CN117717367A - 用于站立位计算机断层扫描的辅助摆位系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例提供一种用于站立位计算机断层扫描的辅助摆位系统及方法。该辅助摆位系统包括：至少一个激光发射装置、至少一个图像采集装置、图像处理装置、显示装置。其中，每个激光发射装置被配置为：在相应的方向上产生一条激光灯线。每个图像采集装置被配置为：采集包括相应的一条或多条激光灯线以及被检测者的原始图像，并向图像处理装置发送原始图像。图像处理装置被配置为：针对每个原始图像中的每条激光灯线，在原始图像中生成与激光灯线重合并贯穿原始图像的虚拟激光灯线，以获得与原始图像相对应的辅助摆位图像。显示装置被配置为：显示来自图像处理装置的辅助摆位图像。

Description

用于站立位计算机断层扫描的辅助摆位系统及方法

技术领域

本公开的实施例涉及计算机断层扫描技术领域，具体地，涉及用于站立位计算机断层扫描的辅助摆位系统及方法。

背景技术

站立位计算机断层扫描（Computed Tomography，简称CT）装置是一种新型的医疗设备，可以实现被检测者在站立时的CT扫描。图1示出了一种站立位CT装置的示意性结构图。站立位CT装置主要包括垂直升降架102和扫描架103。当被检测者在站立位CT装置中的摆位完成之后，扫描架103可以在垂直于地面的方向上移动，以便对被检测者进行CT扫描。

发明内容

本文中描述的实施例提供了一种用于站立位计算机断层扫描的辅助摆位系统及方法。

根据本公开的第一方面，提供了一种用于站立位计算机断层扫描的辅助摆位系统。该辅助摆位系统包括：至少一个激光发射装置、至少一个图像采集装置、图像处理装置、显示装置。其中，每个激光发射装置被配置为：在相应的方向上产生一条激光灯线。每个图像采集装置被配置为：采集包括相应的一条或多条激光灯线以及被检测者的原始图像，并向图像处理装置发送原始图像。图像处理装置被配置为：针对每个原始图像中的每条激光灯线，在原始图像中生成与激光灯线重合并贯穿原始图像的虚拟激光灯线，以获得与原始图像相对应的辅助摆位图像。显示装置被配置为：显示来自图像处理装置的辅助摆位图像。

在本公开的一些实施例中，该至少一个激光发射装置包括第一激光发射装置。第一激光发射装置被配置为在第一方向上产生第一激光灯线并且利用激光测距技术获得第一激光发射装置在第二方向上与被检测者的第一水平距离。第一方向是被检测者的冠状面与横断面的相交线所在的方向。第二方向是被检测者的矢状面与横断面的相交线所在的方向。该至少一个图像采集装置包括第一图像采集装置。第一图像采集装置被配置为采集包括第一激光灯线以及被检测者的冠状面的第一原始图像。第一图像采集装置与第一激光发射装置在第二方向上存在水平距离差并且在第三方向上存在高度差。第三方向是被检测者的冠状面与矢状面的相交线所在的方向。图像处理装置被配置为：获得第一水平距离、水平距离差、高度差、第一图像采集装置在第三方向上的最大张角，根据第一水平距离、水平距离差、高度差和最大张角来计算第一激光灯线在第一原始图像中的位置，并在所计算的位置处生成沿着第一方向贯穿第一原始图像的第一虚拟激光灯线，以获得与第一原始图像相对应的第一辅助摆位图像。

在本公开的一些实施例中，图像处理装置通过以下步骤来计算第一激光灯线在第一原始图像中的位置：根据第一水平距离、水平距离差和最大张角计算第一图像采集装置的视野在目标视野平面中的视野高度，目标视野平面与第一图像采集装置之间的距离等于第一水平距离减去水平距离差，视野高度在第三方向上；将视野高度除以第一原始图像在第三方向上的像素总数来获得第一原始图像中的每个像素在第三方向上表示的单位高度；将高度差除以单位高度来获得在第一原始图像中第一激光灯线到图像中心的距离所对应的像素个数，像素个数用于指示第一激光灯线在第一原始图像中的位置。其中，根据下式来计算第一图像采集装置的视野在目标视野平面中的视野高度：，

