CN107510467A - 一种成像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种成像系统，所述系统包括：扫描设备，被配置为对目标物体进行扫描，生成图像数据，所述扫描设备包括机架；和计算设备，被配置为控制所述扫描设备对所述目标物体进行扫描和/或基于所述图像数据，重建图像；所述计算设备集成在所述机架中。所述系统可以降低对操作间和\或安装场地的空间要求。
Description
【技术领域】
本申请涉及一种成像系统，尤其是涉及一种将控制台或重建计算机集成于机架中的计算机断层扫描成像(computed tomography，CT)系统。
【背景技术】
当前的医疗成像系统，控制台或重建计算机与扫描设备独立放置，而且为了不影响扫描设备的运行，控制台或重建计算机往往需要与扫描设备保持一定的距离，因此对操作间和/或安装场地存在一定的空间要求，因此需要一种成像系统，降低对操作间和/或安装场地的空间要求。
【发明内容】
针对上述成像系统对操作间和/或安装场地空间要求的问题，本发明的目的在于提供一种成像系统。
为达到上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：
一种成像系统，该系统包括扫描设备和计算设备。该扫描设备被配置为对目标物体进行扫描，生成图像数据，该扫描设备包括机架；该计算设备被配置为控制该扫描设备对该目标物体进行扫描和/或基于该扫描图像数据重建图像；该计算设备集成在该机架中。
在本发明中，该成像系统为CT成像系统。
在本发明中，该机架被配置为支撑辐射发生器和至少一个探测器。
在本发明中，该计算设备控制该扫描设备对该目标物体进行扫描包括该计算设备控制该扫描设备对该目标物体进行扫描时所采用的扫描电压、扫描电流、扫描速度、扫描角度、旋转角度和/或扫描时间。
在本发明中，该成像系统进一步包括至少一个交互设备，该交互设备处于该机架外。
在本发明中，该交互设备包括显示器、键盘和/或鼠标。
在本发明中，该交互设备通过线缆或者无线方式与该计算设备连接，该交互设备通过线缆或者无线方式与该计算设备连接。
在本发明中，该计算设备以至少一个单片微型计算机、至少一个系统芯片、至少一个专用集成电路、至少一个中央处理器、至少一个数字信号处理器和/或至少一个图形处理器的形式集成在该机架中。
在本发明中，该机架具有沿前后方向延伸的扫描腔，该计算设备位于该扫描腔周向的外侧。
在本发明中，该计算设备位于该辐射发生器和探测器转动轨迹所在的环状面的外侧。
在本发明中，该计算设备位于该机架的左上侧、左下侧、右上侧或右下侧。
因为采用了以上技术方案，本发明具备以下的技术效果：
将控制台或重建计算机集成于机架中，可以降低对操作间和\或安装场地的空间要求。
【附图说明】
图1是根据本发明一些实施例的成像系统的示意图；
图2是根据本发明一些实施例的扫描设备的示意图；
图1标记：101为扫描设备，102为高压发生器，103为控制台，104为重建计算机，105为交互设备，106为床架，107为辐射发生器，108为探测器，109为机架。
图2标记：201为扫描设备，202为机架，203为床架，204为驱动装置，205为探测器，206为辐射发生器，207为计算设备。
【具体实施方式】
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
本发明所涉及的成像系统，不仅可以用于医学成像，如疾病的诊断和研究等，还可用于工业领域。所述成像系统可以是一个单模态系统或一个多模态系统，包括但不限于，计算机断层扫描(computed tomography，CT)系统、正电子发射断层扫描(positron emissiontomography，PET)系统、磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)系统、超声波扫描(ultrasound，US)系统、单光子发射计算机断层扫描(single-photon emission computedtomography，SPECT)系统、PET-CT、US-CT、PET-MRI等一种或多种的组合。
图1是根据本发明一些实施例的成像系统的示意图。成像系统100可以对目标物体进行扫描，并基于扫描图像数据生成相关图像。在一些实施例中，成像系统100可以是医学成像系统。成像系统100可以包括扫描设备101、高压发生器102、控制台103、重建计算机104和交互设备105。
扫描设备101可以对目标物体进行扫描，并获取相应的图像数据。扫描设备101可以是计算机断层成像仪(CT)、正电子发射断层扫描仪(PET)、磁共振成像仪(MRI)、单光子发射计算机断层扫描仪(SPECT)、热断层扫描仪(TTM)、医用电子内窥镜(MEE)等中的一种或多种的组合。在一些实施例中，扫描设备101可以是CT设备。
