CN111511284A - 诊断成像中的患者定位 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于定位患者(101)以进行诊断成像的定位系统(10)。所述系统包括：传感器装置(12)，其具有被配置为提供指示患者(101)的至少一个身体参数的传感器信号的至少一个传感器(14、16)；控制器(18)，其被配置为基于至少一个传感器(14、16)的传感器信号来确定至少一个身体参数的值；以及至少一个可致动支撑体(20)，其被配置为将患者的臂部(105)和腿部(107)中的至少一项相对于患者的躯干进行移动。其中，控制器(18)被配置为根据至少一个身体参数的确定值来致动至少一个可致动支撑体(20)，以将臂部和腿部中的至少一项相对于患者的躯干进行移动，使得将患者引导至用于诊断成像的姿势。

Description

诊断成像中的患者定位

技术领域

总体上，本发明涉及诊断成像领域，例如，X射线成像。具体而言，本发明涉及一种用于定位用于诊断成像的患者的定位系统，包括这种定位系统的X射线成像装置以及用于操作这种定位系统的方法。

背景技术

在诊断成像中，每天可以由单个诊断成像装置操纵的患者数量(其也可以称为患者吞吐量)能够具有对医院的成本的直接效应。出于这个原因，在诊断成像装置和/或任何其他医疗保健装备的设计中可以考虑患者吞吐量。

例如，在诊断性X射线成像(DXR)中，每患者采集X射线图像所需的总时间能够是X射线成像装置的设计的相关考虑。其中，所需的时间不仅可以受到X射线成像装置本身的速度的影响，例如，将X射线管移动就位需要花费多长时间和/或装置的控制器处理原始图像数据花费多长时间，而且受到将患者定位在正确的姿势中的时间的影响，例如，将患者引导到房间中正确位置和/或指示患者采用正确姿势(例如在检查台上和/或在X射线成像装置前面)所需的时间。通常，由放射科医师、操作者和/或护士将患者引导到正确的姿势，这可能花费一些时间，并且因此影响患者吞吐量。

在一些情况下，增加患者吞吐量也可以允许更好和/或更安全的干预。例如，如果要求用于成像的非常高的吞吐量，例如每天在X射线成像装置上高达700患者，则放射科医师能够采取若干捷径以节省时间并达到如此高的吞吐量。这些捷径之一能够是采集最大剂量的X射线图像，以便获得高质量的图像，而不必为每个患者调整、优化和/或最小化剂量。此外，可以在不准直X射线射束的情况下采集X射线图像，这能够导致患者的身体部分不必要地曝光于辐射。此外，患者能够紧密地排在一起，因此在拍摄另一患者的X射线图像时，排队的下一患者能够已经在成像室中了。尽管这些措施节省了时间，但它们能够对患者具有不期望的副作用，因为它们可能比良好质量X射线图像将严格需要的接收更多剂量。

除了这些一般考虑，预期由于某些国家的空气污染，这些国家的肺部疾病数量能够在未来20年内增加。因此，例如，借助于X射线成像定期进行胸部检查能够成为一种常见的筛查手段，与乳腺癌筛查相当。

发明内容

因此，能够期望提供一种改进的、快速的、高效的和/或便宜的定位流程、诊断成像流程和/或诊断成像装置。

这通过独立权利要求的主题来实现，其中，在从属权利要求和以下描述中并入了另外的实施例。应当注意，例如在下面关于根据本发明的第一方面的定位系统描述的特征也可以是根据本发明的第二方面的X射线成像装置的一部分和/或根据本发明第三方面的用于操作定位系统的方法，反之亦然。换句话说，以下关于本发明的一个方面描述的任何特征可以是本发明的任何其他方面的一部分和/或可以等同地应用于本发明的任何其他方面。

本发明的第一方面涉及一种用于定位患者以进行诊断成像的定位系统，例如，所述诊断成像诸如为X射线成像、计算机断层摄影(CT)成像、超声成像、磁共振成像(MRI)和/或使用任何其他成像模态的诊断成像。除了诊断成像之外，定位系统还可以用在任何治疗系统中，例如放射治疗系统中。定位系统包括具有至少一个传感器的传感器装置，所述至少一个传感器被配置为提供和/或输出指示患者的至少一个身体参数、表示患者的至少一个身体参数和/或与患者的至少一个身体参数有关的传感器信号。所述定位系统还包括控制器、控制电路和/或处理器，所述控制器、控制电路和/或处理器被配置为基于所述至少一个传感器的传感器信号来确定所述至少一个身体参数的值。例如，所述控制器可以被配置为处理所述传感器信号以确定所述身体参数的值和/或所述控制器可以被配置为根据所述传感器信号来导出所述身体参数的值。所述定位系统还包括至少一个可致动支撑体，所述至少一个可致动支撑体被配置为将所述患者的臂部和腿部中的至少一项相对于所述患者的躯干进行移动，其中，所述控制器被配置为根据和/或考虑所确定的所述至少一个身体参数的值来致动所述至少一个可致动支撑体，以相对于所述患者的躯干移动臂部和腿部中的至少一项，使得所述患者被引导至患者的姿势，以用于诊断成像和/或用于采集图像，例如，X射线图像。

可致动支撑体通常可以指代可移动支撑体，所述可移动支撑体可以依据和/或根据身体参数的确定值由控制器移动和/或致动。通常，可致动支撑体可以被配置为将一只臂部移动，将两只臂部移动，将两只臂部同时移动，将两只臂部彼此分开移动，将两只臂部彼此独立地移动，将一条腿部移动，将两条腿部移动，将两条腿部同时移动，将两条腿部彼此分开移动，和/或将两条腿部彼此独立移动。患者的头部也可以借助于可致动支撑体来移动。此外，可致动支撑体可以被配置为同时、彼此分开和/或彼此独立地移动一只臂部和一条腿部。两只臂部和两条腿部也可以通过可致动支撑体同时、彼此分开和/或彼此独立地移动。可致动支撑体可以包括一个或多个支撑元件。通过示例，可致动支撑体可以包括至少一个支撑元件，以用于支撑和/或移动患者的一只或两只臂部。此外，可致动支撑体可以包括至少一个支撑元件，以用于支撑和/或移动患者的一条或两条腿部。其中，可致动支撑体的各种支撑元件可以同时、同步、独立和/或分开地致动。