其中，D表示视野高度，S表示第一水平距离，s'表示水平距离差，θ表示第一图像采集装置在第三方向上的最大张角。

在本公开的一些实施例中，该至少一个激光发射装置还包括第二激光发射装置。第二激光发射装置被配置为在第三方向上产生第二激光灯线。该至少一个图像采集装置还包括第二图像采集装置。第二图像采集装置被配置为采集包括第二激光灯线以及被检测者的矢状面的第二原始图像。第二激光发射装置与第二图像采集装置在第一方向上对齐。图像处理装置还被配置为：在第二原始图像中生成在第三方向上经过图像中心并贯穿第二原始图像的第二虚拟激光灯线，以获得与第二原始图像相对应的第二辅助摆位图像。

在本公开的一些实施例中，该至少一个激光发射装置还包括第三激光发射装置。第三激光发射装置被配置为在第三方向上产生第三激光灯线。第三激光发射装置与第一图像采集装置在第二方向上对齐。第一原始图像还包括第三激光灯线。图像处理装置还被配置为：在第一原始图像中生成在第三方向上经过图像中心并贯穿第一原始图像的第三虚拟激光灯线，以使得第一辅助摆位图像还包括第三虚拟激光灯线。

根据本公开的第二方面，提供了一种用于站立位计算机断层扫描的辅助摆位方法。该辅助摆位方法用于控制辅助摆位系统。该辅助摆位系统包括：至少一个激光发射装置、至少一个图像采集装置、图像处理装置、显示装置。该辅助摆位方法包括：控制每个激光发射装置在相应的方向上产生一条激光灯线；控制每个图像采集装置采集包括相应的一条或多条激光灯线以及被检测者的原始图像，并向图像处理装置发送原始图像；控制图像处理装置针对每个原始图像中的每条激光灯线，在原始图像中生成与激光灯线重合并贯穿原始图像的虚拟激光灯线，以获得与原始图像相对应的辅助摆位图像；以及控制显示装置显示来自图像处理装置的辅助摆位图像。

在本公开的一些实施例中，该至少一个激光发射装置包括第一激光发射装置。该至少一个图像采集装置包括第一图像采集装置。第一图像采集装置与第一激光发射装置在第二方向上存在水平距离差并且在第三方向上存在高度差。第二方向是被检测者的矢状面与横断面的相交线所在的方向。第三方向是被检测者的冠状面与矢状面的相交线所在的方向。辅助摆位方法还包括：控制第一激光发射装置在第一方向上产生第一激光灯线并且利用激光测距技术获得第一激光发射装置在第二方向上与被检测者的第一水平距离，第一方向是被检测者的冠状面与横断面的相交线所在的方向；控制第一图像采集装置采集包括第一激光灯线以及被检测者的冠状面的第一原始图像；向图像处理装置提供第一水平距离、水平距离差、高度差、第一图像采集装置在第三方向上的最大张角；控制图像处理装置根据第一水平距离、水平距离差、高度差和最大张角来计算第一激光灯线在第一原始图像中的位置，并在所计算的位置处生成沿着第一方向贯穿第一原始图像的第一虚拟激光灯线，以获得与第一原始图像相对应的第一辅助摆位图像。

在本公开的一些实施例中，根据第一水平距离、水平距离差、高度差和最大张角来计算第一激光灯线在第一原始图像中的位置包括：根据第一水平距离、水平距离差和最大张角计算第一图像采集装置的视野在目标视野平面中的视野高度，目标视野平面与第一图像采集装置之间的距离等于第一水平距离减去水平距离差，视野高度在第三方向上；将视野高度除以第一原始图像在第三方向上的像素总数来获得第一原始图像中的每个像素在第三方向上表示的单位高度；将高度差除以单位高度来获得在第一原始图像中第一激光灯线到图像中心的距离所对应的像素个数，像素个数用于指示第一激光灯线在第一原始图像中的位置；其中，根据下式来计算第一图像采集装置的视野在目标视野平面中的视野高度：，

其中，D表示视野高度，S表示第一水平距离，s'表示水平距离差，θ表示第一图像采集装置在第三方向上的最大张角。

在本公开的一些实施例中，该至少一个激光发射装置还包括第二激光发射装置。该至少一个图像采集装置还包括第二图像采集装置。第二激光发射装置与第二图像采集装置在第一方向上对齐。该辅助摆位方法还包括：控制第二激光发射装置在第三方向上产生第二激光灯线；控制第二图像采集装置采集包括第二激光灯线以及被检测者的矢状面的第二原始图像；控制图像处理装置在第二原始图像中生成在第三方向上经过图像中心并贯穿第二原始图像的第二虚拟激光灯线，以获得与第二原始图像相对应的第二辅助摆位图像。

