CN115120257A - 用于在医学图像采集期间进行运动引导的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于在医学图像采集期间监测和引导患者运动的系统和方法。根据某些实施方案，一种方法包括：用成像系统采集患者的图像；确定患者移动量；以及基于所确定的患者移动量来提供移动指示信号。

Description

用于在医学图像采集期间进行运动引导的系统和方法

技术领域

本公开涉及在医学图像采集期间监测和引导患者运动，并且更具体地，涉及在计算机断层扫描(CT)成像期间监测和引导患者运动。

背景技术

非侵入式成像技术允许获得患者的内部结构的图像，而无需对患者执行侵入式操作。具体地，诸如计算机断层扫描(CT)的技术使用各种物理原理(诸如X射线穿过目标体积(即，被成像的患者)的差分传输)来采集图像数据和构建断层图像(即，人体内部的三维表示)。

CT扫描仪包括安装在可旋转机架上的X射线源，该可旋转机架围绕检查区域旋转。X射线源发射辐射，该辐射横穿检查区域和位于其中的患者。对X射线敏感的辐射检测器阵列界定了与检查区域相对的角弧，检测来自X射线源的横穿检查区域的辐射，并且生成指示该辐射的信号。重建器处理信号并且重建指示患者的一部分的图像数据。

在图像采集期间，患者保持不动至关重要，因为患者的自愿或非自愿移动可能导致运动伪影出现在重建图像中。运动伪影可以表现为模糊、拖线或阴影，这可以使重建图像无法用于诊断目的。因此，患者可能必须进行二次成像操作，在该操作中患者经受附加的辐射。如果患者继续移动，则患者可能会被固定或镇静，以便确保可以采集到可用的图像。

发明内容

在一个方面，本公开提供了一种方法。该方法包括用成像系统采集患者的图像，确定患者移动量，以及基于所确定的患者移动量来提供移动指示信号。

在另一方面，本公开提供了一种系统。该系统包括被配置为采集患者的至少一个图像的成像系统、被配置为采集患者的外部感兴趣区域(ROI)的多个光学图像的至少一个相机、至少一个处理器和与该至少一个处理器通信的至少一个计算机可读存储介质。该至少一个处理器执行存储在至少一个计算机可读存储介质中的计算机可读指令，这些计算机可读指令使得该至少一个处理器确定患者移动量，并且基于该患者移动量来提供移动指示信号。

在另一方面，本公开提供了一种具有计算机可读程序指令的计算机可读存储介质。当处理器执行计算机可读程序指令时，这些计算机可读程序指令使得该处理器通过将患者在第一光学图像中的位置与患者在第二光学图像中的位置进行比较来确定患者移动量，并且基于该患者移动量来提供移动指示信号，其中该移动指示信号是光或预先录制的音频消息。

附图说明

通过阅读以下详细描述并且参考附图，可以更好地理解本公开的各个方面，其中：

图1示出了根据示例性实施方案的CT成像系统；

图2是根据示例性实施方案的图1所示的CT成像系统的框图；

图3示出了根据示例性实施方案的图1所示的CT成像系统的前视图；

图4示出了根据示例性实施方案的云计算环境；

图5是根据示例性实施方案的用于在医学图像采集期间监测和引导患者运动的方法的流程图；

图6示出了根据示例性实施方案的由显示器示出的图形用户界面；并且

图7是根据示例性实施方案的另一种用于在医学图像采集期间监测和引导患者运动的方法的流程图。

这些附图示出了所描述的用于在医学图像采集期间监测和引导患者运动的部件、系统和方法的特定作用。连同以下描述，附图示出并且解释了本文描述的结构、方法和原理。在这些附图中，为了清晰起见，可以放大或以其他方式修改部件的厚度和尺寸。没有示出或详细描述众所周知的结构、材料或操作以避免模糊所描述的部件、系统和方法的各方面。

具体实施方式

下文描述了本公开的一个或多个具体实施方案。这些所描述的实施方案仅为用于在医学图像采集期间监测和引导患者运动的系统和方法的示例。本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的实质的情况下，可以在实施时修改实施方案中描述的具体细节。

当介绍本公开的各种实施方案的元件时，词语“一个”、“一种”和“该”旨在意指存在这些元件中的一个或多个元件。术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、量或重要性，而是用于将一个元件与另一个元件区分开。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含性的，并且意指除了列出的元件之外还可存在附加元件。如本文使用术语“连接到”、“联接到”等，一个对象(即，材料、元件、结构、构件等)可以连接到或联接到另一个对象，而无论该一个对象是否直接连接或联接到另一个对象，还是在该一个对象和另一个对象之间是否存在一个或多个介入对象。此外，应当理解，对本公开的“一个实施方案”或“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。

为了避免重建图像中的运动伪影，患者被告知在图像采集期间保持不动，但在采集期间并未向患者提供关于他们是否保持静止的反馈。通过向患者提供他们在图像采集期间保持不动的反馈机制，可以缓解患者的焦虑和紧张不安，这些焦虑和紧张不安可能导致患者移动。本公开的一些实施方案提供了一些系统/方法，这些系统/方法包括使用相机检测患者移动，并且随后系统向患者提供视觉或音频指示信号，并且技术人员或操作员在图像采集期间操作CT扫描仪以指示患者移动超过移动阈值。提供一种系统/方法，该系统/方法向患者和CT扫描仪技术人员(操作员)提供可以指示患者移动的反馈机制。这种反馈机制可以减少在图像采集期间的患者移动，从而减少重建图像中的运动伪影。

