CN113940691A - 用于图像采集的患者定位的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明题为“用于图像采集的患者定位的系统和方法”。本文描述了用于在成像系统的检查台上自定位患者的系统和方法。在一些示例中，该方法包含检测靠近系统的检查台上的患者。该方法还可包含使用系统的一个或多个灯、系统的相机、可移除片材、系统的显示设备或它们的组合向患者提供位置指示符，以及响应于由系统接收的输入而提供修改的位置指示符。
Description
技术领域
本文所公开主题的实施方案涉及非侵入式诊断成像，并且更具体地涉及用于医疗成像的患者定位。
背景技术
非侵入式成像技术允许获得患者或对象的内部结构的图像，而无需对该患者或对象执行侵入式程序。具体地，诸如计算机断层摄影(CT)的技术以及其他技术使用各种物理原理(诸如通过靶体积的x射线的差分传输)来采集图像数据和构建层析图像(例如，人体或其他成像结构的内部的三维表示)。
发明内容
本发明内容介绍了在具体实施方式中更详细描述的概念。其不应当用于确定要求保护的主题的基本特征，也不应当用于限制要求保护的主题的范围。
在一个方面，一种用于定位患者的系统可包含处理器，该处理器可检测靠近系统的患者并且检测患者的解剖扫描范围以用于在医学图像中采集。处理器还可以确定第一患者位置阻止采集解剖扫描范围内的医学图像，并且生成位置指示符以提供给患者，该位置指示符表示允许系统采集患者的解剖扫描范围内的医学图像的第二患者位置。
在一些示例中，系统可以是x射线成像系统、计算机断层摄影(CT)成像系统、磁共振成像(MRI)系统、正电子发射断层摄影(PET)成像系统、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)成像系统以及它们的组合。在一些方面，患者驻留在靠近系统的检查台上，并且位置指示符包括由系统使用检查台或使用系统的显示设备显示的一个或多个灯。在一些示例中，一个或多个灯包括显示表示第一患者位置的第一颜色或表示第二患者位置的第二颜色的至少第一灯。
在一些示例中，处理器可以将位置指示符投影到检查台上，并且患者指示符包括表示第二患者位置的配置图像，该第二患者位置使得系统能够采集解剖扫描范围内的医学图像。在一些方面，系统可从系统的钻孔内投影位置指示符，其中位置指示符包括表示第二位置的一个或多个投影灯。在一些示例中，处理器可用相机捕获患者的一个或多个相机图像，并且基于一个或多个相机图像确定第一患者位置。处理器还可执行机器学习技术以识别第一患者位置。在一些示例中，处理器可检测患者的体型并且基于患者的体型来调整位置指示符。该系统可包含相机以将位置指示符投影到检查台上。在一些示例中，位置指示符可包含音频消息，该音频消息为患者提供在一个或多个方向上移动的距离，直到系统检测到患者处于第二患者位置。
在一个方面，系统可以包含联接到检查台的材料，其中该材料提供位置指示符，位置指示符包括第二患者位置的轮廓。在一些示例中，检查台被配置在靠近系统的竖直位置，或者检查台被配置在靠近系统的水平位置。在一个方面，检查台包括提供患者指示符的一个或多个灯。在一些示例中，处理器可检测患者的身体特征，该身体特征包括患者的身高，并且基于患者的身体特征来修改解剖扫描范围。
在一个方面，一种用于定位患者的方法可包含检测靠近系统的检查台上的患者，其中系统是x射线成像系统、磁共振成像(MRI)系统、正电子发射断层摄影(PET)成像系统、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)成像系统或它们的组合。该方法还可以包含检测患者的解剖扫描范围以用于在医学图像中采集，并且确定第一患者位置阻止在解剖扫描范围内采集医学图像。该方法还可以包含生成位置指示符以提供给患者，该位置指示符表示允许系统采集患者的解剖扫描范围内的医学图像的第二患者位置。
在另一方面，一种用于定位患者的非暂态机器可读介质包含多个指令，该多个指令响应于由处理器执行，可使得处理器检测靠近系统的检查台上的患者。多个指令还可使得处理器使用系统的一个或多个灯、系统的相机、可移除片材、系统的显示设备或它们的组合向患者提供位置指示符，并且响应于由系统接收的输入而提供修改的位置指示符。
应当理解，提供上面的简要描述来以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的精选概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，该主题的范围由具体实施方式后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
通过参考附图阅读以下对非限制性示例的描述将更好地理解本技术，其中如下：
图1示出了示例性成像系统的绘画视图；
图2示出了示例性成像系统的方框示意图；
图3示出了根据本文所述示例的用于向靠近成像系统的患者提供位置指示符的示例性方法的工艺流程图；
图4示出了根据本文所述示例的用于向靠近成像系统的患者提供位置指示符的示例性方法的工艺流程图；
图5A和5B示出了根据本文所述示例的用于向靠近成像系统的患者提供位置指示符的示例性技术；
图6示出了根据本文所述示例的用于向靠近成像系统的患者提供位置指示符的示例性技术；
图7示出了根据本文所述示例的用于向靠近成像系统的患者提供位置指示符的示例性技术；并且
图8示出了根据本文所述示例的用于向靠近成像系统的患者提供位置指示符的示例性非暂态机器可读介质。
具体实施方式
现在将以举例的方式，参考图1-8来描述本公开的实施方案，其中以下描述涉及医疗成像系统的各种示例。具体地讲，提供了用于响应于提供患者位置指示符而捕获医学图像的系统和方法。在图1和2中提供了可用于采集根据本发明技术处理的图像的成像系统的示例。检测患者位置的一种方法，诸如图3和4中所示的方法，可包含检测患者相对于成像系统和成像部件的位置，并且向患者提供表示患者预期将被定位在检查台上的位置的视觉指示符。图5A、图5B、图6和图7示出了用于在捕获患者的CT图像之前向患者提供指示符的示例。图8示出了用于响应于检测到患者的位置而向患者提供指示符的示例性非暂态机器可读介质。