在本公开的一些实施例中，该至少一个激光发射装置还包括第三激光发射装置。第三激光发射装置与第一图像采集装置在第二方向上对齐。辅助摆位方法还包括：控制第三激光发射装置在第三方向上产生第三激光灯线；控制第一图像采集装置采集包括第一激光灯线、第三激光灯线以及被检测者的冠状面的第一原始图像；控制图像处理装置在第一原始图像中生成在第三方向上经过图像中心并贯穿第一原始图像的第三虚拟激光灯线，以使得第一辅助摆位图像还包括第三虚拟激光灯线。

附图说明

为了更清楚地说明本公开的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图进行简要说明，应当知道，以下描述的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制，其中：

图1是一种站立位CT装置的示意性结构图；

图2是根据本公开的实施例生成的虚拟激光灯线与真实激光灯线的示例性关系图；

图3是CT扫描的三个面的示意性说明图示；

图4是根据本公开的实施例的用于站立位计算机断层扫描的辅助摆位系统的示意性框图；

图5是根据本公开的实施例的用于站立位计算机断层扫描的辅助摆位系统的示例性布置图；

图6是根据本公开的实施例的针对横断面的激光发射装置与图像采集装置的示例性位置关系图；

图7是根据本公开的实施例的用于站立位计算机断层扫描的辅助摆位方法的示意性流程图。

需要注意的是，附图中的元素是示意性的，没有按比例绘制。

具体实施方式

为了使本公开的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本公开的实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，也都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，否则在此使用的所有术语（包括技术和科学术语）具有与本公开主题所属领域的技术人员所通常理解的相同含义。进一步将理解的是，诸如在通常使用的词典中定义的那些的术语应解释为具有与说明书上下文和相关技术中它们的含义一致的含义，并且将不以理想化或过于正式的形式来解释，除非在此另外明确定义。如在此所使用的，将两个或更多部分“连接”或“耦接”到一起的陈述应指这些部分直接结合到一起或通过一个或多个中间部件结合。另外，诸如“第一”和“第二”的术语仅用于将一个部件（或部件的一部分）与另一个部件（或部件的另一部分）区分开。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等，用来描述如在图中所示的一个器件或元素与其他器件或元素的空间位置关系。例如，术语“在……上”、“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”、“定位在……上”或者“定位在……顶上”等意味着诸如第一结构的第一元素存在于诸如第二结构的第二元素上，其中，在第一元素和第二元素之间可存在中间元素，也可不存在中间元素。术语“接触”意味着连接诸如第一结构的第一元素和诸如第二结构的第二元素，而在两个元素的界面处可以有或者没有其它元素。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在操作图1所示的站立位CT装置之前，可使用激光灯来辅助操作者对被检测者进行摆位。为使操作者全程观察到激光灯生成的激光灯线（被用作定位线）在被检测者（或称为被扫描者）身上的位置，在激光灯附近可安装有摄像头。摄像头采集包括被检测者和激光灯线的视频画面，并将该视频画面显示在屏幕上。操作者可以通过屏幕所显示的画面来查看被检测者的摆位是否达标。在一个示例中，屏幕可被安装在垂直升降架102上，以便操作者进行观察。

本公开的发明人发现，当激光灯照射到黑色物体上时，从视频画面中无法看清楚激光灯线在黑色物体上的位置。如果被检测者穿着黑色衣服，则会看不清激光灯线在被检测者身上的位置。为了解决这个问题，本公开提出在视频画面中生成虚拟激光灯线，以代替真实激光灯线。如图2所示，真实激光灯线203（用虚线表示）在被检测者身上不是连续的，存在一个缺失的线段。通过生成虚拟激光灯线202（用实线表示），可弥补真实激光灯线203在黑色物体上无法看清的不足。虚拟激光灯线202的颜色可以是鲜艳或醒目的，以便操作者观察。

为了便于介绍CT扫描所需的定位线，在图3中示出CT扫描的三个面与身体的关系图。在图3的示例中，矢状面33是将被检测者的身体分为左右两个部分并且与地面垂直的平面，冠状面32（又称额状面）是将被检测者的身体分为前后两个部分并且与地面垂直的平面，横断面31（又称水平面、横切面、横截面）是将被检测者的身体分为上下两个部分并且与地面平行的平面。被检测者的冠状面32与横断面31的相交线所在的方向在上下文中被称为第一方向X。被检测者的矢状面33与横断面31的相交线所在的方向在上下文中被称为第二方向Y。被检测者的冠状面33与矢状面32的相交线所在的方向在上下文中被称为第三方向Z。

