CN114246556A - 用于近红外脑功能成像装置的定位方法、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于近红外脑功能成像装置的定位方法、设备和存储介质。定位方法包括：在显示界面上显示三维脑图像，三维脑图像基于三维脑模型构建形成；获取各个探头的测量位置，或者获取各个安装位的测量位置作为各个探头的测量安装位置；对各个探头的测量安装位置进行针对三维脑模型的适应性的变换，使得测量安装位置的连线间的夹角与对应的变换后位置的连线间的夹角保持一致，从而确定各个探头的变换后位置；以及相对于三维脑图像标识示出各个探头的变换后位置。如此，能够向用户相对于三维脑图像适当地标识出各个探头的定位信息，使得用户通过查看界面的各个探头的定位，能够容易、正确且高效地评估和把握各个探头的定位状况。

Description

用于近红外脑功能成像装置的定位方法、设备和存储介质

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，更具体地，涉及一种用于近红外脑功能成像装置的定位方法、设备和存储介质。

背景技术

近红外光谱脑功能成像(fNIRS)是一种新型的脑功能成像技术。利用近红外光和发射探头-接收探头组成的多通道传感，基于神经-血氧耦合机制，fNIRS可以穿透颅骨，以高时间分辨探测和成像脑活动激活的变化，有效地对脑功能进行可视化和定量评估。

近红外脑功能成像设备的头帽上装设有用于获取近红外信号的探头，一对探头布设形成一个通道，使用时，需要获取头帽上的探头所形成的通道对应在使用者头部上的脑区位置，如此才能确定通过所获取到的近红外数据具体表征哪个脑区的生理状态。目前的定位软件功能较少，且操作繁琐，使用起来不够便捷，用户体验较差。尤其是，目前的定位软件在界面上所显示的各个探头的定位位置之间的相互空间关系的可视化较差，用户能够获得的定位信息较少，工作效率较低。

发明内容

提供了本发明以解决现有技术中存在的上述问题。

需要一种用于近红外脑功能成像装置的定位方法、定位设备、近红外脑功能成像系统和介质，其能够向用户相对于三维脑图像适当地标识出各个探头的定位信息，使得用户通过查看界面的各个探头的定位，能够容易、正确且高效地评估和把握各个探头的定位状况。

根据本发明的第一方案，提供一种用于近红外脑功能成像装置的定位方法。所述近红外脑功能成像装置具有头帽，所述头帽用于佩戴在对象的头上并且安装有多个用于传输和/或接收近红外信号的探头，或者多个安装位用于安装各个探头。所述定位方法可以包括在显示界面上显示三维脑图像，所述三维脑图像基于三维脑模型构建形成。所述定位方法还可以包括获取各个探头的测量位置或者获取各个安装位的测量位置，作为各个探头的测量安装位置。所述定位方法还可以包括对各个探头的测量安装位置进行针对所述三维脑模型的适应性的变换，使得测量安装位置的连线间的夹角与对应的变换后位置的连线间的夹角保持一致，从而确定各个探头的变换后位置。以及，所述定位方法还可以包括相对于所述三维脑图像标识示出各个探头的变换后位置。

根据本发明的第二方案，提供一种用于近红外脑功能成像装置的定位设备。所述定位设备可以包括第一定位组件和第一处理器。所述第一定位组件可以配置为对近红外脑功能成像装置的头帽上的各个探头或各个探头的安装位进行定位，以获取各个探头的测量安装位置。所述第一处理器可以配置为执行根据本发明各个实施例的用于近红外脑功能成像装置的定位方法。所述定位方法可以包括在显示界面上显示三维脑图像，所述三维脑图像基于三维脑模型构建形成。所述定位方法还可以包括获取各个探头的测量位置或者获取各个安装位的测量位置，作为各个探头的测量安装位置。所述定位方法还可以包括对各个探头的测量安装位置进行针对所述三维脑模型的适应性的变换，使得测量安装位置的连线间的夹角与对应的变换后位置的连线间的夹角保持一致，从而确定各个探头的变换后位置。以及，所述定位方法还可以包括相对于所述三维脑图像标识示出各个探头的变换后位置。