在医疗设备的预扫描配置期间向患者提供位置指示符的技术效果可使得患者能够在不与临床医生接触的情况下对自己进行定位。在一些示例中，系统可以从一个或多个扫描范围中采集医学图像，其中对于扫描范围中的每个，患者处于所要求的患者位置。因此，本技术具有向患者提供位置指示符以在有限临床医生接触的情况下采集医学图像的技术优点，这可防止高度传染性疾病的传播。本技术还可以通过在采集扫描范围内的医学图像之前确定患者是否处于扫描范围的要求位置来减少医疗成像系统的数据存储和处理时间。这可减少为不能被分析的位置中的患者采集的医学图像的处理时间和数据存储。
虽然以举例的方式描述了CT系统，但应当理解，当应用于利用其他成像模态采集的图像时，本技术也可以是有用的，该其他成像模态诸如x射线成像系统、磁共振成像(MRI)系统、正电子发射断层摄影(PET)成像系统、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)成像系统，以及它们的组合(例如，多模态成像系统，诸如PET/CT、PET/MR或SPECT/CT成像系统)。对CT成像模态的本发明论述仅提供作为一种合适的成像模态的示例。
图1示出了被配置用于CT成像的示例性CT成像系统100。具体地，CT成像系统100被配置为对受检者112(诸如患者、无生命对象、一个或多个制造部件)和/或外来对象(诸如存在于身体内的植入物和/或造影剂)进行成像。在一个实施方案中，CT成像系统100包括机架102，该机架继而还可以包括至少一个x射线源104，该至少一个x射线源被配置为投射x射线辐射束106(参见图2)以用于对躺在检查台114上的受检者112进行成像。具体地，x射线源104被配置为将x射线辐射束106朝向定位在机架102的相对侧上的检测器阵列108投射。尽管图1仅描绘了仅一个x射线源104，但是在某些实施方案中，可以采用多个x射线源和检测器来投射多个x射线辐射束106，以采集对应于患者的不同能级下的投影数据。在一些实施方案中，x射线源104可以通过快速峰值千伏电压(kVp)切换来实现双能量宝石能谱成像(GSI)。在一些实施方案中，所采用的x射线检测器是能够区分不同能量的x射线光子的光子计数检测器。在其他实施方案中，使用两组x射线源和检测器来生成双能量投影，其中一组x射线源和检测器设置为低kVp而另一组设置为高kVp。因此应当理解的是，本文所述的方法可用单能量采集技术以及双能量采集技术来实现。
在某些实施方案中，CT成像系统100还包含图像处理器单元110，该图像处理器单元被配置成识别检查台114上的受检者112并且确定受检者112的位置是否使CT成像系统100能够采集受检者112的靶体积的图像。例如，图像处理器单元110可从联接到CT成像系统100的相机116捕获相机图像。图像处理器单元110可以分析相机图像以确定受检者112相对于检查台114的位置。在一些示例中，CT成像系统100还可生成位置指示符以提供给受检者112，从而指示受检者112是否将从第一位置移动到第二位置以使得能够采集受检者112的靶体积的图像。在一些示例中，相机116可以将位置指示符投影到检查台114上，其中位置指示符为受检者112的手臂、腿、头部或腹部提供轮廓。以下关于图2-7更详细地描述位置指示符。
在一些示例中，图像处理器单元110可以在采集初始化图像之前、采集初始化图像之后或采集诊断医学图像之后确定患者是否处于预期或所要求的位置以采集靶体积。例如，图像处理器单元110可以在采集初始化图像(诸如，侦察图像)之前检测患者是否处于采集表示受检者112的扫描范围的靶体积的位置。初始化图像可以是使用低剂量来捕获初始图像以用于配置CT系统102、受检者112在检查台114上的放置等的任何图像。在一些示例中，图像处理器单元110可以在采集初始化图像之后确定患者是否处于能采集扫描范围内的靶体积的位置。如以下关于图2-7所讨论的，可以在采集初始化图像之前、采集初始化图像之后或任何其他合适的时间向患者提供位置指示符。在一些示例中，可以在受检者112的一个或多个诊断扫描系列之间采集初始化图像。例如，图像处理器单元110可以在针对方案或扫描范围采集医学图像之后采集初始化图像。在一些示例中，图像处理器单元110可以任何合适的序列捕获或采集任何数量的初始化图像。在一个示例中，图像处理器单元110可以采集任何数量的连续初始化图像，直到患者或受检者112处于所要求的位置。图像处理器单元110可以响应于检测到检查台114上的受检者112的位置阻止采集靶体积而在任何合适的时间提供或显示位置指示符。
在一些示例中，图像处理器单元110还可以使用迭代或分析图像重建方法来重建受检者112的靶体积的图像。例如，图像处理器单元110可以使用诸如滤波反投影(FBP)的分析图像重建方法来重建患者的靶体积的图像。作为另一示例，图像处理器单元110可以使用迭代图像重建方法(诸如高级统计迭代重建(advanced statistical iterativereconstruction,ASIR)、共轭梯度(conjugate gradient,CG)、最大似然期望最大化(maximum likelihood expectation maximization,MLEM)、基于模型的迭代重建(model-based iterative reconstruction,MBIR)等等)来重建受检者112的靶体积的图像。如本文进一步所述，在一些示例中，除了迭代图像重建方法之外，图像处理器单元110还可使用分析图像重建方法(诸如FBP)。
在一些CT成像系统配置中，x射线源投射锥形x射线辐射束，该锥形x射线辐射束被准直成位于笛卡尔坐标系的X-Y-Z平面内并且通常被称为“成像平面”。x射线辐射束穿过正在被成像的对象，诸如患者或受检者。x射线辐射束在被对象衰减之后照射在检测器元件阵列上。在检测器阵列处接收的衰减x射线辐射束的强度取决于对象对辐射束的衰减。阵列的每个检测器元件产生单独的电信号，该单独的电信号是检测器位置处的x射线束衰减测量。单独地采集来自所有检测器元件的衰减测量值，以产生传输分布。
