CN101808579A - 用于在医学系统中监视感兴趣对象的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于监视感兴趣对象(100)的方法和设备。根据本发明，膨胀的垫(104)以使得膨胀的垫向内扩充以包围感兴趣对象(100)，然后检测由膨胀的垫(104)施加到感兴趣对象(100)上的压力并在该压力达到预定阈值时向泵(102)输出信号来停止膨胀。之后，测量膨胀的垫(104)的体积并且从膨胀的垫(104)的体积推导出感兴趣对象(100)的大小。以这种方式，本发明能够在监视期间保持感兴趣对象固定。另外，感兴趣对象的大小能够用于成像重建以改善重建图像的质量。

Description

用于在医学系统中监视感兴趣对象的方法和设备
技术领域
本发明涉及监视感兴趣对象，尤其涉及一种用于在例如磁感应断层成像系统的医学成像系统中监视感兴趣对象的方法和设备。
背景技术
磁感应断层成像(MIT)是一种能够用于许多生物医学应用的测量传导率分布的技术。例如，血液比大脑中的正常组织具有更高的传导率，因此检查大脑中传导率分布的变化能够有助于识别大脑中的出血。
在MIT系统中，为了成像重建，典型的测量根据不同的应用需要花费大约10秒以及更长的时间。测量过程中的移动可能会引入测量误差，甚至破坏测量数据。所以在监视过程中保持要测量的感兴趣对象不动是非常重要的。另外，感兴趣对象的大小也是一个重要因素，其影响重建的传导率分布图像的质量。尤其是，对于许多应用来说，感兴趣对象的大小对于不同的病例是不同的，例如人的头部。
现有技术US2005/0284215公开了一种用于手术前估计乳房植入体体积的方法和设备，其中一定体积的空气、水或其他物质被用于使位于胸罩形状外衣的罩杯内的一个或多个气囊膨胀。根据患者的偏好，通过从外部大气泵入大量空气，或者从蓄水器或外部水源泵入大量水或其他物质到气囊内来操作该设备，以便达到患者所期望的乳房大小。在使气囊膨胀到期望大小时，使用量规来测量每个气囊的容量。然后可以使用通过量规测得的每个气囊的体积来确定丰乳手术期间要使用的乳房植入体的大小。然而，现有技术并有提及如何自动地停止膨胀，如何保持要测量的感兴趣对象不动来用于测量。
发明内容
其中，本发明的目的是提供一种设备，其能够测量感兴趣对象的大小并同时保持该感兴趣对象固定。
为了这个目的，本发明提供了一种用于监视感兴趣对象的设备，该设备包括：
弹性垫；
泵，用于使该垫膨胀，以使得膨胀的垫向内扩充以包围感兴趣对象；
压力传感器，用于检测由膨胀的垫施加到感兴趣对象上的压力并在该压力达到预定阈值时向泵输出信号来停止膨胀；
测量装置，用于测量膨胀的垫的体积；以及
处理器，用于从膨胀的垫的体积推导出感兴趣对象的大小。
通过膨胀该弹性垫，该膨胀的垫能扩充以包围该感兴趣对象并在测量期间保持该感兴趣对象固定。借助于监视到的通过膨胀的垫施加到感兴趣对象上的压力以及测得的感兴趣对象的体积，能够从测得的该膨胀的垫的大小以及支架内侧的空间推导出该感兴趣对象的大小。
在一个实施例中，该设备进一步包括支架并且该垫附着在支架的内侧。
在又一个实施例中，支架还包括磁发射装置，用于发送电磁信号；磁检测装置，用于检测磁感应信号；以及图像重建装置，用于基于测得的信号和推导出的感兴趣对象的大小来重建图像。通过将推导出的感兴趣对象的大小输入到磁感应断层成像系统，本发明能改进重建的传导率分布图像的质量。
在另一个实施例中，支架至少包括两个部分，其能够拆卸或打开来让感兴趣对象进入支架或从支架出来。通过支架的这个灵活配置，容纳感兴趣对象来进行监视是非常方便的。
本发明的另一个目的是提供一种能够测量感兴趣对象的大小并同时保持感兴趣对象固定的方法。
为了这个目的，本发明提供一种监视感兴趣对象的方法，其包括以下步骤：
使弹性垫膨胀，以使得该膨胀的垫向内扩充以包围感兴趣对象；
检测由膨胀的垫施加到感兴趣对象上的压力并在该压力达到预定阈值时向泵输出信号来停止膨胀；
测量膨胀的垫的体积；
从膨胀的垫的体积推导出感兴趣对象的大小。
本领域技术人员基于本说明能够进行所述设备和方法的修改和变形，其相应于已描述设备的修改及其变形。
附图说明
根据下述详细的说明，结合考虑附图，本发明的上述和其他目的和特征将变得更加清楚。
图1是根据本发明设备实施例的示意性截面图；
图2示意性地示出了不同膨胀阶段所述垫的变化；
