测体的具有多个能级的x线，从而能够生成包括所述被测体的多个透射影像的第一透射影像群。

进而，所述第一透射影像群是通过检测从各种方向照射到被测体的x线而生成，因此也可以包括多个透射影像。

接着，在步骤s1300中，利用所述第一透射影像群重建断层影像，与利用基于所述具有多个能级的x线中的某一x线的透射影像的情况相比，所述断层影像中所述被测体的软组织对比度提升。

如图3所示，计算机断层摄像(ct)中通常使用的x线能级(80～140kvp)下，不同于骨头等硬组织，在皮肤、脂肪等软组织(softtissue)中的x线衰减率(attenuation)相当低，随之出现软组织的对比度(contrast)明显降低，使得难以精确地检测被测体皮肤等软组织的边界面的问题。进而，如果要利用计算机算法自动检测边界面，则影像中显示的软组织的边界面越清晰越有利。

更加具体而言，作为本发明的一实施例，图4例示了将所述步骤s1300更加具体化的立体影像生成方法的顺序图。

如图4所示，重建所述提升了对比度的断层影像的步骤s1300可以包括：步骤s1310，利用所述第一透射影像群，算出提升所述被测体皮肤等软组织的对比度的第二透射影像；以及步骤s1320，基于所述第二透射影像重建断层影像。

由此，在所述步骤s1310中，利用通过检测具有多个能级的x线而生成的第一透射影像群，算出能够提升所述被测体软组织对比度的水准的低能级下的第二透射影像，从而能够获得提升所述被测体软组织对比度的单色(monochrome)x线透射影像。

为此，也可以在算出所述第二透射影像的步骤s1310中生成第一影像以及第二影像，所述第一影像基于光电吸收(photoelectricabsorptionbasis)，所述第二影像基于在高于所述光电吸收的能级下明显出现的康普顿散射(comptonscatteringbasis)，然后对所述第一影像以及第二影像进行线性结合，从而算出能够提升所述被测体软组织对比度的第三能级下的虚拟的透射影像。

此时，所述第三能级可以是在所述立体影像生成系统中难以实际得到的低虚拟能级(例如20kev～40kev)，或者也可以选择低于能够在所述立体影像生成系统中使用的最低能级的、能够提升所述被测体软组织对比度的能级。

另一方面，对于所述第三能级下的虚拟的透射影像，考虑被测体特性，为了使重建x线断层影像时有可能发生的射束硬化(beamhardening)或者金属伪影(metalartifact)等人工伪影(imageartifact)最小化，也可以线性结合所述第一影像以及第二影像并调整到任意的能级。此外，所述第三能级也可以使用高于能够在立体影像生成系统中使用的最低能级的能级，从而使人工伪影的影响最小化。

此外，也可以采用能够选择性地分解皮肤表面或造影剂等特定组织或物质的物质分解(materialdecomposition)技术来代替生成虚拟的单色x线透射影像。

随后，在步骤s1320中，基于所述第二透射影像重建断层影像。关于基于x线透射影像重建断层影像的方法，已经提出了各种现有技术并活用，例如，包括通常使用较多的fdk(feldkamp-davis-kress)重建技术的滤波反向投影(filteredbackprojection)技术等，只要是能够基于x线透射影像重建断层影像的方法，就可以无特别限制地予以采用到本步骤中。图5(a)例示了利用x线透射影像生成的被测体头部的截面影像。

因此，根据所述被测体的软组织以及硬组织等物质特性，对应于x线能级的衰减率会有所不同，因此本发明通过生成能够提升所述软组织对比度的低能级(例如，40～60kvp)下的虚拟的x线透射影像等方式，利用所述第一透射影像群算出提升所述被测体软组织对比度的第二透射影像，进而利用所述第二透射影像重建断层影像之后生成所述被测体的立体表面模型，从而能够大幅改善当利用现有的计算机断层拍摄影像来生成被测体立体表面模型时有可能出现的误差。

即，所述第一透射影像群的多个能级可以包括第一能级以及低于所述第一能级的第二能级，随之可以在生成所述第二透射影像的步骤中，算出低于所述第二能级的第三能级下的虚拟的(即，未通过检测第三能级x线而生成的)透射影像。

