CN103220972A - 用于扫描室的图像投影机系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在，例如，MR扫描检查之前或期间，减轻患者焦虑的方法和系统。所述方法基于在扫描器室（100）的墙壁（106、107）上显示图像，使得当所述患者进入所述扫描器室时，图像被显示在所述患者可见的墙壁上，例如邻近入口门（103）的墙壁。当所述患者躺在所述扫描器（101）的台面（102）上时，通过使用，例如，被移入由图像投影机发射的光线中的反射镜，反射所投影的图像将图像的投影切换到另一墙壁。

Description

用于扫描室的图像投影机系统

技术领域

本发明涉及用于减轻患者焦虑的系统和方法，特别是涉及适于扫描器室中使用的系统。

背景技术

经历扫描检查（例如MR扫描）的患者常常高度紧张。MR扫描器的狭长通道产生禁闭的感觉，并因此加重焦虑或诱发幽闭恐惧症类型症状。

如果患者高度焦虑，扫描结果的质量可能会受到负面影响。因此，为了改善扫描结果或者至少为了改善患者的舒适度，存在针对减轻或补偿患者对扫描器或扫描器室的负面体验的需要。

US6774929公开了一种MR视频系统，其为正在磁共振成像（MR）装置内经历诊断处置的患者提供视觉刺激。所述系统利用位于紧邻所述MR装置的磁惰性且RF屏蔽的投影机，以在所述MR装置膛内部的半透明屏幕上调换视频画面。所述患者通过棱镜观察所述屏幕。

而US6774929则公开了一种可以改善患者在扫描器室中的舒适度的系统，本发明的发明人已认识到，存在针对改善患者舒适度的改进的需求，并因此设计了本发明。

发明内容

实现用于在扫描检查之前和期间减轻患者焦虑的改进将是有利的。具体而言，可以将本发明的目的视为，提供一种解决上文提及的由扫描器引起的问题，或现有技术的其他问题的方法。

为了更好地解决这些顾虑中的一个或多个，本发明的第一方面中提供一种图像投影系统，其用于在针对患者检查的扫描器室中使用，其中，图像投影机被安装在所述扫描器室中，用于将图像投影到所述室的表面上，所述图像投影系统包括：

-包括反射器的反射器单元，其中，所述反射器被如下地关于所述图像投影机定位：使得在所述反射器单元的第一模式，所述图像被投影到第一室表面上，并且在所述反射器单元的第二模式，所述图像被投影到第二室表面上，其中，所述第一室表面和所述第二室表面是非重合的，并且其中，从所述第一模式到所述第二模式的改变取决于输入信号；

-信号生成器，其用于生成指示所述患者的位置的输入信号。

所述反射器单元可以包括用于从所述信号生成器接收所述输入信号的输入设备。

非重合的第一表面和第二表面可以是墙壁上的第一区域和第二区域，所述第一区域和所述第二区域相对于彼此隔开，所述第一表面和所述第二表面可以是室的两个墙壁，例如非平行的或平行的墙壁。所述第一表面和所述第二表面中的任一个可以包括所述室的墙壁、地板或天花板的不同或非重合的区域。室表面还可以是定位在所述室中的扫描器的表面。

所述反射器单元可以是被设计为安置在所述图像投影机附近的单独的部件，或者所述反射器单元可以是所述图像投影机的部件。然而，有利地，所述反射器单元是单独的部件，所述部件可以与任何图像投影机一起使用。由于来自同一投影机的所述图像可以被投影到所述扫描器室的不同表面上，因而即使当所述患者在所述扫描器室内位于不同位置时，所述患者也能够看到所投影的图像。

在实施例中，所述图像投影系统还包括带有一个或两个反射器的观察设备，所述反射器被布置为将所述观察路径从所述患者与所述第一室表面之间的路径改变到所述患者与所述第二室表面之间的路径。

