一种针对直线运动物体的X光层析成像系统及方法

技术领域

本申请涉及层析成像技术领域，具体而言，涉及一种针对直线运动物体的X光层析成像系统及方法。

背景技术

在工业与医学领域，经常需要对直线运动目标物体进行X射线成像检测，如行包安全检查、流水线产品检测、患者身体检测等。平面X射线成像受到三维分布在射线投影方向的重叠影响，难以实现高对比度成像和精确检测，因此三维断层成像方法有较大的需求。基于X射线源和探测器环绕目标物进行同轴、同步旋转，获取各个角度X光投影图像数据并进一步重建出三维分布图像的方法已经有较为成熟和广泛的应用，但其主要的问题是受制于机械旋转速度，成像速度较慢，检测效率较低。采用多X射线源和多探测器的模式，可以提升成像检测速度，但是会大幅度提升设备成本。近年来有一种基于分布式X射线源和共享探测器的成像方法，其将X射线源排布方向与物体运动方向垂直，通过控制X射线源按顺序快速交替出束，利用共享探测器按时间顺序获取多个角度的X光投影数据信息，从而进一步进行三维断层重建。

上述X射线源相对于物体运动方向垂直分布的方法，有两个主要问题，首先，X射线源之间的距离应尽量增大以增加投影角度覆盖范围，但同时也会导致探测器在X射线源分布方向的尺寸增加从而增加设备成本；其次对于高速运动的物体，多个射线源交替出束过程中，物体位置可能已发生了变化，如不进行针对性的校正，可能对断层成像质量造成较大影响。

针对上述问题，本申请提出了一种新的技术方案。

发明内容

本申请的目的在于提供一种针对直线运动物体的X光层析成像系统及方法，具有减小探测器的面积，降低硬件成本且保证成像质量的优点。

第一方面，本申请提供了一种针对直线运动物体的X光层析成像系统，技术方案如下：

包括：

射线源，设置有多个，且沿着目标物体的运动方向排列，多个所述射线源设置在所述目标物体的同一侧，多个所述射线源间隔设置使每个所述射线源在所述目标物体的运动路径上至少拥有一个能够完全容纳所述目标物体且与其它所述射线源的照射范围不完全重合的第一照射区域；

探测器，设置有一个，且位于所述目标物体相对于所述射线源的另一侧，每个所述射线源在照射至所述探测器时，所述探测器至少能够完全覆盖射线照射在所述第一照射区域的所述目标物体在所述探测器所处位置的投影，以生成第一投影图像；

检测器，用于检测所述目标物体在所述运动路径上的位置信息；

控制器，用于获取所述检测器检测到的所述位置信息，当所述位置信息位于所述第一照射区域时，控制对应的所述射线源向所述探测器照射；

处理器，用于获取所述探测器根据不同所述射线源照射所生成的多个所述第一投影图像，并根据多个所述第一投影图像进行三维重建。

通过沿着目标物体的运动方向排列有多个射线源，并且，多个射线源为间隔设置使得每个射线源在目标物体的运动路径上至少拥有一个能够完全容纳目标物体且与其它射线源的照射范围不完全重合的第一照射区域，当检测器检测到目标物体在运动路径上进入第一照射区域后，控制器就会控制对应的射线源进行照射，射线源发出的射线穿过目标物体在探测器上投影形成了第一投影图像，多个射线源随着目标物体的运动依次进行照射得到多个在不同角度对目标物体进行照射的第一投影图像，然后由处理器根据多个不同角度的第一投影图像进行三维重建，在本申请的方案中，由于射线源是沿着目标物体的运动方向排列，因此不需要在垂直于运动方向的方向上占用过大的空间，同时，多个射线源是在目标物体运动的过程中进行照射，因此射线源的位置可以保持固定，无需移动，有效降低了成本，并且，可以仅通过一个探测器来与所有的射线源进行对应，无需设置多个射线源，有效降低了成本，此外，由于每个射线源在运动路径上至少拥有一个第一照射区域，可以避免相邻射线源同时照射而出现干扰的情况，可以满足使用一个探测器，并且无需探测器进行移动的情况下来保证成像效果，并且在这个过程中，目标物体无需在运动的过程中进行暂停，可以在保持持续运动的情况下进行成像，提高了效率，因此，本申请所提出的方案具有减小探测器的面积，降低硬件成本且保证成像质量的有益效果。

