CN116437859A - 在医学成像期间提供扫描进度指示 - Google Patents

Abstract

需要避免或减少医学图像中的运动伪影的技术。根据本发明，提供了一种用于医学成像系统的控制电路。所述控制电路被配置为控制所述医学成像系统以提供同步的显示和轻推，从而向患者提供关于扫描的进度的信息。以这种方式，通过在扫描期间向患者提供时间感，可以减少患者的焦虑，从而减少了运动伪影。

Description

在医学成像期间提供扫描进度指示

技术领域

本发明涉及用于在医学成像期间提供扫描进度指示的系统和方法。

背景技术

在MRI/CT流程中，患者被隔离在模态室中并被提供有指令(例如，保持静止或在特定的时间间隔内屏住呼吸)。患者大致知道扫描所需的时间。例如，对于MRI/CT脊柱筛查扫描，扫描从颈部开始并一直移动到下背部。在长达45分钟的扫描过程中，要求患者保持静止。患者的移动可能导致所捕获的图像中的运动伪影。

发明内容

因此，需要避免或减少MRI/CT图像中的运动伪影的技术。独立权利要求的主题满足了这一需求。从属权利要求阐述了任选的特征。

根据第一方面，提供了一种用于医学成像系统的控制电路。所述控制电路被配置为控制所述医学成像系统以提供同步的显示和轻推，从而向患者提供关于扫描的进度的信息。

以这种方式，通过在扫描期间向患者提供时间感，可以减少患者的焦虑，从而减少了运动伪影。这基于这样的认识，即，如果例如在扫描进度的每一个阶段都告知患者，这样能够减少患者的焦虑和不适，由此使得患者能够在扫描期间保持静止。这也能够缩短扫描时间，从而改善工作流程。所要求保护的主题在没有技术人员提供信息和轻推患者的自主成像的背景中特别有利。

特别地，所同步的显示和轻推促进了将患者的注意力吸引到正在扫描的区域或者下一个要扫描的解剖区域，因此该区域应当保持静止。

给患者的关于扫描的进度的反馈可以伴随有关于允许移动的时段和/或何时应当最大限度地减小移动以获得更好的图像质量的信息或指令。因此，通过更好的患者合作，可以获得改善的工作流程。

本公开内容的各个方面描述了在扫描期间对患者的个性化和动态视觉引导，这通过协议意识与患者身体检测的智能组合来实现。

在一个有利的示例中，所述控制电路被配置为控制所述医学成像系统以将扫描进度指示符投射到所述患者的身体上，特别是投射到所述患者的身体中被识别为与当前扫描或下一扫描相关的解剖区域上。以这种方式，将患者的注意力更有效地吸引到解剖区域，使得解剖区域可以保持静止，从而产生更好的图像质量。

所述控制电路可以被配置为控制所述医学成像系统以使所述轻推中的调制与对所显示的扫描进度指示符做出的改变相同步。特别地，所述控制电路可以被配置为控制所述医学成像系统以与对所述显示做出的对应调制相同步地调制所述轻推，所同步的调制定义了要被传送给所述患者的编码信号。例如，所述编码信号指示所述扫描的开始或结束，或者指示所述扫描将在预定时间段之后开始或结束。所同步的调制可以具有相同的频率和相位。在一个特定示例中，所述控制电路被配置为控制所述医学成像系统以与被投射到所述患者的身体的解剖区域上的扫描进度指示符的闪烁相同步地向所述解剖区域提供间歇性轻推，以指示所述解剖区域是下一个要扫描的解剖区域。在这些方式中的任何一种方式中，提供了有效的技术来将必要的指令传达给患者，作为引导式人机交互的部分，而不要求患者进行破坏性的移动。因此，可以进一步减少患者的焦虑，从而相应地提高图像质量。

为了易于实施，所述控制电路还可以包括：扫描阶段识别模块，其被配置为基于预定的扫描序列来识别所述扫描的阶段；相关解剖结构识别模块，其被配置为识别用于所述扫描的一个或多个相关解剖结构区域；投射模块，其被配置为生成用于通过所述医学成像系统的显示系统向所述患者显示的图像；轻推模块，其被配置为生成用于所述医学成像系统的轻推系统的控制信号；以及同步模块，其被配置为：接收来自所述扫描阶段识别模块的输入和来自所述相关解剖结构识别模块的输入，并且向所述投射模块和所述轻推模块提供同步信号以同步所述显示与所述轻推。

根据第二方面，提供了一种包括第一方面的控制电路的医学成像系统。

所述医学成像系统还可以包括被配置为向所述患者显示图像的显示系统和被配置为向所述患者提供轻推的轻推系统。所述轻推系统可以包括双向轻推和反馈系统，其中，作为引导式人机交互过程的部分，向所述患者提供关于所述扫描的所述进度的所述信息。