根据本发明的第三方案，提供一种近红外脑功能成像系统。所述近红外脑功能成像系统包括头帽、第二定位组件和第二处理器。所述头帽可以配置为用于佩戴在对象的头上并且具有多个用于传输和/或接收近红外信号的探头，或能够多个安装位用于安装各个探头。所述第二定位组件可以配置为对所述头帽上的各个探头或各个探头的安装位进行定位，以获取各个探头的测量安装位置。所述第二处理器可以配置为执行根据本发明各个实施例的用于近红外脑功能成像装置的定位方法。所述定位方法可以包括在显示界面上显示三维脑图像，所述三维脑图像基于三维脑模型构建形成。所述定位方法还可以包括获取各个探头的测量位置或者获取各个安装位的测量位置，作为各个探头的测量安装位置。所述定位方法还可以包括对各个探头的测量安装位置进行针对所述三维脑模型的适应性的变换，使得测量安装位置的连线间的夹角与对应的变换后位置的连线间的夹角保持一致，从而确定各个探头的变换后位置。以及，所述定位方法还可以包括相对于所述三维脑图像标识示出各个探头的变换后位置。

根据本发明的第四方案，提供计算机存储介质，其上存储有可执行指令，所述可执行指令由处理器执行时实现根据本发明各个实施例的用于近红外脑功能成像装置的定位方法的步骤。所述定位方法可以包括在显示界面上显示三维脑图像，所述三维脑图像基于三维脑模型构建形成。所述定位方法还可以包括获取各个探头的测量位置或者获取各个安装位的测量位置，作为各个探头的测量安装位置。所述定位方法还可以包括对各个探头的测量安装位置进行针对所述三维脑模型的适应性的变换，使得测量安装位置的连线间的夹角与对应的变换后位置的连线间的夹角保持一致，从而确定各个探头的变换后位置。以及，所述定位方法还可以包括相对于所述三维脑图像标识示出各个探头的变换后位置。

利用根据本发明各个实施例的用于近红外脑功能成像装置的定位方法、设备、系统和存储介质，其通过使得测量安装位置的连线间的夹角与对应的变换后位置的连线间的夹角保持一致，为三维脑图像标识的各个探头的定位，保留了对探头的定位判定尤为重要的空间几何特性，使得用户通过查看界面的各个探头的定位，就能够容易、正确且高效地评估和把握各个探头的定位状况，并且，相对于三维脑图像标识示出各个探头的变换后位置，使得用户不仅能够在定位过程中查看探头的定位状况还能够判断各个探头的变换后位置相对三维脑图像的位置，可视化效果较好，且能够使用户获得更多的定位信息，提高工作效率。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所发明的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。

图1示出根据本发明实施例的定位设备与近红外脑功能成像装置协同操作的示意图。

图2示出根据本发明实施例的用于近红外脑功能成像装置的定位方法的第一示例的流程图。

图3示出根据本发明实施例的用于近红外脑功能成像装置的定位方法所得到的显示界面的图示。

图4示出根据本发明实施例的本发明实施例的用于近红外脑功能成像装置的定位方法的第二示例的流程图。

图5示出根据本发明实施例的用于近红外脑功能成像装置的定位方法所得到的显示界面的图示。

图6示出根据本发明实施例的用于近红外脑功能成像装置的定位方法所得到的显示界面的图示。

图7示出根据本发明各个实施例的一种用于近红外脑功能成像装置的定位设备的结构框图。

图8示出根据本发明各个实施例的一种近红外脑功能成像系统的框图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本发明的实施例作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。本文中所描述的各个步骤，如果彼此之间没有前后关系的必要性，则本文中作为示例对其进行描述的次序不应视为限制，本领域技术人员应知道可以对其进行顺序调整，只要不破坏其彼此之间的逻辑性导致整个流程无法实现即可。

本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。

本发明的实施例提供一种用于近红外脑功能成像装置的定位方法。请注意，定位方法可以经由定位设备来实现，该定位设备可以与近红外脑功能成像装置协同操作。

图1示出根据本发明实施例的定位设备与近红外脑功能成像装置协同操作的示意图。图1中没有示出近红外脑功能成像装置100的完整构造，仅示出了与定位相关的部分构件，近红外脑功能成像装置100至少具有头帽101，头帽101用于佩戴在对象107的头上。例如，头帽101可以具有多个用于传输和/或接收近红外信号的探头108。又例如，头帽101可以留有多个安装位以便可拆卸地装配各个探头108，使用时，可以通过安装位将探头108装配到头帽101上。其中，多个探头108中的每一个可以配置为发射探头（S）或接收探头（D），每一对成对布设的探头形成一个通道，SD相连接的线段表示两者所形成的通道。在一些实施例中，一个发射探头可以对应于多个接收探头，或者反过来，一个接收探头对应于多个发射探头，其成对关系根据探头的布设位置、所要检测的脑功能区域等的具体要求而定。