示例性地，以CT设备为例对扫描设备101进行说明。所述CT扫描设备可以包括床架106、辐射发生器107、至少一个探测器108和机架109。床架106可以支撑目标物体(例如，待诊断的病人)。在扫描过程中，床架106可以将目标物体移动至指定位置(例如，机架109的圆形腔室内)。机架109可以支撑辐射发生器107和探测器108。所述辐射发生器107可以向目标物体发射放射性射线。典型的放射性射线可以包括X射线、中子、质子、重离子等中的一种或多种的组合。所述CT扫描设备通过辐射发生器107向目标物体发射放射性射线对其进行扫描，并获取扫描数据。作为示例，辐射发生器107可以是X射线球管。在扫描过程中，放射性射线可以经过X射线球管内的射线窗、射线滤过板、形状过滤板和/或准直器后，到达目标物体。透过目标物体的X射线可以被探测器108接收，从而生成CT图像数据。探测器108可以是弧形探测器。在一些实施例中，探测器108可以是单排探测器或多排探测器。在一些实施例中，探测器108可以包括多个通道，所述多个通道可以分别接收特定角度的X射线。
高压发生器102可以产生高压或强电流。在一些实施例中，高压发生器102所产生的高压或强电流可以传输至辐射发生器107，用于产生放射性射线。
控制台103可以与扫描设备101、高压发生器102、重建计算机104和/或交互设备105相关联。在一些实施例中，控制台103可以控制扫描设备101扫描目标物体。例如，控制台103可以控制辐射发生器107和探测器108绕Z轴旋转。在一些实施例中，控制台103可以控制扫描设备101扫描目标物体时所采用的参数。所述参数包括扫描电压、扫描电流、扫描速度、扫描角度、旋转角度、扫描时间等。所述扫描角度是指采用螺旋扫描方法进行扫描时的角度数据。在一些实施例中，所述参数由用户通过交互设备105输入。在一些实施例中，控制台103可以控制重建计算机104进行数据或图像处理。例如，控制台103可以控制重建计算机104从探测器108获取图像数据，并基于所述图像数据重建CT图像。
控制台103可以是控制元件或设备。例如，控制台103可以是微控制器(microcontroller unit，MCU)、中央处理器(central processing unit，CPU)、可编程逻辑器件(programmable logic device，PLD)、专用集成电路(application specificintegrated circuits，ASIC)、单片微型计算机(single chip microcomputer，SCM)、系统芯片(system on a chip，SoC)等。
重建计算机104可以进行数据或图像处理。例如，重建计算机104可以从探测器108中获取扫描目标物体后生成的图像数据，并基于所述图像数据重建图像。在一些实施例中，重建计算机104可以从探测器108或者外部数据源接收数据，并对接收到的数据进行处理。所述的外部数据源可以是硬盘、USB存储、光盘、闪速存储器(flash memory)、云盘(clouddisk)等中的一种或多种。
重建计算机104可以是至少一个处理元件，如中央处理器(central processingunit，CPU)、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、图形处理器(graphicsprocessing unit，GPU)等。在一些实施例中，重建计算机104也可以是特殊设计的具备特殊功能的处理元件或设备。重建计算机104可以是本地设备，如操控台、台式电脑、本地服务器、具备数据图像处理功能的云服务器等。重建计算机104可以将处理结果(例如，重建的CT图像)传送至交互设备105。
在一些实施例中，控制台103和重建计算机104可以包含于计算设备(例如，图2中所示的计算设备207)中。所述计算设备可以控制扫描设备101对目标物体进行扫描和/或基于扫描图像数据，重建图像。
交互设备105可以接收用户输入信息，或将控制台103或重建计算机104产生的图像或数据输出至用户。在一些实施例中交互设备105可以通过物理界面输入或输出信息，如触摸显示屏、麦克风、扬声器、LED指示灯、按钮、按键等。在一些实施例中，交互设备105可以利用虚拟界面输入或输出信息，如虚拟现实、全息影像。在一些实施例中，交互设备105可以是显示屏、指示灯、扬声器、按钮、按键等一种或几种的组合。在一些实施例中，交互设备105可以独立于控制台103或重建计算机104。例如，交互设备105可以独立于所述计算设备，并通过有线或无线方式与所述计算设备连接。
成像系统100中各部件可以通过有线或无线的方式进行连接。在一些实施例中，成像系统100中各部件可以通过网络连接。所述网络可以包括局域网、广域网、公用网络、专用网络、无线局域网、虚拟网络、都市城域网、公用开关电话网络等中的一种或几种的组合。例如，利用WIFI、蓝牙、ZigBee等协议进行通信的网络。在一些实施例中，所述网络可以包括多种网络接入点，例如有线或无线接入点、基站或网络交换点等。通过一个接入点，数据源可以与所述网络相连并通过所述网络发送信息。