根据第三方面，提供了一种用于控制医学成像系统的方法，所述方法包括控制所述医学成像系统以提供同步的显示和轻推，从而向患者提供关于扫描的进度的信息。

所述方法可以包括控制所述医学成像系统以将扫描进度指示符投射到所述患者的身体上，特别是投射到所述患者的身体中被识别为与当前扫描或下一扫描相关的解剖区域上。

所述方法可以包括控制所述医学成像系统以使所述轻推中的调制与对所显示的扫描进度指示符做出的改变相同步。特别地，所述方法可以包括控制所述医学成像系统以与对所述显示做出的对应调制相同步地调制所述轻推，所同步的调制定义了要被传送给所述患者的编码信号。在一个特定示例中，所述方法可以包括控制所述医学成像系统以与被投射到所述患者的身体的解剖区域上的扫描进度指示符的闪烁相同步地向所述解剖区域提供间歇性轻推，以指示所述解剖区域是下一个要扫描的解剖区域。

所述方法还可以包括：由扫描阶段识别模块基于预定的扫描序列来识别所述扫描的阶段；由相关解剖结构识别模块识别用于所述扫描的一个或多个相关解剖结构区域；由投射模块生成用于通过所述医学成像系统的显示系统向所述患者显示的图像；由轻推模块生成用于所述医学成像系统的轻推系统的控制信号；并且由同步模块接收来自所述扫描阶段识别模块的输入和来自所述相关解剖结构识别模块的输入，并且向所述投射模块和所述轻推模块提供同步信号以同步所述显示与所述轻推。

根据第四方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令当由计算机运行时使得所述计算机能够执行第三方面的方法。

根据第五方面，提供了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可执行指令，所述计算机可执行指令当由计算机运行时使得所述计算机能够执行第三方面的方法。

根据第一方面，还可以提供用于医学成像系统的控制电路，所述控制电路被配置为控制所述医学成像系统以向患者传达关于扫描进度的多模态反馈。另外的方面提出了一种提供投射的显示和同步的轻推以向患者提供关于扫描的进度的信息的系统和方法。

参考下文描述的实施例，本发明的这些方面和其他方面将变得明显并且得到阐明。

本发明可以包括单独的一个或多个方面、示例或特征，也可以包括它们的组合，而不管它们是组合公开的还是单独公开的。

附图说明

现在将参考附图，仅通过示例的方式给出详细描述，在附图中：

图1示出了医学成像系统；

图2示出了用于图1的医学成像系统的控制电路；

图3示出了在由图1的医学成像系统进行成像期间投射到患者的身体上的扫描进度指示符；并且

图4图示了能够根据本文公开的系统和方法使用的计算设备。

附图标记列表：

100 医学成像系统

102 成像装置

104 患者

106 X射线束

108 X射线源

110 X射线敏感探测器

112 成像区域

114 显示设备

116 膛

118 检查台

120 轻推系统

122 轻推信号发射器

124 影响区域

126感兴趣区域(ROI)

128 控制电路

130 用户接口

132 定位器模块

134 位置信号接收器

136显示屏/光学投射系统

138 显示系统

140 数字图像处理器

142 医学图像

202 扫描阶段识别模块

204 解剖结构识别模块

206 投射模块

208 轻推模块

210 同步模块

300 扫描进度指示符

302 扫描方向指示符

800 计算设备

802 处理器

804 存储器

806 系统总线

808 数据存储装置

810 输入接口

812 输出接口

具体实施方式

参考图1中的示意框图，示出了包括成像装置102的医学成像系统100，成像装置102被配置为采集患者的内部结构的医学影像。该示例中的成像装置102包括计算机断层摄影(CT)成像装置(“CT扫描器”)，在所述CT扫描器中，询问成像信号是由X射线源108(例如，X射线管)发射的X射线束106。X射线束106穿过患者104，然后被修改(特别是被衰减)，然后在X射线敏感探测器110处探测经如此修改的射束。X射线敏感探测器110被布置为与X射线源108相对，以在其间形成成像区域112，在成像期间患者104应当驻留在成像区域112中。本文使用的术语“成像”是询问成像信号(例如，X射线束106)穿过患者104并在探测器110处被探测到的时段吞吐量。然后，数字图像处理器140能够将在探测器110处登记的强度数据处理成内部解剖或功能图像142，以供显示设备114呈现而进行显示。成像装置102包括在成像期间包围患者104的物理壳体116(在下文中被称为膛116)。在成像期间，患者104驻留在膛116内，躺在膛116内部的支撑物(例如，检查台118)上。医学成像系统100包括显示系统138，显示系统138包括被安装在膛116内部或膛116外部的显示屏136或光学投射系统136，但是在任一情况下都是为了在患者处于膛116中时向患者显示图像。用户接口130提供进一步的输入/输出。医学成像系统100还包括用于向患者104提供轻推的轻推系统120(如现在将要描述的)。医学成像系统100还包括用于控制医学成像系统100的操作的控制电路128(如将在下面进一步描述的)。