此外，如果患者在图像采集期间确实移动，并且这种移动可能使图像无法用于诊断目的，则技术人员可以停止图像采集以便减少患者的辐射暴露量。技术人员可能会错过这种移动，使得患者不必要地暴露于附加的辐射。本公开的一些实施方案包括检测患者移动并且自动中止图像采集的系统/方法。本公开的其他实施方案提供了向技术人员通知患者已经移动的系统/方法。

总体上参考附图，本公开描述了用于在医学图像采集期间监测和引导患者运动的系统和方法。

尽管下文描述了在进行CT扫描时监测或引导患者移动的系统和方法，但应当理解，当应用于其他成像系统(诸如X射线成像系统、磁共振(MR)成像系统、正电子发射断层扫描(PET)成像系统、单光子发射计算机断层扫描(SPECT)成像系统、超声成像系统、荧光透视X射线成像系统和它们的组合(即，多模态成像系统，诸如PET/CT成像系统、PET/MR成像系统或SPECT/CT成像系统)时，本技术也可以是有用的。对CT成像系统的本发明论述仅提供作为一种合适的成像系统的示例。

现在参见图1，示出了根据示例性实施方案的CT成像系统100，该CT成像系统被配置为将患者102成像。如图1所示，在一些实施方案中，CT成像系统100包括壳体104和旋转机架106。旋转机架106围绕检查区域108旋转。CT成像系统100还包括患者支撑件(即，诊察台、工作台等)110。当患者102的至少一部分在检查区域108内时，患者支撑件110支撑患者102。CT成像系统100还包括X射线源112和X射线检测器阵列114。X射线源112和X射线检测器阵列114由旋转机架106支撑并且随该旋转机架一起旋转。尽管图1仅示出了单个X射线源112，但在其他实施方案中，CT成像系统100可以包括多个X射线源112。

随即转到图2，示出了根据示例性实施方案的CT成像系统100的框图。如图2所示，X射线源112发射呈X射线束116形式的X射线辐射。X射线束116横穿检查区域108并且被患者102衰减。具体地，X射线源112朝X射线检测器阵列114发射辐射射线束116，该X射线检测器阵列被定位成位于旋转机架106上的X射线源112正对面。在一些实施方案中，X射线源112发射锥形X射线束116，该锥形X射线束被准直成位于笛卡尔坐标系的X-Y-Z平面，该平面通常被称为“成像平面”。

X射线检测器阵列114包括多个检测器元件118。检测器元件118检测穿过患者102的衰减辐射，以采集相应的投影数据。X射线检测器阵列114的每个检测器元件产生电信号，该电信号是在检测器元件118位置处的衰减的测量值。采集来自所有检测器元件118的衰减测量值以产生传输分布。在一个实施方案中，以包括多行检测器元件118的多切片配置来制造X射线检测器阵列114。

在一个示例性实施方案中，X射线检测器阵列114可以是能够区分不同能量的X射线光子的光子计数X射线检测器阵列114。当X射线检测器阵列114是光子计数检测器阵列114时，X射线检测器元件118将各个光子的相互作用记录到一个或多个能量箱中。还应当理解，X射线检测器元件118还可以包括能量积分检测器元件118。

当X射线源112和X射线检测器阵列114在成像平面内且围绕患者102与机架106一起旋转时，X射线束116与患者102相交的角度改变。在一个机架角度下来自X射线检测器阵列114的一组辐射衰减测量值(即，投影数据)被称为“视图”。患者102的“扫描”包括在X射线源112和X射线检测器阵列114的至少一次旋转期间在不同角度或视角下制得的一组视图。如本文所用，术语“视图”不限于本文关于来自一个机架角度的投影数据所描述的用途。术语“视图”用于表示每当存在来自不同角度的多个数据采集时的一个数据采集，无论是来自CT成像系统100还是另一种成像系统。为了减少总扫描时间，可执行“螺旋”扫描。通过将患者支撑件110和患者102一起移动穿过检查区域108来执行螺旋扫描，同时采集规定数量的切片的数据。“切片”用于表示在成像平面上采集的图像数据。这种图像采集从单个锥形束螺旋扫描生成单个螺旋。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。