图4示出根据本公开的实施例的用于站立位计算机断层扫描的辅助摆位系统400的示意性框图。图5示出根据本公开的实施例的用于站立位计算机断层扫描的辅助摆位系统的示例性布置图。图5是对被检测者的俯视图。

辅助摆位系统400可包括：至少一个激光发射装置410、至少一个图像采集装置430、图像处理装置420、显示装置440。在本公开的一些实施例中，辅助摆位系统400可耦接控制模块50。控制模块50用虚线框示出，以表示控制模块50是可选的。控制模块50可分别耦接激光发射装置410、图像采集装置430、图像处理装置420和显示装置440，用于控制激光发射装置410、图像采集装置430、图像处理装置420和显示装置440进行协同操作。在本公开的另一些实施例中，可由操作者来协同激光发射装置410、图像采集装置430、图像处理装置420和显示装置440的操作。在这种情况下，不使用控制模块50。

每个激光发射装置410可包括一个激光灯。每个激光发射装置410可被配置为：在相应的方向上产生一条激光灯线。在图5的示例中示出第一激光发射装置503、第二激光发射装置504、第三激光发射装置502和第四激光发射装置508。第一激光发射装置503被配置为在第一方向X上产生第一激光灯线。第一激光灯线照射在被检测者的正面。第二激光发射装置504被配置为在第三方向Z上产生第二激光灯线。第二激光灯线照射在被检测者的左侧。第三激光发射装置502被配置为在第三方向Z上产生第三激光灯线。第三激光灯线照射在被检测者的正面。第四激光发射装置508被配置为在第三方向Z上产生第四激光灯线。第四激光灯线照射在被检测者的右侧。

每个图像采集装置430可包括一个摄像头或照相机。每个图像采集装置430被配置为：采集包括相应的一条或多条激光灯线以及被检测者的原始图像，并向图像处理装置420发送原始图像。在本公开的一些实施例中，每个图像采集装置430可采集多个原始图像，并将所采集的原始图像作为视频帧以形成视频。

在图5的示例中示出第一图像采集装置510、第二图像采集装置505、第三图像采集装置507。在本公开的一些实施例中，第一图像采集装置510可采集包括第一激光灯线以及被检测者的冠状面的第一原始图像。在本公开的另一些实施例中，第一图像采集装置510可采集包括第一激光灯线、第三激光灯线以及被检测者的冠状面的第一原始图像。第二图像采集装置505可采集包括第二激光灯线以及被检测者的矢状面（左侧）的第二原始图像。第三图像采集装置507可采集包括第四激光灯线以及被检测者的矢状面（右侧）的第三原始图像。

图像处理装置420可耦接每个图像采集装置430。图像处理装置420被配置为：接收来自每个图像采集装置430的原始图像，针对每个原始图像中的每条激光灯线，在原始图像中生成与激光灯线重合并贯穿原始图像的虚拟激光灯线，以获得与原始图像相对应的辅助摆位图像。参考图2，在原始图像201中，虚拟激光灯线202可被生成为与真实激光灯线203重合，并上下贯穿原始图像201。因为虚拟激光灯线202与真实激光灯线203重合，在图2中将真实激光灯线203绘制在虚拟激光灯线202上层，因此未示出完整的虚拟激光灯线202，但本领域技术人员容易理解虚拟激光灯线202是如何上下贯穿原始图像201的。

在图像采集装置430将所采集的原始图像形成视频的实施例中，图像处理装置420可针对视频中的每个视频帧进行处理，并将相应的辅助摆位图像生成为辅助摆位视频。

显示装置440可耦接图像处理装置420。显示装置440可被配置为：显示来自图像处理装置420的辅助摆位图像。在图像采集装置430将辅助摆位图像生成为辅助摆位视频的实施例中，显示装置440可显示辅助摆位视频。在本公开的一些实施例中，显示装置440可被安装在垂直升降架102上。可替代的，显示装置440也可被安装在便于操作者观察的其他地方。

