CN214434255U - 医学成像系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种医学成像系统，其中，该医学成像系统包括医学成像扫描装置、光线投射装置、光线接收装置和处理器，处理器分别与医学成像扫描装置和光线接收装置通信连接，医学成像扫描装置包括扫描机架及扫描床，扫描腔设置于扫描机架内部，光线投射装置和光线接收装置设置于扫描腔内壁，光线投射装置将光线投射至扫描腔内部，光线接收装置至少接收一部分来自于扫描腔区域内的发射自光线投射装置的光线，解决了相关技术中用于进行体表成像的3D摄像机均置于医学成像扫描装置外，无法对患者体表进行监测的问题，实现了在对患者进行扫描的同时，对患者的体表进行监测。

Description

医学成像系统

技术领域

本申请涉及医疗设备技术领域，特别是涉及医学成像系统。

背景技术

医学成像扫描装置是一种可以对患者体内病灶进行成像的医学设备。例如，电子计算机断层扫描(Computed Tomography，简称为CT)设备、正电子发射型计算机断层显像(Positron Emission Computed Tomography，简称为PET)设备、磁共振成像(MagneticResonance Imaging，简称为MRI)设备，以及融合了PET扫描仪和CT设备的PET-CT设备均可以获取患者体内的病灶的病理信息。另一方面，在使用医学设备对人体进行成像时，基于结构光原理的三维(3D)摄像机的体表成像技术能够精确且高速地获取人体表面，还可以获取由于患者自主呼吸、心跳及蠕动引起体表变化信息。

在相关技术中，用于进行体表成像的3D摄像机均置于医学成像扫描装置外，无法对患者体表进行监测。

目前针对相关技术中用于进行体表成像的3D摄像机均置于医学成像扫描装置外，无法对患者体表进行监测的问题，尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种医学成像系统，以至少解决相关技术中用于进行体表成像的3D摄像机均置于医学成像扫描装置外，无法对患者体表进行监测的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种医学成像系统，包括医学成像扫描装置、光线投射装置、光线接收装置和处理器，所述处理器分别与所述医学成像扫描装置和所述光线接收装置通信连接；

所述医学成像扫描装置包括扫描机架及扫描床，扫描腔设置于所述扫描机架内部，所述光线投射装置和光线接收装置设置于所述扫描腔内壁；

所述光线投射装置将光线投射至扫描腔内部，所述光线接收装置至少接收一部分来自于扫描腔区域内的发射自光线投射装置的光线。

在其中一些实施例中，所述医学成像扫描装置还包括介入设备，所述介入设备安装于所述医学成像扫描装置的扫描机架上，所述光线接收装置对所述介入设备和所述扫描床上患者的体表同时进行成像，得到体表成像，所述处理器结合所述医学成像扫描装置获取的体内成像与所述体表成像，对所述介入设备进行定位。

在其中一些实施例中，所述光线接收装置安装于所述扫描腔轴向的一端或者两端。

在其中一些实施例中，所述光线接收装置安装于所述医学成像扫描装置的扫描床的上方。

在其中一些实施例中，所述光线接收装置可转动地安装于所述扫描机架。

在其中一些实施例中，所述光线投射装置包括可见光投射装置和红外线投射装置，与所述可见光投射装置对应的光线接收装置为可见光接收装置，与所述红外线投射装置对应的光线接收装置为红外线接收装置。

在其中一些实施例中，所述光线接收装置为摄像机，所述处理器能够根据结构光成像原理将所述摄像机获取的图形结构转换成3D表面信息。

在其中一些实施例中，包括多个光线投射装置和多个光线接收装置，所述光线投射装置与所述光线接收装置对应设置。

在其中一些实施例中，所述医学成像扫描装置是多模态医学成像扫描装置。

在其中一些实施例中，所述多模态医学成像扫描装置为PET-CT或PET-MR。

相比于相关技术，本申请实施例提供的医学成像系统，包括医学成像扫描装置、光线投射装置、光线接收装置和处理器，处理器分别与医学成像扫描装置和光线接收装置通信连接，医学成像扫描装置包括扫描机架及扫描床，扫描腔设置于扫描机架内部，光线投射装置和光线接收装置设置于扫描腔内壁，光线投射装置将光线投射至扫描腔内部，光线接收装置至少接收一部分来自于扫描腔区域内的发射自光线投射装置的光线，解决了相关技术中用于进行体表成像的3D摄像机均置于医学成像扫描装置外，无法对患者体表进行监测的问题，实现了在对患者进行扫描的同时，对患者的体表进行监测。