如图2所示，CT成像系统100还包括相机120、至少一个光源(即，荧光灯、白炽灯、发光二极管(LED)等)122和内部通信系统123。相机120由壳体104支撑，并且在CT成像系统100采集患者102的医学图像之前/之时捕获患者102的光学图像。尽管图1将相机120示出为由壳体104支撑，但在其他实施方案中，相机120可以位于具有CT成像系统100的检查室中的其他位置(即，天花板上、墙壁上等)。如本文所用，光学图像包括但不限于患者102的外部感兴趣区域(即，手臂、躯干、头部等)。此外，如本文所用，医学图像包括但不限于患者102的内部结构(或内部感兴趣区域)(即，器官、骨、组织、血管等)。因此，相机120被定位成使得当患者102的至少一部分在检查区域108内时，相机120的视图捕获患者102的至少一个外部部分(或感兴趣区域)。换句话说，相机120具有视场(FOV)，当患者102被成像时，该视场包括检查区域的至少一部分和患者102的至少一部分。在一些实施方案中，相机120是摄像机120。在这些实施方案中，相机120实时地顺序捕获多个图像。如本文将进一步详细论述的，对由相机120捕获的光学图像进行处理，以确定患者102是否在医学图像采集期间移动。此外，如本文所用，医学图像采集周期包括但不限于当X射线源112发射辐射时的时间段。

在一些实施方案中，光源122由壳体104支撑。尽管图2将光源122示出为由壳体104支撑，但在其他实施方案中，光源122由旋转机架106支撑。光源122被定位成使得在患者102被成像时，患者102可以查看由光源122发射的光。在一些实施方案中，光源122被配置为发射不同颜色的光(即，红色、绿色、黄色等)。换句话说，光源122被定位成使得光源122将光发射到检查区域108中。如本文将进一步详细论述的，在这些实施方案中，光源122发射光以响应于在由相机120捕获的图像中确定患者是否在医学图像采集期间移动或静止。随即转到图3，示出了根据示例性实施方案的CT成像系统100的前视图。在该实施方案中，光源122界定了围绕检查区域108的角拱。

内部通信系统123可以由壳体104支撑。尽管图2将内部通信系统123示出为由壳体104支撑，但在一些实施方案中，内部通信系统123可以由旋转机架106支撑。内部通信系统123包括麦克风125和扬声器127。麦克风125和扬声器127允许患者102与操作CT系统100的技术人员沟通。在一些实施方案中，扬声器127向患者102播放预先录制的消息。

尽管图2示出了相机120、光源122和壳体104，但在一些实施方案中，相机120、光源122和内部通信123可以与壳体104分离，并且可以位于包含CT系统100的房间内的其他位置。例如，光源122可以定位在包含CT系统100的房间中的任何位置，只要在患者102被成像时，患者102可以看到由光源122发射的光。

CT成像系统100还包括控制机构124。控制机构124控制旋转机架106的旋转和X射线源112的操作。在一些实施方案中，控制机构124包括X射线控制器126和机架马达控制器128。X射线控制器126被配置为向X射线源112提供功率和定时信号。机架马达控制器128被配置为基于成像要求来控制旋转机架106的旋转速度和/或位置。控制机构124还包括数据采集系统(DAS)130。DAS 130被配置为对从检测器元件118接收的模拟数据进行采样，并且将该模拟数据转换为数字信号以进行后续处理。DAS 130可以进一步被配置为选择性地将来自检测器元件118的子集的模拟数据聚集到宏检测器中。

CT成像系统100还包括计算设备132。如本文所用，计算设备(或系统)是能够处理和传输数据的任何设备/系统(即，平板电脑、手持式设备、智能电话、个人计算机、膝上型计算机、网络计算机、服务器、移动通信设备等)。计算设备132可以连接到网络(即，广域网(WAN)、局域网(LAN)、公用网络(互联网)等)，该网络允许计算设备132与同一网络上的其他设备进行通信。在一些实施方案中，网络可被视为专用网络连接，并且可包括例如虚拟专用网络或通过公共互联网采用的加密或其他安全机制。

计算设备132包括处理器134和系统存储器136。在一些实施方案中，计算设备连接到一个或多个外部设备138和显示器140。处理器134与系统存储器136通信，并且可以执行存储在系统存储器136中的计算机可读程序指令。如本文所用，处理器可包括中央处理单元(CPU)或能够执行计算机可读程序指令的其他电子部件(即，数字信号处理器、现场可编程门阵列(FPGA)，或图形板并且可以被配置为具有并行处理能力的图形处理单元)。此外，如本文所用，处理器可以包括CPU、数字信号处理器、FPGA和图形板中的两者或多者。

系统存储器136是计算机可读存储介质。如本文所用，计算机可读存储介质是存储用于由处理器执行的计算机可读程序指令的任何设备，并且不被解释为本身是暂态的。计算机可读程序指令包括当由处理器执行时创建用于实现功能/动作的手段的程序、逻辑、数据结构、模块等。当存储在计算机可读存储介质中并由处理器执行时，计算机可读程序指令指示计算机系统和/或另一设备以特定方式起作用，使得计算机可读存储介质包括制品。如本文所用的系统存储器包括易失性存储器(即，随机存取存储器(RAM)和动态RAM(DRAM))和非易失性存储器(即，闪存存储器、只读存储器(ROM)、磁性计算机存储设备等)。在一些实施方案中，系统存储器还可包括高速缓存。

在一个实施方案中，各种方法和过程(即，下文参考图5和图7所描述的方法)可以作为计算机可读程序指令存储在系统存储器136中。在该实施方案中，系统存储器136包括用于在医学图像采集期间监测和引导患者运动的计算机可读程序指令。