在一些CT成像系统中，使用机架使x射线源和检测器阵列在成像平面内围绕待成像的对象旋转，使得辐射束与对象相交的角度不断变化。在一个机架角度下来自检测器阵列的一组x射线辐射衰减测量结果(例如，投影数据)被称为“视图”。对象的“扫描”包括在x射线源和检测器的一次旋转期间在不同的机架角度或视角下制得的一组视图。可以设想的是，本文所述的方法的益处源于CT之外的医疗成像模态，因此如本文所用，术语“视图”不限于上文关于来自一个机架角度的投影数据所述的用途。术语“视图”用于意指每当存在来自不同角度的多个数据采集(无论是来自CT、正电子发射断层扫描(PET)还是单光子发射CT(SPECT)采集)时的一个数据采集，和/或任何其他模态(包括尚待开发的模态)以及它们在融合实施方案中的组合。
处理投影数据以重建与通过对象获取的二维切片相对应的图像，或在投影数据包括多个视图或扫描的一些示例中，重建与对象的三维渲染相对应的图像。一种用于由一组投影数据重建图像的方法在本领域中称为滤波反投影技术。传输和发射断层摄影重建技术还包括统计迭代方法，诸如最大似然期望最大化(MLEM)和有序子集期望重建技术以及迭代重建技术。该方法将来自扫描的衰减测量值转换成称为“CT数”或“亨氏单位”的整数，该整数用于控制显示设备上的对应像素的亮度。
在“轴向”扫描中，当x射线光束在机架内旋转时，其上定位有患者的CT检查台可被移动到期望的位置，然后保持静止，从而收集数据。可重建来自靶体积的切片的多个测量以形成整个体积的图像。
为了减少总扫描时间，可执行“螺旋”扫描。为了执行“螺旋”扫描，在采集到规定数量的切片的数据时，移动患者。此类系统从锥形束螺旋扫描产生单个螺旋。由锥形束绘制出(mapped out)的螺旋产生了投影数据，根据该投影数据可重建每个规定切片中的图像。
如本文所用，短语“重建图像”并非旨在排除其中生成表示图像的数据而非可视图像的本技术的示例。因此，如本文所用，术语“图像”广义地是指可视图像和表示可视图像的数据两者。然而，许多实施方案生成(或被配置为生成)至少一个可视图像。
图2示出了示例性成像系统200。根据本公开的各方面，成像系统200被配置用于对患者或受检者204(例如，图1的受检者112)进行成像。在一个实施方案中，成像系统200包括检测器阵列108(参见图1)。检测器阵列108还包含多个检测器元件202，该多个检测器元件一起感测穿过受检者204(诸如患者)的x射线辐射束106(参见图2)以采集对应的投影数据。因此，在一个实施方案中，以包括多行单元或检测器元件202的多切片配置来制造检测器阵列108。在此类配置中，一个或多个附加行的检测器元件202以并行配置布置，以用于采集投影数据。
在某些实施方案中，成像系统200被配置为遍历受检者204周围的不同角位置以采集所需的投影数据。因此，机架102和安装在其上的部件可以被配置为围绕旋转中心206旋转，以采集例如不同能级下的投影数据。另选地，在相对于受检者204的投影角度随时间的推移变化的实施方案中，所安装的部件可被配置为沿大致曲线而不是沿一段圆周移动。
因此，当x射线源104和检测器阵列108旋转时，检测器阵列108收集衰减的x射线束的数据。然后，由检测器阵列108收集的数据经历预处理和校准以对数据进行调节以表示所扫描的受检者204的衰减系数的线积分。经处理的数据通常被称为投影。
在一些示例中，检测器阵列108中的单独检测器或检测器元件202可包括光子计数检测器，该光子计数检测器将单独光子的交互寄存到一个或多个能量区间(energy bin)中。应当理解，本文所述的方法还可使用能量积分检测器来实现。
所采集的投影数据集可用于基础材料分解(BMD)。在BMD期间，将所测量的投影转换为一组材料密度投影。可将材料密度投影重建以形成每种相应的基础材料的一对或一组材料密度标测图或图像(诸如骨、软组织和/或造影剂标测图)。密度图或图像可继而相关联以形成对成像体积中的基础材料(例如骨、软组织和/或造影剂)的体绘制。
一旦重建，由成像系统200产生的基础材料图像就显示出以两种基础材料的密度表示的受检者204的内部特征。可显示密度图像以展示这些特征。在诊断医学病症(诸如疾病状态)，并且更一般地诊断医学事件的传统方法中，放射科医生或医师将考虑密度图像的硬拷贝或显示以辨别感兴趣的特性特征。此类特征可以包括特定解剖结构或器官的病灶、尺寸和形状，以及基于个体从业者的技能和知识应在图像中可辨别的其他特征。
在一个实施方案中，成像系统200包含控制机构208，以控制部件的移动，诸如机架102的旋转和x射线源104的操作。在某些实施方案中，控制机构208还包括x射线控制器210，该x射线控制器被配置为向x射线源104提供功率和定时信号。另外，控制机构208包括机架马达控制器212，该机架马达控制器被配置为基于成像要求来控制机架102的旋转速度和/或位置。
在某些实施方案中，控制机构208还包括数据采集系统(DAS)214，该DAS被配置为对从检测器元件202接收的模拟数据进行采样，并将模拟数据转换为数字信号以用于后续处理。DAS 214还可以被配置为选择性地将来自检测器元件202的子集的模拟数据聚集到所谓的宏检测器中，如本文进一步描述的。将由DAS 214采样和数字化的数据传输到计算机或计算设备216。在一个示例中，计算设备216将数据存储在存储设备或海量存储装置218中。例如，存储设备218可以包括硬盘驱动器、软盘驱动器、光盘-读/写(CD-R/W)驱动器、数字通用光碟(DVD)驱动器、闪存驱动器，以及/或者固态存储驱动器。
另外，计算设备216向DAS 214、x射线控制器210和机架马达控制器212中的一者或多者提供命令和参数，以控制系统操作，诸如数据采集和/或处理。在某些实施方案中，计算设备216基于操作员输入来控制系统操作。计算设备216经由可操作地联接到计算设备216的操作员控制台220来接收操作员输入，该操作员输入例如包括命令和/或扫描参数。操作员控制台220可以包括键盘(未示出)或触摸屏，以允许操作员指定命令和/或扫描参数。