因此，所述一个或两个反射器可以被布置为改变从患者到所投影的图像的光路，使得所述患者能够在所述反射器单元处在第二模式时看到所投影的图像。换言之，所述一个或两个反射器可以重新定向患者的观察方向，以使得所述患者能够在所述反射器单元处在所述第二模式时看到所投影的图像。

在实施例中，所述第一表面是邻近所述扫描器室的患者入口的表面，并且所述第二表面是对躺在扫描器的台面上的患者可见的所述扫描器室的表面。

在实施例中，所述信号生成器是能够手动操作的开关。例如，所述开关可以是能够由所述患者或临床人员操作的。因此，所述患者在他躺在所述扫描器台面上之后，能够确定他何时希望看到所述图像。

在另一实施例中，所述信号生成器是检测器，其能够检测何时所述患者处于进行扫描操作所要求的特定位置。因此，患者在他躺在所述扫描器台面上时，不需要考虑或采取任何令图像可见的行动。

在实施例中，所述图像投影机能够在投影2D图像和3D图像之间切换，使得在所述反射器单元处于所述第一模式时，投影2D图像，并且在所述反射器处于所述第二模式时，投影3D图像，其中，3D图像的投影包括相互移位的第一图像和第二图像的投影，所述第一图像和所述第二图像被编码，例如色彩编码或偏振编码，使得所述第一图像和所述第二图像可以分别被所述患者的左眼和右眼观察到。有利地，3D图像可以增强观察体验，从而与2D图像相比较，可以更好地减轻患者的焦虑。

在实施例中，所述观察设备包括分别针对所述患者的左眼和右眼的编码的观察元件，例如色彩编码或偏振编码，以允许分别观察根据显示3D图像的实施例的所述第一图像和所述第二图像。

在实施例中，所述图像投影机被配置为生成位于所述图像的周围的边框。所述边框的外观可以被设定为对应于所述室的照明外观。当所述边框对应于由所述扫描器的所述观察设备或所述通道所允许的视场时，由于所述边框可以创建所述视场不受限制的印象，观察体验可以不被减小的视场负面地影响。

在实施例中，所述反射器单元还可切换到第三模式，在所述第三模式，图像被投影到第三表面上，所述第三表面提供进入所述扫描器室的患者入口。因此，当所述患者离开所述扫描器室时，将所述图像呈现给他。这可以是有利的，因为所述扫描器室的最终印象将常常决定对体验的记忆。因此，最后观察到的所述MR室的表面也是个人选择的室主题的部分，这对于最大患者舒适度是重要的。

图像投影系统的实施例包括用于检测所述患者的生理参数的患者监测单元，其中，所述控制单元具有用于生成或更改图像信号的处理器，所述图像信号包括提供给所述图像投影机的图像信息。因此，所投影的图像可以根据所述生理参数设定。此外，如果心率加快，可以播放舒缓音乐。

在实施例中，根据权利要求所述的图像投影系统包括带有相机的监视系统，其中，所述系统具有用于检测临床人员的存在的图像处理能力，并且依赖于所检测到的临床人员的存在而改变所述扫描器室的状态，例如照明强度。

本发明的第二方面涉及用于通过使用安装在所述扫描器室中的图像投影机将图像投影到室表面上，而改善用于患者检查的扫描器室中患者舒适度的方法，其中所述方法包括：

-生成指示患者在所述扫描器室中的位置的信号，

-根据由所生成的信号给出的所述位置，如果所述信号指示第一位置，则将来自所述图像投影机的图像投影到第一表面上，并且如果所述信号指示不同于所述第一位置的第二位置，则通过使用反射器单元将所述图像重新定向，而将来自同一图像投影机的所述图像投影到第二表面上，其中所述第一室表面和所述第二室表面是非重合的。

总地来说，本发明的各个方面可以在本发明范围内以任何可能的方式，进行组合和结合。参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面、特征和/或优点将是显而易见的。