在本公开的一些实施例中，显示装置440可使用图像拼接技术将针对不同方位的辅助摆位图像拼接显示在同一个显示屏上。在本公开的另一些实施例中，显示装置440可包括多个显示屏，针对不同方位的辅助摆位图像被显示在不同的显示屏上。

图6示出根据本公开的实施例的针对横断面的激光发射装置与图像采集装置的示例性位置关系图。从图6可以观察到针对横断面的第一激光发射装置503与第一图像采集装置510在第二方向Y上存在水平距离差s'并且在第三方向Z上存在高度差L。第一激光发射装置503所在的位置63也是CT扫描光平面所在位置，扫描起始位置以该位置为准。图1中的扫描架103可从图6所示的位置63开始向下移动，以对被扫描者进行扫描。第一图像采集装置510可位于第一激光发射装置503下方。本公开的发明人发现，由于被检测者的体型有胖有瘦，被检测者与第一图像采集装置510之间的距离会随着被检测者的体型变化而发生变化。第一虚拟激光灯线在第一原始图像中的相对位置也要发生变化，不再是一个固定的位置。故需要根据被检测者到第一图像采集装置510之间的距离实时对第一虚拟激光灯线在第一原始图像上的位置做校准，从而使得第一虚拟激光灯线准确指示第一激光发射装置503所发射的真实激光灯线在第一原始图像上的实际位置。

在本公开的一些实施例中，第一激光发射装置503除了能够在第一方向X上产生第一激光灯线之外，还可被配置为利用激光测距技术获得第一激光发射装置503在第二方向Y上与被检测者的第一水平距离S。第一图像采集装置510采集包括第一激光灯线以及被检测者的冠状面的第一原始图像。第一图像处理装置能够获得第一水平距离S、水平距离差s'、高度差L、第一图像采集装置510在第三方向Z上的最大张角θ。在一个示例中，第一水平距离S、水平距离差s'、高度差L、第一图像采集装置510在第三方向Z上的最大张角θ可由操作者观察测量工具的读数之后手动输入第一图像采集装置510。在另一个示例中，水平距离差s'、高度差L、第一图像采集装置510在第三方向Z上的最大张角θ由于是固定值，可由操作者观察测量工具的读数之后手动输入第一图像采集装置510，第一水平距离S可由第一激光发射装置503实时测量并发送给第一图像采集装置510。

第一图像采集装置510可根据第一水平距离S、水平距离差s'、高度差L和最大张角θ来计算第一激光灯线在第一原始图像中的位置，并在所计算的位置处生成沿着第一方向X贯穿第一原始图像的第一虚拟激光灯线，以获得与第一原始图像相对应的第一辅助摆位图像。

在本公开的一些实施例中，在计算第一激光灯线在第一原始图像中的位置的过程中，第一图像处理装置根据第一水平距离S、水平距离差s'和最大张角θ计算第一图像采集装置510的视野在目标视野平面64中的视野高度D。在图6中，目标视野平面64是垂直于纸面的平面。目标视野平面64与第一图像采集装置510之间的距离等于第一水平距离S减去水平距离差s'。视野高度D指的是第一图像采集装置510的视野在第三方向Z上的尺寸。

其中，可根据下式来计算第一图像采集装置510的视野在目标视野平面64中的视野高度：，

其中，D表示视野高度，S表示第一水平距离，s'表示水平距离差，θ表示第一图像采集装置510在第三方向Z上的最大张角。

然后，可将视野高度D除以第一原始图像在第三方向Z上的像素总数来获得第一原始图像中的每个像素在第三方向Z上表示的单位高度。即，。其中，M_pixel表示第一原始图像在第三方向Z上的像素总数，p表示每个像素在第三方向Z上表示的单位高度。假设M_pixel等于1080，D等于108 cm，则p等于108/1080=0.1 cm。

接着，将高度差L除以每个像素在第三方向Z上表示的单位高度p来获得在第一原始图像中第一激光灯线到图像中心的距离所对应的像素个数。即，N=L/p。其中，L表示高度差，N表示第一激光灯线到图像中心的距离所对应的像素个数。N所表示的像素个数用于指示第一激光灯线在第一原始图像中的位置。假设L等于40 cm，则N等于40/0.1=400。因此，第一激光灯线到第一原始图像的图像中心的距离为400个像素。

在第一激光灯线在第一原始图像中的位置被计算出之后，可在该位置处生成第一虚拟激光灯线。

在本公开的一些实施例中，第二激光发射装置504与第二图像采集装置505在第一方向X上对齐。图像处理装置420被配置为：在第二原始图像中生成在第三方向Z上经过图像中心并贯穿第二原始图像的第二虚拟激光灯线，以获得与第二原始图像相对应的第二辅助摆位图像。

