专利名称：具有视觉反馈的对象定位的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及对象的精确定位，以及具体地，涉及ー种用于获得有关对象定位的视觉反馈的系统和方法。
背景技术：
在过去几十年间，放射治疗和医疗诊断领域内已有了相当大的发展。外线束放射治疗加速器、近距离放射治疗和其他专业放射治疗设备的性能已在迅速提高。放射线光束质量和适应性出现的发展已包括新的靶和滤波器、改进型加速器、通过新施源器、准直仪和扫描系统的光束成形的改善的灵活性、以及光束补偿技术，且已引入了改进型计量和几何治疗验证方法。
此外，已开发了许多強大的三维诊断技术，范围从计算机断层扫描(CT)、正电子和单光子发射计算机断层扫描(PET和SPECT)到超声及磁共振成像和磁共振光谱(MRI和MRS)。同样重要的是，増加了对肿瘤和正常组织分馏均匀和非均匀用药剂量的生物效应以及新检测技术的了解，包括有效细胞倍增时间和单个组织敏感性的确定，允许复杂形状和早期阶段的肿瘤的用药剂量的最佳化。如今，放射治疗和诊断领域中的主要问题在于在放射治疗或诊断之前对病人床(couch)上的患者的精确定位，以实现对待治疗或者诊断的患者身体部位的正确定位。美国专利第2005/0283068号公开了用于MRI系统的移动跟踪器。包括红外(IR)反射器的结构机械附着至患者身体。IR扫描器将IR光投射到IR反射器上，以及摄像机被配置为实时监视IR反射器的移动。在MRI扫描之前以及扫描期间均可获得多达六维的反馈信息。该反馈信息显示在患者或医务人员的显示屏上，以试图基于该反馈信息来重定位preposition;患者。美国专利第2005/0283068号的系统以及类似的现有技术的患者定位系统的缺陷在干，定义应如何重定位患者身体的反馈信息显示在显示屏上。该显示屏一般必须配置在离开放射系统的距离，以在无任何碰到显示屏的风险的情况下，允许龙门具有足够空间在患者周围安全旋转。然而，显示屏相对于患者所躺的床的这ー远程配置使站在床和患者旁边的医务人员在观看远程显示屏的同时正确重定位患者变得非常麻烦。
发明内容
本文所公开的实施方式解决了现有技术配置的这ー问题和其它问题。总的目的是提供ー种在人员正操作的区域附近显示重定位反馈信息的定位系统和方法。具体目的是提供一种将重定位反馈信息投射到与床相连接的表面上的定位系统和方法。这些和其它目的通过本文所公开实施方式来满足。简要地，ー种定位系统包括图形投射器，其被配置为将ニ维(2D)或三维(3D)图形投射到置于床上的对象(诸如患者)的表面上。响应所投射的2D/3D图形的至少ー个检测器或摄像机产生表示在对象表面上检测到的2D/3D图形的检测信号。该检测信号由图形分析电路处理，图形分析电路被配置为基于该检测信号，产生对象表面的至少一部分的表面表征(surface representation)。校正分析电路将所产生的表面表征与所存储的基准表面表征相比较，以产生校正信号。该校正信号表不表面表征相对于基准表面表征的位置和/或姿势的差异。校正信号还被用于产生表示位置和/或姿势差异的信息。该信息被光投射器投射到对象表面或床的另ー表面上。因此，所投射信息对于正在重定位对象以达到由基准表面表征定义的目标位置和姿势的人员直接可用。从而，无需可能与附近器械的任何旋转部件(诸如，放射龙门、外科手术或装配机械臂等)相碰撞的远程显示屏，以视觉上传达人员确定达到目标位置和/或姿势必需的对象重定位所需的信息。ー个方面涉及ー种对象定位方法，且包括将2D/3D图形投射到置于床上的对象表面上。产生表示在对象表面上检测到的2D/3D图形的检测信号，且该检测信号被用于产 生对象表面的表面表征。将该表面表征与基准表征相比较，以基于该比较产生表不对象位置/姿势相对于所确定的目标位置/姿势的差异的校正信号。该校正信号被用于产生投射到对象表面上的信息，从而视觉上传达定义该位置和/或姿势差异的信息。