进一步地，在本申请中，所述控制器包括：

第一控制单元，用于获取所述目标物体的轮廓尺寸信息；

第二控制单元，用于当所述位置信息位于所述第一照射区域时，根据所述位置信息以及所述目标物体的轮廓尺寸信息判断所述目标物体是否完全处于所述第一照射区域；

第三控制单元，用于当所述目标物体完全处于所述第一照射区域时，控制对应的所述射线源向所述探测器照射。

进一步地，在本申请中，所述处理器包括：

第一处理单元，用于当所述目标物体完全处于所述第一照射区域时，控制对应的所述射线源向所述探测器照射，使所述目标物体在受到相邻两个所述射线源的照射时的间距大于预设值。

进一步地，在本申请中，多个所述射线源的中心在一条直线上。

第二方面，本申请还提出了一种针对直线运动物体的X光层析成像方法，应用于上述的针对直线运动物体的X光层析成像系统，该方法包括：

获取所述检测器检测到的所述位置信息；

当所述位置信息位于所述第一照射区域时，控制对应的所述射线源向所述探测器照射；

获取所述探测器根据不同所述射线源照射所生成的多个所述第一投影图像；

根据多个所述第一投影图像进行三维重建。

进一步地，在本申请中，所述当所述位置信息位于所述第一照射区域时，控制对应的所述射线源向所述探测器照射的步骤包括：

获取所述目标物体的轮廓尺寸信息；

当所述位置信息位于所述第一照射区域时，根据所述位置信息以及所述目标物体的轮廓尺寸信息判断所述目标物体是否完全处于所述第一照射区域；

当所述目标物体完全处于所述第一照射区域时，控制对应的所述射线源向所述探测器照射。

进一步地，在本申请中，所述当所述目标物体完全处于所述第一照射区域时，控制对应的所述射线源向所述探测器照射的步骤包括：

当所述目标物体完全处于所述第一照射区域时，控制对应的所述射线源向所述探测器照射，使所述目标物体在受到相邻两个所述射线源的照射时的间距大于预设值。

进一步地，在本申请中，所述根据多个所述第一投影图像进行三维重建的步骤包括：

对多个所述第一投影图像进行配准得到配准数据；

根据所述配准数据进行三维重建；

所述对多个所述第一投影图像进行配准得到配准数据的步骤包括：

对所有所述第一投影图像进行特征点的提取；

计算不同所述第一投影图像中所述特征点的局部特征，并进行特征匹配以将不同所述第一投影图像中的所述特征点进行对应；

选取基准数据，根据所述基准数据以及对应后的所述特征点计算平移仿射变化矩阵；

根据所述平移仿射变化矩阵将所有的像素点以所述基准数据为中心进行配准得到所述配准数据。

进一步地，在本申请中，还包括：

对三维重建后的图像进行后处理；

所述对三维重建后的图像进行后处理的步骤包括：

基于U-Net残差连接模型结构，构建图像域伪影去除模型；

基于Real-ESRGAN模型结构，构建图像域增强模型；

将三维重建后的图像依次输入所述图像域伪影去除模型、所述图像域增强模型用于获得最终的成像数据。

进一步地，在本申请中，还包括：

当所述探测器受到所述射线源的照射生成所述第一投影图像时，对在一个成像周期内的所述第一投影图像进行编号；

所述对多个所述第一投影图像进行配准得到配准数据的步骤包括：

对多个具有相同编号的所述第一投影图像进行配准得到配准数据。

