CN207820100U - 一种mri/pet/ct/pet-ct全景视频辅助系统 - Google Patents
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Abstract
一种MRI/PET/CT/PET‑CT全景视频辅助系统，包括：视频同步采集摄像机组、视频同步采集触发装置、视频处理器、网络交换机、视频显示器和视频存储器，其中视频同步采集摄像机组连接于网络交换机，网络交换机连接于视频处理器，视频同步采集触发装置连接于视频同步采集摄像机组，视频显示器连接于视频处理器，视频存储器连接于视频处理器；视频同步采集摄像机组由多路广角摄像机及其位姿调节装置构成，形成平移+变径旋转运动模型；视频同步采集触发装置启动视频同步采集，并为视频同步采集摄像机组提供视频同步采集触发信号。该系统能够满足医生对患者进行扫描时体位变化的直接完整观测。
Description
技术领域
本发明涉及MRI/PET/CT/PET-CT辅助技术领域，尤其涉及一种MRI/PET/CT/PET-CT全景视频辅助系统。
背景技术
CT（Computed Tomography），电子计算机断层扫描。利用计算机技术对被测物体断层扫描图像进行重建获得三维断层图像的扫描方式。
PET(positron emission tomography )，正电子发射计算机断层显像。利用正电子核素标记葡萄糖等人体代谢物作为显像剂，通过病灶对显像剂的摄取来反映其代谢变化，从而为临床提供疾病的生物代谢信息。
PET-CT，将PET和CT有机的结合在一起，使用同一个检查床合用一个图像工作站，PET/CT同时具有PET、CT及将PET图像与CT图像融合等功能。
MRI（Magnetic Resonance Imaging），磁共振成像。利用原子核自旋运动的特点，在外加磁场内，经射频脉冲激后产生信号，用探测器检测并输入计算机，经过计算机处理转换后在屏幕上显示图像。
MRI、PET、CT和PET-CT均可用于医学临床检测， 有助于医生更为准确地诊断出患者的具体病症，在医学临床检测中占有重要地位。这其中，CT的扫描时间大概为3-5s，PET-CT的扫描时间大概为15-30min，MRI的扫描时间大概为10-20min而且多数MRI设备检查空间较为封闭。在进行这些检测时，患者均需要在扫描时间内保持特定的体位不动，否则将会导致伪影的出现，影响检测结果进而影响诊断。而在患者随着扫描床进入到扫描机架孔内进行扫描时，医生很难观测到患者的扫描状态，比如患者的初始体位调整得是否合适、患者的体位是否发生变动、患者因独自处在较封闭空间而产生的情绪波动等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种MRI/PET/CT/PET-CT全景视频辅助系统，通过多路摄像机对MRI/PET/CT/PET-CT扫描机架孔内进行视频实时采集、拼接、存储和显示，满足医生对患者进行扫描时体位变化的直接完整观测。
需要解决的技术问题为：
1、全景视频实时显示的问题。由于患者在进行扫描检测时，医生需要随时观察患者的体位变化，因此，在进行扫描时患者体位变化的全景视频需要实时显示。
2、近距离视频采集导致的视频图像畸变问题。MRI、PET、CT、和PET-CT扫描仪扫描机架孔径一般在60cm-90cm之间。扫描时，除去扫描床和患者接受扫描的身体部位的厚度，扫描机架孔内顶部到人体的距离大约在300mm-600mm之间。如果患者体型肥胖或者身体某处具有肿瘤等病变，扫描机架孔径内顶部到人体的距离会更近。而该系统中的多路摄像机均安装在扫描机架孔内顶部，如此近的视频采集距离将导致单个摄像机采集的范围变小。如果采用标准镜头的话，单个摄像机采集范围小导致摄像机总体数量多，进而增加后续视频拼接的工作量和难度；如果采用广角镜头或者超广角镜头的话，单个摄像机采集范围变大摄像机总体数量减少，但视频图像产生的畸变较远距离明显数倍，如何更好地消除畸变将直接影响到后续视频拼接的质量。
3、近距离视频采集和扫描机架内部结构复杂导致的摄像机的多路和位姿调整的问题。由于近距离视频采集，导致单个摄像机采集范围很难覆盖到整个采集区域，因此需要多路摄像机同步采集视频拼接成全景视频。为防止摄像机影响扫描结果，多路摄像机安装在扫描机架孔内顶部的内部，由于扫描机架内部结构复杂，导致多路摄像机没有现实存在的统一安装基准面、基准线，如何调整多路摄像机的位姿将直接影响后续视频处理工作的工作量大小和运行时间长短。