通常，可致动支撑体可以为患者的一只或两只臂部和/或一条或两条腿部提供休息和/或支撑结构。通过移动可致动支撑体，被布置在可致动支撑体上的患者的身体部分，即，一只或两只臂部和/或一条或两条腿部，可以相对于患者的躯干移动。特别地，患者的一只或两只臂部和/或一条或两条腿部可能未固定在可致动支撑体上。相反，一只或两只臂部和/或一条或两条腿部可以可移动地、滑顺地和/或滑动地布置在可致动支撑体上，使得通过移动可致动支撑体，患者被引导朝向用于诊断成像的姿势。换句话说，可致动支撑体的移动可以导致布置在其上的身体部分的移动，这继而可以触发患者的自我移动。特别地，一只或两只臂部和/或一条或两条腿部可以不由可致动支撑体推动和/或拉动，但是可致动支撑体可以为患者提供引导，以将患者定位和/或自我定位在用于诊断成像的姿势中。因此，定位系统可以被视为引导系统和/或自我定位系统，以使患者采取和/或采用用于诊断成像和/或采集图像的姿势。

可以由控制器根据和/或考虑一个或多个身体参数的一个或多个值来调节所述可致动支撑体的移动。其中，所述可致动支撑体的移动可以由控制器在方向、速度和/或幅度上进行调节。此外，通过确定一个或多个身体参数的一个或多个值，控制器可以确定患者的形态、移动限制、移动性和/或灵活性。因此，控制器可以被配置为移动可致动支撑体和/或调节可致动支撑体的移动的方向、速度和/或幅度，例如，根据患者的形态、移动限制、移动性和/或灵活性。

用于诊断成像的姿势可以指适合于特定成像任务的患者的预定和/或正确姿势，例如，胸部X射线成像任务、乳房X射线成像任务、膝盖X射线成像任务和/或任何其他成像任务。因此，姿势可以指的是相对于诊断成像装置的探测器和/或源(例如X射线成像装置的X射线探测器和/或X射线源)的要在诊断成像中检查的患者的位置和/或患者的身体部分的位置。其中，患者的所述位置和/或身体部分的所述位置可以适合于采集患者的图像和/或患者的所述身体部分的图像。

改述本发明的第一方面，所述定位系统包括具有传感器的传感器装置，所述传感器用于确定患者的身体参数，其中，可以基于对传感器的传感器信号进行处理来导出所述身体参数的值。基于所确定的所述身体参数的值，所述控制器可以移动和/或致动所述可致动支撑体，以相对于躯干移动、布置和/或定向患者的臂部和腿部中的至少一项，使得要利用诊断成像检查的整个患者和/或身体部分相对于诊断成像装置(例如X射线成像装置)的探测器和/或源被定位。因此，借助于定位系统，可以将患者半自动地和/或自动地朝向用于诊断成像的姿势引导。特别地，可能不需要护士、操作者和/或放射科医师以将患者带到要在用于诊断成像和/或采集图像的位置中检查的姿势和/或身体部分。

因此，定位系统可以允许有效、自动和/或快速地将患者带到用于诊断成像的姿势中。由于可以正确地定位患者，这可以允许采集高质量的图像，尤其是不需要重新拍摄图像。因此，通过使用定位系统，可以减少递送给患者的剂量，因为可以减少定位患者所需的时间。此外，借助于定位系统，可以显著增加成像装置的吞吐量，并且可以降低用于采集图像的成本。除此之外，当将定位系统集成到成像装置中时，可以提供改进的、快速的、高效的和/或便宜的诊断成像流程。

根据本发明的实施例，所述控制器被配置为基于所确定的所述至少一个参数的值来确定所述患者的形态、移动限制、移动性和灵活性中的至少一项。所述控制器被配置为根据所述患者的所确定的形态、所确定的移动限制、所确定的移动性和所确定的灵活性中的至少一项来致动所述至少一个可致动支撑体。

换句话说，由所述控制器对所述至少一个可致动支撑体的致动可以响应于基于传感器装置对患者的定位，并且可以针对所述患者的形态、移动限制、移动性和/或灵活性进行调节和/或定制。这允许有效且安全地将患者带到用于诊断成像的姿势中，例如在定位流程期间不过度拉伸带到患者的四肢的情况下。

根据本发明的实施例，所述控制器被配置为根据所确定的形态、所确定的移动限制、所确定的移动性和所确定的灵活性中的至少一项来移动所述至少一个可致动支撑体和/或调节所述至少一个可致动支撑体的移动的方向、速度和/或幅度。

这可以允许温和、安全和/或有效地引导和/或定位患者，例如，在定位流程期间不过度拉伸患者的四肢和/或不失去患者的平衡的情况下。根据本发明的实施例，所述传感器装置包括至少一个传感器，以用于检测和/或确定抵抗至少一个可致动支撑体的移动的阻力、机械阻力和/或由患者所施加的力。为此目的，所述传感器装置可以包括例如压力传感器和/或力传感器。因此，所述控制器可以被配置为根据、基于和/或考虑阻力和/或由患者施加的力来移动所述可致动支撑体。因此，可以由所述控制器基于确定阻力和/或由患者施加的力来建立力反馈。通常，这可以允许根据所述患者的移动性、移动限制和/或灵活性来移动所述可致动支撑体，使得可以将患者轻缓地朝向用于诊断成像的姿势进行引导。

应注意，所述传感器装置还可以包括被集成到壁架和/或探测器板中的至少一个传感器。该传感器例如可以检测在倚靠在所述壁架上时由所述患者的躯干所施加的压力。在该压力增加和/或减小的情况下，可以确定所述患者可能正在失去平衡，并且所述可致动支撑体可以相应地移动以便补偿所述患者的平衡的损失。