外部设备138包括允许用户与计算设备132进行交互/操作该计算设备的设备(即，鼠标、键盘、触摸屏、扬声器等)。在一些实施方案中，显示器140显示图形用户界面(GUI)。该GUI包括用于输入数据(包括但不限于患者信息)的可编辑字段，并且还包括可选图标。选择图标和/或输入数据使得处理器134执行存储在系统存储器136中的计算机可读程序指令，这些计算机可读程序指令使得处理器执行任务。例如，计算设备132的用户可以使用外部设备138来选择“开始图标”等，该图标使得处理器134开始成像操作。

计算设备132与X射线控制器126、机架马达控制器和/或DAS 130通信并且向它们提供命令，以控制系统操作，诸如数据采集和/或数据处理。在一些实施方案中，计算设备132基于用户输入来控制X射线控制器126、机架马达控制器和/或DAS 130的操作。

尽管图2仅示出了计算设备132，但CT成像系统100可以包括多于一个计算设备132，例如，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，CT成像系统100可以经由一个或多个可配置的有线和/或无线网络耦接到位于本地或远程(例如，在机构或医院内或在完全不同位置处)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，CT成像系统100包括或者耦接到图片存档和通信系统(PACS)142。在一个示例性具体实施中，PACS 142进一步耦接到远程系统(诸如放射科信息系统、医院信息系统)和/或耦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提供命令和参数和/或获得对图像数据的访问。

CT成像系统100还包括或者耦接到图像重建器144。如前所述，DAS130对由检测器元件118采集的投影数据进行采样和数字化。随后，图像重建器144使用所采样和数字化的X射线数据来执行高速重建。

尽管图2将图像重建器144示出为单独的实体，但在某些实施方案中，图像重建器144可以形成计算设备132的一部分。另选地，图像重建器144可以不存在于CT成像系统100中，并且替代地计算设备132可以执行图像重建器144的一种或多种功能。此外，图像重建器144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100。具体地，一个示例性实施方案可以使用“云”网络环境中的计算资源来用于图像重建器144。

重建器144接收投影数据。对投影数据进行预处理和校准以调节数据，从而表示患者102的衰减系数的线积分。经处理的数据通常被称为“投影”。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图或图像(诸如骨、软组织和/或造影剂图)。该密度图或图像可以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。

对投影数据进行处理以重建与穿过对象获取的二维切片相对应的图像，或者在投影数据包括多个视图或扫描的一些示例中，重建与患者102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被称为“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。该过程将来自扫描的衰减测量值转换为称为“CT数”或“亨氏单位”的整数，这些整数用于控制显示器的对应像素的亮度。

一旦重建，基础材料图像就显示出以两种基础材料的密度表示的患者102的内部特征。可显示图像以展示这些特征。一旦显示，专业人员可查看图像以进行医疗诊断或辨别感兴趣的特征(即，病变、解剖、器官等)的特性。

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不生成可视图像的实施方案。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，本文所述的一些实施方案生成(或被配置为生成)至少一个可视图像。

在一个实施方案中，重建器144将重建图像存储在系统存储器136中。在另一个实施方案中，重建器144将重建图像传输到计算设备132，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132可以将重建图像和/或患者信息传输到显示器140和/或图像重建器144。在其他实施方案中，重建图像可以从系统存储器136或从重建器144传输到PACS142以进行短期或长期存储。

随即转到图4，示出了根据示例性实施方案的云计算环境400。如图4所示，云计算环境400包括一个或多个节点402。每个节点402可以包括计算设备/系统(即，个人计算机、服务器、大型计算机等)。节点402可以被分组在一个或多个网络中并且可以彼此通信。每个节点402可以包括计算机可读存储介质和执行计算机可读存储介质中的计算机可读程序指令的处理器。如图4进一步所示，在一个实施方案中，一个或多个设备(或系统)404(即，个人计算机、手持式设备、膝上型计算机、服务器、大型计算机等)连接到云计算环境400。每个设备404可以包括计算机可读存储介质和执行计算机可读存储介质中的计算机可读程序指令的处理器。在一个实施方案中，设备404可以包括计算设备132。在一些实施方案中，节点402的计算机可读存储介质或设备404的存储介质可以包括重建器144和/或PACS142。节点402或设备404可以连接到相同或不同的网络(即，LAN、WAN、公用网络等)，从而允许节点402与设备404进行通信。在一些实施方案中，该连接允许节点402向设备404提供软件服务。

此外，各种方法和过程(即，下文参考图5和图7所描述的方法)可以存储为节点402或设备404的系统存储器的计算机可读程序指令。因此，节点402或设备404包括用于在医学图像采集期间监测和引导患者运动的计算机可读程序指令。

现在参见图5，示出了根据示例性实施方案的用于在医学图像采集期间监测和引导患者运动的方法500的流程图。图5所示的方法500的各个方面可以由“经配置的处理器”执行。如本文所用，经配置的处理器是根据本公开的一个方面配置的处理器。经配置的处理器可以是处理器134、节点402的处理器或设备404的处理器。经配置的处理器执行各种计算机可读程序指令以执行方法500的步骤。当由经配置的处理器执行时使得经配置的处理器执行方法500的步骤的计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，该计算机可读存储介质包括但不限于系统存储器136、节点402的计算机可读存储介质，或设备404的计算机可读存储介质。