由上可知，本申请提供的一种针对直线运动物体的X光层析成像系统及方法，通过沿着目标物体的运动方向排列有多个射线源，并且，多个射线源为间隔设置使得每个射线源在目标物体的运动路径上至少拥有一个能够完全容纳目标物体且与其它射线源的照射范围不完全重合的第一照射区域，当检测器检测到目标物体在运动路径上进入第一照射区域后，控制器就会控制对应的射线源进行照射，射线源发出的射线穿过目标物体在探测器上投影形成了第一投影图像，多个射线源随着目标物体的运动依次进行照射得到多个在不同角度对目标物体进行照射的第一投影图像，然后由处理器根据多个不同角度的第一投影图像进行三维重建，在本申请的方案中，由于射线源是沿着目标物体的运动方向排列，因此不需要在垂直于运动方向的方向上占用过大的空间，同时，多个射线源是在目标物体运动的过程中进行照射，因此射线源的位置可以保持固定，无需移动，有效降低了成本，并且，可以仅通过一个探测器来与所有的射线源进行对应，无需设置多个射线源，有效降低了成本，此外，由于每个射线源在运动路径上至少拥有一个第一照射区域，可以避免相邻射线源同时照射而出现干扰的情况，可以满足使用一个探测器，并且无需探测器进行移动的情况下来保证成像效果，并且在这个过程中，目标物体无需在运动的过程中进行暂停，可以在保持持续运动的情况下进行成像，提高了效率，因此，本申请所提出的方案具有减小探测器的面积，降低硬件成本且保证成像质量的有益效果。

附图说明

图1为本申请提供的一种针对直线运动物体的X光层析成像系统示意图。

图2为常规技术的示意图。

图3为常规技术的示意图。

图4为本申请提供的一种针对直线运动物体的X光层析成像方法流程图。

图中：100、射线源；200、目标物体；300、第一照射区域；400、探测器；500、运动路径；600、控制器；700、处理器。

具体实施方式

下面将结合本申请中附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在X射线成像的现有技术中，有一种基于分布式X射线源和共享探测器的成像方法，其将X射线源排布方向与物体运动方向垂直，通过控制X射线源按顺序快速交替出束，利用共享探测器按时间顺序获取多个角度的X光投影数据信息，从而进一步进行三维断层重建。

然而，这种方式需要在垂直于物体运动方向的方向上占用过大的空间，通常，这种方式明显不利于物体在做直线运动的场景。

除此之外，参照图2和图3，在其它的一些现有技术中，也有在目标物体运动方向上排列X光射线源，然后照射目标物体，使X射线穿过目标物体后投影在X射线探测器上的方案，然而，这些方案也仍然存在缺陷，在图2所展示的现有技术中，需要设置多个不同的X射线探测器，或是需要使X射线探测器进行移动来对应不同的X光射线源的照射，这种方式的成本高且导致结构变得复杂，在图3所展示的现有技术中，需要的X射线探测器的尺寸明显更大，同样导致了成本过高的问题，并且，在图2和图3所展示的现有技术中，为了可以得到更好的成像质量，往往需要目标物体在运动过程中到达指定的照射区域后停止运动，然后，依次由各个X光射线源进行照射，显然，这会降低目标物体的运动效率。

对此，请参照图1，本申请提出了一种针对直线运动物体的X光层析成像系统，其技术方案具体包括：

射线源100，设置有多个，且沿着目标物体200的运动方向A排列，多个射线源100设置在目标物体200的同一侧，多个射线源100间隔设置使每个射线源100在目标物体200的运动路径500上至少拥有一个能够完全容纳目标物体200且与其它射线源100的照射范围不完全重合的第一照射区域300；

探测器400，设置有一个，且位于目标物体200相对于射线源100的另一侧，每个射线源100在照射至探测器400时，探测器400至少能够完全覆盖射线照射在第一照射区域300的目标物体200在探测器400所处位置的投影，以生成第一投影图像；