如图1所示，定位设备105可以包括定位组件104和处理器102。其中，定位组件104可以配置为对近红外脑功能成像装置的头帽101上的各个探头108或者安装位进行定位，并确定各个探头的测量位置，或者确定各个安装位的测量位置，作为各个探头108的测量安装位置。注意，可以经由定位组件104直接对头帽101装配好的各个探头108进行定位（直接定位），但未必需要在头帽101装配有探头108的情况下执行，也可以在头帽101的安装位尚未装配探头108的情况下，对安装位进行定位，以安装位的测量位置作为用于装配的探头108的测量安装位置，从而实现经由安装位对对应探头108的间接定位（间接定位）。为了描述方便，以直接定位为例进行说明。

处理器102可以配置为执行根据本发明各个实施例的用于近红外脑功能成像装置的定位方法。在一些实施例中，定位设备105还可以包括存储器103和显示器106。其中，存储器103配置为存储使得处理器102执行定位方法的流程的定位程序以及执行过程中产生和/或需要的数据，还可以存储经由定位组件104确定的各个探头的测量安装位置。在一些实施例中，存储器103可以配置为与各个探头108相关联地存储各个探头108的测量安装位置，还可以相关联地存储对各个探头108的测量安装位置进行变换后的映射位置或非映射位置。具体说来，存储器103可以只存储与各个探头108相关联的各个探头108的测量安装位置、映射位置和非映射位置中的至少一种，其也可以几种位置都存储，本文对此不作具体限定，只要能够在接收到用户对已经定位过（即已经存储过测量安装位置、映射位置和非映射位置中的至少一种）的探头108进行重新定位的指示操作时，能够获取到该探头的历史位置信息即可。

具体地，定位组件104可以采用多种实现方式。例如，如图1所示，定位组件104可以包括能够在三维空间内产生正交系磁场的磁源104b和移动磁传感器（也称为检测笔）104a，通过两者之间的磁性作用来确定探头108的测量位置，在此不作赘述。使用时，可以将磁源104b放置在固定支架上，利用检测笔104a移动对头帽101上的各个探头108进行定位，在确定好探头108的测量位置时按下检测笔104a上的按键，由定位组件104将探头108的测量位置数据发送给处理器102进行处理，此处仅为示例，本发明对定位组件104的实现方式不做具体限定。为了描述方便，下文中以图1中所示构造的定位组件104进行定位方法的说明。

定位设备105可以通过如下步骤来获取各个探头108的测量位置，获取各个安装位的测量位置也类似，在此不赘述。接收用户利用检测笔104a对所述头帽101上各个探头108测点的指定操作，其中，各个探头108测点的位置用于表征各个探头108在头上的测量位置。可以响应于所述用户利用检测笔104b对所述头帽101上各个探头108测点的指定操作，利用定位组件104确定各个探头108的测量位置。

在另一些实施例中，用户还可以通过其他诸如触屏按键、鼠标、键盘、轨迹球、手势感应构件等交互构件（未示出）执行定位的各种交互操作，交互操作可以为点击、停留等指定操作。

在一些实施例中，显示器106可以配置为在处理器102的控制下，在其显示界面上显示三维脑图像，其中，该三维脑图像是基于三维脑模型而构建的，三维脑模型可以根据对象的头部医学影像数据来获得，例如，对象的脑核磁图像，或者可以采用现有的脑图谱数据，例如ICBM152图谱，本发明对此不做具体限定。在一些实施例中，显示器106可以采用LED、OLED等，在此不赘述。