在502处，经配置的处理器将开始医学图像采集的信号发送到控制机构124。响应于接收到开始医学图像采集的信号，控制机构124使得CT成像系统100开始采集患者102的医学图像，如本文先前所论述的。在一个实施方案中，经配置的处理器响应于用户选择由显示器140显示的GUI中显示的成像方案和/或开始图标等而发送开始医学图像采集的信号。此外，开始医学图像采集的信号包括成像参数(即，X射线源功率和定时参数、机架旋转速度和位置参数等)。响应于接收到开始医学图像采集的信号，控制机构124基于所接收的参数来控制旋转机架106的旋转和X射线源112的操作，这使得CT成像系统100采集患者102的内部感兴趣区域(即器官、组织等)的医学图像。

在一些实施方案中，开始医学图像采集的信号还可以包括时间延迟。如本文所用，时间延迟是当控制机构124接收开始医学图像采集的信号时与当X射线源112发射辐射时之间的时间段。在一个实施方案中，时间延迟可以包括在已对患者102施用造影剂之后的时间段。尽管以下步骤504至步骤520被描述为在医学图像采集期间发生，但在一个实施方案中，步骤504至步骤520可以在时间延迟期间发生。

在一个示例中，患者102可以经历肾脏的CT扫描。在该示例中，开始医学图像采集的信号使得CT成像系统100采集患者102的肾脏的医学图像。在另一个示例中，患者102可以经历使用造影剂的大脑CT扫描。在该示例中，开始医学图像采集的信号使得CT成像系统100在已对患者施用造影剂之后的时间段内采集大脑的医学图像。该时间延迟可以允许造影剂到达大脑，以便根据成像方案正确地将大脑成像。

在504处，经配置的处理器将开始光学图像采集的信号发送到相机120。经配置的处理器可以响应于发送开始医学图像采集的信号而发送开始光学图像采集的信号。在一个实施方案中，经配置的处理器同时发送开始光学图像采集的信号和开始医学图像采集的信号。在另一个实施方案中，经配置的处理器在发送开始医学图像采集的信号之后的时间发送开始光学图像采集的信号。

响应于接收到开始光学图像采集的信号，相机120捕获患者102的外部感兴趣区域的光学图像。在一个实施方案中，其中相机120是摄像机，开始光学图像采集的信号使得相机120实时捕获视频(即，多个顺序捕获的光学图像)。相机120至少在医学图像采集期间捕获光学图像。

在一个实施方案中，如果在医学图像采集期间移动外部感兴趣区域，则可能导致医学图像中的运动伪影，从而降低医学图像质量。因此，外部感兴趣区域取决于待成像的内部结构。在一个示例中，其中开始医学图像采集的信号使得CT成像系统100采集肾脏的医学图像，外部感兴趣区域包括患者102的躯干，因为躯干移动可能导致运动伪影出现在包括肾脏的医学图像中。在另一个实施方案中，其中开始医学图像采集的信号使得CT成像系统100采集大脑的医学图像，外部感兴趣区域包括患者102的头部，因为头部移动可能导致运动伪影出现在大脑的医学图像中。在另一个实施方案中，其中开始医学图像采集的信号使得CT成像系统100采集心脏的医学图像，外部感兴趣区域包括患者102的胸部，因为胸部移动可能导致运动伪影出现在心脏的医学图像中。

当开始医学图像采集的信号包括时间延迟时，开始光学图像采集的信号可以使得相机120在时间延迟期间采集光学图像，以便相机120在医学图像采集开始之前(即，在X射线源112开始发射辐射之前)捕获光学图像。在该实施方案中，相机120继续在医学图像采集期间捕获光学图像。

在506处，经配置的处理器接收来自相机120的光学图像。在一个实施方案中，其中相机120是摄像机，经配置的处理器接收呈实时视频形式的光学图像。

在508处，经配置的处理器监测患者移动并且确定外部感兴趣区域的移动量是否超过第一移动阈值。在一个实施方案中，第一移动阈值对应于没有或很小的患者移动(即，不足以在医学图像中产生运动伪影的移动)。经配置的处理器确定接收到的光学图像中的患者移动量是否超过第一移动阈值。在一个实施方案中，为了确定患者移动量是否超过第一移动阈值，经配置的处理器将最近接收的图像(即，实时图像)与先前接收的图像进行比较。经配置的处理器可以执行存储在计算机可读存储介质(即，系统存储器136)中的运动分析软件，以处理这两个光学图像(即，实时图像和先前接收的图像)，以便跟踪和确定外部感兴趣区域的移动量。该运动分析软件可以确定外部感兴趣区域的移动量。例如，当外部感兴趣区域是躯干时，并且如果与第一图像进行比较时躯干在第二图像中向右移动三英寸，经配置的处理器可以将移动量确定为三英寸。

然后，经配置的处理器将该移动量与第一移动阈值进行比较。第一移动阈值可以基于待成像的内部结构来确定，因为外部感兴趣区域可能需要或多或少的移动才能导致相对于不同内部结构的运动伪影。例如，相对于肾脏的第一移动阈值可能高于心脏(即，对应于确定的更多移动)，因为在肾脏的医学图像中产生图像伪影所需的移动量大于心脏。