本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的医学成像系统的结构示意图；

图2是根据本申请实施例的体表监测示意图；

图3是根据本申请实施例的光线接收装置的安装示意图；

图4是根据本申请实施例的光线接收装置的再一种安装示意图；

图5是根据本申请实施例的光线接收装置的另一种安装示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

本实施例提供了一种医学成像系统，图1是根据本申请实施例的医学成像系统的结构示意图，如图1所示，包括医学成像扫描装置10、光线投射装置20、光线接收装置30和处理器40，其中，医学成像扫描装置10用于对患者进行扫描，并获取该患者的体内成像，例如CT、PET、MRI等等，光线投射装置20为发射光线的装置，例如结构光投影仪，光线接收装置30为接收光线的装置，例如，可见光摄像机或者红外线摄像机，且光线投射装置20与光线接收装置30对应设置，处理器40分别与医学成像扫描装置10和光线接收装置30通过网络实现通信连接，用于对医学成像扫描装置10获取的体内成像和光线接收装置30生成的体表成像进行融合处理，从而实现对患者体表的监测，可以由计算机实现。处理器40对体表成像和体内成像进行融合的过程具体为，通过坐标校准扫描，实现光线接收装置30的坐标系与医学成像扫描装置10坐标系的准确转换，进而实现图像融合。

具体地，医学成像扫描装置10包括扫描机架11及扫描床12，扫描腔13设置于扫描机架11内部，光线投射装置20和光线接收装置30设置于扫描腔13内壁，光线投射装置20将光线投射至扫描腔13内部，光线接收装置30至少接收一部分来自于扫描腔13区域内的发射自光线投射装置20的光线。其中，医学成像扫描装置10的成像设备具有可设定的成像视野，投射至扫描腔13区域内的、来自光线投射装置20的光线与该成像视野至少部分重合。

图2是根据本申请实施例的体表监测示意图，如图2所示，直线为光线传播路径，曲线表示患者体表曲线，光线接收装置30接收光线投射装置20发射出的光线之后，即可对患者进行体表成像，患者的呼吸、心跳等其他运动均会对体表运动产生影响，因此对不同时间的体表运动进行成像就可以实现对体表运动的监测，所以本实施例解决了相关技术中用于进行体表成像的3D摄像机均置于医学成像扫描装置10外，无法对患者体表进行监测的问题，实现了在对患者进行扫描的同时，对患者的体表进行监测。

同时，光线投射装置20可以提高医学成像扫描装置10的成像视野内部的光线亮度，从而提高体表成像的成像质量。进一步地，在相关技术中，光线接收装置30设置于医学成像扫描装置10外部，成像视野受限，而本实施例中将光线投射装置20与光线接收装置30设置于扫描腔13内壁，还可以扩大光线接收装置30的成像视野。

在其中一些实施例中，医学成像扫描装置10还包括介入设备，该介入设备可以通过外科手段插入患者体内，进行短时间的治疗或检查，在治疗或检查完毕后即取出，本实施例中的介入设备安装于医学成像扫描装置10的机架上，光线接收装置30对介入设备和扫描床12上患者的体表同时进行成像，得到体表成像，处理器40结合医学成像扫描装置10获取的体内成像与光线接收装置30生成的体表成像，通过图像融合技术对介入设备进行定位。在相关技术中，对介入设备进行定位，通常需要在患者位于扫描腔13外的情况下进行，在介入设备定位之后，再通过扫描床12将患者送入扫描腔13，此时如果患者位置变动，介入设备的定位就会不准确，而本实施例中，光线接收装置30位于扫描腔13内壁，可以在扫描腔13内部对介入设备进行定位，然后直接对患者进行扫描，提高介入过程的定位精度。