在一些实施例中，处理器102可以是包括一个以上通用处理设备的处理设备，诸如微处理器、中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）等。更具体地，该处理器可以是复杂指令集计算（CISC）微处理器、精简指令集计算（RISC）微处理器、超长指令字（VLIW）微处理器、运行其他指令集的处理器或运行指令集的组合的处理器。该处理器还可以是一个以上专用处理设备，诸如专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）、数字信号处理器（DSP）、片上系统（SoC）等。处理器102可以配置为执行根据本发明各个实施例的用于近红外脑功能成像装置的定位方法。

图2示出根据本发明实施例的用于近红外脑功能成像装置的定位方法的第一示例的流程图。

该定位方法可以始于步骤201，在显示界面上显示三维脑图像，所述三维脑图像基于三维脑模型构建形成，如图3所示。

在步骤202，可以获取各个探头的测量位置或者获取各个安装位的测量位置，作为各个探头的测量安装位置。例如，可以采用以上结合图1的近红外脑功能成像装置说明的方式来获取各个探头的测量位置或者获取各个安装位的测量位置。

在步骤203，可以对各个探头的测量安装位置进行针对所述三维脑模型的适应性的变换，使得测量安装位置的连线间的夹角与对应的变换后位置的连线间的夹角保持一致，从而确定各个探头的变换后位置。为了描述方便，在本发明中也将这种将连线间的夹角保持不变的适应性的变换称为“非映射”（所得到的位置也称为“非映射位置”），以与将所述三维脑模型进行匹配对准的“映射”（所得到的位置也称为“映射位置”）相区别。

接着，在步骤204，可以相对于所述三维脑图像标识示出各个探头的变换后位置。如图3所示，其中作为示例，示出了探头D12-探头S7的变换后位置的第一连线、探头D6-探头S7的变换后位置的第二连线、探头D6-探头S1的变换后位置的第三连线、探头S1-探头D1的变换后位置的第四连线以及探头D1-探头S7的变换后位置的第五连线，相应地，示出了第一连线与第二连线间的夹角a、第二连线与第三连线间的夹角b、第三连线与第四连线间的夹角c、第四连线与第五连线间的夹角d。在所述适应性的变换之前，探头D12-探头S7的测量安装位置的连线与探头D6-探头S7的测量安装位置的连线间的夹角也是a，探头D6-探头S7的测量安装位置的连线与探头D6-探头S1的测量安装位置的连线间的夹角也是b，探头D6-探头S1的测量安装位置的连线与探头S1-探头D1的测量安装位置的连线间的夹角也是c，探头S1-探头D1的测量安装位置的连线与探头D1-探头S7的测量安装位置的连线间的夹角也是d。通过使得各个探头的测量安装位置的连线间的夹角与对应的变换后位置的连线间的夹角保持一致，使得在使得标识的各个探头的变换后位置贴近三维脑图像更便利用户比照查看的同时，无畸变地保留了体现各个探头是否有误的探头连线所成角度，从而使得用户能够准确地判定各个探头是否定位有误。例如，如图3所示，探头D6-探头S7-探头D1-探头S1的变换后位置的连线所成的四边形并非矩形，角度b、c、d都不是直角，证实了探头D6-探头S7-探头D1-探头S1的实际测量安装位置所成的四边形也不是矩形。如果按照探头间的通道的正确布局要求探头D6-探头S7-探头D1-探头S1的实际测量安装位置所成的四边形为矩形，那么用户基于图3中所示的定位呈现结果，可以准确地判定至少探头S7明显偏离预设位置，定位有误，需要对其进行重新定位。

如此，不仅可以为用户在界面上以三维脑图像中的三维脑模型作为参考，对照标识示出各个探头的定位，通过使得测量安装位置的连线间的夹角与对应的变换后位置的连线间的夹角保持一致，还为对照标识的各个探头的定位保留了对探头的定位判定尤为重要的空间几何特性---夹角，使得用户通过查看界面的各个探头的定位，就能够容易、正确且高效地评估和把握各个探头的定位状况。并且，相对于三维脑图像标识示出各个探头的变换后位置，使得用户不仅能够在定位过程中查看探头的定位状况还能够判断各个探头的变换后位置相对三维脑图像的位置，可视化效果较好，且能够使用户获得更多的定位信息，提高工作效率。如图3所示，用户可以从图中直接观察到D6、S1等几个探头位于对象的右颞部位置。在另一个实施例中，还可以对三维脑图像的各个脑区进行标识，例如以文字、不同的颜色等对不同的脑区进行区分，以进一步便于用户判断各个探头的变换后位置相对三维脑图像的位置情况。