综上，本发明涉及用于在，例如，MR扫描检查之前和期间，减轻患者焦虑的方法和系统。所述方法基于在所述扫描器室的墙壁上显示图像，使得当所述患者进入所述扫描器室时，图像被显示在对所述患者可见的墙壁上，例如邻近所述入口门的墙壁。当所述患者躺在所述扫描器的台面上时，通过使用，例如，被移入由图像投影机发射的光束中的反射镜，反射所投影的图像而将图像的投影切换到另一面墙壁上。

附图说明

参考附图，将仅以举例的方式，描述本发明的实施例，在附图中：

图1示出了具有扫描器的扫描器室；

图2示出了具有反射器单元的图像投影系统；

图3示出了用于患者的观察方向重新定向的观察设备；

图4图示了患者的受限的视场；

图5示出了根据本发明的实施例的方法步骤。

具体实施方式

图1示出具有用于扫描躺在台面102上的患者（未示出）的扫描器101（例如MR-扫描器）的扫描器室100。所述扫描器室100具有患者入口103，例如门和窗104，其允许位于所述扫描器室外部的临床人员在所述扫描过程期间观看所述患者。

图像投影机105被安装在所述扫描器室中，用于将图像投影到所述室的表面106上。所投影的图像内容可以是，作为图像数据被提供给所述图像投影机105的静止图像或视频图像，例如来自计算机的图像数据。

相对于图像投影机105布置反射器单元（202，参见图2），所述反射器单元用于将所投影的图像重新定向到不同于所述图像投影机的投影方向111的第一方向112。可能地，所述图像可以被重新定向到不同于所述投影方向和所述第一方向的又一方向。

例如，所述反射器单元202可以能被切换到第三模式，在所述第三模式，所述图像被投影到提供进入所述扫描器室的患者入口103的墙壁表面上。

因此，在所述反射器单元的第一模式，所述图像被沿着所述投影方向111投影到第一室表面上，例如表面106，并且在所述反射器的第二模式，所述图像被沿着所述第一方向112投影到第二室表面上。

所述第一表面106和所述第二表面107可以是所述室的墙壁，所述室的天花板或地板，或者甚至是所述扫描器自身，此时所投影的图像伪装隐藏所述扫描器自身的存在。所述第一表面106和所述第二表面107是所述室的不同表面，即，所述第一室表面和所述第二室表面是非重合的，例如，相对于彼此为非平行的或垂直的。

图2示出了图像投影系统201，其包括所述反射器单元202，以及可与所述反射器单元202的输入设备205连接的控制单元203。所述输入设备205旨在用于接收用于控制所述反射器单元的实际模式的输入信号。

所述输入信号可以由所述控制单元203或由所述控制单元203所包括的信号生成器204生成。因此，如果所述控制单元203没有除了生成用于所述反射单元的所述输入信号以外的其他功能时，所述控制单元可以被称作信号生成器204。

所述反射器单元202可以是能被定位在至少第一位置和第二位置的反射镜206，其中，在所述第一位置，所述投影机的所述投影方向111不改变，并且在所述第二位置，所述来自所述投影机105的所述图像形成光被重新定向到所述第一方向112。由此，在所述反射器单元202的所述第一模式，可以将所述反射镜206从由所述投影机105发射的所述图像形成光线移除，以使光线无障碍地通过。在所述第二模式，可以将所述反射镜206移入所述光线，以将所述光线重新定向到所述第一方向112。所述反射镜206相对于所述投影方向111和所述第一方向的角度根据斯涅尔反射定律确定。

由于所述反射器单元202的实际模式取决于由所述输入设备205接收的所述输入信号，因而可以通过所述反射器单元202控制所述图像被投影到其上的所述表面106、107，使得所述扫描器室中的患者能够看到所述图像，不论所述患者是经由所述入口103进入所述室还是否躺在所述台面102上的。亦即，可以根据所述患者的位置调节所述图像形成光线的投影方向。