4、视频采集区域长而扫描机架短导致相机运动模型复杂的问题。由于视频采集区域除了扫描机架孔内的区域，还包括扫描机架孔外两端的一部分，甚至可能包括扫描机床运动轨迹包含的所有区域，但是摄像机安装在扫描机架孔内顶部，扫描机架的长度小于视频采集区域长度，同时各摄像机采集的视频还需要一定区域的重叠，这就导致虽然采用广角摄像机采集视频，所有摄像机在中心轴垂直于采集面的情况下，仍不能够采集到既定的所有视频采集区域；针对这种情况，只能将靠近扫描机架孔两端的摄像机偏转一定角度来满足要求；这种就可以看做同一台摄像机在平移运动的同时又轴旋转的一定角度，是平移+变径旋转的复合运动。
本发明的技术方案为：
一种MRI/PET/CT/PET-CT全景视频辅助系统， 应用于，在进行MRI、PET、CT、PET-CT等扫描检测时，实时采集监测扫描机架孔内扫描床上人体位姿状态。
包括：视频同步采集摄像机组、视频同步采集触发装置、视频处理器、网络交换机、视频显示器和视频存储器，其中，视频同步采集摄像机组连接于网络交换机，网络交换机连接于视频处理器，视频同步采集触发装置连接于视频同步采集摄像机组，视频显示器连接于视频处理器，视频存储器连接于视频处理器；视频同步采集触发装置启动视频同步采集，并为视频同步采集摄像机组提供视频同步采集触发信号；视频同步采集摄像机组由多路广角摄像机及其位姿调节装置构成，用于同步采集各路摄像机的视频数据；视频同步采集触发装置用于触发多路广角摄像机的同步采集信号；视频处理器用于对视频进行畸变矫正处理和配准融合拼接处理；网络交换机用于将多路广角摄像机同步采集的视频数据传输至视频处理器；视频显示器用于实时显示拼接完成的视频；视频存储器用于存储拼接好的视频。
视频同步采集摄像机组采用平移+变径旋转运动模型排布。视频同步采集摄像机组中的多路摄像机分别安装在MRI/PET/CT/PET-CT扫描机架孔内顶部的对应数量的开孔内，MRI/PET/CT/PET-CT扫描机架孔内顶部的开孔中心均排布在一条轴线上；所包括的多路广角摄像机分别具有一套位姿调节装置，该装置可以调节各路摄像机的竖直方向的位移、水平方向的位移、以各自摄像机镜头中心线为轴的轴旋转角度和以各自摄像机镜头中心线为轴与竖直方向的偏转角度，该装置可以确保多路摄像机采集的视频数据为同一高度、同一轴线和同一平面上的视频数据。
视频同步采集触发装置控制摄像机组同步采集视频的开始和结束，并通过同时对各摄像机发送采集触发连续信号来确保视频数据的同步采集；
视频处理器利用GPU并行计算、采用平移+变径旋转复合运动模型对视频数据进行畸变矫正处理、视频帧对图像配准处理和视频帧对图像融合处理，完成视频拼接，生成全景视频数据。
网络交换机汇集多路摄像机视频采集数据传输至视频处理器。
视频显示器将实时显示拼接好的MRI/PET/CT/PET-CT扫描机架孔内人体位姿的全景视频。
视频存储模块将拼接好的视频以特定时间段为限，压缩打包成文件压缩包，存储在系统硬盘内，留待以后备查。
本发明的有益效果为：
系统中的多路广角摄像机位姿调节装置能够调节摄像机的位置姿态，确保多路摄像机采集的视频数据为同一高度、同一轴线和同一平面上的视频数据。系统视频同步采集摄像机组采用平移+变径旋转运动模型排布，确保采集到既定采集区域的所有视频信息。系统通过多路摄像机对MRI/PET/CT/PET-CT扫描机架孔内进行视频实时采集、拼接、存储和显示，能够满足医生对患者进行扫描时体位变化的直接完整观测。
附图说明
图1是本发明的系统图。
图2是本发明实施例的系统多路广角摄像机排布示意图。
图3是本发明实施例的系统多路广角摄像机位姿调节装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
参照图1，本实施例提供一种MRI/PET/CT/PET-CT全景视频辅助系统，包括：视频同步采集摄像机组101、视频同步采集触发装置102、视频处理器104、网络交换机103、视频显示器105和视频存储器106，其中，视频同步采集摄像机组101连接于网络交换机103，网络交换机103连接于视频处理器104，视频同步采集触发装置102连接于视频同步采集摄像机组101，视频显示器105连接于视频处理器104，视频存储器106连接于视频处理器104；视频同步采集触发装置102启动视频同步采集，并为视频同步采集摄像机组101提供视频同步采集触发信号；视频同步采集摄像机组101由多路广角摄像机及其位姿调节装置构成，用于同步采集各路摄像机的视频数据；视频同步采集触发装置102用于触发多路广角摄像机的同步采集信号；视频处理器104用于对视频进行畸变矫正处理和配准融合拼接处理；网络交换机103用于将多路广角摄像机同步采集的视频数据传输至视频处理器；视频显示器105用于实时显示拼接完成的视频；视频存储器106用于存储拼接好的视频。