虽然图2仅示出了一个操作员控制台220，但是多于一个操作员控制台可以耦接到成像系统200，例如以用于输入或输出系统参数、请求检查、绘制数据和/或查看图像。此外，在某些实施方案中，成像系统200可以经由一个或多个可配置的有线和/或无线网络(诸如互联网和/或虚拟专用网络、无线电话网络、无线局域网、有线局域网、无线广域网、有线广域网等)耦接到例如在机构或医院内或者处于完全不同位置的本地或远程地定位的多个显示器、打印机、工作站和/或类似设备。
在一个实施方案中，例如，成像系统200包括图片存档和通信系统(PACS)224或者耦接到PACS。在一个示例性实施方式中，PACS 224进一步联接到远程系统(诸如放射科信息系统、医院信息系统)和/或联接到内部或外部网络(未示出)，以允许处于不同位置的操作员供应命令和参数和/或获得对图像数据的访问。
计算设备216使用操作员提供的和/或系统定义的命令和参数来操作检查台马达控制器226，该检查台马达控制器又可控制检查台114，该检查台可以是电动检查台。具体地，检查台马达控制器226可以移动检查台114以将受检者204适当地定位在机架102中，以采集对应于受检者204的靶体积的投影数据。
如前所述，DAS 214对由检测器元件202采集的投影数据进行采样和数字化。随后，图像重建器230使用所采样和数字化的x射线数据来执行高速重建。虽然图2将图像重建器230示出为单独实体，但在某些实施方案中，图像重建器230可以形成计算设备216的一部分。另选地，图像重建器230可以不存在于成像系统200中，并且替代地计算设备216可以执行图像重建器230的一种或多种功能。此外，图像重建器230可以本地或远程地定位，并且可以使用有线或无线网络来可操作地连接到成像系统200。在一些示例中，“云”网络集群中的计算资源可用于图像重建器230。
在一个实施方案中，图像重建器230将重建的图像存储在存储设备218中。另选地，图像重建器230可将重建的图像传输到计算设备216，以生成用于诊断和评估的可用患者信息。在某些实施方案中，计算设备216可将重建的图像和/或患者信息传输到显示器或显示设备232，该显示器或显示设备通信地耦接到计算设备216和/或图像重建器230。在一些实施方案中，重建的图像可以从计算设备216或图像重建器230传输到存储设备218，以进行短期或长期存储。
在一些示例中，成像系统200可以在采集用于图像重建器230的诊断医学图像之前实现预扫描配置。例如，预扫描配置可包含提供给成像系统200的显示设备232的图形用户界面。由显示设备232显示的图形用户界面可提供在成像系统200的检查台114上的患者的实时视频流。
在一些示例中，存储设备218可包含至少部分地基于来自传感器234的传感器数据来确定与患者位置相关的数据的一个或多个应用程序。在一些示例中，传感器234可包含陀螺仪、加速度计、环境光传感器、相机等。传感器234可接收或捕获可包含相机图像、压力传感器数据或指示患者在成像系统200的检查台114上的位置的任何其他传感器数据的传感器数据。如以下关于图3更详细地讨论的，可以分析和聚集传感器数据以检测或确定患者或受检者112在检查台114上的位置。在一些示例中，传感器234可以电联接到计算设备216，或者传感器234可以联接到CT系统102，并且计算设备216可以利用任何合适的有线或无线接口从CT系统102接收传感器数据。在一些示例中，传感器234可以检测检查台114的传感器数据，该检查台可以垂直定位或水平定位在成像系统200附近。
在一些示例中，计算设备216、CT系统102或它们的任何组合可执行由预扫描配置管理器236接收或生成的指令。预扫描配置管理器236可存储在海量存储装置218中、计算设备216的存储器(未示出)中、CT系统102的存储器(未示出)中或联接到CT系统102的任何合适的存储设备或存储器设备中。在一些示例中，预扫描配置管理器236可通过生成用于向受检者112提供一个或多个患者位置指示符的指令来实现预扫描配置。例如，预扫描配置管理器236可以分析受检者112的位置并将其与诊断医学扫描的靶体积进行比较。如果与患者位置相关的数据指示受检者112不在采集医学图像的要求位置，则预扫描配置管理器236通过使用计算设备216、CT系统102或其任何组合，可提供任何数量的指示符以帮助受检者112移动或改变位置，从而变得在成像系统200的检查台114上对准。位置指示符可包含任何数量的灯、音频消息、投影等。在一些示例中，计算设备216可生成位置指示符并将指令传输到CT系统102以将位置指示符提供给受检者112。
在一些示例中，联接到计算设备216的显示器232使得操作员或临床医生能够访问或查看来自预扫描配置管理器236的数据并评估成像的解剖结构。显示器232还可允许操作员例如经由图形用户界面(GUI)来选择感兴趣的体积(VOI)和/或请求患者信息，以供后续扫描或处理。在一些示例中，显示器232可以电子地联接到计算设备216、CT系统102或它们的任何组合。例如，显示器232可从预扫描配置管理器236接收数据，诸如位置指示符，并且通过在显示器232上显示位置指示符来向靠近CT系统102的受检者112提供位置指示符。在一些示例中，显示器232可向临床医生或靠近计算设备216的操作员显示或提供位置指示符。计算设备216可位于CT系统102附近，或者计算设备216可位于另一房间、区域或远程位置。
在一些示例中，预扫描配置管理器236可部分地或完全地在CT系统102、计算设备216或它们的任何组合的硬件中实现。例如，预扫描配置管理器236的功能可用专用集成电路、在嵌入式控制器中实现的逻辑或在处理器中实现的逻辑等来实现。在一些示例中，预扫描配置管理器236的功能可利用逻辑来实现，其中如本文所提及的逻辑包含任何合适的硬件(例如，处理器、图形卡等)、软件(例如，应用程序、操作系统等)、固件或硬件、软件和固件的任何合适的组合。