由于所述患者一般用他的背部躺在所述台面上，并且眼睛朝向天花板，因而难以看到被投影到墙壁上，例如图1中所示的表面112上，的图像。

为了使得所述患者能够方便地观察投影到墙壁上的图像，可以使用观察设备将所述观察方向从朝向所述天花板的所述患者的观察方向重新定向到朝向一面墙壁的观察方向。

图3示出了带有一个或两个反射器301（例如，针对每只眼睛一个反射器）的观察设备300，所述反射器301被布置为将患者的所述观察方向从垂直方向302重新定向到水平方向303。由此，所述观察设备使得所述患者能够在所述反射器处于所述第二模式时看到所投影的图像。

所述观察设备可以是由所述患者佩戴的一副眼镜的形式，或者是固定到所述台面102或所述扫描器101的反射设备的形式，使得其被定位在所述患者的眼睛前方。

图2中的信号生成器204可以是能够由所述患者或临床人员操作的开关。例如，当所述患者在所述台面102上躺下时，所述患者可以将所述反射器单元的模式改为所述第二模式，使得来自所述图像投影机的所述图像被显示在对所述患者可见的墙壁上。例如，在一些扫描器中或一些扫描器操作中，所述天花板可能是对所述患者可见的，并且因此，所述反射器单元可以被操作为重新定向所述图像以将其显示在所述天花板上。然而，通常所述扫描器由围绕所述患者的狭长通道构成，使得唯一的自由观察方向沿着所述通道、与所述地板平行。在该情形中，所述图像必须被投影到邻近所述通道的开口之一的墙壁表面上。

代替能够手动地操作的开关，所述信号生成器105可以是检测器，所述检测器能够检测何时患者处于进行扫描操作所要求的特定位置。所述检测器105可以是接触式开关，或布置在所述台面的压力传感器，使得当所述患者躺下时，检测器被所述患者的重量激活。用信号将所述检测器的改变发送到所述反射镜单元202的所述输入设备205，用于令模式变化到所述第二模式。可选地，所述信号生成器可以是被配置为具有图像分析能力的相机系统，其用于检测患者的位置或朝向，或仅用于检测人员是否被定位于所述台面102上。所述信号生成器105也可以是光线检测器，其被布置为使得当所述患者躺在所述台面102上时，光线的途径被阻挡。

为了提升用户的观察体验，当所述反射器单元105处于所述第二模式时，可以将3D图像投影到所述第二室表面107上来代替2D图像。为此，所述图像投影机能够在投影2D图像和3D图像之间切换，使得当所述反射器单元在所述第一模式时，投影2D图像，并且当所述反射器在所述第二模式时，投影3D图像。在3D图像的投影时，3D图像的生成包括相对移位的被编码的（例如色彩编码或偏振编码的）第一图像和第二图像的投影，使得所述第一图像和所述第二图像可以分别被所述患者的左眼和右眼观察到。

在该3D实施例中，所述图像投影机105可以由所述图像投影系统201包括，并且所述图像投影机105可以具有能够与所述信号生成器204或所述反射器单元202连接的输入设备215，用于接收由所述信号生成器204生成的所述输入信号。所述图像投影机可以被配置为：当所述输入设备215接收到由所述信号生成器204生成的用于调用到所述反射器单元205的所述第二模式的切换的输入信号时，切换到3D图像投影。因此，当所述患者进入所述扫描器室100时，向所述相邻的墙壁106上投影2D图像，并且当所述患者躺在所述台面102上时，向对所述患者可见的墙壁107上投影3D图像。

为了将投影的3D图像感知为3D图像，所述观察设备300可以包括分别针对所述患者的左眼和右眼的编码的观察元件，例如，色彩编码或偏振编码的反射镜或玻璃片。因此，如果所投影的3D图像的略微移位的第一图像和第二图像对应于针对左眼和右眼的观察元件的编码被偏振编码或色彩编码，使得所述左眼观察元件仅允许所述第一图像的透过，并且所述右眼观察元件仅允许所述第二图像的透过，则所述第一图像和所述第二图像将被感知为3D图像，即包含深度信息的图像。也被称作立体视觉的这样的3D成像技术在各种教科书中有描述。