在本公开的一些实施例中，第三激光发射装置502与第一图像采集装置510在第二方向Y上对齐。第一原始图像除了包括第一激光灯线和被检查者，还可包括第三激光灯线。图像处理装置420还被配置为：在第一图像采集装置510所采集第一原始图像中生成在第三方向Z上经过图像中心并贯穿第一原始图像的第三虚拟激光灯线，以使得第一辅助摆位图像还包括第三虚拟激光灯线。在第一辅助摆位图像中，第一虚拟激光灯线与第三虚拟激光灯线相互垂直。

在本公开的一些实施例中，第四激光发射装置508与第三图像采集装置507在第一方向X上对齐。图像处理装置420被配置为：在第三图像采集装置507所采集的第三原始图像中生成在第三方向Z上经过图像中心并贯穿第三原始图像的第四虚拟激光灯线，以获得与第三原始图像相对应的第三辅助摆位图像。

第一辅助摆位图像、第二辅助摆位图像和第三辅助摆位图像可被拼接成一个拼接图像，并被共同显示在一个显示屏上。可替代地，第一辅助摆位图像、第二辅助摆位图像和第三辅助摆位图像可被单独显示在各自对应的显示屏上。

图7示出根据本公开的实施例的用于站立位计算机断层扫描的辅助摆位方法700的示意性流程图。该辅助摆位方法用于控制辅助摆位系统400。该辅助摆位方法可由图4所示的控制模块50来执行。

在图7的框S702处，控制模块50控制每个激光发射装置410在相应的方向上产生一条激光灯线。

在框S704处，控制模块50控制每个图像采集装置430采集包括相应的一条或多条激光灯线以及被检测者的原始图像，并向图像处理装置420发送原始图像。

在框S706处，控制模块50控制图像处理装置420针对每个原始图像中的每条激光灯线，在原始图像中生成与激光灯线重合并贯穿原始图像的虚拟激光灯线，以获得与原始图像相对应的辅助摆位图像。

在框S708处，控制模块50控制显示装置440显示来自图像处理装置420的辅助摆位图像。

综上所述，根据本公开的实施例的用于站立位计算机断层扫描的辅助摆位系统和方法通过使用虚拟激光灯线解决了被扫描者穿黑色衣服时真实激光灯线在视频画面中无法看清导致无法摆位的问题。进一步地，该辅助摆位系统和方法能够实时校准虚拟激光灯线在视频画面中的相对位置，使得虚拟激光灯线实时反应真实激光灯线在被扫描者身上的位置。该辅助摆位系统和方法能够更好地辅助操作者对被扫描者进行摆位，提高站立位CT扫描的准确性和有效性。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的装置和方法的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

除非上下文中另外明确地指出，否则在本文和所附权利要求中所使用的词语的单数形式包括复数，反之亦然。因而，当提及单数时，通常包括相应术语的复数。相似地，措辞“包含”和“包括”将解释为包含在内而不是独占性地。同样地，术语“包括”和“或”应当解释为包括在内的，除非本文中明确禁止这样的解释。在本文中使用术语“示例”之处，特别是当其位于一组术语之后时，所述“示例”仅仅是示例性的和阐述性的，且不应当被认为是独占性的或广泛性的。

适应性的进一步的方面和范围从本文中提供的描述变得明显。应当理解，本申请的各个方面可以单独或者与一个或多个其它方面组合实施。还应当理解，本文中的描述和特定实施例旨在仅说明的目的并不旨在限制本申请的范围。

以上对本公开的若干实施例进行了详细描述，但显然，本领域技术人员可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下对本公开的实施例进行各种修改和变型。本公开的保护范围由所附的权利要求限定。

Claims (10)

1.一种用于站立位计算机断层扫描的辅助摆位系统，其特征在于，所述辅助摆位系统包括：至少一个激光发射装置、至少一个图像采集装置、图像处理装置、显示装置，

其中，每个激光发射装置被配置为：在相应的方向上产生一条激光灯线；

每个图像采集装置被配置为：采集包括相应的一条或多条激光灯线以及被检测者的原始图像，并向所述图像处理装置发送所述原始图像；

所述图像处理装置被配置为：针对每个原始图像中的每条激光灯线，在所述原始图像中生成与所述激光灯线重合并贯穿所述原始图像的虚拟激光灯线，以获得与所述原始图像相对应的辅助摆位图像；