图4示出根据本发明实施例的用于近红外脑功能成像装置的定位方法的第二示例的流程图。如图4所示，可以采用如下步骤来对获取的各个探头的测量安装位置进行针对所述三维脑模型的适应性的变换。

在步骤401，可以获取对象的头上第一组参考点的第一位置以及在三维脑模型上设置的对应的第二组参考点的第二位置。通常，每组参考点至少为3个。

在步骤402，可以基于所述第一组参考点的第一位置和所述第二组参考点的第二位置，确定各个坐标方向上的缩放因子、平移因子及旋转因子。以X-Y-Z三维坐标系为例，各个参考点都是三维坐标，在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的每个维度方向上，各得到一个缩放因子、一个平移因子和一个旋转因子。

在步骤403，可以基于各个坐标方向上的缩放因子，确定单个代表性缩放因子。例如，可以通过对X轴方向、Y轴方向和Z轴方向上的三个缩放因子做平均来得到单个代表性缩放因子，但不限于此。在一些实施例中，可以选三个缩放因子中的中值作为该单个代表性缩放因子。

在步骤404，可以基于所确定的各个探头的测量安装位置，在各个坐标方向上，利用所述单个代表性缩放因子以及与坐标方向对应的平移因子和旋转因子进行变换，来确定各个探头的变换后位置。

如此，对各个探头的测量安装位置在各个坐标方向上进行等比例缩放，从而测量安装位置的连线间的夹角得以与对应的变换后位置的连线间的夹角保持一致。

在一些实施例中，可以获取探头间的通道的布局信息；基于所确定的各个探头的变换后位置，利用所获取的探头间的通道的布局信息，形成通道布局栅格；相对于所述三维脑图像显示所述通道布局栅格，如图5所示，通道布局栅格可以由探头D12、探头S12、探头D13、探头S13、探头D14、探头D6、探头S7、探头D7、探头S8、探头D8、探头D1、探头S2、探头D2和探头S3连接而成。则利用本发明各个实施例对各个探头的测量安装位置进行适应性的变换后，在三维脑图像上呈现的通道布局栅格相对于头帽上的探头之间形成的真实的通道布局栅格没有发生任何形变。如此，在三维脑图像上呈现的是真实的通道布局栅格并且其上的探头位置都贴近三维脑模型，使得用户可以直观地通过通道布局栅格的形状即可快速准确的判断出探头的定位情况，而且还可以直观把握各个探头位置所对应的脑区。例如探头，是否定位有误，头帽的变形程度等。例如，四个相邻探头之间形成的通道理论上呈矩形，但是在定位时，用户发现所呈现的图形中有一个内角远远小于90°，此时可以判断位于该内角处的探头定位有误，需要对其重新进行定位。

在一些实施例中，可以将获取的各个探头的测量安装位置映射到所述三维脑模型，以确定各个探头的映射位置；以及在所述三维脑图像上显示各个探头的映射位置。不引起任何形变的非映射位置虽然保留了角度，但没有将探头的测量安装位置严格匹配到三维脑模型，有时会有钻入三维脑模型或浮出三维脑模型的情况，如果偏差过大就会给用户对探头与脑区的对应关系的判断带来干扰。通过确定各个探头的映射位置并在三维脑图像显示严格匹配到三维脑模型的映射位置，可以协助用户准确把握探头与脑区的对应关系。

在一些实施例中，定位方法还可以包括：在所述显示界面上除了所述三维脑图像以外的显示区域中，显示探头排布图，所述探头排布图携载并标识各个探头以及探头间的通道的布局信息。例如，如图6的左侧所示，可以看到探头S7与探头D12、探头D7、探头D6和探头D1分别彼此形成有通道。作为示例，图6以网格形式示出了探头间的通道的布局信息，但并不限于此，也可以以列表、文字、表格等方式示出探头间的通道的布局信息。

在一些实施例中，可以在所述三维脑图像上显示各个探头的变换后位置、映射位置连同通道布局栅格。如此，无需用户来回切换界面，从同一界面上就可以获取到更多的定位信息，提升定位过程的可视化效果，从而提高用户的工作效率。