图2是根据本发明一些实施例的扫描设备的示意图。扫描设备201可以包括机架202、床架203和驱动装置204。床架203可以支撑目标物体(例如，待诊断的病人)。在扫描过程中，驱动装置204可以移动床架203，使目标物体被移动至指定位置(例如，机架203的圆形腔室内)。在一些实施例中，床架203移动的速度可以是恒定的或变化的。床架203移动的速度可以和扫描时间、扫描区域等因素相关。在一些实施例中，床架203移动的速度可以是系统默认值或由用户(例如，医生、成像技师等)设定。驱动装置204还可以驱动机架202。在一些实施例中，驱动装置204可以驱动机架202顺时针或逆时针旋转。在一些实施例中，驱动装置204可以驱动机架202进行水平移动。
机架202可以包括探测器205、辐射发生器206和、计算设备207。辐射发生器206可以向目标物体发射放射性射线。典型的放射性射线可以包括X射线、中子、质子、重离子等中的一种或多种的组合。探测器205可以接收透过目标物体的放射性射线，并根据放射性射线的衰减程度生成图像数据。由于目标物体的内部结构的不同，探测器205探测到的不同区域的放射性射线的衰减程度会不同。由此，所述图像数据与所述目标物体的内部结构信息相关联。
计算设备207可以控制扫描设备201对目标物体进行扫描。在一些实施例中，计算设备207可以包括控制台(例如，图1所示的控制台103)和/或重建计算机(例如，图1所示的重建计算机104)。在一些实施例中，计算设备207可以控制扫描设备201对目标物体进行扫描时所采用的参数。所述参数可以包括扫描电压、扫描电流、扫描速度、扫描角度、旋转角度、扫描时间等。计算设备207可以基于一种或多种重建算法重建图像数据，生成相应的图像。所述图像数据可以是CT图像数据、PET图像数据、MRI图像数据等。典型的CT重建算法包括滤波反投影重建算法、Radon反演算法、一元函数的Hilber变换算法、迭代重建算法等。典型的PET重建算法包括最大期望值法(expectation maximization，EM)、有序子集最大期望值法(ordered subset expectation maximization，OSEM)、共轭梯度法(conjugategradient)、最大后验估计法(maximum a posteriori)等。典型的MRI重建算法包括傅里叶重建算法、迭代重建算法等。
计算设备207可以将计算结果传送至至少一个交互设备(未在图2中显示)。所述计算结果可以包括扫描参数(例如，扫描电压、扫描电流、扫描速度、扫描角度、旋转角度、扫描时间等)、图像数据、重建图像等。所述扫描角度是指采用螺旋扫描方法进行扫描时的角度数据。所述至少一个交互设备可以独立与计算设备207。在一些实施例中，用户可以根据所述计算结果判断是否需要调整或修改扫描参数。例如，计算结果传送至所述交互设备后，用户可以根据自身临床经验判断重建图像是否可以用于临床诊断。若所述重建图像不可以用于临床诊断，用户可以通过所述交互设备发送修改指令。所述修改指令可以包括修改扫描电压、扫描电流、扫描速度、扫描角度、旋转角度、扫描时间等的指令。计算设备207可以执行所述修改指令，重新获取新的计算结果，并将所述新的计算结果传送到所述交互设备。
计算设备207可以与所述至少一个交互设备连接。所述至少一个交互设备可以放置在操作间。在一些实施例中，所述交互设备可以通过物理界面显示计算结果，如触摸显示屏、麦克风、扬声器、LED指示灯、按钮、按键、鼠标、键盘等。在一些实施例中，所述交互设备可以利用虚拟界面显示计算结果，如虚拟现实、全息影像。在一些实施例中，所述交互设备可以是显示屏、指示灯、扬声器、按钮、按键、鼠标、键盘等一种或几种的组合。例如，当交互设备包括一个显示屏、一个鼠标和/或一个键盘时，所述显示屏可以显示扫描参数，用户可以根据实时情况通过所述键盘和/或鼠标修改扫描参数。所述显示器还可以显示图像数据和/或重建图像，用户可以根据所述图像数据和/或重建图像评估图像，或进行诊断。又例如，当交互设备是一个触摸交互式图形用户界面(GUI)时，所述触摸交互式图形用户界面(GUI)可以显示扫描参数，用户可以根据实时情况通过触摸屏幕或轻击、拖放、触控流程、多点触摸及、手势及/或语音识别等方式修改扫描参数。所述触摸交互式图形用户界面(GUI)还可以显示图像数据和/或重建图像，用户可以根据所述图像数据和/或重建图像评估图像，或进行诊断。
在一些实施例中，所述交互设备可以通过线缆或者无线方式与计算设备207连接。所述线缆可以包括同轴电缆、通信电缆、软性电缆、螺旋电缆、非金属护皮电缆、金属护皮电缆、多芯电缆、双绞线电缆、带状电缆、屏蔽电缆、电信电缆、双股电缆、平行双芯导线、双绞线等。所述无线方式可以包括IEEE 802.11系列标准、IEEE 802.15系列标准(例如蓝牙技术和紫蜂技术等)、第一代移动通信技术、第二代移动通信技术(例如FDMA、TDMA、SDMA、CDMA、和SSMA等)、通用分组无线服务技术、第二代移动通信技术(例如CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA、和WiMAX等)、第四代移动通信技术(例如TD-LTE和FDD-LTE等)等。