在其中一些实施例中，图3是根据本申请实施例的光线接收装置的安装示意图，如图3所示，虚线表示扫描腔13的轴向，光线接收装置30设置于扫描腔13内壁，且可以设置在扫描腔13轴向的一端，例如，可以在点A处安装一个光线接收装置30，也可以在点B处安装一个光线接收装置30，还可以同时在扫描腔13轴向的两端同时安装光线接收装置30，即在点A和点B同时安装光线接收装置30，需要说明的是，本实施例中的光线接收装置30的成像范围与医学成像扫描装置10的成像视野至少部分重合。本实施例中在扫描腔13的端部安装光线接收装置30，便于对患者进行扫描和定位。

在其中一些实施例中，图4是根据本申请实施例的光线接收装置30的再一种安装示意图，如图4所示，为医学成像扫描装置10的径向截面示意图，光线接收装置30可以安装于医学成像扫描装置10的扫描床12的上方，具体地，可以安装于在扫描床12进入扫描腔13之后，扫描床12的床头一侧的上方，也可以安装于扫描床12的床尾一侧的上方，可选地，床头至床尾之间任何一点的上方也是可以实现的。本实施例中将光线接收装置30安装于扫描床12的上方，有利于对患者整体进行扫描。

在其中一些实施例中，光线接收装置30可转动地安装于扫描机架11，例如，光线接收装置30可以通过铰接安装于机架，或者通过轴承连接安装于机架，由于光线接收装置30可转动，所以可以根据患者的病灶位置调整光线接收装置30的成像范围，因此本实施例中光线接收装置30的成像范围可以灵活设置，适用于更多的扫描场景。

在其中一些实施例中，光线投射装置20包括可见光投射装置和红外线投射装置，与可见光投射装置对应的光线接收装置30为可见光接收装置，与红外线投射装置对应的光线接收装置30为红外线接收装置，其中，红外线投射装置可发射一定的图形结构，例如条纹。本实施例中的可见光投射装置与红外线投射装置均可设置于扫描腔13轴向的扫描机架11上，光线接收装置30安装于对应的光线投射装置20的周围，且能够接收到光线投射装置20投射出的光线，光线接收装置30与对应的光线投射装置20之间的距离越短，光线接收装置30的成像精度越高。进一步地，可以通过红外线接收装置采集患者体表的红外成像，通过可见光接收装置采集患者体表的可见光图像，然后通过红外成像和可见光成像进行体表轮廓模型的图像重建，该体表轮廓模型包括人体内部器官的位置信息、骨骼的位置信息、温度分布信息等。本实施例中通过同时设置可见光投射装置、红外线投射装置、可见光接收装置和红外线接收装置，可以丰富成像信息，为患者的诊疗提供更多的参考。

在其中一些实施例中，光线接收装置30为摄像机，处理器能够根据结构光成像原理将摄像机获取的图形结构转换成3D表面信息，因此，本实施例中的摄像机可选为3D摄像机。该摄像机可以安装于扫描机架11上任一可以对扫描床12上的患者感兴趣区域进行成像的位置，以获取患者感兴趣区域的三维成像，其中，感兴趣区域可以为患者的病灶，也可以为需要扫描的其他部位，本实施例中通过摄像机采集患者体表成像，以获取患者体表的三维信息并提高体表成像的清晰度。