本发明与其更多目的和优势一起可通过參照结合附图的以下描述而被最好地理解。图I是配备有根据ー种实施方式的定位系统的放射龙门的示意性总体图；图2示出了定位系统的投射器和检测器的实施方式；图3示出了定位系统的投射器和检测器的另ー实施方式；图4是定位系统的数据处理単元的示意性框图；图5示意性示出了为确定三维表面表征的目的而投射的结构光；图6示意性示出了根据实施方式可使用的支持数字光投射的原理；图7是配备有根据另ー实施方式的定位系统的放射龙门的示意性总体图；图8是图7的放射龙门在工作期间的示意性总体图；图9是与图7和图8的放射龙门相关联而采用的投射和检测配置的示图；图10示出了根据ー种实施方式的差异信息的投射；图11从另一角度示出了图10的差异信息的投射；以及图12是示出根据ー种实施方式的对象定位方法的流程图。
具体实施例方式遍及所有附图，相同的附图标记被用于类似或相应的元件。这些实施方式总体上涉及ー种用于确定对象位置并投射表示所确定位置和目标位置的差异的视觉信息的非接触方法和系统。这些实施方式用于医疗领域内很有优势，且具体地，当为了对患者进行诊断成像、放射治疗或机器人手术而定位床上的患者(诸如兽医应用中的动物患者或人患者)时。在这些应用中，实现有效诊断或治疗的关键在于将患者在床上正确定位。在这些应用中，不仅动物患者且人患者也受益于精确定位。常见做法是将不同对象排列成接近床上的患者。例如，为将患者固定于给定姿势，床上可存在固定设备。该固定设备的实例包括靠垫，该靠垫包括充气垫、支撑结构等。一般地，在患者被置于床上之前，这些装置应被放置并正确定位。本领域众所周知，在这些医疗应用中，相对所定义坐标系来确定患者位置以及可选地，固定设备的位置。在坐标系中确定的患者/设备位置随后可与坐标系中的相应基准位置比较，以确定需要患者或设备重定位的任何差异。为更好地理解关于正确定位的需求，以放射治疗过程的简要介绍开始可能是有助的。一般地，放射治疗过程的第一步是执行诊断处理或者诊断。采用不同诊断器械来定位肿瘤及相邻组织和器官。该诊断解剖信息被用于尽可能精确地确认患者体内肿瘤的准确位置，并检测在随后的放射治疗处理中可能受放射线光束影响或者应当避免放射线光束的任何器官或组织。通常可建议使用来自不同诊断器械的解剖信息，因为不同成像技术给 出了不同解剖信息。例如，CT擅长获得密度信息，以及MRI擅长检索有关骨结构附近的软组织(诸如中枢神经系统)的解剖信息。因此，来自不同诊断器械的信息彼此互补，且应当一同给出靶区及周围组织的充足图像。诊断器械中收集的诊断信息一般相对于坐标系来定义。若使用多个不同诊断器械，则重要的是拥有可定义来自不同诊断器械的诊断和解剖信息的共用坐标系。因此，与每个医疗器械相关地确定患者位置，以及可使用诊断器械的坐标系与定位系统的坐标系之间的已知变换来定义定位系统的坐标系中的诊断信息，该定位系统的坐标系随后被用作共用坐标系。可替代地，使用从器械坐标系到共用坐标系的诊断信息的坐标的第一变换，以及从床坐标系到共用坐标系的患者的坐标的第二变换。在任ー情况下，诊断信息均可在相同坐标系中作为定位信息来共同表达。在随后的诊断器械中，患者的位置和姿势优选通过定位系统来确定，且与患者的相应基准位置和姿势相比较，诸如与另ー诊断器械相关联来确定。