检测器，用于检测目标物体200在运动路径500上的位置信息；

控制器600，用于获取检测器检测到的位置信息，当位置信息位于第一照射区域300时，控制对应的射线源100向探测器400照射；

处理器700，用于获取探测器400根据不同射线源100照射所生成的多个第一投影图像，并根据多个第一投影图像进行三维重建。

其中，射线源100具体可以发出X射线，用于穿透目标物体200然后在探测器400上形成投影以得到第一投影图像。

其中，探测器400具体可以是X射线探测器。

其中，检测器具体可以是光学传感器或其它传感器，用于检测目标物体200的位置信息。

其中，每个射线源100对应的第一照射区域300不完全重合。

其中，多个射线源100的中心在一条直线上。

通过沿着目标物体200的运动方向A排列有多个射线源100，并且，多个射线源100为间隔设置使得每个射线源100在目标物体200的运动路径500上至少拥有一个能够完全容纳目标物体200且与其它射线源100的照射范围不完全重合的第一照射区域300，当检测器检测到目标物体200在运动路径500上进入第一照射区域300后，控制器600就会控制对应的射线源100进行照射，射线源100发出的射线穿过目标物体200在探测器400上投影形成了第一投影图像，多个射线源100随着目标物体200的运动依次进行照射得到多个在不同角度对目标物体200进行照射的第一投影图像，然后由处理器700根据多个不同角度的第一投影图像进行三维重建，在本申请的方案中，由于射线源100是沿着目标物体200的运动方向A排列，因此不需要在垂直于运动方向A的方向上占用过大的空间，同时，多个射线源100是在目标物体200运动的过程中进行照射，因此射线源100的位置可以保持固定，无需移动，有效降低了成本，并且，可以仅通过一个探测器400来与所有的射线源100进行对应，无需设置多个射线源100，有效降低了成本，此外，由于每个射线源100在运动路径500上至少拥有一个第一照射区域300，可以避免相邻射线源100同时照射而出现干扰的情况，可以满足使用一个探测器400，并且无需探测器400进行移动的情况下来保证成像效果，并且在这个过程中，目标物体200无需在运动的过程中进行暂停，可以在保持持续运动的情况下进行成像，提高了效率，因此，本申请所提出的方案具有减小探测器400的面积，降低硬件成本且保证成像质量的有益效果。

进一步地，在其中一些实施例中，控制器600包括：

第一控制单元，用于获取目标物体200的轮廓尺寸信息；

第二控制单元，用于当位置信息位于第一照射区域300时，根据位置信息以及目标物体200的轮廓尺寸信息判断目标物体200是否完全处于第一照射区域300；

第三控制单元，用于当目标物体200完全处于第一照射区域300时，控制对应的射线源100向探测器400照射。

在X射线层析成像中，当目标物体200完全位于第一照射区域300时，控制对应的射线源100向探测器400照射的目的有几个方面：

确保成像完整性：当目标物体200完全处于第一照射区域300时，其整个轮廓或区域都能够被射线源100完全覆盖，这有助于获取目标物体200的全面投影数据。这种照射方式可以确保获得最大范围的X射线投影，为后续的三维重建提供更多信息，有助于准确还原目标物体200的结构。

避免成像歧义：完整的照射可以减少图像中的阴影、歧义或部分信息丢失的可能性。当目标物体200未完全照射时，可能会出现部分区域缺失投影数据的情况，这可能导致在三维重建时出现模糊或不完整的区域。

确保准确配准：完全照射的目标物体200能够提供更准确的位置信息，有利于后续的图像配准步骤。在进行数据配准和三维重建时，这种精确的位置信息是确保成像准确性和高质量的关键因素之一。

因此，当目标物体200完全处于第一照射区域300时，控制对应的射线源100向探测器400照射，能够确保获取完整、准确的投影数据，为后续的成像和重建提供更可靠的基础。

进一步地，在其中一些实施例中，处理器700包括：

第一处理单元，用于当目标物体200完全处于第一照射区域300时，控制对应的射线源100向探测器400照射，使目标物体200在受到相邻两个射线源100的照射时的间距大于预设值。

通过上述技术方案，使目标物体200在受到相邻两个射线源100的照射时的间距大于预设值是为了保证相邻两个射线源100在照射的时候不会产生相互干扰，在上述的一些实施例中，本申请提出了通过检测器来检测目标物体200在运动路径500上的位置信息，当目标物体200在第一照射区域300时，控制器600就会控制射线源100进行照射，而如果相邻两个第一照射区域300的重合部分过多，就有可能导致目标物体200在相邻两个第一照射区域300受到对应射线源100的照射时的间距过小，而过小的间距就有可能导致相邻两个射线源100的照射时间非常接近，进而，在后的射线源100在照射的时候有可能受到在先射线源100照射的影响，从而影响第一投影图像的成像质量，因此，在本申请的一些实施例中，在控制对应的射线源100向探测器400照射，使目标物体200在受到相邻两个射线源100的照射时的间距大于预设值。