举更加详细的示例，如图6所示，在通常的x线断层摄像系统中使用80～140kvp(在此，kvp为最大管电压，表示从x线源放射的x线光子能量的最大值)能级的x线，从而如图3所示，有可能出现软组织中的x线衰减率低而使对比度变差的问题，但是在本发明中，检测在所述80～140kvp区域内具有多个能级的x线而生成第一透射影像群，然后用此重建提升所述被测体软组织对比度的断层影像，从而能够大幅改善当生成被测体立体表面模型时有可能出现的误差。

接着，在步骤s1400中，基于所述断层影像算出所述被测体的立体表面模型。

此时，可以对所述断层影像采用表面检测算法来算出所述被测体的立体表面模型。举更加详细的示例，可以将所述断层影像中除了被测体区域之外的空间(air)的一点或一部分区域设为种子(seed)，并将软组织设定为区域的界限，进行立体区域生长(3dregiongrowing)，以检测所述空间与软组织的边界面，从而有效地算出所述被测体的立体表面模型。

此外，作为表面检测算法，除了如上所述的立体区域生长方法之外也可以采用各种分割技术。例如，作为提高边界面分辨率的方法，也可以预测点扩散函数(pointspreadfunction)并采用反褶积(deconvolution)处理技术，也可以采用能够强调并处理特定的几何表面结构的hessian过滤器(hessianfilter)。

图5(b)例示了基于被测体头部的断层影像(图5(a))算出的所述被测体的立体表面模型。所述立体表面模型可以包含用于将所述被测体的表面构成为立体形状的立体形状数据。

进而，作为本发明的一实施例，也可以考虑基于所述第一透射影像群的表面边界面信息或者基于所述光学影像算出的表面轮廓信息而修正所述被测体的立体表面模型，从而改善所述立体表面模型的精确度。

更加具体而言，图7例示了本发明的一实施例涉及的利用光学影像修正被测体立体表面模型的方法的顺序图。如图7所示，算出基于所述断层影像的表面边界面信息以及基于所述光学影像算出的表面轮廓信息的误差之后，反映所述误差而更新所述断层影像，重复所述过程，直到更新的所述断层影像满足规定的收敛条件，从而能够提高所述被测体的立体表面模型的精确度。进而，作为类似的方法，也可以利用基于所述第一透射影像的表面边界面信息来提高所述被测体立体表面模型的精确度。

此外，作为本发明的另一实施例，图8例示了将所述步骤s1300具体化的另一个立体影像生成方法的顺序图。

如图8所示，重建提升了对比度的所述断层影像的步骤s1300可以包括：步骤1330，重建所述第一透射影像群中多个能级透射影像的断层影像群；以及步骤s1340，利用多个能级透射影像的所述断层影像群，重建提升所述被测体的软组织对比度的断层影像。

由此，在所述步骤s1330中，利用所述第一透射影像群中多个能级的透射影像，重建包括各个能级多个断层影像的断层影像群，接着在步骤s1340中，利用多个能级的所述断层影像群，重建提升所述被测体皮肤等软组织的对比度的断层影像，从而能够算出提升对应于所述被测体表面的精确度的立体表面模型。

进而，在本发明中，利用所述被测体的多个能级下的x线透射影像群重建断层影像之后，并不需要用此生成所述被测体的立体表面模型。即，本发明中也可以在生成所述被测体的多个能级的x线透射影像群之后，不经过重建所述被测体的断层影像的步骤，而是利用包含在所述x线透射影像群的数据生成所述被测体的立体表面模型。在这种情况下，不经过重建所述被测体的整体断层影像的过程，仅处理立体表面模型的生成所需的数据以生成立体表面模型，从而能够仅使用更少的电算资源迅速地生成立体表面模型。

最后，在步骤s1500中利用所述立体表面模型和所述光学影像生成所述被测体的立体影像。例如，也可以在通过所述一连串步骤生成的被测体立体表面模型上匹配包含在所述光学影像中的彩色颜色信息，以生成立体影像。图5(c)例示了利用所述立体表面模型和所述光学影像生成的被测体头部的立体影像。