为了使成像流程更加有效并且使在图像中捕获的信息最大化，重要的是在成像期间将特定的感兴趣器官(在本文中也称为感兴趣区域(“ROI”)126)定位在成像区域112中。成像区域112是2D或3D空间的部分。为了更好地支持患者定位，轻推系统120(也可以被称为患者定位系统)被提供为包括被安装在膛116处或内部的一个或多个发射器122，这一个或多个发射器122能够被激励以朝向患者104发射信号。由发射器122发射的信号从远处(在不与患者104发生物理接触的情况下)在患者的皮肤上的某个影响区域124处引起触觉感觉。用于引起这样的触觉感觉的示例特别包括超声发射器。一个或多个发射器122被配置为引起定向或聚焦的超声波束，该超声波束能够被引导到患者104上的期望的影响区域124。能自动或手动调节超声波束的方向以撞击期望的撞击区域124(如将在下面更全面地解释的)。由发射器122发射的超声波的频率和/或强度使得超声波能够模拟位于患者的皮肤中的机械感受器。发射器122发射信号的动作能够鼓励患者移动到期望的位置，使得感兴趣区域126处于或保持在成像区域112内。本质上，发射器122能够用于通过所发射的信号来轻推或引导患者104，使得患者104呈现正确的位置并且感兴趣区域126在成像区域112内。在下文中，由一个或多个发射器122发射的所述信号在本文中可以被称为“轻推信号”。出于这些目的而向患者104发射这样的信号的发射动作在本文中被描述为“轻推”。轻推系统120包括控制电路128，控制电路128控制轻推信号的各种属性中的任何一种或多种属性，包括例如其强度、频率、调制和方向。控制电路128基于与患者104和/或ROI 126有关的位置信号来自动地(特别是自主地)控制发射器122。特别地，控制电路128被配置为基于ROI 126的当前位置与成像区域112之间的距离来改变轻推信号的属性。以这种方式改变轻推信号包括以下各项中的任何一项或多项：改变轻推信号的脉冲频率、改变轻推信号的强度，以及改变轻推信号(即，潜在的超声信号)的频率。在本文中针对自主成像所设想的这样的全自动实施方式在成像期间或在成像之间不需要用户动作或仅需要低水平的用户动作。在该示例中，轻推系统120采取双向轻推和反馈系统的形式，其中，作为引导式人机交互过程的部分，向患者提供关于扫描的进度的信息。由于超声触觉轻推系统本质上是基于反馈的系统(因为它测量所反射的信号)，因此它继而能够计算患者已经(有意或无意地)进行的(在目标区域(例如，手臂)处的)位移，使得任何特定的移动都能够根据预先扫描患者训练协议被解读为来自患者的反馈。

为了允许控制轻推信号的方向，发射器122中的一个或多个发射器能以不同的空间取向移动。可以使用接头、铰接臂、轨道或允许移动(包括平移移动和/或旋转移动)的其他布置来安装发射器122。如果发射器被布置在合适的有利位置处并且/或者如果允许足够的运动自由度，那么单个发射器122可能就足够了。发射器122的移动受到控制电路128的影响。具体地，控制电路128以指令指示合适的致动器来调节发射器122的取向，因此调节由发射器122发射的轻推信号的方向。合适的致动器可以包括伺服电动机或步进电动机中的任何一项或多项(包括机械传动装置、液压装置、(一个或多个)压电元件、前述各项的任意组合等)。