此外，在另外一些实施例中，控制器600还可以控制目标物体200的运动速度，从而使相邻两个射线源100的照射时间的时间间隔大于设定值。

第二方面，参照图1至图4，本申请还提出了一种针对直线运动物体的X光层析成像方法，应用于上述的针对直线运动物体的X光层析成像系统，该方法包括：

S110、获取检测器检测到的位置信息；

S120、当位置信息位于第一照射区域300时，控制对应的射线源100向探测器400照射；

S130、获取探测器400根据不同射线源100照射所生成的多个第一投影图像；

S140、根据多个第一投影图像进行三维重建。

通过沿着目标物体200的运动方向A排列有多个射线源100，并且，多个射线源100为间隔设置使得每个射线源100在目标物体200的运动路径500上至少拥有一个能够完全容纳目标物体200且与其它射线源100的照射范围不完全重合的第一照射区域300，当检测器检测到目标物体200在运动路径500上进入第一照射区域300后，控制器600就会控制对应的射线源100进行照射，射线源100发出的射线穿过目标物体200在探测器400上投影形成了第一投影图像，多个射线源100随着目标物体200的运动依次进行照射得到多个在不同角度对目标物体200进行照射的第一投影图像，然后由处理器700根据多个不同角度的第一投影图像进行三维重建，在本申请的方案中，由于射线源100是沿着目标物体200的运动方向A排列，因此不需要在垂直于运动方向A的方向上占用过大的空间，同时，多个射线源100是在目标物体200运动的过程中进行照射，因此射线源100的位置可以保持固定，无需移动，有效降低了成本，并且，可以仅通过一个探测器400来与所有的射线源100进行对应，无需设置多个射线源100，有效降低了成本，此外，由于每个射线源100在运动路径500上至少拥有一个第一照射区域300，可以避免相邻射线源100同时照射而出现干扰的情况，可以满足使用一个探测器400，并且无需探测器400进行移动的情况下来保证成像效果，并且在这个过程中，目标物体200无需在运动的过程中进行暂停，可以在保持持续运动的情况下进行成像，提高了效率，因此，本申请所提出的方案具有减小探测器400的面积，降低硬件成本且保证成像质量的有益效果。

进一步地，在其中一些实施例中，当位置信息位于第一照射区域300时，控制对应的射线源100向探测器400照射的步骤包括：

获取目标物体200的轮廓尺寸信息；

当位置信息位于第一照射区域300时，根据位置信息以及目标物体200的轮廓尺寸信息判断目标物体200是否完全处于第一照射区域300；

当目标物体200完全处于第一照射区域300时，控制对应的射线源100向探测器400照射。

在X射线层析成像中，当目标物体200完全位于第一照射区域300时，控制对应的射线源100向探测器400照射的目的有几个方面：

确保成像完整性：当目标物体200完全处于第一照射区域300时，其整个轮廓或区域都能够被射线源100完全覆盖，这有助于获取目标物体200的全面投影数据。这种照射方式可以确保获得最大范围的X射线投影，为后续的三维重建提供更多信息，有助于准确还原目标物体200的结构。

避免成像歧义：完整的照射可以减少图像中的阴影、歧义或部分信息丢失的可能性。当目标物体200未完全照射时，可能会出现部分区域缺失投影数据的情况，这可能导致在三维重建时出现模糊或不完整的区域。

确保准确配准：完全照射的目标物体200能够提供更准确的位置信息，有利于后续的图像配准步骤。在进行数据配准和三维重建时，这种精确的位置信息是确保成像准确性和高质量的关键因素之一。

因此，当目标物体200完全处于第一照射区域300时，控制对应的射线源100向探测器400照射，能够确保获取完整、准确的投影数据，为后续的成像和重建提供更可靠的基础。