根据本发明的实施例，所述控制器被配置为基于所述至少一个传感器的传感器信号和/或基于所述传感器装置的另外的传感器的传感器信号来确定臂部和腿部中的至少一项相对于所述患者的躯干的移动限制。备选地或额外地，所述控制器被配置为根据所述患者的臂部和腿部中的至少一项的移动限制来致动所述至少一个可致动支撑体。通过示例，所述控制器可以被配置为基于传感器信号来确定抵抗可致动支撑体的移动的阻力和/或由患者所施加的力，并且所述控制器可以被配置为基于阻力和/或由患者施加的力导出和/或确定移动限制。通常，考虑到患者特异性可移动性、移动性、移动限制和/或灵活性，这可以允许将患者朝向用于诊断成像的姿势引导。继而，这可以允许轻缓、安全和/或有效地引导和/或定位患者，而不会在定位流程期间过度拉伸患者的四肢和/或不会失去患者的平衡。

根据本发明的实施例，所述传感器装置包括以下中的至少一项：相机、距离传感器、激光距离传感器、超声传感器、力传感器、压力传感器以及用于检测与患者的下巴、乳房、腹部、肘部、髋部和/或骨盆的接触的接触传感器。所述传感器装置的那些传感器中的一个或多个可以用于直接确定一个或多个身体参数的一个或多个值，例如，身高、重量、臂部长度和/或腿部长度。通过示例，可以经由相机、具有深度信息的相机系统、3D扫描器和/或捕获所拍摄的图像的序列的2D图像识别系统来收集和/或确定一个或多个身体参数的一个或多个值，例如同时要求患者将其自身转动以曝光各个身体角度。这可以允许确定患者的形态并且根据患者的形态来移动所述可致动支撑体。此外，所述传感器装置的一个或多个传感器可以被用于间接确定一个或多个身体参数的一个或多个值。通过示例，抵抗可致动支撑体的移动的阻力和/或由患者所施加的力可以用于间接确定一个或多个身体参数的一个或多个值，例如，患者和/或患者的身体部分的移动限制、移动性和/或灵活性。

根据本发明的实施例，所述患者的至少一个身体参数是以下中的至少一项：四肢的长度、臂部的长度、腿部的长度、颈部的长度、腹部大小、乳房大小、脊柱形状、身体关节的移动性、颈部的移动性、肩胛骨的移动性、肩部的移动性、膝盖的移动性、髋部的移动性、脚踝的移动性、腕部的移动性、胸部的移动性、肘部的移动性、身高和肥胖。通过确定这些身体参数中的一个或多个的一个或多个值，可以在考虑患者和/或患者的身体部分的形态、移动性、移动限制和/或灵活性的情况下，将患者引导朝向用于诊断成像的姿势。因此，可致动支撑体的移动的速度、方向和/或幅度可以由控制器基于和/或根据所述患者的形态、移动限制、移动性和/或灵活性来调节。这允许有效且安全地将患者带到用于诊断成像的姿势中，例如不会在定位流程期间过度拉伸所述患者的四肢。

根据本发明的实施例，所述至少一个可致动支撑体包括以下中的至少一项：手柄、臂部支撑体、腋下支撑体、搁脚物、腿部支撑体和弹性带。其中，手柄、臂部支撑体、腋下支撑体、搁脚物、腿部支撑体和弹性带可以指代可致动支撑体的支撑元件。可致动支撑体可以包括这些支撑元件的任何组合。此外，这些支撑元件中的各种可以相对于彼此同时、同步、独立和/或分开地移动和/或致动。

根据本发明的实施例，至少一个可致动支撑体可三维地移动和/或可旋转。可致动支撑体可以例如可围绕三个正交轴旋转。这可以允许增加和/或增强定位系统的几何灵活性。

根据本发明的实施例，所述至少一个可致动支撑体包括至少一个手柄，所述至少一个手柄用于由所述患者的至少一只手握住，其中，所述控制器被配置为将所述至少一个手柄例如在患者头部之上向上移动，以拉伸患者和/或将患者的肩胛骨朝向患者的脊柱移动。通常，所述至少一个手柄可以用于适当地定位所述患者的一只或两只臂部、一个或两个肩胛骨和/或一个或两个肩部。所述手柄的这种移动可以允许适当地定位所述患者以捕获和/或采集患者胸部的侧面X射线图像。此外，由于肩部和/或肩胛骨可能不会阻挡肺部的视图，因此可以通过将患者定位在这样的位置中来改进侧面X射线图像的图像质量。

根据本发明的实施例，所述至少一个可致动支撑体包括用于由患者的第一只手抓握的第一手柄和用于由患者的第二只手抓握的第二手柄。其中，第一手柄和第二手柄可以指代所述可致动支撑体的支撑元件。通常，第一手柄和第二手柄可以用于适当地定位所述患者的一只或两只臂部、一个或两个肩胛骨和/或一个或两个肩部。

根据本发明的实施例，所述控制器被配置为将第一手柄和第二手柄向上和在相反的方向上横向向外移动，以打开患者的臂部。备选地或额外地，所述控制器被配置为将第一手柄和第二手柄向下和朝向诊断成像装置(例如X射线成像装置)的探测器(例如探测器板)的后侧移动，使得所述患者的肩胛骨和脊柱之间的距离增加。其中，第一手柄和第二手柄可以同时移动或一个接一个地移动。通常，第一手柄和第二手柄可以用于适当地定位所述患者的一只或两只臂部、一个或两个肩胛骨和/或一个或两个肩部。第一手柄和第二手柄的这种移动可以允许适当地定位患者以捕获和/或采集所述患者的胸部的正面X射线图像。此外，可以通过将患者定位在这样的位置来改进正面X射线图像的图像质量，因为肩部和/或肩胛骨可能不阻挡肺部的视图。

根据本发明的实施例，所述定位系统还包括壁架，所述壁架被配置为涵盖探测器，例如X射线探测器和/或探测器板，并且被配置为支撑所述患者的躯干。所述定位系统还包括至少一个对准元件，以用于基于朝向壁架的中心轴移动和/或引导患者的躯干来对准所述患者的垂直轴和所述探测器的中心轴，例如通过利用控制器致动对准元件。通过示例，所述至少一个对准元件可以指代布置在壁架和/或探测器的两个相对侧上的两个夹具。夹具初始可以是打开的，并且一旦患者被布置在夹具之间，夹具可以朝向彼此移动以将躯干相对于探测器居中和/或将垂直轴和中心轴对准。此外，壁架可以包括可以充当对准元件的形变表面，其中，形变表面可以在与患者的躯干接触时变形以采用患者的身体形状，并且同时将患者朝向壁架的中心引导，以将垂直轴和中心轴对准。