本文进一步所述的各种方法和工艺(诸如以下参考图3描述的方法)可作为可执行指令存储在成像系统200中的计算设备(或控制器)上的非暂态存储器中。在一个实施方案中，图像重建器230和预扫描配置管理器236可在非暂态存储器中包含此类可执行指令，并且可应用本文所述的方法来提供患者指示符。在另一个实施方案中，计算设备216可在非暂态存储器中包含指令，并且可以至少部分地应用本文所述的方法来将患者定位在成像系统200附近。在又一个实施方案中，本文所述的方法和工艺可分布在CT系统102和计算设备216上。
图3示出了用于检测患者位置的示例性工艺流程图。在一些示例中，方法300可用任何合适的设备诸如图1的CT系统100或图2的成像设备200来实现。
在框302处，方法300包含检测或识别靠近成像系统的患者。例如，可在联接到成像系统或邻近成像系统的检查台上检测患者。在一些示例中，该方法可以包含使用来自相机的任何合适数量的图像、来自任何数量的传感器的传感器数据或它们的组合来检测检查台上的患者。例如，传感器数据可从压力传感器、陀螺仪、加速度计、罗盘等检测或获得。在一些示例中，可以分析检查台的图像或从检查台内或检查台附近的传感器收集的传感器数据，以确定患者是否驻留在检查台上。以下关于图4的框404更详细地描述了用于检测靠近成像系统的患者的技术。
在框304处，方法300可包含使用系统的一个或多个灯、系统的相机、可移除片材、系统的显示设备或它们的组合向患者提供位置指示符。例如，方法300可以包含将任何数量的灯投影到成像系统的检查台上，其中灯指示患者是否在检查台上正确对准以用于采集医学图像。在一些示例中，灯可以是红色、绿色或任何其他合适的颜色，以指示患者是否处于预期位置以采集医学图像。灯可从相机、从成像系统的孔内的灯或用任何其他合适的设备投影。
在一些示例中，可将可移除片材附连到成像系统的检查台以指示患者的预期位置。例如，患者的手臂的表示可在片材上显示轮廓，以指示患者的手臂是否应升高到患者头部上方或者患者的手臂是否应保留在患者的腹部。在一些示例中，可移除片材可包含患者的任何合适区域或区的表示，以便提供患者的预期位置。
在一些示例中，联接到成像系统的显示系统可提供表示患者的预期位置的患者指示符。例如，显示系统可以提供患者在空检查台上的预期位置的轮廓。在一些示例中，显示系统可提供由联接到成像系统的相机捕获的实时视频流。显示系统可叠加或组合实时视频流和指示患者的预期位置的位置指示符。例如，显示系统可用实线、虚线或与实时视频流一起显示的任何其他合适的表示来提供患者的预期位置的表示。患者可改变患者手臂的位置、在检查台上的对准等，使得在实时视频流中捕获的患者的图像在预期位置的表示内。
在框306处，方法300可包含响应于系统所接收的输入提供修改的位置指示符。在一些示例中，修改的位置指示符可以是与位置指示符不同颜色的投影灯、由显示系统提供的表示等。修改的位置指示符可以向患者提供反馈，并且表示患者处于用于采集医学图像的预期位置。例如，修改的位置指示符可以是响应于患者移动到用于采集医学图像的预期位置而投影到检查台上的绿灯。在一些示例中，修改的位置指示符可以是任何合适的音频消息、视觉图像或它们的组合。例如，修改的位置指示符可包含输入，诸如由成像系统提供给患者的音频消息，以指示患者应如何重新定位。可从操作成像设备或任何其他合适源的技术人员接收、获得或以其他方式采集可包含音频消息或视觉图像等的输入。该输入可指示患者的当前非预期位置、患者的预期位置、与将患者从非预期位置转变到预期位置相关的方向等。以下关于图5A和5B更详细地描述了表示患者的非预期位置的位置指示符和表示患者的预期位置的修改的位置指示符。
图3的方法300的工艺流程图并非旨在指示方法300的框302-306的所有操作将被包含在每个示例中。另外，图3的方法300的工艺流程图描述了执行操作的可能顺序。然而，应当理解，方法300的操作可以各种顺序或序列来实现。此外，在一些示例中，方法300还可包含更少或附加的操作。
图4示出了用于检测患者位置的示例性工艺流程图。在一些示例中，方法400可用任何合适的设备诸如图1的CT系统100或图2的成像设备200来实现。
在框402处，方法400包含接收、检测或以其他方式获得针对患者的方案。如本文所提及的方案指示要捕获的单个医学图像或要捕获的一系列医学图像。在一些示例中，方案可以指示扫描范围、与扫描范围对应的身体区域、剂量等。扫描范围可以指示待由CT设备捕获的每个医学图像的起始位置和结束位置。在一些示例中，方案可在多个患者之间共享，或者每个患者可具有个性化方案。例如，个性化方案可以基于患者的身高或患者的体重来指定扫描范围。
在框404处，方法400可包含检测或识别靠近成像系统的患者。在一些示例中，该方法可包含检测来自相机的任何合适数量的图像、来自任何数量的传感器的传感器数据或它们的组合。例如，方法400可包含通过用提供给机器学习算法的一组连续相机图像监测系统附近的检查台来检测系统附近的患者。在一些示例中，机器学习算法可分析或监测相机图像并确定对象是否驻留在成像系统的检查台上。在一些示例中，机器学习技术还可以确定检测到的检查台上对象是否是对应于要采集的靶体积的受检者112。例如，可用各种对象和受检者(诸如患者)的图像来初始化机器学习技术，使得机器学习技术可区分患者和可能放置在成像系统的检查台上的附加对象。