发射器122可以被布置为超声换能器的一维或二维相控阵列。控制电路128以某种方式控制超声换能器，以便产生声学干涉图案，该声学干涉图案产生能够在影响区域124处的患者皮肤上诱发触觉感觉的定向超声波束。经聚焦的超声波在一定距离处以无创方式产生任何所需强度和/或频率的声音感觉。在实施例中，由相控阵列产生的声场允许形成体积声场或“触觉形状”，例如，可触知的球体或其他几何配置。当在影响区域124处施加到患者104时，患者104体验到好像特定形状的物理对象与皮肤接触的感觉。合适的声学形状(例如，所提到的球体)可以用于产生例如令人愉快的按摩效果，以将患者轻轻推向成像区域112。轻推信号可以是脉冲的。轻推信号的脉冲频率和/或强度可以在整个轻推过程中保持恒定，但也可以变化。更详细地，当感兴趣区域126变得更靠近成像区域112时，轻推信号的强度会下降。额外地或替代地，可以通过改变轻推信号的脉冲频率来调制接近度信息。随着ROI 126移近成像区域112，脉冲频率会下降。以类似的方式，可以改变超声信号本身的频率。一旦ROI 126处于成像区域112中(即，一旦患者104已经采取了正确的位置)，发射器122就不再发出轻推信号。如果患者104移动(即，一旦ROI 126在成像区域112内有运动)，就可以重新激活发射器122以鼓励患者采取一种姿势而使得ROI 126保持在成像区域112内。如果ROI 126的部分延伸到成像区域112之外，那么就可以根据ROI 126的当前位置与成像区域112的位置之间的距离来相应地改变轻推信号的方向和/或强度和/或脉冲频率。

为了提供上面提到的位置信号，轻推系统120包括定位器模块132，定位器模块132被配置为基于位置信号来建立患者104的当前位置，特别是ROI 126的当前位置。可以通过一个或多个位置传感器134来接收位置信号。可以相对于世界坐标系来定义ROI 126的当前位置。世界坐标系也可用于建立探测器110和/或X射线源108的位置。成像区域112可以被定义为患者包络。这是通过虚拟或真实的分界线适当去掉标记的空间部分。定位器模块132被适当地配置为知晓患者包络的空间范围。如果ROI 126的部分延伸到成像区域112的包络之外，那么发射器112将其瞄准到适当选取的影响区域124，以促使患者10移动延伸的身体部分，从而缩回到患者包络内。位置传感器134被适当地定位以接收来自患者104的传入的位置信号，然后定位器模块132处理这个传入的位置信号以建立患者104的当前位置，特别是ROI 126的当前位置。

位置传感器134可以包括光学相机或基于视频的系统。定位器模块132将由位置传感器134接收的传入的位置信号自动处理成当前ROI位置信息。位置传感器134可以包括光敏传感器(例如，相机的光敏传感器)，该光敏传感器被配置为接收由从患者104散射的环境光引起的反向散射光。位置传感器134可以包括除了所描述的光学传感器相机之外或者代替所描述的光学传感器相机而使用的具有深度感测或热感测(IF)传感器的相机系统。定位器模块132将由位置传感器134获得的影像适当地配准到世界坐标系。定位器模块132中的图像识别部件可以用于分析所捕获的影像，以在影像中识别患者104，特别是ROI 126。ROI126可以由包围ROI 126的几何形状在几何上定义。一旦定位器模块132在从接收器134获得的影像中识别出ROI 126或与ROI 126具有已知距离的另一解剖区域，就将图像内位置映射到世界坐标系。因为定位器模块132已经预先知晓成像区域112在世界坐标中的位置，所以能够例如通过取欧几里德距离来计算ROI 126与成像区域112之间的相对距离。当设置轻推系统120时，可以在利用世界坐标系的预先校准中使用一个或多个位置传感器134的位置和它们的设置，使得定位器模块132能够将图像信息映射到针对ROI 126与成像区域112之间的距离的真实世界距离。当使用基于不同定位原理操作的定位模块LM时，也可以应用类似的3D或2D几何计算。

传入的位置信号可以是特别是传出的轻推信号的至少部分反向反射信号或反向散射信号。超声轻推信号本身因此可以用于轻推和ROI定位的双重作用。回波位置可以用于建立ROI 126与成像区域112之间的距离。控制电路128可以控制发射器122以两种模式(轻推模式或定位模式)中的任一种模式操作，并且根据需要在这两种模式之间快速切换。当在定位模式中操作时，可以改变所发射的超声信号的频率，使得在患者的皮肤中不会诱发轻推的感觉。从发射器122发出的传出的超声波被发射并被反射回来，并且在位置传感器134处被接收而作为传入的信号，在该示例中，位置传感器134包括接收器。然后，可以使用对引起的多普勒频移的评估来建立ROI 126的位置。接收器134和发射器122可以被布置为组合成单个单元而作为收发器。如上文就基于相机的ROI位置所解释的，能够将基于超声的ROI位置映射到世界坐标系中，以建立成像区域112与ROI 126的当前位置之间的相对距离。换句话说，超声系统可以用作闭环控制系统。具体地，监测ROI 126的位置，并且响应于ROI126的当前位置并因此响应于到成像区域112的相对距离而通过改变调制和/或方向来调整轻推信号。特别地，可以根据所测量的距离来适当地调制轻推信号的方向和/或(脉冲)频率和/或强度。如上面所提到的，一旦ROI 126在成像区域112内，轻推信号就会减弱，但是定位器模块132可以继续监测ROI 126的位置。如果定位模块132登记了ROI 126在成像区域112内的运动，那么就重新发出轻推信号以鼓励患者移动或重新调整姿势而使得ROI 126保持在成像区域112内。