本文所公开的实施方式可被用于在这些情况下对患者的精确定位。基于所测量的解剖信息，执行治疗或剂量规划过程。在治疗规划中，目标通常是实现靶区中的所需剂量；均匀分配靶区中的剂量；避免周围组织和器官中以及危险器官中的高剂量；以及限制患者接收到的总剂量。为实现这些目标，研究測量到的解剖信息，以定义靶区并识别危险器官。其后，指定关于靶区的剂量处方和危险器官的耐受水平。此外，为具体治疗选择放射模式和治疗技木。考虑当前解剖信息，在确定了治疗技术之后，选择并优化光束入口(源)数量和光束入射方向。同样，基于实际患者信息来选择并优化光束准直、光束强度分布、分懼时间表等。一旦优化了这些參数，便计算患者体内的剂量分布，以及若它满足总体目标，则构成了治疗或剂量方案。治疗方案应当包括关于实际放射治疗处理的所有相关信息，诸如从治疗规划和放射治疗器械的当前配置及其设置中所选择的以及优化的參数。在实际放射治疗处理之前，可执行可选择的治疗模拟以测试和验证治疗方案。在模拟程序中，使用根据治疗方案的设置和设备。经常使用入口图像(即，基于治疗光束自身的图像)来验证治疗并监视其可重复性。此外，例如，可使用体内剂量或相关技术来检查靶区和/或相邻组织(优选危险器官)中所投放的放射剂量。若所測量数据对应于治疗方案中的所计算数据，则可启动实际放射治疗处理。然而，若检测到所測量数据与所计算数据之间的某些差异，且该差异超过了安全阈值，则必须执行治疗方案的改变。这ー改变在某些情况下可以是简单的參数重设，但也可以是治疗方案的较大改变，诸如利用来自新诊断测量的更多解剖信息来完成治疗规划过程。无论何种方式，均确定了新治疗方案，该新治疗方案可在可选择的新治疗模拟中测试和验证。随后利用该治疗方案中指定的设备、配置和设置来执行放射治疗处理。极为重要的是，基于该治疗方案在放射治疗器械中精确定位患者。仅几毫米的错位都可能导致对相邻组织和器官的损伤，且使该治疗无效。本文所公开的实施方式可被有利地用于根据治疗方案中定义的基准位置来定位患者。一旦定位就绪，光束即根据治疗方案来照射患者，以在靶区中投放所计算的剂量。虽然，已针对单一治疗情况描述了上述部分中的放射治疗处理，但实际剂量投放 最常见地分成若干(通常20-30)馏分。这意味着，总放射治疗处理通常延续几天、几星期或者在某些情况下甚至几个月的时间。这意味着，患者精确定位的问题存在于每个这种放射情況。在各治疗情况之后，跟进或治疗监视评估到目前为止所执行的放射治疗，可能导致在下一治疗阶段之前改变治疗方案，类似于上述所讨论的模拟程序。此外，可利用不同的治疗器械。例如，在ー个治疗场合，使用高能放射治疗器械，然而，在下个场合，利用适于治愈性放射治疗的放射治疗器械来进行治疗。在这种情况下，也可使用不使用治愈性、缓解治疗或手术放射的医疗器械。典型实例是需要患者精确定位的不同手术设备和器具，诸如包括手术机器人的设备。根据实施方式,优选结合相对于共用整体坐标系的医疗器械来确定患者的表面表征。对于诊断器械，这意味着，结合患者解剖信息的測量来测定该表征。在包括治疗模拟机的放射治疗器械中，在实际剂量投放之前、期间和/或之后，从光束源測量表面表征。下文中，将參照附图更详细地描述这些实施方式，附图示出了结合用于将治疗放射线光束施加于人患者的放射系统而配置的定位系统。然而，这应当仅被看作说明性实例应用。一般地，定位系统可被用于对于将对象(诸如人或动物患者、固定设备等)在床上定位是至关重要的任何应用中。这意味着，在机器人被用于将不同部件连接成装配体的制造エ业中，也可从本文所公开的定位系统中受益。