在一些示例中，成像系统的检查台可包含任何数量的传感器，诸如压力传感器、陀螺仪、加速度计、罗盘等。从传感器收集的传感器数据可单独使用或与相机图像结合使用，以确定患者是否驻留在成像系统的检查台上。例如，陀螺仪或压力传感器可确定放置在检查台上的对象的重量、尺寸或重量和尺寸两者。在一些示例中，超过预先确定的阈值的对象可被识别为患者。例如，超过第一阈值但不超过第二阈值的对象可被识别为儿科患者，并且超过第一阈值和第二阈值两者的对象可被识别为成人患者。第一阈值可以是任何合适的重量，诸如30磅、40磅、50磅等。在一些示例中，第二阈值可以是任何合适的重量，诸如100磅、120磅、130磅等。在一些示例中，第一阈值和第二阈值还可表示被患者覆盖的检查台的一部分，使得被覆盖的检查台的较小部分可表示儿科患者，并且被覆盖的检查台的较大部分可表示成人患者。由患者覆盖的检查台的区域可由成像系统的检查台内或附近的一系列压力传感器检测。被覆盖的检查台区域也可以通过相机图像中被患者遮挡的检查台部分或通过靠近检查台放置的检测光变化的多个环境光传感器来检测。在一些示例中，方法400可以包含基于传感器数据检测驻留在医疗成像设备的检查台上的患者，该传感器数据可以包含来自检查台的压力传感器数据、用于检测对象已经遮挡一组光源的环境光传感器数据、用于指示由于驻留在检查台上的对象而导致检查台的位置已经偏移的陀螺仪数据等。
在框406处，方法400可以包含检测、接收或以其他方式获得患者的解剖扫描范围以用于在医学图像中采集。在一些示例中，解剖扫描范围可以指示用于由成像系统采集图像数据的起始点和结束点。例如，解剖扫描范围可指示要由图像系统扫描的任何数量的英寸、厘米、英尺、米等。在一些示例中，可以在方案中指定解剖扫描范围，该方案指示要针对患者身体的多个区域执行的一个或多个诊断扫描。例如，解剖扫描可以表示针对头部扫描、胸部扫描、腹部扫描等要扫描的范围。在一些示例中，方法400可以包含基于成像系统是检测儿科患者还是成人患者来检测不同尺寸的解剖扫描范围。例如，如果检测到儿科患者，则可以将解剖扫描范围调整或重新比例调节为更小的尺寸，使得使用更小的头部扫描区域、腹部扫描区域等来采集诊断医学图像。在一些示例中，还可基于受检者或患者的体型来调整患者指示符以提供更大或更小的轮廓。
在框408处，方法400可以包含确定第一患者位置阻止在解剖扫描范围内采集医学图像。在一些示例中，该方法可以包含将成像设备的检查台上的患者的形状与解剖扫描范围内的患者的预定配置进行比较。例如，方法400可包含使用任何合适的机器学习技术来比较头部相对于头部保持器的轮廓、腹部相对于用于腹部扫描的检查台的预定区域的轮廓等。在一些示例中，机器学习技术可以识别和检测患者是否处于阻止从解剖扫描范围采集医疗成像数据的第一位置。例如，患者的头部可能不会放置在附接到成像系统的头部保持器上，患者可能在成像系统的检查台上或联接到成像系统的脚部延伸器内定位地太低或太高，等等。
在一些示例中，方法400可包含确定第一患者位置相对于附接或联接到成像系统的任何数量的部件未对准或未正确定位。系统的部件可包含检查台、倾斜的头部保持器、平坦的头部保持器、脚部延伸器、膝盖垫支撑设备、电极、儿童定位设备、下巴托、检查台垫、支架覆盖件或它们的组合。在一些示例中，可使用任何数量的部件来捕获患者的医学图像或一系列医学图像。例如，头部保持器和膝盖支撑设备可用于捕获患者的全身扫描图像。
在框410处，该方法可包含生成位置指示符以提供给患者。位置指示符可以表示允许系统采集患者的解剖扫描范围内的医学图像的第二患者位置。在一些示例中，位置指示符可作为成像系统的检查台内的任何数量的灯、通过从成像系统的钻孔内投影的一系列灯、通过从相机投影到检查台上的图像等呈现给患者。例如，位置指示符可向患者提供第一患者位置不正确的指示以及患者已将患者的位置修改为正确位置的指示。在一些示例中，位置指示符可为不正确的第一患者位置提供一个或多个红灯，并且为正确的第二患者位置提供一个或多个绿灯。在一些示例中，可使用任何合适的不同灯来表示第一指示和第二指示。位置指示符还可以包含任何数量的不同形状、图像等，其向患者指示患者的位置是否能够采集靶体积的诊断医学图像。
在框412处，方法400可包含向患者提供位置指示符。在一些示例中，可使用放置在成像设备的检查台上的任何合适数量的灯、声音、材料等来提供位置指示符。例如，音频消息可指示患者要移动的方向和距离，或者提供关于如何解释或使用附加的灯指示符的指令。在一些示例中，音频消息可以为患者提供在一个或多个方向上移动的距离，直到系统检测到患者处于预定患者位置。
位置指示符还可包含靠近检查台或成像系统等布置或配置的任何数量的灯。例如，灯可以任何合适的图案布置，该图案使得患者能够确定患者的位置何时能够采集靶体积。在一些示例中，灯可沿成像设备的检查台排列，灯可沿CT系统放置，或者灯可靠近检查台或CT系统放置在任何合适的位置。每个灯可以表示检查台的一定区域，并且灯可以提供或指示患者在检查台的该区域内的位置是预期的第一指示，以及患者在该区域内的位置是不正确的第二指示，并且阻止采集靶体积。
在一些示例中，提供第二患者位置的轮廓的预先配置的可移除片材可以联接到成像系统的检查台。例如，纸片或任何其他合适的材料可联接或以其他方式附接到检查台。表示第二患者位置的纸或材料可包含粘合剂材料，该粘合剂材料保持可移除纸片在成像设备的检查台上的静态或恒定位置，并且提供针对预期或预定患者位置的解剖扫描范围内的轮廓。例如，纸片或任何其他材料可指示患者的腹部将被放置在由纸片的轮廓表示的检查台的预定区域内。在一些示例中，可移除纸片或指示第二患者位置的任何其他合适的材料可不具有任何粘合剂，或者可移除纸片可被纹理化以提供摩擦以阻止可移除纸片移出成像系统的检查台上的适当位置。
在一些示例中，位置指示符可以使患者能够如预期的那样定位以采集靶体积，并且可以不采集初始化图像。位置指示符还可以阻止采集具有不完整靶体积区域的诊断医学图像。例如，位置指示符可以确保针对靶体积采集的诊断图像包含靶体积，这是由于患者处于检查台上的预定位置。位置指示符还可以使患者能够在采集预定方案的初始化图像和诊断医学图像之前修改或改变患者的位置。
图4的方法400的工艺流程图并非旨在指示方法400的框402-412的所有操作将被包含在每个示例中。另外，图4的方法400的工艺流程图描述了执行操作的可能顺序。然而，应当理解，方法400的操作可以各种顺序或序列来实现。此外，在一些示例中，方法400还可包含更少或附加的操作。在一些示例中，方法400可包含检测患者的身体特征。身体特征可包含患者的身高、患者的体重或它们的组合。方法400还可包含基于患者的身体特征来修改解剖扫描范围。