计算设备207可以物理集成于机架202中。计算设备207可以位于机架202的不同位置。以图1为例进行说明。在一些实施例中，计算设备202可以位于机架109的左上侧(如图1中所示的X轴正方向和Y轴负方向之间的区域)、左下侧(如图1中所示的X轴正方向和Y轴正方向之间的区域)、右上侧(如图1中所示的X轴负方向和Y轴负方向之间的区域)或右下侧(如图1中所示的X轴负方向和Y轴正方向之间的区域)。在一些实施例中，所述机架109具有沿前后方向(如图1中所示的Z方向)延伸的扫描腔，所述计算设备207位于所述扫描腔周向的外侧。在一些实施例中，计算设备207可以位于辐射发生器107和探测器108转动轨迹所在的环状面的外侧。
在一些实施例中，计算设备207可以以至少一个单片微型计算机(SCM)、至少一个系统芯片(SoC)和/或至少一个专用集成电路(ASIC)、至少一个中央处理器(CPU)、至少一个数字信号处理器(DSP)和/或至少一个图形处理器(GPU)等的形式集成在机架202中。在一些实施例中，计算设备207可以通过线缆或者无线方式与一个交互设备连接。所述至少一个中央处理器可以将计算结果(例如，扫描参数、图像数据、重建图像等)传送至所述交互设备。在一些实施例中，用户可以通过所述交互设备输入或修改扫描参数、设置扫描中操作(如开始、暂停、终止等)、查看或评估扫描后生成的图像等。
在一些实施例中，计算设备207可以集成在手机、平板和/或个人数据助理中。计算设备207可以通过线缆或者无线方式与交互设备连接。例如，如果计算设备207集成在手机中，所述手机可以通过无线方式与一个交互设备连接。所述手机可以将计算结果传送至所述交互设备。在一些实施例中，用户可以通过所述手机和/或交互设备输入或修改扫描参数、设置扫描中操作(如开始、暂停、终止等)、查看或评估扫描后生成的图像等。
在一些实施例中，计算设备207可以包括第一计算设备和第二计算设备(图2中未显示)。所述第一计算设备可以集成在机架202中，所述第二计算设备可以集成在云计算机中。所述第一计算设备可以控制所述扫描设备201对目标物体进行扫描和/或处理扫描图像数据。所述处理可以包括校正和检验数据、去除空气值、修正零点漂移、降噪、平滑等。所述第二计算设备可以进一步基于所述处理后的扫描图像数据重建图像。在一些实施例中，多个计算设备207可以与交互设备连接，所述交互设备可以是一个云计算机。例如，多个计算设备207可以将计算结果(例如，扫描参数、图像数据、重建图像等)传送至所述云计算机，用户可以通过所述云计算机输入或修改对应于多个计算设备207的多个扫描设备201的扫描参数、设置扫描中操作(如开始、暂停、终止等)、查看或评估扫描后生成的图像等。
以上所述仅为本发明的优选实施而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种成像系统，其特征在于，所述系统包括：
扫描设备，被配置为对目标物体进行扫描，生成图像数据，所述扫描设备包括机架；和
计算设备，被配置为控制所述扫描设备对所述目标物体进行扫描和/或基于所述图像数据重建图像；
所述计算设备集成在所述机架中。
2.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述成像系统为CT成像系统。
3.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述机架被配置为支撑辐射发生器和至少一个探测器。
4.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述计算设备控制所述扫描设备对所述目标物体进行扫描包括所述计算设备控制所述扫描设备对所述目标物体进行扫描时所采用的扫描电压、扫描电流、扫描速度、扫描角度、旋转角度和/或扫描时间。
5.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述成像系统进一步包括至少一个交互设备，至少一个所述交互设备通过线缆或者无线方式与所述计算设备连接。
6.根据权利要求5所述的成像系统，其特征在于，所述交互设备包括显示器、键盘和/或鼠标。
7.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述计算设备以至少一个单片微型计算机、至少一个系统芯片、至少一个专用集成电路、至少一个中央处理器、至少一个数字信号处理器和/或至少一个图形处理器的形式集成在所述机架中。
8.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述机架具有沿前后方向延伸的扫描腔，所述计算设备位于所述扫描腔周向的外侧。
9.根据权利要求3所述的成像系统，其特征在于，所述计算设备位于所述辐射发生器和探测器转动轨迹所在的环状面的外侧。
10.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述计算设备位于所述机架的左上侧、左下侧、右上侧或右下侧。
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