图2更详细地图示了医学成像系统100的控制电路128。控制电路128被配置为控制医学成像系统100以提供同步的显示和轻推，从而向患者提供关于扫描的进度的信息。控制电路128包括扫描阶段识别模块202、解剖结构识别模块204、投射模块206、轻推模块208以及同步模块210。

扫描阶段识别模块202被配置为基于预定的扫描序列来识别扫描的阶段。扫描阶段识别模块202可以使用与扫描有关的序列/协议数据来自动识别扫描的阶段。从先前的规划中知晓用于完整检查的扫描序列。扫描的阶段可以包括对当前扫描和/或下一扫描的指示。经由显示系统138和轻推系统120将实际扫描的状态传达给膛116中的患者104。

解剖结构识别模块204(也可以被称为相关解剖结构识别模块)被自动配置为识别用于当前扫描和/或下一扫描的一个或多个相关解剖区域。这可以根据所选择的扫描类型(例如，针对下部外围的特定预定义扫描)、根据在扫描规划期间指定的信息(工作人员指定相对于身体的扫描视场)或者根据传感器(例如，位置传感器134或者检查台118的驱动器可以检测哪个解剖区域处于扫描器的等中心)来确定。特别地，在MR以及CT扫描中，扫描通常是从按解剖结构排序的扫描数据库中选择的。该信息可以被输入到解剖结构识别模块204。在MRI中，工作人员通常通过以下操作来准备扫描：首先运行具有大视场(例如，整个下肢)的定位扫描(scout scan)，然后指定针对一个器官(例如，左小腿)的特定扫描的局部视场。这可以用作针对解剖结构识别模块204的输入。在MRI中，通常将专用线圈(例如，膝盖线圈)应用于某些器官。如果利用这种线圈来运行扫描，那么该信息可以用作针对解剖结构识别模块204的输入。在CT中，可以在定位扫描运行之后使用扫描协议的定义和个体扫描参数来定义ROI 126。可以从低剂量定位扫描图像中提取关于精确的开始/停止位置的信息并将其转化成患者台位置和包括X射线剂量设置的扫描采集位置。解剖结构识别模块204能够使用这种信息。通常，患者并不知道这些信息的细节。然而，在自主成像中，可以以可理解的方式将这种信息提供给患者，以鼓励合作和理解该过程。这有助于最大限度地减少运动伪影、远离所定义的扫描区域的移动、错误的呼吸模式和其他影响图像质量的效应。如果没有来自上述来源中的任何来源的可用信息，那么位置传感器134(其可以包括相机、患者轮廓检测器、3D相机中的一项或多项)可以用于确定哪个解剖区域当前处于扫描器的等中心。

投射模块206被配置为生成通过医学成像系统100的显示系统138向患者104显示的图像。如上面所提到的，在一个示例中，显示系统138包括光学投射系统136。投射模块206以指令指示光学投射系统136进行显示，以将图像投射到患者或膛116的壁上，这些图像图示了实际的工作流程状态、接下来的步骤和扫描以及流程的整体进展。可以结合解剖信息和扫描规划将经颜色编码的扫描进度指示符投射到膛116的内壁上。另一种选择是将扫描进度指示符直接投射到患者的身体上，例如直接投射到患者的身体中被识别为与当前扫描或下一扫描相关的解剖区域上。以这种方式，当患者104在扫描器内部时，也向患者提供了可视化。这需要对所显示的信息的适当定位和/或反射镜布置和/或其他方法，以将叠加的信息带到患者的视野中。一些信息可以在将患者104移动到检查台118上并进入扫描器之前就已显示，而一些信息仅在膛116的内部进行显示。被投射到膛116的外部的部分信息可以指示例如将被移动到膛116中的身体区，使得患者104预先知晓针对扫描开始的最终身体位置，并且所投射的ROI 126以及膛116的内部的结束位置是可见的。良好的预先信息可以有效地确保患者对系统100的满意度和信任度。