进而，本发明并非必须限定于在立体表面模型上结合光学影像的立体影像的生成，也可以将所述立体影像和所述被测体的断层影像一同分开提供给使用者，进而，也可以生成将所述立体影像和断层影像进行结合的一个影像并提供给使用者。

此外，本发明也可以在立体表面模型上一同结合光学影像的颜色信息而进行显示，也可以在立体表面模型上与光学影像的颜色信息一同显示解剖学断层影像信息。此外也可以包括多重能量x线重建过程中分解的物质分解影像(material-selectiveimage)。其中，物质分解影像可以是指利用造影增强等来强调的神经或血管结构。

具体实施方式

更进一步，作为本发明的一实施例，也可以包括用于进一步提高立体表面模型精确度的各种构成。

更加具体而言，图9例示了反映被测体的特性而采用进行优化的x线曝光设定等x线拍摄设定参数的方法的顺序图。如图9所示，基于利用相机等光学设备收集的光学影像算出被测体的大小、形状、位置、中心等被测体特性，考虑所算出的被测体特性而选择并采用优化成能够提升所述被测体的软组织对比度的x线拍摄设定参数，然后进行x线拍摄以生成立体表面模型，从而能够算出精确度更高的立体表面模型。例如，x线曝光设定值可以包括x线管的管电压(kvp)、管电流(ma)、曝光时间等。进而，优化的所述x线拍摄设定参数可以被预先算出并以表格等形式存储，或者以函数等形式实现并使用。

例如，当使用电荷累积型检测器(chargeintegrationdetector)时，可以采用基于被测体特性的管电压(kvp)等和滤波器设定参数，当使用光子计数检测器(photoncountingdetector)时，也可以同时采用基于被测体特性的管电压(kvp)等和滤波器以及能量识别基准值(threshold)设定参数，从而能够进一步改善立体表面模型的精确度。

此外，在所述生成第一透射影像群的步骤中，也可以对基于所述光学影像算出的所述被测体的表面轮廓信息与所述被测体的前冲(preshot)x线影像信息进行比较，并调节x线曝光，以使x线检测器在所述被测体表面中能够将尽量多的软组织信息包含在第一透射影像群中的动作区域(dynamicrange)内工作，从而使所述第一透射影像群中有关被测体皮肤等软组织的信息的损失最小化。

此外，为了收集光学影像，本发明中可以使用各种光学设备。例如，可以使用能够收集可见光的ccd、cmos传感器，也可以使用能够获取被测体皮下组织信息的红外线区域的光学影像(例如近红外线)传感器，也可以使用通过一个传感器收集多种波长信息的光谱检测器(spectroscopydetector)或其元件阵列(array)，也可以使用红外线传感器来收集有关皮肤下面的血管分布等的影像信息。

图10说明了本发明的一实施例涉及的利用光谱检测器收集光学影像的方法。如图10所示，当利用光谱检测器收集光学影像时，能够收集多种波长的光谱信息，从而能够算出各种用途的数据，如能够对被测体表面的光反应特性进行特性化(characterization)的数据。

进而，本发明的一实施例中，作为所述光学影像，使用通过使用可见光、红外线来获取的影像，或者使用光谱影像(spectroscopicimage)，从而能够根据立体影像的用途提供更为多样的信息。

更进一步，通过利用具有多个能级的多重能量x线来改善特定软组织的对比度，所述立体影像可以提供关于神经、血管、造影增强病变等的病变信息，或者提供特定组织的解剖学信息。

图11例示了本发明的一实施例涉及的立体影像生成系统100的构成图。如图11所示，可以包括光学影像收集部110、第一透射影像生成部120、立体表面模型算出部130以及立体影像生成部140。

首先，在光学影像收集部110收集包含被测体的表面颜色信息的光学影像。

然后，在第一透射影像生成部120检测透过所述被测体的具有多个能级的x线，以生成所述被测体的第一透射影像群。

另外，在立体表面模型算出部130利用所述第一透射影像群算出所述被测体的立体表面模型。此时，所述立体表面模型算出部130可以包括：断层影像重建部132，利用所述第一透射影像群重建提升所述被测体的软组织对比度的断层影像；以及立体表面模型生成部134，基于提升了对比度的所述断层影像生成所述被测体的立体表面模型。