在该情况下，将对象定位其上的床应当广义地被解释为包括承载待正确定位的相关对象的任何结构。图I是具有放射治疗器械I的治疗室的示意性总体图，放射治疗器械I具有用于将放射线光束15导向躺在床20的台顶面25上的患者30的靶区35 (诸如癌肿瘤)中。定位系统用于确定和控制床20上患者30的位置，以实现靶区35相对于放射线光束15的精确和正确定位，从而满足之前确定的治疗方案的需求。定位系统包括在图2和图3中更清晰看到的图形投射器70。该图形投射器70被配置为将ニ维或三维(2D或3D)图形45投射到对象30 (这里指置于床20上的患者30)表面上。定位系统的检测器80或多个检测器80、85响应所投射的2D或3D图形45。至少ー个检测器80、85还被配置为产生表征所检测到的患者30表面上的2D或3D图形45的检测信号。来自检测器80、85的检测信号被转发至图4所示的图形分析电路110。图形分析电路110被配置为基于检测信号产生患者30表面的至少一部分的表面表征,诸如2D或3D表面表征。因此，图形分析电路110能基于投射到患者表面上或者由检测器80、85检测到的2D或3D图形来确定患者30表面的至少一部分的坐标。有关患者表面的坐标优选在与定位系统相关联的坐标系中表达，或者可变换或映射成共用坐标系中的相应坐标。在该情况下，图形分析电路110优选具有对所需坐标变换的访问,所需坐标变换之前已确定并存储在所连接的数据存储器120中。基于对投射到对象表面上的2D或3D图形的检测来确定表面表征在本领域中已知。一般地，可根据各种已知测量方法来进行这一表面測量和数据收集。然而，这些方法通常会产生3D表面的基于点的表征，诸如点云形式。在配准期间，当要匹配两个表面表征时，采用了不同表征形式或算法，诸如基于特征的技术、基于点的技术、基于模型的技术和基于全局形状的技木。因此，数据收集(即，測量)和配准(即，匹配)通常在两个单独步骤中进行。 简言之，基于特征的技术试图将表面形态表达为ー组特征，该组特征通过预处理步骤来提取。这些特征提供了表面形状的紧凑描述，尽管以丢失信息为代价。用于表面配准的特征一般分为三类点特征、曲线和区。点特征是重要几何意义的突出、局域优化稀疏位点。第二类型特征对应于连续直线或曲线，通常由诸如区域之间的隆起或边界的差异结构组成。反过来，区域是处理某个同质特性(诸如一致曲率符号)的区。基于点的技术基于保持一致的相对密集的点集来配准表面,其中，这些点集构成了可用表面点样本的全部或重要子集。基于模型的技术包括根据某个基于物理或表面演变的表达，采用原图像数据将经由区序列跟踪的一个区或表面中的表面标识表达为调和表面的可能形状和/或动态行为的模型。上述基于特征、点和模型的技术可广义地描述为依赖用于配准表面的局部信息。基于全局形状的技术与基于全局表面几何的配准表面形成鲜明对比。该技术的实例包括旋转图表征和基于特征形状或外观的方法。医学图像分析2000年9月第4卷第3期201-217页提供了对可用于产生根据实施方式的表面表征的不同表面配准技术的回顾。该医学图像分析文章在公开如上简述可如何确定表面表征方面的教导通过引用完全结合于此。表面表征与基准表面表征之间的匹配结果将作为本文所定义的校正信号。在具体实施方式