在510处，响应于确定外部感兴趣区域的移动量未超过第一移动阈值，经配置的处理器将第一移动指示信号发送到光源122和内部通信系统的扬声器127中的至少一者。响应于接收到移动指示信号信号(即，第一移动指示信号信号)，光源122和/或扬声器127向患者102提供移动指示信号。如本文所用，“移动指示信号”可以包括可听的和/或可视的指示信号，这些指示信号向患者通知他们是否移动超过移动阈值。因此，移动指示信号可以引导患者移动，因为患者可以响应于看到和/或听到移动指示信号而停止移动或继续保持不动。具体地，响应于接收到第一移动指示信号，光源122和/或扬声器127向患者102提供第一移动指示信号。响应于接收到第一移动指示信号，光源122发射第一光。例如，第一移动指示信号可以使得光源122发射绿光，因为绿色可以在视觉上向患者102指示，他们正在如为了获得高质量的医学图像所需的那样保持不动。此外，响应于接收到第一移动指示信号，扬声器127播放第一消息(即，预先录制的消息)。例如，该移动指示信号可以使得扬声器播放第一消息，该消息表示“感谢您保持不动”，因为这通知患者102，为了获得高质量的医学图像，他们需要保持不动。

在512处，响应于确定外部感兴趣区域的移动量超过第一移动阈值，经配置的处理器确定患者102的移动是否超过第二移动阈值。在一个实施方案中，第二移动阈值对应于产生将使内部结构的医学图像无法用于诊断目的的图像伪影所需的移动量。第二移动阈值可以取决于待成像的内部结构，因为外部感兴趣区域可能需要或多或少的运动才能导致将使内部结构的医学图像无法用于诊断目的的运动伪影。

在514处，响应于确定外部感兴趣区域的移动量未超过第二移动阈值，经配置的处理器将第二指示信号发送到光源122和扬声器127中的至少一者。响应于接收到第二指示信号，光源122发射第二光。例如，第二指示信号可以使得光源122发射黄光，因为黄色可以在视觉上向患者102指示，他们正在移动，但该移动不足以使医学图像无法用于诊断目的。响应于接收到第一移动指示信号，扬声器127播放第二消息。例如，第二移动指示信号可以使得扬声器播放第二消息，该消息表示“您正在移动，请保持不动，否则我们可能必须停止检查”，因为这通知患者102，他们正在移动。

此外，在514处，经配置的处理器将第一移动通知发送到显示器140。第一移动通知通知操作CT成像系统100的技术人员，患者102正在移动并且该移动可能导致轻微的运动伪影(即，可能不会使医学图像无法用于诊断目的的运动伪影)。第一移动通知还可以通知技术人员，该移动可能不会使医学图像无法用于诊断目的。

在516处，经配置的处理器确定是中止还是继续医学图像采集。随即转到图6，示出了根据示例性实施方案的具有显示第一移动通知604的GUI602的显示器600。在一些实施方案中，显示器600可以是显示器140。如图6所示，第一移动通知604提供“中止扫描”图标606和“忽略”图标608。在一些实施方案中，通知604还可以包括观察区610，该观察区显示由相机120捕获的光学图像(即，实时图像)。当技术人员选择“中止”图标606时，经配置的处理器确定中止医学图像采集，并且当技术人员选择“忽略”图标608时，经配置的处理器确定继续进行医学图像采集。

在518处，响应于确定中止图像采集，经配置的处理器将中止信号发送到控制机构124。响应于接收到中止信号，控制机构使得X射线源112停止发射辐射，从而结束图像采集。

响应于确定继续进行医学图像采集，方法500可以返回到508以确定第二患者移动，并且将所确定的第二患者移动与第一移动阈值进行比较。

在520处，响应于确定外部感兴趣区域的确定移动超过第二移动阈值，经配置的处理器将第三移动指示信号发送到诸如光源122和扬声器127中的至少一者。响应于接收到第三移动指示信号，光源122发射第三光。例如，第三移动指示信号可以使得光源122发射红色，因为红色可以在视觉上向患者102指示，他们正在移动，并且该移动可能足以使医学图像无法用于诊断目的。响应于接收到第三移动指示信号信号，扬声器127可以播放第三消息。例如，第三移动指示信号可以提供第三消息，该消息表示“您正在移动，请停止移动，否则我们可能会被迫结束该检查”，因为这通知患者102，他们的移动可能导致医学成像操作终止。

此外，在520处，响应于确定移动量超过第二移动阈值，经配置的处理器将第二移动通知发送到显示器140。第二移动通知通知操作CT成像系统100的技术人员，患者102正在移动并且该移动可能导致医学图像中的运动伪影。第二移动通知还可以通知技术人员，该移动可能使医学图像无法用于诊断目的。

