CN217690123U - 基于激光雷达的ct自动摆位装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于激光雷达的CT自动摆位装置及系统。该CT自动摆位装置包括设置在CT扫描床上方的安装杆；设置于安装杆上的激光雷达，并且激光雷达的工作区域完全覆盖CT扫描床的工作面，用于获取患者的拍摄图像；控制单元，设置于安装杆上，并与激光雷达连接，用于接收拍摄图像，并基于预设算法模型对拍摄图像进行自动识别。利用本实用新型，能够在对患者进行CT扫描时，自动识别患者的摆位轮廓，达到全自动识别并选定扫描区域的效果，从而节约了大量时间，提高了CT扫描的便利性。

Description

基于激光雷达的CT自动摆位装置及系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于激光雷达的CT自动摆位装置，同时还涉及相应的医用CT系统，属于医疗器械技术领域。

背景技术

在传统的医用CT扫描流程中，需要操作人员手工在操作界面选择病人的摆位方式，例如头朝前、脚朝前、仰卧、俯卧。此过程需要耗费大量的人工时间成本，造成医疗资源的浪费。

在公布号为CN 111481227A的中国发明申请中，公开了一种基于计算机视觉技术的医用检查床智能摆位系统，包括计算机、深度相机、PLC控制器和执行机构，所述CT扫描机的一侧安装有PLC控制器，并且其前方设有控制开关，其控制开关的位置处设置有执行机构，所述执行机构为电信号控制的一组电磁铁结构。通过设置深度相机采集患者图像、深度信息、患者位置、扫描床高度等信息，传到计算机，深度相机软件完成患者三维建模，计算患者检查部位身体厚度，并根据医护人员输入的检查部位确定扫描起始线，从而避免医护人员近距离对检查者的身体进行调整，有效减少医护人员与病人的近距离接触，减少传染疾病近距离传染风险，并且可以有效避免医护人员频繁出入检查室所被检查室中的辐射所影响。