图4图示了视场的外部边界401，其对于躺在所述扫描器的所述台面的上所述患者是可见的。所述视场可能因为所述观察设备300或者因为围绕所述患者的通道形状的扫描器而受限制。为了提升所述观察体验，可以创建至少部分地环绕所述图像402的边框403。所述边框可以具有与室照明相匹配的颜色和强度。以此方式，所述患者体验到对所述图像402的更令人愉悦的观察，因为所述边框创建了朝向所述视场的外部边界401的逐渐过度。额外地，所述边框可以包括所述图像逐渐消失为室照明的颜色的区域，或者所述边框402可以包含其他视觉效果。

可以通过处理器创建用于创建所述边框的所述图像数据，所述处理器用于预处理将要由所述投影机105投影的图像，例如，通过使用所述图像402的图像数据以创建对所述图像402的逐渐洗褪。还可以响应于所述图像投影机的辅助输入（未示出）而创建所述边框403，所述辅助输入包含关于所述室照明的色彩和强度的数据信息。

为了进一步增强镇静作用，所投影的图像的内容可以适应于所述患者的生理状况。为此目的，所述图像投影系统可以包括患者监测单元298，例如，连接到图像处理器的相机，用于检测诸如所述患者的心率和呼吸的生理参数。

例如，心率可以通过分析皮肤的图像，从所述相机图像确定，并且呼吸可以通过比较所记录的图像的帧以确定胸部或腹部的动作频率来确定。

所述图像针对所测量生理状况的调整可以通过由所述控制单元203包括的处理器来进行，以根据所检测的生理参数，生成或更改供应到所述图像投影机105的所述图像信号。例如，可以根据所检测的生理参数选择不同的图像主题。

在实施例中，所述图像投影系统201包括带有相机的监视系统299，其中所述监视系统具有图像处理能力—例如，以被处理器处理的用于检测面部的算法的形式—以检测临床人员的存在。如果检测到临床人员或任何其他人员的存在，所述监视系统将信号发送到由所述控制单元203包括的处理单元，或者发送到能够进行，例如，以下操作的其他数据处理系统：

-打开在检测到的临床人员的位置处的聚光灯，以使工作舒适而不打扰所述患者；

-当临床人员进入室内时，以及为了获得更好的患者交流，降低或静音音乐的声级；

-如果临床人员为了灭菌举起双手，则启动紫外光；

-如果工作人员位于所述投影表面的前方，则降低所述图像投影机的光级或关闭所述图像投影机；或者

-当临床人员进入所述扫描器室时，如果他们希望限制他们自身对恼人的重复的主题内容的暴露时，静音或关掉所述视频。

作为另一范例，当所述系统包括相机时，可以处理所述相机图像，以检测临床人员定位于其中的图像的区，并且使用该区域以阻挡所述人员所处的所投影图像的区域，例如，通过降低该区域中所投影图像的强度。可选地，可以在投影的图像中创建所述临床人员的剪影图像。所投影图像的部分的阻挡，或者剪影的创建，可以通过以下方式来执行，例如，通过调节由诸如所述图像投影机的LCD屏幕所发射的光的强度和/或色彩，例如，通过使所述工作人员所在的所有那些像素为0，并且其余的像素为1，乘以要投影的图像的内容。

图5图示了根据本发明的实施例的方法步骤，其中：

步骤501包括生成指示患者在所述扫描器室内的位置的信号；

步骤502包括，如果所述信号表明所述患者的第一位置，则将来自所述图像投影机的图像投影到第一表面上；以及

步骤503包括，如果所述信号指示所述患者的第二位置，则通过使用反射器单元重新定向所述图像，将来自同一图像投影机的所述图像投影到第二表面上。

可以包括根据另外的实施例的其他或额外的方法步骤。

尽管已经在附图和前文的说明书中详细阐述并描述了本发明，但这种阐述和描述应被认为是举例说明或示例性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员在实践要求保护的本发明时，可以通过研究附图、公开内容以及所附权利要求书，理解并实现对所公开实施例的其他变型。在权利要求书中，词语“包括”不排除其他元素或步骤，并且不定冠词“一”不排除复数。