进而，所述断层影像重建部132也可以包括：第二透射影像算出部(未图示)，利用所述第一透射影像群算出第二透射影像，与利用所述第一透射影像群中某一透射影像的情况相比，所述第二透射影像中所述被测体的软组织对比度提升；以及断层影像算出部(未图示)，基于所述第二透射影像重建并算出所述被测体的断层影像。

此外，所述断层影像重建部132也可以包括：断层影像群重建部(未图示)，重建所述第一透射影像群中多个能级透射影像的断层影像群；以及断层影像生成部(未图示)，利用多个能级透射影像的所述断层影像群，生成提升所述被测体软组织对比度的断层影像。

最后，在立体影像生成部140利用所述立体表面模型和所述光学影像生成所述被测体的立体影像。

本发明的一实施例涉及的所述立体影像生成系统100，可以与之前仔细观察的本发明的一实施例涉及的立体影像生成方法的情形相似地扩张或实现，因此在此省略更为详细的说明。

图12例示了本发明的一实施例涉及的生成立体影像的多重能量x线摄像装置200的构成图。

下面，参照图11和图12，对本发明的一实施例涉及的多重能量x线摄像装置200的各个构成进行更为详细的说明。

如图12所示，本发明的一实施例涉及的生成立体影像的多重能量x线摄像装置200可以包括：多x线源(x-raysource)210，根据多x线控制部215的控制放射具有多个能级的x线；准直器220，根据准直控制部225的控制调整准直；多x线检测部240，检测透过被测体213的具有多个能级的x线；多x线数据收集部245，收集所述所检测的具有多个能级的x线的透射数据；图像相机230，收集包含被测体213表面颜色信息的光学影像；图像获取及控制部235，处理所述所收集的光学影像；旋转体250，搭载所述各个构成要素，根据旋转控制部255的控制，以所述被测体为中心进行旋转。

此外，可以进一步包括：多x线数据收集缓冲器260，临时存储所述多x线数据收集部245收集的具有多个能级的x线透射数据；数据处理装置270，处理从所述多x线数据收集缓冲器260和所述图像获取及控制部235传输的具有多个能级的x线的透射数据信息以及光学影像信息，从而重建为所述被测体的立体影像；显示装置280，显示所述被测体的立体影像；控制界面283，在所述数据处理装置270控制所述旋转体250以及搭载于旋转体250上的构成要素(多x线源210、准直器220、图像相机230等)时，发挥界面作用；操作装置281，包括使用者的操作按钮；以及多x线设定部217。

所述多x线控制部215、多x线源210、准直控制部225、准直器220、图像相机230、图像获取及控制部235、多x线检测部240、多x线数据收集部245搭载于所述旋转体250上，根据旋转控制部255的控制进行旋转而动作。

即，搭载所述各构成要素的旋转体250以被测体213为中心，以微小的角度间隔进行旋转，从而在各个位置持续地同时获取x线透射数据和包含被测体213表面颜色信息的光学影像信息。

所述多x线源210根据x线控制部215的控制生成规定的x线，并向被测体213放射。此时，根据构成所述被测体213的组织的特性，对应于透过所述组织的x线(x-ray)的能级的x线衰减率会有所不同，特别是不同于骨头等硬组织，在皮肤等软组织中的x线衰减率相当低，使得软组织的对比度(contrast)明显变差，从而难以精确地检测被测体皮肤等软组织的精确的边界面。

因此，本发明的一实施例涉及的多x线源210以及多x线检测部240反映这种特性而向被测体照射具有至少两个以上能级的x线，对于透过被测体的x线，在包括两个以上能级的区域检测x线透射数据，从而生成所述被测体的第一透射影像。

更加具体而言，可以在所述多x线源210上切换动作模式以放射不同能级(例如，8kvp以及12kvp)的x线，或者在所述多x线源210上添加过滤器以放射多个不同能级的x线。进而，也可以将立体影像生成系统200构成为，包括具有不同能级的多个x线源210。