发明内容

本实用新型所要解决的首要技术问题在于提供一种基于激光雷达的CT自动摆位装置。

本实用新型所要解决的另一技术问题在于提供一种包括上述CT自动摆位装置的医用CT系统。

为实现上述技术目的，本实用新型采用以下的技术方案：

根据本实用新型实施例的第一方面，提供一种基于激光雷达的CT自动摆位装置，包括：

安装杆，设置在CT扫描床的上方；

激光雷达，设置于所述安装杆上，并且所述激光雷达的工作区域完全覆盖所述CT扫描床的工作面，用于获取患者的拍摄图像；

控制单元，设置于所述安装杆上，并与所述激光雷达连接，用于接收所述拍摄图像，并基于预设算法模型对所述拍摄图像进行自动识别。

其中较优地，所述安装杆沿长度方向可伸缩移动，以带动所述激光雷达靠近或远离所述CT扫描床。

其中较优地，还包括动力部，所述动力部与所述安装杆连接，以带动所述安装杆沿长度方向伸缩移动。

其中较优地，所述控制单元包括：

摆位识别模块，用于根据第一算法模型对所述拍摄图像进行识别，以获取所述患者的体位信息；

身高识别模块，用于根据第二算法模型对所述拍摄图像进行识别，以获取所述患者的身高信息；

身体部位识别模块，用于根据第三算法模型对所述拍摄图像进行识别，以获取所述患者的各身体部位所在的位置；

身体比例识别模块，用于根据第四算法模型对所述拍摄图像进行识别，以判断所述患者为成人或儿童。

其中较优地，所述控制单元还包括：

距离识别模块，用于根据第五算法模型对所述拍摄图像进行识别，以获取所述CT扫描床与CT扫描设备的扫描视野中心轴线的距离。

其中较优地，所述安装杆的顶部设有用于安装在天花板上的安装架，所述激光雷达和所述控制单元均设置于所述安装杆的底部。

其中较优地，还包括外壳，所述激光雷达和所述控制单元均包裹在所述外壳内。

其中较优地，所述拍摄图像至少包括色彩图像、深度图像以及红外图像。

根据本实用新型实施例的第二方面，提供一种医用CT系统，包括：

CT扫描设备，用于对患者进行CT扫描；

CT扫描床，设置于所述CT扫描设备的一侧，并具有用于CT扫描的工作面；

CT自动摆位装置，所述CT自动摆位装置设置于所述CT扫描床的上方，以使所述激光雷达的工作区域完全覆盖所述CT扫描床的工作面。

其中较优地，所述医用CT系统还包括红外线传感器，所述红外线传感器与所述CT扫描设备连接，用于识别患者呼气，进而记录所述患者的呼吸状态。

与现有技术相比较，本实用新型所提供的CT自动摆位装置及系统，利用激光雷达获取色彩(RGB)图像和深度图像，从而基于预设算法模型对色彩图像和深度图像进行图像识别，以基于预设算法模型获取不同的识别数据，从而能够在对患者进行CT扫描时，根据DICOM workist指定的扫描协议自动识别患者的摆位轮廓，来达到全自动识别并选定扫描区域的效果，节约了大量时间，提高了CT扫描的便利性。

附图说明

图1为本实用新型提供的CT自动摆位装置的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例中，控制单元的结构示意图；

图3为利用第一算法模型获取患者体位信息的示意图；

图4为利用第二算法模型获取患者高度信息的示意图；

图5为利用第三算法模型和第四算法模型获取患者各身体部位分布情况的示意图；

图6为本实用新型提供的医用CT系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术内容进行详细具体的说明。

图1所示为本实用新型实施例提供的一种基于激光雷达的CT自动摆位装置，包括：安装杆1、激光雷达2和控制单元3。其中，安装杆1用于设置在CT扫描床10的上方(如图6所示)；激光雷达2设置于安装杆1上，并且激光雷达2的工作区域完全覆盖CT扫描床10的工作面101，用于获取患者的拍摄图像；控制单元3设置于安装杆1上，并与激光雷达2连接，用于接收拍摄图像，并基于预设算法模型对拍摄图像进行自动识别。

在本实用新型的一个实施例中，具体使用时，第一，让患者平躺于CT扫描床10的工作面上；第二，利用激光雷达2对患者进行拍摄，以获取拍摄图像；第三，通过控制单元3接收该拍摄图像，并基于预设算法模型对拍摄图像进行自动识别，从而获取患者的体位信息、身高信息等。

在上述实施例中，安装杆1沿长度方向(即图1中的Z方向)可伸缩移动，以带动激光雷达2靠近或远离CT扫描床10。本实用新型实施例中，安装杆1通常设置于CT扫描室的天花板上，通过安装杆1的伸缩移动，能够对激光雷达2的工作区域进行调节，从而适应不同的使用情况(例如：可以根据CT扫描室的天花板高度的不同，对激光雷达2进行调高或调低)。由此，可提高该CT自动摆位装置的整体适用性。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，安装杆1的顶部设有安装架11，利用该安装架11能够将安装杆1安装在天花板上，从而不仅可根据需要自由调整安装杆1的吸附位置，而且不会由于安装该CT自动摆位装置而对天花板造成损伤。

在上述实施例中，优选地，该CT自动摆位装置还包括动力部5，动力部5与安装杆1连接，以带动安装杆1沿长度方向伸缩移动。由此，通过对动力部进行控制，能够实现安装杆1的自动伸缩，以提高对激光雷达2的调节精度，并提高对激光雷达2调节的便利性。

在上述实施例中，如图2所示，控制单元3包括摆位识别模块31、身高识别模块32、身体部位识别模块33、身体比例识别模块34、距离识别模块35、床高识别模块36、等中心点识别模块37。各识别模块用于根据各算法模型对拍摄图像进行识别，以获取不同的信息，其中，该拍摄图像至少包括色彩图像(RGB)和深度(D)图像。