可以采用各种方式在所述三维脑图像上一并显示各个探头的变换后位置、映射位置连同通道布局栅格。例如，可以在同个显示界面内分区，分别在各个分区内在三维脑图像上显示探头的变换后位置、在三维脑图像上显示探头的映射位置、以及在三维脑图像上显示通道布局栅格。

在一些实施例中，可以采用如下任何一种方式或数个方式的组合，在同一幅三维脑图像（也就参考同个三维脑模型）一并显示各个探头的变换后位置、映射位置连同通道布局栅格。

例如，可以以半透明的呈现方式显示各个探头的映射位置、变换后位置和通道布局栅格中的至少一种。如此，可以同步地显示各个探头的映射位置、变换后位置和通道布局栅格中的至少一种，且可以避免这些信息彼此之间的遮挡。

例如，可以改变所述三维脑图像的显示视角，使得用户能够看到各个探头的映射位置、变换后位置和通道布局栅格中的期望的至少一种。如此，可以通过改变显示视角，将某个显示视角下被遮挡的各个探头的映射位置、变换后位置和通道布局栅格露出。在一些实施例中，可以响应于用户对各个探头的映射位置、变换后位置和通道布局栅格中任何一种或任何一种的某个位置或栅格节点的交互操作，自动将三维脑图像转到使得交互操作的对象能够清晰可见的显示视角。

例如，也可以以分时的呈现方式显示各个探头的映射位置、变换后位置和通道布局栅格。

例如，在要为当前探头测量位置或者在为当前探头测量位置的情况下，隐藏除了当前探头以外的探头的变换后位置、映射位置连同通道布局栅格。如图6右侧所示，在为当前探头D12测量位置的情况下，在三维脑图像上，仅仅显示了当前探头D12的变换后位置和通道布局栅格，其他探头的变换位置和通道布局栅格都被隐藏，这样可以减少信息遮挡，从而便利用户聚焦于当前测量位置的探头D12，更好地完成对探头D12的定位。

在一些实施例中，定位方法还可以包括：在要为各个探头测量位置或者在为各个探头测量位置的情况下，基于获取的各个探头的变换后位置和/或映射位置改变所述三维脑图像的显示视角，使得所述三维脑图像在所述变换后位置和/或映射位置附近的部分朝向用户。如此，在定位过程中，可以一直自动保持将三维脑图像当前在执行定位的部位呈现给用户，使得用户能够轻松地实时观察各个探头的定位，从而顺利方便地完成定位过程。

其中，各个探头的变换后位置和/或映射位置，可以是从存储器获取的该存储器中当前存储的各个探头的变换后位置和/或映射位置，也可以是当前为各个探头测量位置的情况下基于测得的各个探头的测量安装位置进行各种变换而计算得到，也可以是基于存储器中当前存储的各个探头的测量安装位置、变换后位置和映射位置中的至少一种通过变换而获取。

在一些实施例中，在新测得各个探头的测量安装位置、变换后位置和映射位置中的至少一种，就可以对存储器中存储的各个探头的测量安装位置、变换后位置和映射位置中的至少一种进行相应更新，总是用最新的各个探头的测量安装位置、变换后位置和映射位置中的至少一种对照三维脑图像呈现。具体说来，在存储器中，可以与各个探头相关联地存储对应的第一测量安装位置、第一变换后位置和第一映射位置中的至少一种。在获取到各个探头的第二测量安装位置、第二变换后位置和第二映射位置中的至少一种时，用所述第二测量安装位置、第二变换后位置和第二映射位置中的至少一种替换已经存储的对应的第一测量安装位置、第一变换后位置和第一映射位置中的至少一种。可以根据所述第二变换后位置或第二映射位置改变所述三维脑图像的显示视角，使得所述三维脑图像的在所述第二变换后位置或所述第二映射位置附近的部分朝向所述用户。由此，在各个探头的测量安装位置、变换后位置和映射位置发生更新的情况下，显示视角也会自动更新，使得最新的各个探头的测量安装位置、变换后位置和映射位置及其附近的三维脑图像的部位总能清楚呈现给用户，便利用户的定位操作，尤其是，在三维脑图像上显示变换后位置形成的通道布局栅格的情况下，显示视角的自动更新使得用户能够聚焦当前的通道布局栅格情况，避免误判的情况发生，如三维脑图像一直以前额部分朝向用户，在用户定位到位于左右颞部的探头时，用户从前额视角查看形成于左右颞部的通道布局栅格时，很可能会因为视角问题不能准确的判断探头是否定位有误。