图5A和5B示出了提供位置指示符的示例性医疗成像设备。在图5A的示例性医疗成像设备500中，灯502和504位于钻孔505上方。在一些示例中，灯502和504可具有不同的形状，以及不同的颜色和任何其他合适的区分特征。在一些示例中，受检者506可能定位不正确，使得不能采集受检者506的靶体积。灯502可以显示受检者506未驻留在检查台508上能够捕获靶体积的诊断医学图像的位置的指示。在一些示例中，灯504可不接收电力或者可提供与灯502不同的颜色，直到受检者506将受检者506的位置移动或调整到预期或所要求的位置。
在图5B中，受检者506已调整受检者506的手臂的位置。成像系统500可以检测受检者506的调整位置，并将受检者506的调整位置与预期位置进行比较，以采集靶体积的医学图像。在一些示例中，灯504可显示受检者506处于预期和所要求的位置的通知或指示符，诸如修改的位置指示符，并且灯502可关闭以进一步向受检者506指示调整的位置是正确的。
在一些示例中，灯502可以响应于检测到患者处于靠近医疗成像设备500的检查台上的不正确位置而显示第一颜色的光，诸如红色等。在一些示例中，灯504可响应于检测到患者处于能够采集预定解剖扫描范围内的成像数据的正确位置而显示第二颜色，诸如绿色等。例如，灯504可向患者指示保持在特定位置，直到医疗成像系统500已采集到一个或多个系列扫描。在一些示例中，灯502和504响应于患者在检查台上移动而从灯502的照明转变为灯504的照明，直到患者处于用于采集成像数据的预定或预期位置。
在一些示例中，灯502和504可随着响应于患者从预定位置和预期位置移位到阻止采集靶体积的不正确位置而采集成像数据而改变。例如，如果患者将患者头部移动到预定扫描范围之外的位置，则灯504可关闭并且灯502可照亮。灯502和504可以在采集初始化图像之前、采集初始化图像之后和采集诊断医学图像之前，或者在采集诊断医学图像期间等转换以指示患者处于预期位置或非预期位置。
应当理解，图5A和5B的成像系统500为示例，并且成像系统的其他配置可包含附加的灯502和504，更少的灯。灯502和504也可放置在成像系统500的不同位置处，诸如在检查台508上、在钻孔505的侧面上或任何其他合适的位置处。在一些示例中，灯502和504可放置在受检者或患者可见的任何位置。
图6是提供位置指示符的系统的示例。在成像系统600中，CT系统601可包含可从钻孔604投射到检查台606上的一个或多个灯602。一个或多个灯602可以向患者指示患者是否驻留在检查台606上的阻止采集靶体积的成像数据的不正确位置。例如，如果患者处于正确位置，则一个或多个灯602可投射绿灯，或者如果患者处于不正确位置，则可投射红灯。在一些示例中，一个或多个灯602可被投射到检查台上以指示患者将被定位在何处。例如，一个或多个灯602可以是可移动的，使得一个或多个灯602可投射到患者待定位的检查台606上。在一些示例中，一个或多个灯602可以将轮廓投射到检查台606上以供患者躺在其中。一个或多个灯602还可将灯投射到靠近不正确的患者位置的检查台上。例如，如果患者偏斜到检查台606的侧面，则一个或多个灯602可以将红灯投射到靠近患者的检查台606上。在一些示例中，CT系统601可以将位置指示符投射到检查台606上，其中患者指示符包括表示第二患者位置的配置图像，该第二患者位置使系统能够采集解剖扫描范围内的医学图像。例如，CT系统601可使用一个或多个灯602将配置图像的轮廓投影到检查台606上，该轮廓指示患者头部、手臂、腿部、腹部等的预期位置。
图7是提供位置指示符的系统的示例。在一些示例中，成像系统700可包含CT系统701，该CT系统包含可包含在成像系统700的检查台704中的灯702。在一些示例中，灯702可以任何合适的配置或布置包含在检查台704中。例如，灯702可以包含在沿着检查台704的边缘的行或线中。如果患者未正确地定位在检查台704上，则灯702可改变颜色或提供患者应改变位置的任何其他合适的指示。例如，靠近患者的扫描范围的灯702可以改变颜色、闪光更明亮、闪烁等，以指示患者应改变在检查台704的扫描范围区域中的位置。在一些示例中，灯702可包含在CT系统701的一个或多个侧面上，表示在连接到CT系统701的数字显示器内等。灯702还可包含在包含一个或多个灯702的一个连续区段中。例如，沿着检查台704的一个或多个边缘的连续区段或分段可以包含提供位置指示符的任何数量的灯702。
图8是根据示例的用于检测患者位置的非暂态机器可读介质的示例。非暂态机器可读介质800可以实现图1的图像处理器单元110和图2的计算设备216等的功能。例如，CT系统102的控制系统中的处理器802、计算设备216或任何其他合适的设备可访问非暂态机器可读介质800。
在一些示例中，非暂态机器可读介质800可包含用于执行预扫描配置管理器236的指令。例如，非暂态机器可读介质800可包含用于预扫描配置管理器236的指令，该指令使得处理器802生成位置指示符并将其提供给靠近成像系统的受检者。在一些示例中，非暂态机器可读介质800可包含用于实现上述预扫描配置管理器236的技术的任何组合的指令。
如本文所用，以单数形式列举并且以单词“一个”或“一种”开头的元件或步骤应当被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确说明此类排除。此外，对本发明的“一个实施方案”的引用不旨在被解释为排除也包含所引用特征的附加实施方案的存在。此外，除非明确地相反说明，否则“包含”、“包括”或“具有”具有特定特性的元件或多个元件的实施方案可包括不具有该特性的附加此类元件。术语“包括”和“在...中”用作相应的术语“包含”和“其中”的简明语言等同形式。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，而不旨在对其对象施加数字要求或特定位置次序。