响应于发送第三移动指示信号和第二通知，经配置的处理器前进到516，并且确定是中止还是继续医学图像采集。在一个实施方案中，经配置的处理器可以响应于移动量超过第二移动阈值来自动确定中止医学图像采集。响应于自动中止图像采集，第二通知表明图像采集由于患者102移动而中止。在一些实施方案中，第二通知类似于第一通知，在GUI中显示，包括“中止”图标和“忽略”图标，并且可以提供显示由相机120捕获的光学图像(即，实时图像)的观察区。当技术人员选择“中止”图标时，经配置的处理器确定中止医学图像采集，并且当技术人员选择忽略图标时，经配置的处理器确定继续进行医学图像采集。

在一些实施方案中，第一通知和/或第二通知可以包括音频消息，该音频消息通知技术人员，患者102正在移动。在这些实施方案中，经配置的处理器将第一通知和/或第二通知输出到扬声器。

响应于确定中止医学图像采集，方法500前进到518，其中图像采集终止。响应于确定继续进行医学图像采集，方法500可以返回到508以确定第二患者移动，并且将所确定的第二患者移动与第一移动阈值进行比较。方法500继续在508处确定患者移动，并且将患者移动在508处与第一移动阈值进行比较和在512处与第二移动阈值进行比较，直到图像采集结束为止。当X射线源112停止发射辐射时，图像采集结束。

现在参见图7，示出了根据示例性实施方案的用于在医学图像采集期间监测和引导患者运动的方法700的流程图。图7所示的方法700的各个方面可以由经配置的处理器执行。经配置的处理器执行各种计算机可读程序指令以执行方法700的步骤。当由经配置的处理器执行时使得经配置的处理器执行方法700的步骤的计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，该计算机可读存储介质包括但不限于系统存储器136、节点402的计算机可读存储介质，或设备404的计算机可读存储介质。

在702处，经配置的处理器将开始医学图像采集(即，X射线图像采集)的信号发送到控制机构124，如先前关于步骤502所论述的。在该实施方案中，开始医学图像采集的信号包括时间延迟和成像参数。响应于接收到开始医学图像采集的信号，控制机构124控制旋转机架106的旋转和X射线源112的操作。

在704处，经配置的处理器将开始光学图像采集的信号发送到相机120，如先前关于504所论述的。响应于接收到开始光学图像采集的信号，相机120捕获患者102的外部感兴趣区域的光学图像。在一个实施方案中，其中相机120是摄像机，开始光学图像采集的信号使得相机120实时捕获视频(即，多个顺序捕获的光学图像)。相机120至少在时间延迟期间捕获光学图像。在一个实施方案中，如果在医学图像采集期间移动外部感兴趣区域，则可能导致医学图像中的运动伪影，从而降低医学图像质量。

在706处，经配置的处理器监测患者移动并且确定外部感兴趣区域的移动量是否超过移动阈值。经配置的处理器监测并且确定由相机120发送到该处理器的光学图像中的患者移动量，如关于508所论述的。在一个实施方案中，移动阈值对应于产生将使内部结构的医学图像无法用于诊断目的的图像伪影所需的移动量，并且移动阈值可以取决于待成像的内部结构，因为外部感兴趣区域可能需要或多或少的运动才能导致将使内部结构的医学图像无法用于诊断目的的运动伪影。

在708处，响应于确定外部感兴趣区域的所确定的移动量未超过移动阈值，经配置的处理器将第一移动指示信号发送到光源122和扬声器127中的至少一者。响应于接收到第一移动指示信号，光源122和/或扬声器127提供第一移动指示信号，如本文先前关于510所论述的。

在710处，经配置的处理器确定时间延迟是否存在剩余时间。在712处，响应于确定时间延迟不存在剩余时间，经配置的处理器开始医学图像采集(即，开始X射线图像采集)，如先前所论述的。响应于确定时间延迟存在剩余时间，方法700可以返回到706以继续监测患者移动，直到时间延迟结束为止。

在714处，响应于确定外部感兴趣区域的所确定的移动量超过移动阈值，经配置的处理器将第二指示信号发送到光源122和扬声器127中的至少一者。响应于接收到第二移动指示信号，光源122和/或扬声器127提供第二移动指示信号。在一个示例中，响应于接收到第二移动指示信号，光源122可以发射橙光，因为橙色可以在视觉上向患者102指示，他们正在移动，并且该移动可能足以使医学图像无法用于诊断目的。在另一个示例中，响应于接收到第二移动指示信号，扬声器127可以播放消息，该消息表示“请保持不动。您的移动可能导致我们停止该检查”，因为该消息向患者指示，他们的移动可能迫使医学成像操作终止。

此外，在714处，经配置的处理器将移动通知发送到显示器140。第二移动通知通知操作CT成像系统100的技术人员，患者102正在移动并且该移动可能导致医学图像中的运动伪影。该移动通知还可以通知技术人员，该移动可能使医学图像无法用于诊断目的。

在716处，经配置的处理器将中止信号发送到控制机构124。在一些实施方案中，经配置的处理器响应于确定患者移动超过移动阈值而自动发送中止信号，并且在其他实施方案中，经配置的处理器基于技术人员输入而发送中止信号，如关于516所描述的。响应于接收到中止信号，控制机构使得X射线源112停止发射辐射，从而结束图像采集(即，从而中止X射线图像采集)。