图3是不同工作状态下支架实施例的示意图；
图4是根据本发明另一设备实施例的示意性截面图；
图5是示出了根据本发明的方法的流程图；
相同的附图标记用于表示各图中相似的部件。
具体实施方式
图1示出了根据本发明用于监视感兴趣对象100的设备实施例的示意性截面图。图2示意性地示出了不同膨胀阶段所述垫的变化。
根据图1，该设备的实施例包括：
弹性垫104；
泵102，用于使该垫膨胀，以使得膨胀的垫向内扩充以包围感兴趣对象100；
压力传感器103，用于检测由膨胀的垫104施加到感兴趣对象100上的压力并在该压力达到预定阈值时向泵102输出信号来停止膨胀；
测量装置108，用于测量膨胀的垫104的体积；以及
处理器105，用于从膨胀的垫104的体积推导出感兴趣对象100的大小。
可选地，该设备还包括支架101并且该垫104附着到该支架101的内侧。
该支架101最可能被成形为柱状或者没有顶端的锥形，例如头盔形状，并且该支架的形状能够根据不同的应用来调整。该支架101包括具有两个开口端的通道120，一个开口端插入到该垫内并且另一个连接到泵102。
垫104是弹性的并被容纳在支架101的内侧。泵102最可能被设置在支架101的外侧。泵102用于经由通道120来使垫104膨胀，以使得膨胀的垫向内扩充以包围感兴趣对象100。应注意到通道120并不是必须的并且能用管道来替代以绕过支架101。
垫104的形状随着不同的膨胀等级而不同。图2(a)、(b)和(c)分别示出了膨胀前、部分膨胀以及完全膨胀时垫的形状。
压力传感器103可附着到泵上并用于测量被泵入垫104的气体或流体的压力，其与膨胀的垫104施加到感兴趣对象上的压力相等。一旦压力达到预定阈值，例如一个足够大以保持感兴趣对象100固定但让患者感觉舒适的预定压力，该传感器103输出信号到所述泵以停止膨胀。
测量装置108可附着到泵102。当该垫被完全膨胀时，通过测量装置108可以测量被泵入垫104的空气或流体的体积。在被泵入垫104的物质是流体的情况下，测得的流体体积表示膨胀的垫的体积。在被泵入垫的物质是空气的情况下，可以从测得的空气体积、测得的膨胀垫104内的空气压力以及已知的空气温度来推导出膨胀的垫104的体积。
处理器105用于从膨胀的垫104的体积和支架101内侧的空间体积来推导出感兴趣对象100的大小。通常，支架101的形状是已知的并由此支架内侧空间的体积是已知的或者其能够在处理之前就测出。另外，膨胀的垫和感兴趣对象之间的间隙能被校正并且能够估计该间隙的体积来用于推导感兴趣对象的大小。在所述设备不包括支架101的情况下，膨胀的垫104的预定形状以及大小有助于计算感兴趣对象100的大小。
可选地，所述设备可以包括弹性织物107。该织物附着到垫内部并且是弹性的，以使得它可以在垫104膨胀时适合于感兴趣对象的大小。该织物是可替换的用于一次性使用，其使得卫生处理非常简单。
在一个实施例中，支架101还包括磁发射装置109，用于发射电磁信号；磁检测装置110，用于检测磁感应信号；以及图像重建装置106，用于基于测得的信号和推导出的感兴趣对象100的大小来重建图像。
磁发射装置109和检测装置110可以包括多个各自的元件，例如线圈，其如图1所示容纳在支架101中。图像重建装置106最可能被设置在支架101的外侧并能够集成到处理器105内。由处理器105推导出的感兴趣对象100的大小能够用作重建图像的参数。另外，该大小还能用于调整磁发射装置109。
图3(a)和(b)分别示出了支架实施例的关闭状态和打开状态。支架101至少包括两个部分，其能够被拆卸或打开以使得感兴趣对象100进入支架101或从支架101出来。两个相邻部分的每一个能够通过接头301连接。
所述设备还包括用于两个相邻部分的每一个的柔性管道302。管道302具有两个开口端，其分别插入到垫104的两个相邻部分内，以使得垫104的每个部分中的压力在膨胀期间是均匀的。
图4示出了根据本发明设备另一实施例的示意性截面图。图4(b)与图4(a)的区别在于去掉了支架101。应注意，支架外侧的相似部件在图中没有示出并且运行方式与图2所描述的实施例相类似。
图4(a)和(b)中，该设备包括附着到垫内侧的超声换能器201。可选地，该设备可以包括附加的垫117，其被容纳在垫104的内侧。当垫104膨胀时，垫117向内移动并与感兴趣对象100接触，以能够测量感兴趣对象的大小并同时保持感兴趣对象100固定。