单个处理器或其他单元可以实现权利要求书中记载的几个项目的功能。互不相同的从属权利要求中记载了特定措施这一仅有事实并不指示不能有利地组合这些措施。

权利要求书中的任何附图标记均不应被解读为对范围的限制。

Claims (12)

1.一种图像投影系统（201），其用于在针对患者检查的扫描器室（100）中使用，其中，图像投影机（105）被安装在所述扫描器室中，用于将图像投影到所述室的表面（106）上，所述图像投影系统包括：

反射器单元（202），其包括反射器（206），其中，所述反射器被关于所述图像投影机定位为使得在所述反射器单元的第一模式，所述图像被投影到第一室表面（106）上，并且在所述反射器单元的第二模式，所述图像被投影到第二室表面（107）上，其中，所述第一室表面和所述第二室表面是非重合的，并且其中，从所述第一模式到所述第二模式的改变依赖于输入信号；

信号生成器（204），其用于生成指示所述患者的位置的所述输入信号。

2.根据权利要求1所述的图像投影系统，还包括具有一个或两个反射器（301）的观察设备（300），所述反射器（301）被布置为将观察路径从所述患者与所述第一室表面之间的路径改变为所述患者与所述第二室表面之间的路径。

3.根据权利要求1所述的图像投影系统，其中，所述第一表面（106）是邻近所述扫描器室的患者入口的表面，并且其中，所述第二表面（107）是所述扫描器室的对躺在扫描器的台面上的患者可见的表面。

4.根据权利要求1所述的图像投影系统，其中，所述信号生成器（204）为能够手动地操作的开关。

5.根据权利要求1所述的图像投影系统，其中，所述信号生成器（204）是检测器，所述检测器能够检测何时所述患者处于执行扫描操作所要求的特定位置。

6.根据权利要求1所述的图像投影系统，其中，所述图像投影机能够在投影2D图像和3D图像之间切换，使得在所述反射器单元处于所述第一模式时，投影2D图像，并且在所述反射器处于所述第二模式时，投影3D图像，其中，3D图像的投影包括相互移位的第一图像和第二图像的投影，所述第一图像和所述第二图像被编码为，使得所述第一图像和所述第二图像能够分别被所述患者的左眼和右眼观察到。

7.根据权利要求2所述的图像投影系统，其中，所述观察设备（300）包括分别针对所述患者的左眼和右眼的编码的观察元件，以实现分别对根据权利要求6所述的第一图像和所述第二图像的观察。

8.根据权利要求1所述的图像投影系统，其中，所述图像投影机（105）被配置为生成位于所述图像周围的边框（403）。

9.根据权利要求1所述的图像投影系统，其中，所述反射器单元（202）还能够切换到第三模式，在所述第三模式，所述图像被投影到第三表面上，所述第三表面提供进入所述扫描器室的患者入口（103）。

10.根据权利要求1所述的图像投影系统，包括用于检测所述患者的生理参数的患者监测单元（298），并且其中，所述控制单元具有用于生成或更改图像信号的处理器，所述图像信号包括提供给所述图像投影机的图像信息。

11.根据权利要求1所述的图像投影系统，包括带有相机的监视系统（299），其中，所述监视系统具有用于检测临床人员的存在的图像处理能力，并且根据所检测到的临床人员的存在，改变所述扫描器室的状态。

12.一种用于通过使用安装在扫描器室中的图像投影机（105），将图像投影到室表面（106）上而改善针对患者检查的扫描器室（100）中患者舒适度的方法，所述方法包括：

-生成（501）指示所述扫描器室中的患者的位置的信号；

-根据由所生成的信号给出的所述位置，如果所述信号指示第一位置，则将来自所述图像投影机的图像投影（502）到第一表面（106）上，以及，如果所述信号指示不同于所述第一位置的第二位置，则通过使用反射器单元（202）重新定向所述图像，而将来自同一图像投影机的所述图像投影（503）到第二表面（107）上，其中，所述第一室表面和所述第二室表面是非重合的。

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