除了任何先前指示的修改之外，本领域技术人员可以在不脱离本描述的实质和范围的情况下设计出许多其他变型和另选布置，并且所附权利要求书旨在覆盖此类修改和布置。因此，尽管上文已经结合当前被认为是最实际和最优选的方面对信息进行了具体和详细的描述，但对于本领域的普通技术人员将显而易见的是，在不脱离本文阐述的原理和概念的情况下，可以进行许多修改，包括但不限于形式、功能、操作方式和使用。同样，如本文所用，示例和实施方案仅意图是说明性的，并且不应以任何方式解释为限制性的。

Claims (20)

1.一种方法，所述方法包括：

用成像系统采集患者的图像；

确定患者移动量；以及

基于所确定的患者移动量来提供移动指示信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述成像系统是计算机断层扫描(CT)成像系统。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动指示信号是预先录制的音频消息。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动指示信号是由所述成像系统发射的光。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动指示信号是在监视器上显示的警示。

6.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

将所述患者移动量与移动阈值进行比较；以及

确定所述患者移动量是否超过所述移动阈值。

7.根据权利要求6所述的方法，所述方法还包括：

如果所述患者移动量超过所述移动阈值，则提供第一移动指示信号；以及

如果所述患者移动量未超过所述移动阈值，则提供第二移动指示信号。

8.根据权利要求3所述的方法，其中所述移动阈值基于所述被成像患者的感兴趣区域(ROI)。

9.根据权利要求6所述的方法，所述方法还包括：

如果所述患者移动量超过所述移动阈值，则自动中止图像采集。

10.根据权利要求5所述的方法，所述方法还包括：

选择所述警示以中止所述图像采集。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述患者移动量由监测所述被成像患者的外部ROI的至少一个相机来确定。

12.一种系统，所述系统包括：

成像系统，所述成像系统被配置为采集患者的至少一个图像；

至少一个相机，所述至少一个相机被配置为采集所述患者的外部ROI的多个光学图像；

至少一个处理器；

与所述至少一个处理器通信的至少一个计算机可读存储介质，其中所述至少一个处理器执行存储在所述至少一个计算机可读存储介质中的计算机可读指令，所述计算机可读指令使得所述至少一个处理器：

确定患者移动量；以及

基于所述患者移动量来提供移动指示信号。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述成像系统包括机架，所述机架具有延伸穿过所述机架的孔，所述孔形成检查区域；并且其中所述移动指示信号是被配置为将光发射到所述检查区域中的光源。

14.根据权利要求12所述的系统，其中所述计算机可读指令还使得所述至少一个处理器：

将所述患者移动量与移动阈值进行比较；以及

如果所述患者移动量超过所述移动阈值，则提供第一移动指示信号；以及

提供第二移动指示信号；

其中所述第二移动指示信号不同于所述第一移动指示信号；

其中所述第一移动指示信号包括第一颜色的光，并且所述第二移动指示信号包括不同于所述第一颜色的第二颜色的光。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述第一移动指示信号还包括第一预先录制的消息，并且所述第二移动指示信号还包括第二预先录制的消息，所述第二预先录制的消息不同于所述第一预先录制的消息。

16.根据权利要求12所述的系统，其中所述计算机可读指令还使得所述至少一个处理器：

将所述患者移动量与第一移动阈值进行比较；

确定所述患者移动量是否超过所述第一移动阈值；

如果所述患者移动未超过所述第一移动阈值，则提供第一移动指示信号；

将所述患者移动量与第二移动阈值进行比较，所述第二移动阈值不同于所述第一移动阈值；以及

确定所述患者移动量是否超过所述第二移动阈值；

如果所述患者移动超过所述第二移动阈值，则提供第二移动指示信号；以及

如果所述患者移动未超过所述第二移动阈值，则提供第三移动指示信号。

17.一种具有计算机可读程序指令的计算机可读存储介质，所述计算机可读程序指令在由处理器执行时，使得所述处理器：

通过将患者在第一光学图像中的位置与所述患者在第二光学图像中的位置进行比较来确定患者移动量；以及

基于所述患者移动量来提供移动指示信号，其中所述移动指示信号是光或预先录制的音频消息。

18.根据权利要求17所述的计算机可读存储介质，其中所述计算机可读程序指令还使得所述处理器：

将所述患者移动量与移动阈值进行比较；

确定所述患者移动量是否超过所述移动阈值；

如果所述患者移动量未超过所述移动阈值，则提供第一移动指示信号；以及

如果所述患者移动量超过所述移动阈值，则提供第二移动指示信号，所述第二移动指示信号不同于所述第一移动指示信号；

其中所述第一移动指示信号包括第一颜色的光，并且所述第二移动指示信号包括不同的第二颜色的光。

19.根据权利要求18所述的计算机可读存储介质，其中所述第一移动指示信号还包括第一预先录制的消息，并且所述第二移动指示信号还包括不同的第二预先录制的消息。

20.根据权利要求17所述的计算机可读存储介质，其中所述计算机可读程序指令还使得所述处理器：

将所述患者移动量与移动阈值进行比较；以及

确定所述患者移动量是否超过所述移动阈值；

其中如果所述患者移动量超过所述移动阈值，则自动中止所述图像采集。

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