根据本发明的实施例，定位系统还包括可枢转支撑体，以用于支撑所述患者的一只脚、双脚、背部和/或髋部。具体地，可枢转支撑体可以被配置用于以竖立位置支撑患者。其中，所述控制器被配置为致动可枢转支撑体，使得患者的躯干朝向定位系统的壁架和/或朝向诊断成像装置(例如为X射线成像装置)的探测器移动。通常，将患者的躯干朝向壁架移动能够允许将躯干带到更靠近能够布置在壁架中的探测器。这也可以增加所采集图像的质量。通过示例，可枢转支撑体可以指代患者可以站立的支架和/或底板。备选地或额外地，可枢转支撑体可以指代支撑患者的髋部的可枢转凳子。通过枢转可枢转支撑体，患者的躯干可以朝向壁架移动，使得患者可以倚靠在壁架上。

根据本发明的实施例，定位系统还包括至少一个指导元件，以用于向患者提供声学、视觉、视听和/或触觉指令，以将患者引导至用于诊断成像的姿势。通常，患者可以被引导至姿势和/或借助于指导元件被指导到将其自身移动至姿势以进行图像采集。而且，患者可以被指导例如，以根据成像任务改变位置。例如，患者可以被指导以从用于采集正面胸部X射线图像的位置转向和/或移动到用于采集侧面胸部X射线图像的位置。通过示例，至少一个指导元件可以包括用于以声学方式指导患者的扬声器、提供视觉引导的光元件和/或提供视觉引导的至少一个屏幕。例如，通过使用所述患者的一个或多个身体参数的一个或多个值，个性化的化身可以被创建并显示在屏幕上，以在成像流程期间向患者示出正确的定位步骤。而且，可以在屏幕上显示叠加到虚拟化身上的患者的实时表示，其允许患者模仿化身的姿势和动作。此外，可以将触觉信号提供给患者，例如借助于布置在可致动支撑体上的振动元件。因此，借助于指导元件，可以迅速、自动和/或高效地将患者引导朝向姿势。

本发明的第二方面涉及一种X射线成像装置，其包括如上面和下面所述的X射线源、X射线探测器以及定位系统。特别地，X射线成像装置可以被配置用于胸部X射线成像。其中，X射线探测器可以指代例如可以布置在定位系统的壁架中的探测器板。

本发明的第三方面涉及一种用于操作定位系统的方法，如上面和下面所述，以定位患者来进行诊断成像。所述方法还可以涉及用于定位患者以进行诊断成像的方法和/或用于利用定位系统操作成像装置的方法。所述方法包括以下步骤：

利用定位系统的控制器来处理定位系统的传感器的传感器信号；

利用所述控制器基于所述传感器信号来确定至少一个身体参数的值；并且

利用控制器来致动定位系统的至少一个可致动支撑体，所述可致动支撑体被配置为相对于患者的躯干移动患者的臂部和腿部中的至少一项，其中，所述可致动支撑体根据至少一个身体参数的所确定的值来致动，使得基于将臂部和腿部中的至少一项相对于躯干进行移动，将患者引导至用于诊断成像的姿势。

本发明的第四方面涉及一种计算机程序单元，所述计算机程序单元当在定位系统的控制器上运行时指导所述定位系统执行如上面和下面描述的方法的步骤。

本发明的第五方面涉及一种计算机可读介质，在所述计算机可读介质上存储有计算机程序单元，所述计算机程序单元当在定位系统的控制器上运行时指导所述定位系统执行如上面和下面描述的方法的步骤。

参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并得到阐述。

附图说明

下面将参考附图中图示的示例性实施例更详细地解释本发明的主题，其中：

图1示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的X射线成像装置。

图2A至图2G均示意性示出了根据本发明的示例性实施例的定位系统。

图3A和图3B均示意性示出了根据本发明的示例性实施例的定位系统的一部分；

图4示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的定位系统的一部分。

图5A和图5B均示意性示出了根据本发明的示例性实施例的定位系统的一部分；

图6示意性示出了根据本发明的示例性实施例的定位系统。

图7A至7C均示意性示出了根据本发明的示例性实施例的定位系统。

图8示出了流程图，其图示出了根据本发明的示例性实施例的用于操作定位系统的方法的步骤。

原则上，在附图中，相同或相似的部分被提供有相同或相似的附图标记。

具体实施方式

图1示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的X射线成像装置100。

图1的X射线成像装置100是胸部X射线成像装置100，其中，以用于采集正面胸部X射线图像的姿势描绘患者101。然而，X射线成像装置100可以备选地或额外地被设计用于采集患者101的任何其他身体部分的X射线图像。

X射线成像装置100包括用于朝向患者101发射X射线粒子和/或X射线光子的射束103的X射线源102。X射线源102可以是任何类型的X射线源，例如X射线管、立体X射线管等。

X射线成像装置100还包括用于探测穿过患者101的X射线粒子的X射线探测器104。探测器104可以是探测器板104。例如，探测器104可以包括闪烁设备，所述闪烁设备光耦合至一个或多个探测元件，例如，光电二极管。

X射线成像装置100还包括定位系统10，以用于定位患者101以用于采集X射线图像。定位系统10可以具体地配置为将患者101朝向用于诊断成像和/或用于采集X射线图像的姿势引导和/或引导到用于诊断成像和/或用于采集X射线图像的姿势。

定位系统10包括具有至少一个传感器14、16的传感器装置12，至少一个传感器14、16用于检测患者101的至少一个身体参数和/或用于输出指示一个或多个身体参数的一个或多个传感器信号。一个或多个传感器信号被输出和/或提供给定位系统10的控制器18，控制器18处理一个或多个传感器信号以确定和/或导出至少一个身体参数的至少一个值。