所述显示装置被配置为：显示来自所述图像处理装置的辅助摆位图像。

2.根据权利要求1所述的辅助摆位系统，其特征在于，所述至少一个激光发射装置包括第一激光发射装置，所述第一激光发射装置被配置为在第一方向上产生第一激光灯线并且利用激光测距技术获得所述第一激光发射装置在第二方向上与所述被检测者的第一水平距离，所述第一方向是所述被检测者的冠状面与横断面的相交线所在的方向，所述第二方向是所述被检测者的矢状面与横断面的相交线所在的方向；

所述至少一个图像采集装置包括第一图像采集装置，所述第一图像采集装置被配置为采集包括所述第一激光灯线以及被检测者的冠状面的第一原始图像；

所述第一图像采集装置与所述第一激光发射装置在所述第二方向上存在水平距离差并且在第三方向上存在高度差，所述第三方向是所述被检测者的冠状面与矢状面的相交线所在的方向；

所述图像处理装置被配置为：获得所述第一水平距离、所述水平距离差、所述高度差、所述第一图像采集装置在所述第三方向上的最大张角，根据所述第一水平距离、所述水平距离差、所述高度差和所述最大张角来计算所述第一激光灯线在所述第一原始图像中的位置，并在所计算的位置处生成沿着所述第一方向贯穿所述第一原始图像的第一虚拟激光灯线，以获得与所述第一原始图像相对应的第一辅助摆位图像。

3.根据权利要求2所述的辅助摆位系统，其特征在于，所述图像处理装置通过以下步骤来计算所述第一激光灯线在所述第一原始图像中的位置：

根据所述第一水平距离、所述水平距离差和所述最大张角计算所述第一图像采集装置的视野在目标视野平面中的视野高度，所述目标视野平面与所述第一图像采集装置之间的距离等于所述第一水平距离减去所述水平距离差，所述视野高度在所述第三方向上；

将所述视野高度除以所述第一原始图像在所述第三方向上的像素总数来获得所述第一原始图像中的每个像素在所述第三方向上表示的单位高度；

将所述高度差除以所述单位高度来获得在所述第一原始图像中所述第一激光灯线到图像中心的距离所对应的像素个数，所述像素个数用于指示所述第一激光灯线在所述第一原始图像中的位置；

其中，根据下式来计算所述第一图像采集装置的视野在所述目标视野平面中的所述视野高度： ，

其中，D表示所述视野高度，S表示所述第一水平距离，s'表示所述水平距离差，θ表示所述第一图像采集装置在所述第三方向上的所述最大张角。

4.根据权利要求2所述的辅助摆位系统，其特征在于，所述至少一个激光发射装置还包括第二激光发射装置，所述第二激光发射装置被配置为在所述第三方向上产生第二激光灯线；

所述至少一个图像采集装置还包括第二图像采集装置，所述第二图像采集装置被配置为采集包括所述第二激光灯线以及所述被检测者的矢状面的第二原始图像；

所述第二激光发射装置与所述第二图像采集装置在所述第一方向上对齐；

所述图像处理装置还被配置为：在所述第二原始图像中生成在所述第三方向上经过图像中心并贯穿所述第二原始图像的第二虚拟激光灯线，以获得与所述第二原始图像相对应的第二辅助摆位图像。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的辅助摆位系统，其特征在于，所述至少一个激光发射装置还包括第三激光发射装置，所述第三激光发射装置被配置为在所述第三方向上产生第三激光灯线；

所述第三激光发射装置与所述第一图像采集装置在所述第二方向上对齐；

所述第一原始图像还包括所述第三激光灯线；

所述图像处理装置还被配置为：在所述第一原始图像中生成在所述第三方向上经过图像中心并贯穿所述第一原始图像的第三虚拟激光灯线，以使得所述第一辅助摆位图像还包括所述第三虚拟激光灯线。

6.一种用于站立位计算机断层扫描的辅助摆位方法，其特征在于，所述辅助摆位方法用于控制辅助摆位系统，所述辅助摆位系统包括：至少一个激光发射装置、至少一个图像采集装置、图像处理装置、显示装置，所述辅助摆位方法包括：