如图3所示，扫描进度指示符300可以采取由光学投射系统136投射到患者的身体的相关解剖区域上的经颜色编码的片块的形式。在自主成像的场景中，例如对于MRI/CT，患者104接收关于扫描的信息是有益的，这些信息例如是正被扫描的区域、扫描进度以及期望在扫描期间的特定时间点来自患者104的交互。经颜色编码的片块300在扫描之前和在扫描期间(例如在膛116的外部的检查台118上，但更重要的是在膛116的内部)向患者104提供关于扫描区域的信息。如下文进一步描述的，所投射的信息与经编码的轻推相同步，从而与患者通信并且告知与所定义的扫描协议一致的扫描进度和要求的活动(“呼吸”、“无移动”等)。该投射可以包括不同类型的颜色编码，这些不同类型的颜色编码例如指示特定解剖区域的扫描的开始、扫描的当前进度和扫描的结束。例如，图3A示出了被投射到患者的躯干上的片块300被着色为例如红色/橙色，以指示扫描即将开始或刚刚开始，因此应当最大限度地减小或避免移动。图3B示出了同一扫描的中点，片块300现在被着色为蓝色以指示已经完成的扫描部分，而红色/橙色指示将要完成的剩余扫描部分，在图3B中扫描是从左到右执行的，或者从患者的角度来看是以自上而下的方式执行的。因此，片块300形成进度条，其中，进度条的前进与已经完成的工作量直接成比例，从而为用户提供了系统100对扫描完成的进展程度的估计。也可以提供例如箭头302的形式的扫描方向指示符来指示扫描的方向。图3C示出了同一扫描的终点，其中，片块300现在被着色为绿色以指示扫描完成，并且现在可以移动所覆盖的解剖区域。在变型中，片块300可以连续改变颜色(例如，从红色到绿色)以显示扫描的进度。

为了患者104的最佳准备，当患者在膛116的外部时，可以已经借助于投射和着色信息向患者示出待扫描的患者身体的解剖区域。该预先信息有助于在扫描期间识别扫描的详细阶段和进展，并且还用于突出显示在扫描期间所要求的患者行为。

轻推模块208被配置为生成用于医学成像系统100的轻推系统120的控制信号。轻推模块208使用编码信号，如下面进一步描述的那样来触发患者并且向患者告知序列、定时和下一扫描。在轻推系统120包括双向轻推和反馈传感器的情况下，系统120可以从患者接收确认和接受消息，并且还可以提供用于患者控制的选项。

同步模块208(同步的投射和轻推模块)被配置为：接收来自扫描阶段识别模块202的输入和来自解剖结构识别模块204的输入，并且向投射模块206和轻推模块208提供同步信号以同步显示与轻推。这将有助于将患者的注意力吸引到特定的器官上，该特定器官例如可以是接下来要扫描的器官并且应当保持静止。在一个示例中，如图3所示，将着色的片块投射到器官上，在扫描器官之前，将该片块调制成以2Hz的频率闪烁(开/关)例如五次。同时以完全相同的频率和与闪烁同相的方式执行对该器官的远程轻推。扫描进度指示符的投射因此与交互式编码轻推相同步。这样的同步允许在扫描期间与患者进行特定通信的其他示例。可以在扫描协议指示应当执行像呼吸模式和无移动这样的动作以实现最佳图像质量的时间点精确地指示这样的动作。根据扫描阶段，在解剖结构识别的帮助下，可以根据所规划的扫描协议、实时图像分析和系统进展信息来导出时间点。

因此，控制电路128可以被配置为控制医学成像系统以使轻推中的调制与对所显示的扫描进度指示符做出的改变相同步。特别地，控制电路128可以被配置为控制医学成像系统100以与对显示做出的对应调制相同步地调制轻推，所同步的调制定义了要被传送给患者的编码信号。例如，编码信号可以指示扫描的开始或结束，或者指示扫描将在预定时间段之后开始或结束。因此，控制电路128被配置为将旨在针对患者的进一步信息调制到轻推信号上。该信息可以通过频率和/或幅度调制或其他方式进行调制，以产生表示编码信号的调制模式。轻推信号因此将该信息编码在调制模式中。以这种方式，控制电路128可以产生经编码的触觉信号。可以在成像流程期间使用该经编码的触觉信号，它不仅用于传达诸如“屏住呼吸”、“保持静止”之类的指令，而且还与提供关于成像的其他信息或支持要执行的临床流程的成像有关。可能的调制模式可以包括以下各项中的任何一项或多项：不同的脉冲计数(绝对值或每单位时间(频率)的值)、不同的强度(幅度)、施加脉冲序列的不同持续时间。上面提到的模式中的任一种模式都可以对以下各项中的任一项进行编码：定位请求、某个身体部位应当移动/移位/转动等的量、对流程正在进行的指示等。编码信号可以用于顺应性/合作性检查。所显示的图像可以用解释文本和/或影像来表示特定调制模式的语义含义，这些解释文本和/或影像为患者解释或解码了调制模式、编码的含义。