进而，对于所述多x线检测部240，可以利用能够识别并测定入射光子能级的光子计数检测器(photoncountingdetector)来构成多x线检测部240，或者构成能够检测多个能级的检测器形成叠层结构的多x线检测部240，从而检测具有多个能级的x线。更进一步，也可以混合光子计数检测器和电荷累积方式(chargeintegration)检测器来构成检测器。

此外，从所述多x线源210照射到被测体213的放射线可以包括多能量x线(multi-energyx-ray)或者多波长x线(polychromaticx-ray)。通过根据准直控制部225的控制调整准直的准直器220，所述x线透过所述被测体213并传输至所述多x线检测部240。考虑所述被测体上的感兴趣区域(regionofinterest,roi)的形状等而适当地准直所述准直器220，以使所述x线透过。

在所述多x线检测部240检测的透过被测体的x线透射数据由所述多x线数据收集部245收集。

所述多x线数据收集部245将根据在所述多x线检测部240检测的x线剂量产生的一系列电压信号转换为规定的数字信号，并传输至多x线数据收集缓冲器260。此外，所述多x线数据收集缓冲器260按照顺序将有关所述被测体的x线透射信息的数字信号传输至数据处理装置270。

另一方面，搭载于所述旋转体250上的图像相机230拍摄并获取包含被测体213表面颜色信息的光学信息，并传输至所述图像获取及控制部235。然后，所述图像获取及控制部235临时存储通过所述图像相机230获取的包含表面颜色信息的光学信息，再按照顺序传输至所述数据处理装置270。

为了精确地拍摄包含所述被测体213表面颜色信息的光学影像，根据所述图像获取及控制部235的控制来调节所述图像相机230的焦点和角度。即，当被测体213的大小和位置变化时，根据所述图像获取及控制部235的控制，重新调节所述图像相机230的焦点和角度，以便能够精确地拍摄包含所述被测体213表面颜色信息的光学影像。

用在所述图像相机230中的图像传感器可以是ccd(chargecoupleddevices：电荷耦合装置)或者cmos(complementarymetaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor，互补金属氧化物半导体场效应晶体管、互补型晶体管)型中的一种，此外也可以使用能够精确地收集包含所述被测体表面颜色信息的光学影像的各种传感器。

此外，所述图像相机230可以设置在所述旋转体250上的规定的位置，进而，优选设置在不接收从所述多x线源210照射的x线的位置。并且，为了精确地拍摄包含被测体213表面颜色信息的光学影像，优选将所述图像相机230的镜头设置成与所述旋转体250的旋转中心一致。

在所述数据处理装置270中利用接收的所述被测体213的x线透射数据和所述被测体213的光学影像信息，生成所述被测体的立体影像。

更加具体而言，作为本发明的一实施例，可以在所述数据处理装置270中利用透过所述被测体213的具有多个能级的x线透射数据，重建提升所述被测体213的软组织对比度(contrast)的断层影像，接着对所述断层影像采用表面检测算法，算出所述被测体213的立体表面模型。进而，可以在所述数据处理装置270中利用所述立体表面模型和包含所述被测体213表面颜色信息的光学影像，生成所述被测体213的立体影像。

由此，能够在通过所述数据处理装置270生成的立体影像上匹配实际的彩色颜色信息，进而能够按照与实际相同的颜色再现难以在x线断层影像中再现的人的眉毛、头发或者彩妆、文章、图画等丰富的表面信息。

此外，所述数据处理装置270不仅可以结合立体表面模型和光学影像来生成立体影像，进而还可以在生成所述立体影像的同时生成所述被测体的断层影像，更进一步，还可以生成对所述立体影像和断层影像进行结合的影像并提供给使用者。

以上说明只是例示性地说明了本发明的技术思想，本发明所属技术领域的普通技术人员能够在不脱离本发明的本质特性的范围内进行各种修改以及变形。因此，本发明中记载的实施例不是用来限定本发明的技术思想而是用来说明，并不局限于这些实施例。本发明的保护范围应当通过权利要求书来解释，并且应当解释为，与其等同范围内的所有的技术思想都包含在本发明的权利要求范围之内。