定位系统10还包括至少一个可致动支撑体20，至少一个可致动支撑体20被配置为相对于患者101的躯干移动患者101的臂部105和腿部107中的至少一项。其中，至少一个可致动支撑体20由控制器18根据和/或考虑所确定的至少一个身体参数的至少一个值来致动，使得通过将臂部105和腿部107中的至少一项相对于患者101的躯干移动来使患者101被引导朝向用于图像采集的姿势，如将在下面进一步描述的。

在图1所描绘的示例中，至少一个可致动支撑体20包括用于由患者101的第一只手握住的第一手柄22和用于由患者的第二只手握住的第二手柄24。其中，第一手柄22和第二手柄24可以三维地移动和/或均可以绕三个正交轴旋转。

为了致动和/或移动可致动支撑体20，控制器18耦合到致动器26，致动器26被配置为移动和/或旋转可致动支撑体20，即第一和第二手柄22、24。致动器26可以是任何种类的致动器26，例如电机和/或气动致动器。

通常，传感器装置12可以用于基于至少一个身体参数来确定患者101的形态、移动性、灵活性和/或移动限制。其中，至少一个身体参数可以是以下中的至少一项：四肢的长度、臂部的长度、腿部的长度、颈部的长度、腹部大小、乳房大小、脊柱形状、身体关节的移动性、颈部的移动性、肩胛骨的移动性、肩部的移动性、膝盖的移动性、髋部的移动性、脚踝的移动性、腕部的移动性、胸部的移动性、肘部的移动性、身高和肥胖。

为了确定至少一个身体参数，传感器装置12可以包括以下中的至少一项：相机、距离传感器、激光距离传感器、超声传感器、力传感器、压力传感器和用于检测与患者101的下巴、乳房、腹部、肘部、髋部和/或骨盆的接触的接触传感器。

在图1所示的示例性实施例中，传感器装置12包括相机14，以用于在视觉上检测患者101和/或在视觉上确定至少一个身体参数和/或在视觉上确定患者101的形态。传感器14和/或传感器装置12将传感器信号输出到控制器18，控制器18处理传感器14的传感器信号并且确定患者101的一个或多个视觉可检测的身体参数，例如高度、宽度、臂部的长度、躯干的长度、躯干的宽度、腿部的长度、脊柱的形状、腹部大小、乳房大小和/或患者101的其他视觉可检测的身体参数。

传感器装置12的另外的传感器16被配置为确定和/或检测阻力和/或由患者101施加的力，其抵抗可致动支撑体20、第一手柄22和/或第二手柄24的移动。通过示例，传感器16可以是或包括压力传感器和/或力传感器。另外的传感器16将另外的传感器信号输出到控制器18，并且控制器18处理该另外的传感器信号以确定患者101的移动限制，例如患者101的臂部105的移动限制。

传感器装置12可以包括一个或多个另外的传感器14a至14e(参见图3A和3B)，以便检测一个或多个另外的身体参数和/或检测患者101的另外的身体部分的移动限制。以这种方式，控制器18可以被启用以全面确定患者101的形态以及可移动性、灵活性和/或移动限制。

定位系统10还包括涵盖和/或围绕X射线探测器104的壁架28。在图像采集期间，患者101应该倚靠在壁架28上，以便将胸部带到尽可能靠近X射线探测器，并且因此改进图像质量。此外，通过倚靠在壁架28上，患者101可以在图像采集期间保持姿势，已经借助于定位系统10将患者101引导到所述姿势中。

如在用于正面胸部X射线成像的正确姿势中，躯干应该倚靠在壁架28上，定位系统10还包括可枢转支撑体36，可枢转支撑体36将患者101的双脚和/或单脚支撑在患者101的直立位置中。在图1所示的示例中，可枢转支撑体包括和/或是可枢转基板36，患者101以直立位置站立在其上。控制器18可以致动可枢转支撑体36以将可枢转支撑体36朝向壁架28移动和/或枢转，并且因此将患者101的躯干朝向壁架28移动。因此，可枢转支撑体36可以是平衡凳，以将患者的躯干引导和/或推向壁架28和/或探测器104。通过示例，可以要求患者101站在恰在探测器104和/或壁架28前面的可枢转支撑体36和/或基板36上。然后基板36可以稍微枢转以将患者101推向探测器104。以这种方式，可以确保患者的躯干与壁架28接触。

在以下附图中，将更详细地解释定位系统10的操作。

图2A至2G均示出了根据本发明的示例性实施例的定位系统10。具体地，图2A至2G图示了在定位系统10的操作期间可致动支撑体20的致动和/或移动。其中，图2A图示了在图像采集之前患者101的初始位置，图2G图示了处于类似于用于诊断成像和/或用于采集X射线图像的姿势的另一位置的患者101，并且图2B至2F图示了可致动支撑体20的移动，以将患者101朝向如图2G所图示的最终位置和/或姿势引导。特别地，图2C和2E均示出了定位系统10的一部分的正视图，并且图2D和2F均示出了定位系统10的一部分的俯视图。除非另有说明，图2A至图2G所示的定位系统包括与图1的定位系统10相同的特征、功能和/或元件。

在图2A至2G中，患者101被引导至用于采集正面胸部X射线图像的姿势中。为此目的，患者101的肩部和/或肩胛骨不应阻挡肺部的视图和/或应尽可能移动远离患者101的脊柱。因此，肩部和/或肩胛骨应被移开。对于正面胸部X射线图像，将肩部朝向探测器104和/或朝向壁架28滚动能够是有利的。对于侧面胸部X射线图像，将臂部105移动到肩部之上以向上拉动肩部和/或肩胛骨能够是有利的，如参考图6所描述的。除此之外，将患者101的垂直轴与探测器104的中心轴对准能够是有利的，如图4所图示的。而且，将患者101的下巴放在壁架28和/或其上表面上能够是有利的，例如如图2G所示的。

为了将患者101引导至用于诊断成像和/或采集X射线图像的姿势中，可以要求患者由其臂部105握住第一和第二手柄22、24和/或将其臂部105向下放置在可致动支撑体20的第一和第二手柄22、24上，如图2A所示的。