虽然上述医学成像系统100包括CT扫描器，但是应当理解，本发明也适用于其他医学成像技术，例如，MRI。在MRI中，检测单元110包括一个或多个能够拾取无线电波信号的射频线圈。当在成像期间弛豫回到与由MRI成像器生成的强磁场对齐时，患者组织中的受干扰的质子发射无线电波信号。

应当理解，可以使用除了超声之外的技术来提供轻推。例如，发射器122可以包括一个或多个空气喷嘴，这一个或多个空气喷嘴被配置为发出定向空气喷射流，从而引起触觉感觉并实现轻推。在其他示例中，使用被配置为引起触觉感觉的一个或多个基于电磁辐射的发射器122。具体地，电磁辐射被配置为激发嵌入患者皮肤中的机械感受器。发射器122可以包括能在合适的频率下工作的激光发射器。诸如激光之类的电磁场也能够在远离激励源的地方产生触觉效果。可以使用热辐射。人类皮肤中的某些受体(例如，TRPV1)不仅对热有反应，而且对疼痛也有反应。通过依次引发这两种反应，能够引起触觉感觉。这可以通过控制用作发射器122的热源(例如，卤素灯等)来实现，发射器122使用一个或多个反射器被适当聚焦，并且焦斑被快速切换。可以使用这些技术的任意组合。

本文描述的主题可以应用于优化或改进医学成像应用(例如，MRI、CT、AMI、DXR等)中的放射学工作流程。工作流程和技术实施方式能够特别应用于CT和MRI扫描。然而，在扫描期间，尤其是在患者的动作方面，还是有一些小的不同。通常，CT扫描是在短得多的时间段内执行的。出于这个原因，轻推的定时和编码信号的类型优选是简短而精确的，以实现短的延迟时间和即时的患者反应。对于MRI，总扫描时间通常要长得多，在这种情况下，时间-质量优化的权衡可能会影响对患者的轻推命令的定时和类型。

现在参考图4，图示了能够根据本文公开的系统和方法使用的示例性计算设备800的高级图示。计算设备800包括运行在存储器804中存储的指令的至少一个处理器802。这些指令可以是例如用于实施被描述为由上述一个或多个部件执行的功能的指令或者用于实施上述方法中的一种或多种方法的指令。处理器802可以通过系统总线806来访问存储器804。除了存储可执行指令之外，存储器804还可以存储对话输入、被分配给对话输入的分数等。

计算设备800还包括能由处理器802借助于系统总线806访问的数据存储装置808。数据存储装置808可以包括可执行指令、日志数据等。计算设备800还包括允许外部设备与计算设备800通信的输入接口810。例如，输入接口810可以用于从外部计算机设备、用户等接收指令。计算设备800还包括将计算设备800与一个或多个外部设备接口连接的输出接口812。例如，计算设备800可以借助于输出接口812来显示文本、图像等。

预期经由输入接口810和输出接口812与计算设备800通信的外部设备能够被包括在提供用户能够与之交互的基本上任何类型的用户接口的环境中。用户接口类型的示例包括图形用户接口、自然用户接口等。例如，图形用户接口可以接受来自使用(一个或多个)输入设备(例如，键盘、鼠标、遥控器等)的用户的输入，并且在输出设备(例如，例如，显示器)上提供输出。另外，自然用户接口可以使得用户能够以不受输入设备(例如，键盘、鼠标、遥控器等)强加的约束的方式与计算设备800交互。相反，自然用户接口能够依赖于语音识别、触摸和指示笔识别、屏幕上和屏幕附近的手势识别、空中手势、头部和眼睛跟踪、声音和语音、视觉、触摸、手势、机器智能等。

另外，虽然被图示为单个系统，但是应当理解，计算设备800也可以是分布式系统。因此，例如，若干设备可以通过网络连接进行通信，并且可以共同执行被描述为由计算设备800执行的任务。

本文描述的各种功能能够用硬件、软件或其任意组合来实施。如果用软件实施，那么能够将这些功能作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码来进行存储或传输。计算机可读介质包括计算机可读存储介质。计算机可读存储介质能够是能够由计算机访问的任何可用的存储介质。作为示例而非限制，这样的计算机可读存储介质能够包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储装置、磁盘存储装置或其他磁性存储设备，或者能够用于以指令或数据结构的形式承载或存储期望的程序代码并且能够由计算机访问的任何其他介质。本文使用的磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘(BD)，其中，磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘通常用激光光学地再现数据。另外，传播的信号不被包括在计算机可读存储介质的范围内。计算机可读介质还包括通信介质，包括便于将计算机程序从一个地方转移到另一个地方的任何介质。例如，连接能够是通信介质。例如，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线路(DSL)或诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术从网站、服务器或其他远程源传输软件，那么同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术被包括在通信介质的定义中。上述各项的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