在一些实施例中，定位方法还可以包括：在所述显示界面上除了所述三维脑图像以外的区域，显示各个探头间的通道所述的脑区信息。各个探头间的通道所述的脑区信息通常信息繁多占用较大的显示区域，通过使其避开三维脑图像而分开显示，可以避免与其他定位信息重叠，造成信息混乱，扰乱用户查看。在一些实施例中，可以以表格或列表的形式显示在另一独立的显示区域上。

图7示出根据本发明各个实施例的一种用于近红外脑功能成像装置的定位设备的结构框图。所述定位设备包括第一定位组件104c和第一处理器102c。其中，所述第一定位组件104c可以配置为：对近红外脑功能成像装置的头帽上的各个探头或各个探头的安装位进行定位，以获取各个探头的测量安装位置。所述第一处理器102c可以配置为执行根据本发明各个实施例的用于近红外脑功能成像装置的定位方法。关于第一定位组件104c和第一处理器102c，可以参见结合图1对定位组件104和处理器102的详细说明，在此不赘述。

图8示出根据本发明各个实施例的一种近红外脑功能成像系统的结构框图。所述近红外脑功能成像系统可以包括头帽101、第二定位组件104d和第二处理器102d。所述头帽101可以配置为用于佩戴在对象的头上并且具有多个用于传输和/或接收近红外信号的探头，或设有多个安装位用于安装各个探头。第二定位组件104d可以配置为对所述头帽上的各个探头或各个探头的安装位进行定位，以获取各个探头的测量安装位置。第二处理器102d可以配置为执行根据本发明各个实施例的用于近红外脑功能成像装置的定位方法。关于头帽101、第二定位组件104d和第二处理器102d，可以参见结合图1对头帽101、定位组件104和处理器102的详细说明，在此不赘述。可以理解的是，在对头帽上的探头完成定位后，可以利用探头采集对象头部的近红外信号，第二处理器102d还可以对近红外信号执行数据采集、处理分析以及呈现分析结果等方法。

本发明的实施例还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可以由处理器执行时，实现根据本发明各个实施例的用于近红外脑功能成像装置的定位方法。存储介质可以包括只读存储器(ROM)、闪存、随机存取存储器(RAM)、诸如同步DRAM(SDRAM)或Rambus DRAM的动态随机存取存储器(DRAM)、静态存储器(例如，闪存、静态随机存取存储器)等，其上可以以任何格式存储计算机可执行指令。

此外，尽管已经在本文中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本发明的具有等同元件、修改、省略、组合（例如，各种实施例交叉的方案）、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本申请的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。

以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例（或其一个或更多方案）可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本发明。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本发明的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本发明的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (13)

1.一种用于近红外脑功能成像装置的定位方法，其特征在于，所述近红外脑功能成像装置具有头帽，所述头帽用于佩戴在对象的头上并且安装有多个用于传输和/或接收近红外信号的探头，或者设有多个安装位用于安装各个探头，所述定位方法包括：

在显示界面上显示三维脑图像，所述三维脑图像基于三维脑模型构建形成；

获取各个探头的测量位置，或者获取各个安装位的测量位置作为各个探头的测量安装位置；

对各个探头的测量安装位置进行针对所述三维脑模型的适应性的变换，使得测量安装位置的连线间的夹角与对应的变换后位置的连线间的夹角保持一致，从而确定各个探头的变换后位置；以及

相对于所述三维脑图像标识示出各个探头的变换后位置。

2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，对获取的各个探头的测量安装位置进行针对所述三维脑模型的适应性的变换具体包括：