传感器14、16然后可以由控制器18操作以提供指示一个或多个身体参数的传感器信号，并且控制器18可以根据传感器信号导出一个或多个身体参数的一个或多个值，如参考图1所述的。

可以由控制器18根据一个或多个身体参数的一个或多个值来调节可致动支撑体20和/或第一和第二手柄22、24的移动。其中，例如根据如由诸如臂部的长度、肘部的移动性、关节的移动性等的身体参数确定和/或描述的患者的形态，可以在方向、速度和/或幅度上调节移动。除此之外，当移动可致动支撑体20时，可以考虑如利用传感器14、16检测到和/或利用控制器18确定的患者101的移动限制。这样的移动限制可以借助于基于相机的传感器14来确定，例如利用对一系列捕获的光学图像的移动分析。这可以在成像流程之前和/或期间完成。此外，可以基于确定阻力和/或由患者101施加的力借助于传感器16来确定移动限制，如参考图1所描述的，阻力和/或由患者101施加的力抵抗可致动支撑体20的移动。例如为此目的可以在第一和/或第二手柄22、24中布置传感器16，以测量引导患者101的臂部所需的力。

如图2C(前视图)和2D(俯视图)中所图示的，为了使患者101处于正确的姿势，控制器18致动可致动支撑体20，使得第一和第二手柄22、24朝向患者101的头部和/或朝向壁架28的顶部向上移动，如图2C中的箭头所指示的。此外，控制器18致动可致动支撑体20，使得第一和第二手柄22、24在相反的方向上横向向外移动，以便张开患者101的臂部，如由图2D中的箭头所指示的。两种移动可以同时执行，或者一个接一个执行。

参考图2E(前视图)和图2F(俯视图)，控制器18致动可致动支撑体20，使得第一和第二手柄22、24描述向下和朝向壁架28和/或探测器104的后侧的运动，以增加肩胛骨和脊柱之间的距离。两种移动可以同时执行，或者一个接一个执行。换句话说，第一和第二手柄22、24可以将患者101的双手带到探测器104和/或壁架28的背面上，例如，使患者101“拥抱”探测器104和/或壁架28。

通过移动第一和第二手柄22、24，患者的臂部相对于躯干移动，并且将患者101轻缓地朝向图2G所描绘的姿势引导，而无需将患者101拉、推和/或迫使为该姿势，而是通过指导患者101自己定位。通过使用定位系统10，不需要操作者、护士和/或放射科医师来定位患者101。相反，患者101由定位系统10自动定位和/或自身定位。

图3A和3B均示意性示出了根据本发明的示例性实施例的定位系统10的一部分。如果没有另外说明，图3A和图3B所示的定位系统包括与1至2G的定位系统10相同的特征、功能和/或元件。

图3A示出了定位系统10的壁架28的透视图，其中，布置了作为传感器装置12的一部分的各种传感器14a至14d。传感器14a至14d可以是用于确定与患者101的下巴、乳房、腹部和/或躯干接触的接触传感器。传感器14a至14d可以例如是压力传感器。

具体地，下巴传感器14a被布置在壁架28的顶部部分上，以检测患者101的下巴何时处于其正确位置。

此外，在壁架的各个高度处，传感器14b至14d被成对布置以检测与患者101的腹部、乳房和/或躯干的接触。其中，传感器对14b被配置为检测与乳房的接触并且传感器对14d被配置为检测与腹部的接触。通过处理传感器14b至14d的传感器信号并且通过评价信号之间的差异，可以确定乳房大小、腹部大小和/或乳房与腹部之间的相对大小。然后，当将患者101引导至姿势中时，可以由控制器18考虑所确定的乳房和腹部的大小。请注意，取决于患者101，对于某些患者，乳房会接触壁架，但不会接触腹部，而对于其他，情况将恰恰相反。

图3B图示了处于用于图像采集的姿势的患者101。

图3B所描绘的壁架28还包括一对传感器14e，以检测与患者101的肘部的接触。这可以以信号表示已经由患者101采取了正面胸部X射线图像的正确姿势。与传感器对14e中的一个或多个的接触可以触发图像采集。

传感器14e可以检测到肘部接触壁架28，这指示肩部已经适当地向前滚动。优点可以是这些传感器14可以被定位于壁架28的成像区外部。

作为压力传感器14a至14e的备选或补充，可以将导电漆添加到壁架28的表面以获得关于患者位置的信息(类似于将表面变为“触摸屏”)。

图4示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的定位系统10的一部分。如果没有另外说明，则图4所示的定位系统10包括与图1至3B的定位系统10相同的特征、功能和/或元件。

在图4中，示出了壁架28、探测器104和患者101的示意性俯视图。

图4所示的定位系统10包括对准元件30，对准元件30用于将患者的躯干朝向壁架28和/或探测器104的中心移动，以便将患者101的垂直轴110与探测器104的中心轴111对准。躯干可以被移动，使得轴110、111平行布置并且使得患者101的垂直轴相对于壁架28和/或探测器104居中。

对准元件30包括布置在壁架28和/或探测器104的相对侧上的第一夹具32和第二夹具34。初始地，夹具32、34可以彼此间隔开和/或可以是开放的。如果患者101被布置在第一夹具32和第二夹具34之间，则夹具32、34可以朝向彼此移动以将患者的躯干朝向居中的位置轻缓地引导，其中，轴110、111对准并且躯干相对于壁架28居中。

备选地或额外地，探测器104和/或壁架28的外表面可以是可形变的和/或可变形的，使得其在与患者101的接触中变形以采用其身体形状并且同时引导患者101朝向壁架22的中心。

图5A和5B均示意性示出了根据本发明的示例性实施例的定位系统10的一部分。如果没有另外说明，则图5A和5B中示出的定位系统10包括与图1至图4的定位系统10相同的特征、功能和/或元件。