在其中一些实施例中，图5是根据本申请实施例的光线接收装置30的另一种安装示意图，如图5所示，可以在扫描腔13的内壁上设置光线投射装置20与光线接收装置30安装的第一极限位置S1和第二极限位置S2，在扫描腔13的每一个径向截面上，第一极限位置S1、第二极限位置S2与扫描床12轴线的夹角α小于180°，且第一极限位置S1和第二极限位置S2均位于扫描床12所在平面的上方，以保证光线接收装置30可以对患者进行成像，本实施例中，可以在第一极限位置S1和第二极限位置S2之间的扫描腔13内壁上安装多个光线投射装置20和多个光线接收装置30，以对患者的体表状态进行更加完整的监测，图5中以多个光线接收装置30作为示意。需要说明的是，本实施例中的光线投射装置20与光线接收装置30对应设置，进一步地，光线投射装置20与光线接收装置30一一对应。

在其他实施例中，在扫描腔13的一个竖直平面内，具有三组光线投射装置20和光线接收装置30，以满足在节约成本的条件下更加全面地对患者进行扫描。

在其中一些实施例中，医学成像扫描装置是多模态医学成像扫描装置，该多模态医学成像扫描装置包括至少两种模态的医学成像设备，可以同时采集患者的多种模态成像，提高诊断效率。

具体地，多模态医学成像扫描装置可以为PET-CT，PET-CT将PET设备和CT设备组合为一体，共用同一扫描床和同一图像处理工作站，该图像处理工作站可以将PET图像和CT图像融合到一起生成PET-CT融合图像，以用于医学诊断。CT设备可以提供病灶的精确解剖定位，PET设备能提供病灶详细的功能与代谢等分子信息，所以PET-CT将PET图像和CT图像有机地结合在一起，显著地提高了对小病灶的诊断能力。

进一步地，多模态医学成像扫描装置还可以为PET-MR。MR设备由于利用外加磁场，在扫描时对患者没有辐射，而且对软组织的分辨率比较高。PET-MR同时具有PET和MR的检查功能，可以实现PET和MR的优势互补。

本实施例提供了一种PET系统，该PET系统包括PET设备、光线投射装置20、光线接收装置30和处理器40，处理器40分别与PET设备和光线接收装置30通信连接，PET设备包括扫描机架11及扫描床12，扫描腔13设置于扫描机架11内部，光线投射装置20和光线接收装置30设置于扫描腔13内壁，光线投射装置20将光线投射至扫描腔13内部，光线接收装置30至少接收一部分来自于扫描腔13区域内的发射自光线投射装置20的光线。

在通过PET设备对患者进行扫描的过程中，被放射性核素标记的药物在患者体内发生衰变并产生正电子，接着衰变后产生的正电子在行进十分之几毫米到几毫米后，与扫描对象体内的电子相遇，发生正负电子对湮灭反应，从而生成一对方向相反、能量相同的光子，这一对光子穿过扫描对象的组织，被PET设备的探测器接收，得到成像数据，根据该成像数据，通过相应的图像重建算法生成能够反映药物在扫描对象体内分布的医学图像。本实施例在PET设备对患者进行扫描的过程中，对患者的体表运动进行监测，以提供辅助信息。解决了相关技术中用于进行体表成像的3D摄像机均置于医学成像扫描装置10外，无法对患者体表进行监测的问题。

本实施例提供了一种CT系统，其特征在于，包括CT设备、光线投射装置20、光线接收装置30和处理器40，处理器40分别与CT设备和光线接收装置30通信连接，CT设备包括扫描机架11及扫描床12，扫描腔13设置于扫描机架11内部，光线投射装置20和光线接收装置30设置于扫描腔13内壁，光线投射装置20将光线投射至扫描腔13内部，光线接收装置30至少接收一部分来自于扫描腔13区域内的发射自光线投射装置20的光线。

基于CT设备的扫描过程是利用精确准直的X线束、γ射线，与灵敏度极高的探测器一同围绕患者的某一部位作一个接一个的断面扫描，具有扫描时间快，图像清晰等特点，可用于多种疾病的检查。具体地，CT成像设备的机架上设置有球管，球管发出X射线，X射线穿过扫描对象之后被探测器接收进而形成CT扫描数据。本实施例中，在CT设备的扫描腔13内壁设置光线投射装置20和光线接收装置30，可以在对患者进行CT扫描的过程中，对患者的体表进行监测，解决了相关技术中用于进行体表成像的3D摄像机均置于医学成像扫描装置10外，无法对患者体表进行监测的问题。