图5是示出了根据本发明的方法的流程图。在该处理的步骤10中，垫104被膨胀以使得膨胀的垫向内扩充来包围感兴趣对象100。在步骤20中，测量由膨胀的垫104施加到感兴趣对象100上的压力并在该压力达到预定阈值时输出信号来停止膨胀。在步骤30中，测量膨胀的垫的体积。在步骤40中，从膨胀的垫104的体积以及容纳垫104的支架101内侧的空间体积来推导出感兴趣对象100的大小。
在一个实施例中，该方法还包括步骤50，其中发射电磁信号，检测磁感应信号；并基于测得的信号和推导出的感兴趣对象大小来重建图像。
本领域技术人员应意识到，该设备和方法可以被应用到不同的医学系统来监视感兴趣对象并通过不同的采集方式，例如但不限于计算机断层成像(CT)、磁共振成像(MRI)、超声(US)、正电子发射断层成像(PET)、单光子发射计算机断层成像(SPECT)以及核医学(NM)，来采集图像数据。
应注意到，上面提到的实施例说明而不是限制本发明并且本领域技术人员能够设计出可替换实施例而不脱离所附权利要求的范围。在权利要求中，括号中的附图标记不能被解释来限制权利要求。术语“包括”并不排除存在权利要求中或说明书中没有列出的元件或步骤。元件前的术语“一”并不排除存在多个这样的元件。本发明能够通过包括多个不同元件的硬件或通过计算机程序来实现。在列出了多个单元的系统权利要求中，这些多个单元能够由一个相同的硬件或软件来实施。术语第一、第二和第三等等的使用并不表示任何排序。这些术语可被解释为名称。

Claims (12)

1.一种用于监视感兴趣对象(100)的设备，包括：
弹性垫(104)；
泵(102)，用于使该垫膨胀，以使得膨胀的垫向内扩充以包围感兴趣对象(100)；
压力传感器(103)，用于检测由膨胀的垫(104)施加到感兴趣对象(100)上的压力并在该压力达到预定阈值时向泵(102)输出信号来停止膨胀；
测量装置(108)，用于测量膨胀的垫(104)的体积；以及
处理器(105)，用于从膨胀的垫(104)的体积推导出感兴趣对象(100)的大小。
2.如权利要求1所述的设备，还包括支架(101)且该垫(104)附着到该支架(101)的内侧。
3.如权利要求2所述的设备，其中该支架(101)还包括磁发射装置(109)，用于发送电磁信号；磁检测装置(110)，用于检测磁感应信号；以及图像重建装置(106)，用于基于测得的信号和推导出的感兴趣对象(100)的大小来重建图像。
4.如权利要求3所述的设备，其中该处理器还用于基于感兴趣对象(100)的大小来输出信号以调整所述磁发射装置(109)。
5.如权利要求2所述的设备，其中该设备还包括超声换能器(201)用于测量超声信号。
6.如权利要求5所述的设备，其中该设备还包括附加的垫(117)，其附着到所述垫(104)的内侧并且该超声换能器(201)附着到该附加的垫(117)。
7.如权利要求2所述的设备，其中该支架(101)至少包括两个部分，其能够被拆卸或打开让感兴趣对象(100)进入支架(101)或者从支架(101)出来。
8.如权利要求7所述的设备，其中该设备还包括柔性管道(302)，其具有两个开口端用于相应的两个相邻部分，并且所述两个开口端分别插入到该垫的两个相邻部分内，以使得垫(104)的各部分内的压力在膨胀期间是均匀的。
9.如权利要求1所述的设备，其中该设备包括附着到所述垫内部的弹性织物(107)，并且该织物(107)是可替换的以用于个性化的使用。
10.如权利要求1所述的设备，其中由泵(102)泵入到该垫(104)内用于膨胀的物质是空气或流体。
11.一种用于监视感兴趣对象(100)的方法，包括如下步骤：
使弹性垫膨胀，以使得该膨胀的垫向内扩充以包围感兴趣对象(100)；
检测由膨胀的垫(104)施加到感兴趣对象(100)上的压力并在该压力达到预定阈值时输出信号来停止膨胀；
测量膨胀的垫(104)的体积；
从膨胀的垫(104)的体积推导出感兴趣对象(100)的大小。
12.如权利要求11所述的方法，还包括步骤：
发射电磁信号；
检测磁感应信号；且
基于测得的信号以及推导出的感兴趣对象(100)的大小来重建图像。
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