附图中所示和上文所述的本公开的实施方案仅为示例性实施方案，并且并非旨在限制所附权利要求的范围，包括权利要求的范围内所包括的任何等同物。各种修改是可能的并且对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。旨在使本文所述的非相互排斥的特征的任何组合在本发明的范围内。即，所述实施方案的特征可与上述任何适当的方面组合，并且任何一个方面的任选特征可与任何其他适当的方面组合。类似地，从属权利要求中列出的特征可与其他从属权利要求的非相互排斥的特征组合，特别是在从属权利要求从属于同一独立权利要求的情况下。在一些要求单一权利要求从属项的司法管辖区内，可能已作为实践使用了这些从属项，但这不应视为意味着从属权利要求中的特征是相互排斥的。
Claims (20)
1.一种用于自定位患者的系统，所述系统包括：
处理器，所述处理器：
检测靠近所述系统的患者；
检测所述患者的解剖扫描范围以用于在医学图像中采集；
确定第一患者位置阻止在所述解剖扫描范围内采集所述医学图像；以及
生成位置指示符以提供给所述患者，所述位置指示符表示允许所述系统采集所述患者的所述解剖扫描范围内的所述医学图像的第二患者位置。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统是x射线成像系统、磁共振成像(MRI)系统、正电子发射断层摄影(PET)成像系统、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)成像系统或它们的组合。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述患者驻留在靠近所述系统的检查台上，并且其中所述位置指示符包括由所述系统使用所述检查台或使用所述系统的显示设备显示的一个或多个灯。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述一个或多个灯包括至少第一灯，所述至少第一灯显示表示所述第一患者位置的第一颜色或表示所述第二患者位置的第二颜色。
5.根据权利要求3所述的系统，其中所述处理器将所述位置指示符投影到所述检查台上，并且其中所述患者指示符包括表示所述第二患者位置的配置图像，所述第二患者位置使得所述系统能够采集所述解剖扫描范围内的所述医学图像。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述系统将从所述系统的钻孔内投影所述位置指示符，其中所述位置指示符包括表示所述第二位置的一个或多个投影灯。
7.根据权利要求3所述的系统，其中所述处理器：
用相机捕获所述患者的一个或多个相机图像；以及
基于所述一个或多个相机图像确定所述第一患者位置。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述处理器将执行机器学习技术以识别所述第一患者位置。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器：
检测所述患者的体型；以及
基于所述患者的所述体型调整所述位置指示符。
10.根据权利要求3所述的系统，其中所述系统包括相机以将所述位置指示符投影到所述检查台上。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述位置指示符包括音频消息，所述音频消息为所述患者提供在一个或多个方向上移动的距离，直到所述系统检测到所述患者处于所述第二患者位置。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统还包括联接到所述检查台的材料，其中所述材料提供所述位置指示符，所述位置指示符包括所述第二患者位置的轮廓。
13.根据权利要求3所述的系统，其中所述检查台被配置在靠近所述系统的竖直位置中，或者其中所述检查台被配置在靠近所述系统的水平位置中。
14.根据权利要求3所述的系统，其中所述检查台包括提供所述患者指示符的一个或多个灯。
15.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器：
检测所述患者的身体特征，所述身体特征包括所述患者的身高；以及
基于所述患者的所述身体特征来修改所述解剖扫描范围。
16.一种用于自定位患者的方法，所述方法包括：
检测靠近所述系统的检查台上的患者，其中所述系统是x射线成像系统、磁共振成像(MRI)系统、正电子发射断层摄影(PET)成像系统、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)成像系统或它们的组合；
检测所述患者的解剖扫描范围以用于在医学图像中采集；
确定第一患者位置阻止在所述解剖扫描范围内采集所述医学图像；以及
生成位置指示符以提供给所述患者，所述位置指示符表示允许所述系统采集所述患者的所述解剖扫描范围内的所述医学图像的第二患者位置。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述检查台被配置在靠近所述系统的竖直位置中，或者其中所述检查台被配置在靠近所述系统的水平位置中。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述位置指示符包括由所述系统使用所述检查台或使用所述系统的显示设备显示的一个或多个灯。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述一个或多个灯包括至少第一灯，所述至少第一灯显示表示所述第一患者位置的第一颜色或表示所述第二患者位置的第二颜色。
20.一种用于自定位患者的非暂态机器可读介质，所述非暂态机器可读介质包括多个指令，所述多个指令响应于由处理器执行而使得所述处理器：
检测靠近系统的检查台上的患者；
使用所述系统的一个或多个灯、所述系统的相机、可移除片材、所述系统的显示设备或它们的组合向所述患者提供位置指示符；以及
响应于由所述系统接收的输入提供修改的位置指示符。
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