具体地，在通过光线接收装置30获取到体表成像之后，处理器40可以将体表成像与CT设备获取的体内成像进行融合，融合的方式包括静态融合、动态融合以及触发模式，其中，触发模式为基于体表成像的信号触发图像融合的过程。进一步地，在CT扫描的过程中，可以通过体表监测的结果确定CT设备的采集模式，以减少伪影。

需要说明的是，本申请各实施例中的光线投射装置20可以为体外激光线投射装置，该体外激光线投射装置可以在患者体表投射体内感兴趣区域对应的表面位置信息，进行放疗模拟定位。在通过医学成像扫描设备，例如PET、CT、MRI对患者进行放疗时，本申请中的各个实施例由于在扫描腔13内壁安装有光线投射装置20和光线接收装置30，因此可以直接在扫描腔13内对患者进行放疗模拟定位，相对于相关技术中，需要在扫描腔13外通过激光与记号笔实现对患者的放疗模拟定位，本申请实施例中的定位方式更加便捷和准确。具体地，对患者进行放疗定位的过程为，获取医学成像扫描装置10对患者的体内成像和光线接收装置30对患者的体表成像，然后将体内成像与体表成像通过成像融合技术进行融合，从而对患者的感兴趣区域进行定位。

进一步地，由于扫描腔13内壁上的光线投射装置20、光线接收装置30均与扫描床12的位置相对固定，因此在对患者进行多次放疗的过程中，也可以基于第一次定位的结果实现后续的多次扫描，例如，将第一次的定位图像进行存储，在后续的放疗过程中，可以基于该定位图像来定位患者的同一感兴趣区域。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种医学成像系统，其特征在于，包括医学成像扫描装置、光线投射装置、光线接收装置和处理器，所述处理器分别与所述医学成像扫描装置和所述光线接收装置通信连接；

所述医学成像扫描装置包括扫描机架及扫描床，扫描腔设置于所述扫描机架内部，所述光线投射装置和光线接收装置设置于所述扫描腔内壁；

所述光线投射装置将光线投射至扫描腔内部，所述光线接收装置至少接收一部分来自于扫描腔区域内的发射自光线投射装置的光线。

2.根据权利要求1所述的医学成像系统，其特征在于，所述医学成像扫描装置还包括介入设备，所述介入设备安装于所述医学成像扫描装置的扫描机架上，所述光线接收装置对所述介入设备和所述扫描床上患者的体表同时进行成像，得到体表成像，所述处理器结合所述医学成像扫描装置获取的体内成像与所述体表成像，对所述介入设备进行定位。

3.根据权利要求1所述的医学成像系统，其特征在于，所述光线接收装置安装于所述扫描腔轴向的一端或者两端。

4.根据权利要求1所述的医学成像系统，其特征在于，所述光线接收装置安装于所述医学成像扫描装置的扫描床的上方。

5.根据权利要求1所述的医学成像系统，其特征在于，所述光线接收装置可转动地安装于所述扫描机架。

6.根据权利要求1所述的医学成像系统，其特征在于，所述光线投射装置包括可见光投射装置和红外线投射装置，与所述可见光投射装置对应的光线接收装置为可见光接收装置，与所述红外线投射装置对应的光线接收装置为红外线接收装置。

7.根据权利要求1所述的医学成像系统，其特征在于，所述光线接收装置为摄像机，所述处理器能够根据结构光成像原理将所述摄像机获取的图形结构转换成3D表面信息。

8.根据权利要求1所述的医学成像系统，其特征在于，包括多个光线投射装置和多个光线接收装置，所述光线投射装置与所述光线接收装置对应设置。

9.根据权利要求1所述的医学成像系统，其特征在于，所述医学成像扫描装置是多模态医学成像扫描装置。

10.根据权利要求9所述的医学成像系统，其特征在于，所述多模态医学成像扫描装置为PET-CT或PET-MR。

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