图5A和5B的定位系统10包括：可枢转支撑体，其用于在患者101的直立位置中支撑患者101的臀部和/或背部。如在用于正面胸部X射线成像的正确姿势中，躯干应该倚靠在壁架28上，控制器18可以致动可枢转支撑体36以将可枢转支撑体36朝向壁架28移动和/或枢转，并且因此将患者101的躯干朝向壁架28移动，如由图5B中的箭头所指示的。因此，可枢转支撑体36可以是平衡凳，以将患者的躯干引导和/或推向壁架28和/或探测器104。通过示例，可以要求患者101坐在和/或倚靠在可枢转支撑体36和/或凳子36上，其恰好位于探测器104和/或壁架28的前面。然后，凳子36可以略微枢转，以将患者101推向探测器104。以这种方式，可以确保患者的躯干与壁架28接触并且也很好地居中。

图6示意性示出了根据本发明的示例性实施例的定位系统10。如果没有另外说明，则图6所示的定位系统10包括与图1至5B的定位系统10相同的特征、功能和/或元件。在图6所描绘的示例中，将患者101引导至用于采集侧面胸部X射线图像的姿势。对于侧面胸部X射线图像，将臂部105移动到肩部之上以上拉肩部和/或肩胛骨能够是有利的。

图6的定位系统10包括具有第一手柄22和第二手柄24的可致动支撑体20，以用于将患者101引导至用于正面胸部X射线图像的姿势。

可致动支撑体包括布置在患者101的头部之上的另外的手柄23，以用于将患者101定位于适合于侧面胸部X射线图像的姿势中。患者可以例如被要求握住其头部之上的另外的手柄23。

然后，控制器18可以操作传感器14、16a以确定一个或多个身体参数的一个或多个值，如参考先前附图所描述的。其中，传感器16a可以对应于先前附图中所描述的传感器16。

控制器18然后可致动致动器26以将另外的手柄23在患者101的头部之上向上移动以拉伸患者101的臂部105和/或将肩胛骨向上和/或朝向患者101的脊柱移动。

图7A至7C均示意性示出了根据本发明的示例性实施例的定位系统10。如果没有另外说明，则图7A至7C所示的定位系统包括与图1至6的定位系统10相同的特征、功能和/或元件。

图7A至7C所示的定位系统10包括指导元件40，指导元件40用于向患者101提供声学、视觉和/或视听指令，以将患者101引导至用于诊断成像的姿势。指导元件40被设计为布置在成像室的壁上的视频屏幕40。

屏幕40包括在正面胸部X射线成像期间面向患者101的第一屏幕部分40a和在侧面胸部X射线成像期间面向患者101的第二屏幕部分40b。

指导元件40包括在指导元件40上显示的引导符号42和/或化身42，例如虚拟护士42。化身42可以从一个屏幕部分40a、40b走到另一屏幕部分40a、40b，以接合患者101从而沿顺时针转动他的身体和顺时针旋转他的身体(例如，90度)，以在用于正面胸部和侧面胸部X射线成像的姿势之间进行改变。两个屏幕部分40a、40b之间的过渡可以是无缝的，例如通过淡出，或通过将两个屏幕部分40a、40b与角落显示元件连接。备选地，可以使用投影、全息图和/或增强现实。

引导符号42的面可以被布置在比患者101的面部稍微更高的高度处，使得患者101可以在引导期间向上看并抬起其下巴。化身42甚至可以在指令期间向上移动，以使患者101进一步将其下巴抬起。化身42可以为相对于探测器104的患者自定位提供实时定制引导，例如通过使用患者101的一个或多个身体参数的一个或多个值，如借助于控制器18和传感器装置12确定的。

如图7A所图示的，化身42可以以声学、视觉和/或视听方式指导患者101将其面部转向化身42，以便将患者引导至用于正面胸部X射线成像的姿势中。化身42还可以指导患者101握住第一手柄22和第二手柄24。

如图7B所图示的，可以基于所确定的所述一个或多个身体参数的一个或多个值来创建患者101的虚拟表示44。虚拟表示44可以叠加到指导元件40上的虚拟化身42上，虚拟化身42允许患者101模仿化身42的姿势和动作。而且，可以提供另外的引导，例如通过在指导元件40中显示箭头。其中，可以将虚拟表示44视为患者101的镜像，并且可以指导患者101在箭头的方向上移动，直到虚拟表示44与虚拟表示44的阴影对准，所述阴影可以图示正确姿势。

然后，可以通过致动和/或移动可致动支撑体20，将患者101进一步引导到正确姿势中，如先前的附图中所述的。

如图7C所示，在已经拍摄了正面胸部X射线图像之后，可以将患者101引导至侧面胸部X射线图像的姿势。化身42可以为此目的从第一屏幕部分40a移动到第二屏幕部分40b，并且可以要求患者101转动大约90度。然后可以要求患者101握住另外的手柄23，并且控制器可以致动另外的手柄23以将患者101带到用于侧面胸部X射线图像的正确姿势中。

定位系统10可以包括另外的指导元件46，其可以例如是指示患者的脚部的正确位置的地板上的照明区。而且，触觉指导元件可以被布置在手柄22、23、24中的一个或多个上，以用于向患者101提供触觉指令。

图8示出了图示根据本发明的示例性实施例的用于操作定位系统10的方法的步骤的流程图。如果没有另外说明，则定位系统10包括与参考先前附图描述的定位系统10相同的特征。

在第一步骤S1中，利用控制器18来处理定位系统10的传感器14、16的传感器信号。在第二步骤S2中，控制器18基于传感器信号来确定至少一个身体参数的值。在第三步骤S3中，控制器18致动定位系统10的至少一个可致动支撑体20，可致动支撑体20被配置为相对于患者101的躯干移动患者101的臂部195和腿部107中的至少一项。其中，根据至少一个身体参数的确定值来致动可致动支撑体20，使得基于相对于躯干对臂部105和腿部107中的至少一项进行移动将患者101引导至用于诊断成像的姿势。

尽管已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应被认为是说明性或示例性的而不是限制性的；本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践要求保护的本发明时可以理解和实现所公开的实施例的其他变型。

在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记不应被解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种用于对患者(101)进行定位以进行诊断成像的定位系统(10)，所述系统包括：