进一步地，在其中一些实施例中，当目标物体200完全处于第一照射区域300时，控制对应的射线源100向探测器400照射的步骤包括：

当目标物体200完全处于第一照射区域300时，控制对应的射线源100向探测器400照射，使目标物体200在受到相邻两个射线源100的照射时的间距大于预设值。

通过上述技术方案，使目标物体200在受到相邻两个射线源100的照射时的间距大于预设值是为了保证相邻两个射线源100在照射的时候不会产生相互干扰，在上述的一些实施例中，本申请提出了通过检测器来检测目标物体200在运动路径500上的位置信息，当目标物体200在第一照射区域300时，控制器600就会控制射线源100进行照射，而如果相邻两个第一照射区域300的重合部分过多，就有可能导致目标物体200在相邻两个第一照射区域300受到对应射线源100的照射时的间距过小，而过小的间距就有可能导致相邻两个射线源100的照射时间非常接近，进而，在后的射线源100在照射的时候有可能受到在先射线源100照射的影响，从而影响第一投影图像的成像质量，因此，在本申请的一些实施例中，在控制对应的射线源100向探测器400照射，使目标物体200在受到相邻两个射线源100的照射时的间距大于预设值。

此外，在另外一些实施例中，控制还可以控制目标物体200的运动速度，从而使相邻两个射线源100的照射时间的时间间隔大于设定值。

此外，当运动路径500上有连续多个目标物体200时，如果目标物体200之间的距离过于靠近时，也可能会导致相邻射线源100的照射时间过短，有可能出现干扰，而通过本申请的上述方案可以很好接近该问题。

其中，目标物体200可以单独在运动路径500内进行移动，这样可以单独控制每个目标物体200的运动速度。

此外，目标物体200也可以设置在输送带中进行移动，输送带设置在运动路径500上，输送带可以分成与射线源对应的多段或设置有多个，从而可以单独控制每段或每个输送带的输送速度，进而控制目标物体200的运动速度。

进一步地，在其中一些实施例中，根据多个第一投影图像进行三维重建的步骤包括：

对多个第一投影图像进行配准得到配准数据；

根据配准数据进行三维重建；

对多个第一投影图像进行配准得到配准数据的步骤包括：

对所有第一投影图像进行特征点的提取；

计算不同第一投影图像中特征点的局部特征，并进行特征匹配以将不同第一投影图像中的特征点进行对应；

选取基准数据，根据基准数据以及对应后的特征点计算平移仿射变化矩阵；

根据平移仿射变化矩阵将所有的像素点以基准数据为中心进行配准得到配准数据。

由于在本申请的技术方案中，可以在目标物体200连续运动的过程中实现成像，而移动的目标物体200其位置会发生变化，因此，本申请此处了对多个第一投影图像进行配准校正，进而保证进行三维重建后的图像质量。

进一步地，在其中一些实施例中，还包括：

对三维重建后的图像进行后处理；

对三维重建后的图像进行后处理的步骤包括：

基于U-Net残差连接模型结构，构建图像域伪影去除模型；

基于Real-ESRGAN模型结构，构建图像域增强模型；

将三维重建后的图像依次输入图像域伪影去除模型、图像域增强模型用于获得最终的成像数据。

由于重建图像可能存在伪影、模糊等情况，因此，本申请进一步提出了在进行三维重建后，还进行后处理，具体为通过深度学习的后处理对三维重建后的图像进行去伪影和图像增强，以获得最终的图像数据。

进一步地，在其中一些实施例中，还包括：

当探测器400受到射线源100的照射生成第一投影图像时，对在一个成像周期内的第一投影图像进行编号；

对多个第一投影图像进行配准得到配准数据的步骤包括：

对多个具有相同编号的第一投影图像进行配准得到配准数据。

其中，一个成像周期是指一个目标物体200在运动路径500上进行运动的过程中，受到了所有的射线源100依次照射形成对应的第一投影图像的周期。

由于在实际的生产环境中，可能有多个不同的目标物体200，因此，在本申请的方案中，针对每个射线源100设置不同的存储列表，通过列表编号获取同一物体数据，探测器400在接收到第一投影图像以后，存储至相对应的存储列表，并进行相同号码的编号，在对多个第一投影图像进行配准时，可以读取相同编号的第一投影图像来进行配准。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。