控制每个激光发射装置在相应的方向上产生一条激光灯线；

控制每个图像采集装置采集包括相应的一条或多条激光灯线以及被检测者的原始图像，并向所述图像处理装置发送所述原始图像；

控制所述图像处理装置针对每个原始图像中的每条激光灯线，在所述原始图像中生成与所述激光灯线重合并贯穿所述原始图像的虚拟激光灯线，以获得与所述原始图像相对应的辅助摆位图像；以及

控制所述显示装置显示来自所述图像处理装置的辅助摆位图像。

7.根据权利要求6所述的辅助摆位方法，其特征在于，所述至少一个激光发射装置包括第一激光发射装置，所述至少一个图像采集装置包括第一图像采集装置，所述第一图像采集装置与所述第一激光发射装置在第二方向上存在水平距离差并且在第三方向上存在高度差，所述第二方向是所述被检测者的矢状面与横断面的相交线所在的方向，所述第三方向是所述被检测者的冠状面与矢状面的相交线所在的方向；

所述辅助摆位方法还包括：

控制所述第一激光发射装置在第一方向上产生第一激光灯线并且利用激光测距技术获得所述第一激光发射装置在第二方向上与所述被检测者的第一水平距离，所述第一方向是所述被检测者的冠状面与横断面的相交线所在的方向；

控制所述第一图像采集装置采集包括所述第一激光灯线以及被检测者的冠状面的第一原始图像；

向所述图像处理装置提供所述第一水平距离、所述水平距离差、所述高度差、所述第一图像采集装置在所述第三方向上的最大张角；

控制所述图像处理装置根据所述第一水平距离、所述水平距离差、所述高度差和所述最大张角来计算所述第一激光灯线在所述第一原始图像中的位置，并在所计算的位置处生成沿着所述第一方向贯穿所述第一原始图像的第一虚拟激光灯线，以获得与所述第一原始图像相对应的第一辅助摆位图像。

8.根据权利要求7所述的辅助摆位方法，其特征在于，根据所述第一水平距离、所述水平距离差、所述高度差和所述最大张角来计算所述第一激光灯线在所述第一原始图像中的位置包括：

根据所述第一水平距离、所述水平距离差和所述最大张角计算所述第一图像采集装置的视野在目标视野平面中的视野高度，所述目标视野平面与所述第一图像采集装置之间的距离等于所述第一水平距离减去所述水平距离差，所述视野高度在所述第三方向上；

将所述视野高度除以所述第一原始图像在所述第三方向上的像素总数来获得所述第一原始图像中的每个像素在所述第三方向上表示的单位高度；

将所述高度差除以所述单位高度来获得在所述第一原始图像中所述第一激光灯线到图像中心的距离所对应的像素个数，所述像素个数用于指示所述第一激光灯线在所述第一原始图像中的位置；

其中，根据下式来计算所述第一图像采集装置的视野在所述目标视野平面中的所述视野高度：，

其中，D表示所述视野高度，S表示所述第一水平距离，s'表示所述水平距离差，θ表示所述第一图像采集装置在所述第三方向上的所述最大张角。

9.根据权利要求7所述的辅助摆位方法，其特征在于，所述至少一个激光发射装置还包括第二激光发射装置，所述至少一个图像采集装置还包括第二图像采集装置，所述第二激光发射装置与所述第二图像采集装置在所述第一方向上对齐，所述辅助摆位方法还包括：

控制所述第二激光发射装置在所述第三方向上产生第二激光灯线；

控制所述第二图像采集装置采集包括所述第二激光灯线以及所述被检测者的矢状面的第二原始图像；

控制所述图像处理装置在所述第二原始图像中生成在所述第三方向上经过图像中心并贯穿所述第二原始图像的第二虚拟激光灯线，以获得与所述第二原始图像相对应的第二辅助摆位图像。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的辅助摆位方法，其特征在于，所述至少一个激光发射装置还包括第三激光发射装置，所述第三激光发射装置与所述第一图像采集装置在所述第二方向上对齐，所述辅助摆位方法还包括：

控制所述第三激光发射装置在所述第三方向上产生第三激光灯线；

控制所述第一图像采集装置采集包括所述第一激光灯线、所述第三激光灯线以及被检测者的冠状面的第一原始图像；

控制所述图像处理装置在所述第一原始图像中生成在所述第三方向上经过图像中心并贯穿所述第一原始图像的第三虚拟激光灯线，以使得所述第一辅助摆位图像还包括所述第三虚拟激光灯线。