参照图2，本实施例中视频同步采集摄像机组101包含3路广角摄像机：摄像机1、摄像机2和摄像机3，均排布在扫描机架孔顶部的内部。为达到图2摄像机采集的范围，三路摄像机必须得保持一定的位姿，为此，本实施例采用了一种广角摄像机位姿调节装置。装置结构参照图3，包括：固定支架301、竖直方向位移调节件302、水平方向位移调节件303和摄像机可拆卸安装块304。其中，固定支架301是用来将装置固定在扫描机架孔内顶部内部的支撑件上；竖直方向位移调节件302用来调节摄像机的竖直方向位移；水平方向位移调节件303用来调节摄像机的水平方向位移；摄像机可拆卸安装块304包括安装块固定3041、轴旋转角度调节3042和竖直方向轴偏转角度调节3043三部分，其中安装块固定3041用来将摄像机可拆卸安装块304固定在调节好位置的竖直方向位移调节件302和水平方向位移调节件303上，该安装块固定3041可实现安装块的手动安装和拆卸，便于日后摄像机的更换，轴旋转角度调节3042用来调节摄像机中心线为轴的轴旋转角度，竖直方向轴偏转角度调节3043用来调节摄像机中心线与竖直方向的偏转角度。视频同步采集摄像机组101用来同步采集三路视频，同时确保采集来的视频数据为同一高度、同一轴线和同一平面上的视频数据。
视频同步采集触发装置102控制摄像机组同步采集视频的开始和结束，并通过同时对各摄像机发送采集触发连续信号来确保视频数据的同步采集。
网络交换机103汇集多路摄像机视频采集数据传输至视频处理器104。
视频处理器104利用GPU并行计算、采用平移+变径旋转复合运动模型对视频数据进行畸变矫正处理、视频帧对图像配准处理和视频帧对图像融合处理，完成视频拼接，生成全景视频数据。
视频显示器105将实时显示拼接好的MRI/PET/CT/PET-CT扫描机架孔内人体位姿的全景视频。
视频存储器106将拼接后的视频以特定时间段为限，压缩打包成文件压缩包，存储在系统硬盘内，留待以后备查。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (8)
1.一种MRI/PET/CT/PET-CT全景视频辅助系统，其特征在于，包括：视频同步采集摄像机组、视频同步采集触发装置、视频处理器、网络交换机、视频显示器和视频存储器，其中，视频同步采集摄像机组连接于网络交换机，网络交换机连接于视频处理器，视频同步采集触发装置连接于视频同步采集摄像机组，视频显示器连接于视频处理器，视频存储器连接于视频处理器；视频同步采集触发装置启动视频同步采集，并为视频同步采集摄像机组提供视频同步采集触发信号；视频同步采集摄像机组由多路广角摄像机及其位姿调节装置构成，用于同步采集各路摄像机的视频数据；视频同步采集触发装置用于触发多路广角摄像机的同步采集信号；视频处理器用于对视频进行畸变矫正处理和配准融合拼接处理；网络交换机用于将多路广角摄像机同步采集的视频数据传输至视频处理器；视频显示器用于实时显示拼接完成的视频；视频存储器用于存储拼接好的视频。
2.一种如权利要求1所述的MRI/PET/CT/PET-CT全景视频辅助系统，其特征在于，所述视频同步采集摄像机组中的多路摄像机分别安装在MRI/PET/CT/PET-CT扫描机架孔内顶部的对应数量的开孔内，MRI/PET/CT/PET-CT扫描机架孔内顶部的开孔中心均排布在一条轴线上；所包括的多路广角摄像机分别具有一套位姿调节装置，该装置可以调节各路摄像机的竖直方向的位移、水平方向的位移、以各自摄像机镜头中心线为轴的轴旋转角度和以各自摄像机镜头中心线为轴与竖直方向的偏转角度。
3.一种如权利要求1所述的MRI/PET/CT/PET-CT全景视频辅助系统，其特征在于，所述的视频同步采集摄像机组采用平移+变径旋转运动模型排布。
4.一种如权利要求1所述的MRI/PET/CT/PET-CT全景视频辅助系统，其特征在于，所述的视频同步采集触发装置控制摄像机组同步采集视频的开始和结束，并通过同时对各摄像机发送采集触发连续信号来确保视频数据的同步采集。
5.一种如权利要求1所述的MRI/PET/CT/PET-CT全景视频辅助系统，其特征在于，所述视频处理器利用GPU并行计算、采用平移+变径旋转复合运动模型对视频数据进行畸变矫正处理、视频帧对图像配准处理和视频帧对图像融合处理，完成视频拼接，生成全景视频数据。
6.一种如权利要求1所述的MRI/PET/CT/PET-CT全景视频辅助系统，其特征在于，所述的网络交换机汇集多路摄像机视频采集数据传输至视频处理器。
7.一种如权利要求1所述的MRI/PET/CT/PET-CT全景视频辅助系统，其特征在于，所述的视频显示器将实时显示拼接好的MRI/PET/CT/PET-CT扫描机架孔内人体位姿的全景视频。
8.一种如权利要求1所述的MRI/PET/CT/PET-CT全景视频辅助系统，其特征在于，所述的视频存储器将拼接后的视频以特定时间段为限，压缩打包成文件压缩包，存储在系统硬盘内，留待以后备查。
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