替代地或额外地，本文描述的功能能够至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，但并非限制，能够使用的硬件逻辑部件的说明性类型包括现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)等。

将意识到，除了所提到的功能之外，上述电路还可以具有其他功能，并且这些功能可以由相同的电路来执行。

申请人因此单独公开了本文描述的每个个体特征以及两个或更多个这样的特征的任意组合，在某种程度上，这样的特征或组合能够根据本领域技术人员的公知常识基于本说明书的整体内容来实现，而不管这样的特征或特征组合是否解决了本文公开的任何问题，并且不限制权利要求的范围。申请人指出，本发明的各个方面可以包括任何这样的个体特征或特征组合。

必须注意的是，本发明的实施例是参考不同的类别来描述的。特别地，参考方法描述了一些示例，而参考装置描述了其他示例。然而，本领域技术人员将从说明书中了解到：除非另有说明，否则除了属于一个类别的任意特征组合之外，涉及不同类别的特征之间的任意组合也被认为是本申请公开的内容。然而，所有特征都能够被组合起来以提供协同效应，而不仅仅是这些特征的简单叠加。

虽然在附图和前面的描述中已经详细说明和描述了本发明，但是这样的说明和描述被认为是示例性的而非限制性的。本发明不限于所公开的实施例。

本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求能够理解并实现对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。单个处理器或其他单元可以实现在权利要求中记载的若干项的功能。虽然某些措施被记载在互不相同的从属权利要求中，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以被存储/分布在合适的介质上，例如，与其他硬件一起或作为其他硬件的部分而供应的光学存储介质或固态介质，但是也可以以其他形式分布，例如，经由互联网或其他有线或无线的电信系统进行分布。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种用于医学成像系统的控制电路，所述控制电路被配置为控制所述医学成像系统以提供同步的显示和轻推，从而向患者提供关于扫描的进度的信息。

2.根据权利要求1所述的控制电路，还被配置为控制所述医学成像系统以将扫描进度指示符投射到所述患者的身体上。

3.根据权利要求2所述的控制电路，还被配置为控制所述医学成像系统以将所述扫描进度指示符投射到所述患者的身体中被识别为与当前扫描或下一扫描相关的解剖区域上。

4.根据任一前述权利要求所述的控制电路，还被配置为控制所述医学成像系统以使所述轻推中的调制与对所显示的扫描进度指示符做出的改变相同步。

5.根据任一前述权利要求所述的控制电路，还被配置为控制所述医学成像系统以与对所述显示做出的对应调制相同步地调制所述轻推，所同步的调制定义了要被传送给所述患者的编码信号。

6.根据权利要求5所述的控制电路，其中，所述编码信号指示所述扫描的开始或结束，或者指示所述扫描将在预定时间段之后开始或结束。

7.根据权利要求5或6所述的控制电路，其中，所同步的调制具有相同的频率和相位。

8.根据任一前述权利要求所述的控制电路，还被配置为控制所述医学成像系统以与被投射到所述患者的身体的解剖区域上的扫描进度指示符的闪烁相同步地向所述解剖区域提供间歇性轻推，以指示所述解剖区域是下一个要扫描的解剖区域。

9.根据任一前述权利要求所述的控制电路，还包括：

扫描阶段识别模块，其被配置为基于预定的扫描序列来识别所述扫描的阶段；

相关解剖结构识别模块，其被配置为识别用于所述扫描的一个或多个相关解剖结构区域；

投射模块，其被配置为生成用于通过所述医学成像系统的显示系统向所述患者显示的图像；

轻推模块，其被配置为生成用于所述医学成像系统的轻推系统的控制信号；以及

同步模块，其被配置为：接收来自所述扫描阶段识别模块的输入和来自所述相关解剖结构识别模块的输入，并且向所述投射模块和所述轻推模块提供同步信号以同步所述显示与所述轻推。

10.一种医学成像系统，包括任一前述权利要求所述的控制电路。

11.根据权利要求10所述的医学成像系统，还包括被配置为向所述患者显示图像的显示系统和被配置为向所述患者提供轻推的轻推系统。

12.根据权利要求10或11所述的医学成像系统，其中，所述轻推系统包括双向轻推和反馈系统，并且其中，作为引导式人机交互过程的部分，向所述患者提供关于所述扫描的所述进度的所述信息。

13.一种用于控制医学成像系统的方法，所述方法包括控制所述医学成像系统以提供同步的显示和轻推，从而向患者提供关于扫描的进度的信息。

14.一种计算机程序产品，其包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令当由计算机运行时使得所述计算机能够执行根据权利要求13所述的方法。

15.一种计算机可读介质，其上存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令当由计算机运行时使得所述计算机能够执行根据权利要求13所述的方法。

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