传感器装置(12)，其具有被配置为提供指示所述患者(101)的至少一个身体参数的传感器信号的至少一个传感器(14、16)；

控制器(18)，其被配置为基于所述至少一个传感器(14、16)的所述传感器信号来确定所述至少一个身体参数的值；以及

至少一个可致动支撑体(20)，其被配置为相对于所述患者的躯干移动所述患者的臂部(105)和腿部(107)中的至少一项；

其中，所述控制器(18)被配置为根据所确定的所述至少一个身体参数的值对所述至少一个可致动支撑体(20)进行致动，以相对于所述患者的所述躯干移动所述臂部和所述腿部中的至少一项，使得所述患者被引导至用于诊断成像的姿势。

2.根据权利要求1所述的定位系统(10)，

其中，所述控制器(18)被配置为基于所确定的所述至少一个身体参数参数的值来确定以下中的至少一项：所述患者的形态、移动限制、移动性和灵活性；并且

其中，所述控制器(18)被配置为根据以下中的至少一项对所述至少一个可致动支撑体(20)进行致动：所述患者的所确定的形态、所确定的移动限制、所确定的移动性和所确定的灵活性。

3.根据权利要求2所述的定位系统(10)，

其中，所述控制器(18)被配置为根据以下中的至少一项来移动所述可致动支撑体和/或调节所述可致动支撑体(20)的移动的方向、速度和/或幅度：所确定的形态、所确定的移动限制、所确定的移动性和所确定的灵活性。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的定位系统(10)，

其中，所述传感器装置(12)包括用于检测抵抗所述至少一个可致动支撑体(20)的移动的(机械)阻力和/或由所述患者(101)施加的力的至少一个传感器(16、16a)；和/或

其中，所述传感器装置(12)包括以下中的至少一项：相机、距离传感器、激光距离传感器、超声传感器、力传感器、压力传感器和用于检测与所述患者的下巴、乳房、腹部、肘部、髋部和/或骨盆的接触的接触传感器。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的定位系统(10)，

其中，所述控制器(18)被配置为基于所述至少一个传感器(14、16)的所述传感器信号来确定所述臂部(105)和所述腿部(107)中的至少一项相对于所述患者(101)的所述躯干的移动限制；和/或

其中，所述控制器(18)被配置为根据所述患者的所述臂部和所述腿部中的至少一项的移动限制对所述至少一个可致动支撑体(20)进行致动。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的定位系统(10)，

其中，所述患者的所述至少一个身体参数是以下中的至少一项：四肢的长度、臂部的长度、腿部的长度、颈部的长度、腹部大小、乳房大小、脊柱形状、身体关节的移动性、颈部的移动性、肩胛骨的移动性、肩部的移动性、膝盖的移动性、髋部的移动性、脚踝的移动性、腕部的移动性、胸部的移动性、肘部的移动性、身高和肥胖。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的定位系统(10)，

其中，所述至少一个可致动支撑体(20)包括以下中的至少一项：手柄、臂部支撑体、腋下支撑体、搁脚物、腿部支撑体和弹性带。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的定位系统(10)，

其中，所述至少一个可致动支撑体(20)是能三维地移动和/或能旋转的。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的定位系统(10)，

其中，所述至少一个可致动支撑体(20)包括用于由所述患者(101)的至少一只手握住的至少一个手柄(23)；并且

其中，所述控制器(18)被配置为向上移动所述至少一个手柄(23)，以对所述患者进行拉伸和/或将所述患者的肩胛骨朝向所述患者的脊柱移动。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的定位系统(10)，

其中，所述至少一个可致动支撑体(20)包括用于由所述患者的第一只手握住的第一手柄(22)和用于由所述患者的第二只手握住的第二手柄(24)。

11.根据权利要求9所述的定位系统(10)，

其中，所述控制器(18)被配置为将所述第一手柄(22)和所述第二手柄(24)向上和在相反的方向上横向向外移动，以打开所述患者(101)的所述臂部；和/或

其中，所述控制器(18)被配置为将所述第一手柄(22)和所述第二手柄(24)向下和朝向诊断成像装置(100)的探测器(104)的后侧移动，使得所述患者的肩胛骨与脊柱之间的距离增加。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的定位系统(10)，还包括：

a)壁架(28)，其被配置为涵盖探测器(104)并且被配置为支撑所述患者(101)的所述躯干；以及

至少一个对准元件(30)，其用于基于将所述患者的所述躯干朝向所述壁架(28)的中心移动将所述患者(101)的垂直轴(110)与所述探测器(104)的中心轴(111)进行对准；和/或

b)可枢转支撑体(36)，其用于支撑所述患者的脚部、背部和/或髋部；

其中，所述控制器(18)被配置为对所述可枢转支撑体(36)进行致动，使得所述患者(101)的所述躯干朝向所述定位系统(10)的壁架(28)和/或朝向诊断成像装置(100)的探测器(104)移动。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的定位系统(10)，还包括：

至少一个指导元件(40)，其用于向所述患者(101)提供声学、视觉、视听和/或触觉指令，以将所述患者引导至用于诊断成像的所述姿势。

14.一种X射线成像装置(100)，包括：

X射线源(102)；

X射线探测器(104)；以及

根据前述权利要求中的任一项所述的定位系统(10)。

15.一种用于操作根据权利要求1至13中的任一项所述的定位系统(10)对患者(101)进行定位以进行诊断成像的方法，所述方法包括以下步骤：

利用所述定位系统(10)的控制器(18)来处理所述定位系统(10)的传感器(14、16)的传感器信号；

利用所述控制器(18)基于所述传感器信号来确定至少一个身体参数的值；并且

利用所述控制器(18)对所述定位系统(10)的至少一个可致动支撑体(20)进行致动，所述可致动支撑体(20)被配置为相对于所述患者的躯干移动所述患者(101)的臂部(105)和腿部(107)中的至少一项，

其中，根据所确定的所述至少一个身体参数的值对所述可致动支撑体(20)进行致动，使得基于相对于所述躯干对所述臂部(105)和所述腿部(107)中的至少一项进行移动来将所述患者(101)引导至用于诊断成像的姿势。

Images