获取对象的头上第一组参考点的第一位置以及在三维脑模型上设置的对应的第二组参考点的第二位置；

基于所述第一组参考点的第一位置和所述第二组参考点的第二位置，确定各个坐标方向上的缩放因子、平移因子及旋转因子；

基于各个坐标方向上的缩放因子，确定单个代表性缩放因子；

基于所确定的各个探头的测量安装位置，在各个坐标方向上，利用所述单个代表性缩放因子以及与坐标方向对应的平移因子和旋转因子进行变换，来确定各个探头的变换后位置。

3.根据权利要求2所述的定位方法，其特征在于，所述单个代表性缩放因子包括各个坐标方向上的缩放因子的平均值。

4.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，还包括：

获取探头间的通道的布局信息；

基于所确定的各个探头的变换后位置，利用所获取的探头间的通道的布局信息，形成通道布局栅格；

相对于所述三维脑图像显示所述通道布局栅格。

5. 根据权利要求1-4中任何一项所述的定位方法，其特征在于，还包括：

将获取的各个探头的测量安装位置映射到所述三维脑模型，以确定各个探头的映射位置；以及

在所述三维脑图像上显示各个探头的映射位置。

6.根据权利要求1-4中任何一项所述的定位方法，其特征在于，还包括：

在所述显示界面上除了所述三维脑图像以外的显示区域中，显示探头排布图，所述探头排布图携载并标识各个探头以及探头间的通道的布局信息。

7. 根据权利要求6所述的定位方法，其特征在于，还包括，在所述三维脑图像上显示各个探头的变换后位置、映射位置连同通道布局栅格的情况下：

以半透明的呈现方式显示各个探头的映射位置、变换后位置和通道布局栅格中的至少一种；和/或

改变所述三维脑图像的显示视角，使得用户能够看到各个探头的映射位置、变换后位置和通道布局栅格中的期望的至少一种；和/或

以分时的呈现方式显示各个探头的映射位置、变换后位置和通道布局栅格；和/或

在要为当前探头测量位置或者在为当前探头测量位置的情况下，隐藏除了当前探头以外的探头的变换后位置、映射位置连同通道布局栅格。

8.根据权利要求1-4中任何一种所述的定位方法，其特征在于，获取各个探头的测量位置具体包括：

接收用户利用检测笔对所述头帽上各个探头测点的指定操作，其中，各个探头测点的位置用于表征各个探头在头上的测量位置；

响应于所述用户利用检测笔对所述头帽上各个探头测点的指定操作，利用定位组件确定各个探头的测量位置。

9.根据权利要求1-4中任何一种所述的定位方法，其特征在于，还包括：

与各个探头相关联地存储对应的第一测量安装位置、第一变换后位置和第一映射位置中的至少一种；

在获取到各个探头的第二测量安装位置、第二变换后位置和第二映射位置中的至少一种时，用所述第二测量安装位置、第二变换后位置和第二映射位置中的至少一种替换已经存储的对应的第一测量安装位置、第一变换后位置和第一映射位置中的至少一种；

根据所述第二变换后位置或第二映射位置改变所述三维脑图像的显示视角，使得所述三维脑图像的在所述第二变换后位置或所述第二映射位置附近的部分朝向用户。

10.根据权利要求1-4中任何一项所述的定位方法，还包括：在要为各个探头测量位置或者在为各个探头测量位置的情况下，基于获取的各个探头的变换后位置和/或映射位置改变所述三维脑图像的显示视角，使得所述三维脑图像在所述变换后位置和/或映射位置附近的部分朝向用户。

11.一种用于近红外脑功能成像装置的定位设备，其特征在于，所述定位设备包括第一定位组件和第一处理器，其中，

所述第一定位组件配置为：对近红外脑功能成像装置的头帽上的各个探头或各个探头的安装位进行定位，以获取各个探头的测量安装位置；

所述第一处理器配置为：执行如权利要求1-10中任一项所述的用于近红外脑功能成像装置的定位方法。

12.一种近红外脑功能成像系统，其特征在于，所述近红外脑功能成像系统包括：

头帽，所述头帽配置为用于佩戴在对象的头上并且具有多个用于传输和/或接收近红外信号的探头，或设有多个安装位用于安装各个探头；

第二定位组件，配置为：对所述头帽上的各个探头或各个探头的安装位进行定位，以获取各个探头的测量安装位置；

第二处理器，所述第二处理器配置为：执行如权利要求1-10中任一项所述的用于近红外脑功能成像装置的定位方法。

13.一种存储有程序的非暂时性计算机可读存储介质，所述程序使得处理器执行如权利要求1-10中任一项所述的用于近红外脑功能成像装置的定位方法。

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