具体的，摆位识别模块31用于根据第一算法模型对拍摄图像进行识别，以获取患者的体位信息。如图3所示，利用该第一算法模型对患者的拍摄图像进行识别后，可识别出患者的左手关节位置、右手关节位置、左腿关节位置、右腿关节位置、左脚关节位置、右脚关节位置、以及是否存在脸部特征，从而确定患者的体位是仰卧且头靠近仪器、仰卧且脚靠近仪器、俯卧且头靠近仪器、俯卧且脚靠近仪器中的哪一种。

例如：若图像识别结果为：无法获取患者脸部特征，并且患者的左手位于图像左侧，右手位于图像右侧，则说明患者是俯卧在CT扫描床10上，并且患者的头部靠近仪器。

若图像识别结果为：无法获取患者脸部特征，并且患者的左手位于图像右侧，右手位于图像左侧，则说明患者是俯卧在CT扫描床10上，并且患者的脚部靠近仪器。

若图像识别结果为：可以获取患者脸部特征，并且患者的左手位于图像左侧，右手位于图像右侧，则说明患者是仰卧在CT扫描床10上，并且患者的脚部靠近仪器等。

身高识别模块32用于根据第二算法模型对拍摄图像进行识别，以获取患者的身高信息。具体的，如图4所示，利用该第二算法模型对患者的拍摄图像进行识别后，可识别出患者的头部位置坐标和脚部位置坐标，将两个坐标相减即可得到患者的身高信息。

身体部位识别模块33用于根据第三算法模型对拍摄图像进行识别，以获取患者的各身体部位所在的位置。如图5所示，利用该第三算法模型对患者的拍摄图像进行识别后，可将患者的身体划分为头部、胸部、腹部、盆腔以及四肢，优选地，在胸部区域，还可以根据需要标注出心脏位置(如图6所示)、肝脏位置等，以便于对患者进行CT扫描。

身体比例识别模块34用于根据第四算法模型对拍摄图像进行识别，以判断患者为成人或儿童。具体地，利用该第四算法模型对患者的拍摄图像进行识别后，可判断出患者的身体比例，根据身体比例的不同可判断出患者为成人或儿童，从而可根据实际情况调整CT扫描的辐射剂量，以保证CT扫描效果。

距离识别模块35、床高识别模块36、等中心点识别模块37用于根据第五算法模型对拍摄图像进行识别，以获取CT扫描床与CT扫描设备的扫描视野等中心点的距离。具体的，如图5所示，利用该第五算法模型对患者的拍摄图像进行识别后，可获得从激光雷达2到达CT扫描床10的工作面的距离H1，并获得从激光雷达2到达CT扫描设备的扫描中心的底部的距离H2，从而计算扫描的等中心点，并根据需要将通过CAN总线协议控制CT扫描床10调高或调低。

可以理解的是，在本实用新型的实施例中，通过在已有开源框架的基础上调整相关的参数，可以形成上述的第一算法模型、第二算法模型、第三算法模型、第四算法模型和第五算法模型，从而共同构成本实用新型中的预设算法模型。在其他实施例中，该预设算法模型还可以包括第六算法模型、第七算法模型等，以实现不同的识别功能，具体可根据需要对已有模型进行适应性衍变即可。这种适应性衍变是本领域技术人员普遍掌握的常规技术手段，在此就不一一赘述了。

在上述各实施例中，该CT自动摆位装置还包括外壳4，激光雷达2和控制单元3均包裹在外壳4内，从而利用该外壳4能够对激光雷达2和控制单元3进行保护，以提高安全性并放置灰尘落入激光雷达2和控制单元3内。

如图6所示，在上述CT自动摆位装置的基础上，本实用新型还提供了一种医用CT系统，包括：CT扫描床10、CT扫描设备20以及上述的CT自动摆位装置30。

其中，CT扫描设备20用于对患者进行CT扫描；CT扫描床10设置于CT扫描设备20的一侧，并具有用于CT扫描的工作面101；CT自动摆位装置30设置于CT扫描床10的上方，以使激光雷达2的工作区域完全覆盖CT扫描床10的工作面101。

在上述实施例中，优选地，该医用CT系统还包括红外线传感器，红外线传感器与CT扫描设备20连接，用于识别患者呼气，进而记录患者的呼吸状态。

综上所述，本实用新型所提供的CT自动摆位装置及系统，利用激光雷达能够获取色彩图像和深度图像，从而基于预设算法模型对色彩图像和深度图像进行图像识别，以基于各个衍变后的算法模型(即：第一算法模型、第二算法模型……等)获取不同的识别数据，从而能够在对患者进行CT扫描时，自动识别患者的摆位轮廓，达到全自动识别并选定扫描区域的效果，从而节约了大量时间，提高了CT扫描的便利性。

上面对本实用新型所提供的基于激光雷达的CT自动摆位装置及系统进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本实用新型实质内容的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本实用新型专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (10)

1.一种基于激光雷达的CT自动摆位装置，其特征在于包括：

安装杆，设置在CT扫描床的上方；

激光雷达，设置于所述安装杆上，并且所述激光雷达的工作区域完全覆盖所述CT扫描床的工作面，用于获取患者的拍摄图像；

控制单元，设置于所述安装杆上，并与所述激光雷达连接，用于接收所述拍摄图像，并基于预设算法模型对所述拍摄图像进行自动识别。

2.如权利要求1所述的CT自动摆位装置，其特征在于：

所述安装杆沿长度方向可伸缩移动，以带动所述激光雷达靠近或远离所述CT扫描床。

3.如权利要求2所述的CT自动摆位装置，其特征在于还包括动力部，所述动力部与所述安装杆连接，以带动所述安装杆沿长度方向伸缩移动。

4.如权利要求1所述的CT自动摆位装置，其特征在于所述控制单元包括：

摆位识别模块，用于根据第一算法模型对所述拍摄图像进行识别，以获取所述患者的体位信息；

身高识别模块，用于根据第二算法模型对所述拍摄图像进行识别，以获取所述患者的身高信息；

身体部位识别模块，用于根据第三算法模型对所述拍摄图像进行识别，以获取所述患者的各身体部位所在的位置；

身体比例识别模块，用于根据第四算法模型对所述拍摄图像进行识别，以判断所述患者为成人或儿童。

5.如权利要求4所述的CT自动摆位装置，其特征在于所述控制单元还包括：

距离识别模块，用于根据第五算法模型对所述拍摄图像进行识别，以获取所述CT扫描床与CT扫描设备的扫描视野中心轴线的距离。

6.如权利要求1所述的CT自动摆位装置，其特征在于：

所述安装杆的顶部设有用于安装在天花板上的安装架，所述激光雷达和所述控制单元均设置于所述安装杆的底部。

7.如权利要求1所述的CT自动摆位装置，其特征在于还包括外壳，所述激光雷达和所述控制单元均包裹在所述外壳内。

8.如权利要求1所述的CT自动摆位装置，其特征在于：

所述拍摄图像至少包括色彩图像、深度图像以及红外图像。

9.一种医用CT系统，其特征在于包括：

CT扫描设备，用于对患者进行CT扫描；

CT扫描床，设置于所述CT扫描设备的一侧，并具有用于CT扫描的工作面；

权利要求1～8中任意一项所述的CT自动摆位装置，所述CT自动摆位装置设置于所述CT扫描床的上方，以使所述激光雷达的工作区域完全覆盖所述CT扫描床的工作面。

10.如权利要求9所述的医用CT系统，其特征在于还包括红外线传感器，所述红外线传感器与所述CT扫描设备连接，用于识别患者呼气。

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