中，校正分析电路还被配置为将该匹配结果(即，校正信号)应用于可变形体积模型。在该情况下，可以确定患者表面上的任何移动将对患者体内靶区位置具有什么影响。因此，分析电路基于可变形体积模型来确定由校正信号表示的表面移动可诱导的变形改变。所产生的变形改变的信息可存储在存储器中，或者作为给医务人员的信息数据而投射到患者身体上。在2D图形情况下,可使用患者30身体上某处的单轮廓线(contour line)45。由于当在纵向上从一端行进到相反一端时身体轮廓的改变，所以可以测量身体表面上几乎任何地方的唯一的轮廓线。然而，为得到更精确的表征，可替代地使用3D图形45。在该情况下，3D图形可投射到整个身体表面或者其所选择的合适部分上，其中，越大的表面通常意味着越精确的表面表征。所产生的表面表征可以是身体的一部分的连续3D表面或者几个分散的表面，该表面的相对空间关系已知。优选分散表面符合用于放射治疗中的一些标准解剖基准点。这些点仅具有基本骨架上非常小的组织，且因此，即使皮肤绷紧也相当稳定。标准基准点例如包括髂骨上端边缘和末梢边缘、耻骨联合上端点、肩胛骨末端点、鼻子上端点、髌骨上端点和下端点以及腓骨下端点。然而，可针对患者身体的任何合适部位产生2D或3D表面表征，且尤其是与肿瘤紧密相连的部位，例如通过测量直接在肿瘤位置上方的身体部分轮廓。图形投射技术的实例包括基于光子的技木。例如，激光扫描装置形式的图形投射器70发出打在患者30表面的激光薄束40。身体上的亮线45被反射并由检测器80、85来检测。检测到的亮线45的图像被用于重构身体轮廓。图像中每个点亮像素对应于一个已知向量。该向量与激光定义的表面相交的点为身体表面上的已知点。若现在扫描程序停止，则获得患者30的2D表面表征。然而，若需要3D表面表征，则可使用几个这种轮廓图像，因为各图像仅给出了单个轮廓。若激光源在各图像检测场合之间略微平移和/或旋转，则检测器80、85将捕获一系列连续轮廓。 激光扫描技术一般被称为三角技术，且其精度取决于许多因素，包括检测器分辨率、激光扫描机制精度、扫描装置与检测器之间距离、扫描装置和检测器相对于共用坐标系的校准、激光线宽度以及激光打在身体表面上的角度。这些參数优选在实际测量之前选择和/或优化。适用的合适激光扫描仪例如是来自瑞典的Latronix AB的商用激光扫描仪。可用于上述三角激光扫描的检测器实例可以是不同种类的摄像机，诸如CCD (电荷耦合器件)摄像机和CMOS (互补金属氧化物半导体)摄像机。可使用飞行时间激光扫描技术来取代使用发出激光薄束的三角激光扫描。在该技术中，脉冲点激光源在患者身体一部分上扫描，并发出脉冲激光点形式的激光。对于2D表征，激光源沿所确定的身体上的轮廓线扫描，然而对于3D表征，激光在一个或几个预定身体表面上扫描。检测器检测患者身体表面反射的脉冲激光点。基于这一所检测到的数据，使用已知成像算法，获得患者表面的2D或3D表面表征。第三可行的激光扫描技术是基于干涉的成像过程。在该技术中，来自激光源的激光束被分成两个不同光束，第一光束被导向患者，其中，它被反射并由检测器检测，然而第ニ光束被导向检测器。在检测器中，患者被描绘为亮暗干涉带图形。该技术具有以复杂成像处理为代价的非常高的分辨率。数据存储器120优选也被配置为存储患者30表面的至少一部分的基准表面表征。例如，该基准表面表征可构成之前已为具体患者30产生的治疗方案的一部分。基准表面表征可与另ー医疗器械(诸如诊断器械)相关联记录，或者在治疗模拟期间记录。可替代地，基准表面表征在相同器械处产生，而不是在之前定位场合产生。在该情况下，基准表面表征优选是由图形分析电路110基于来自与(另一)医疗器械相关联而配置的检测器80、85的检测信号而产生的患者30表面的至少一部分的表面表征。因此，在优选实施中，与提供的诊断信息、进行的治疗模拟和提供的放射治疗相关联而采用的各医疗器械优选配备有或者具有对各图形投射器70和检测器80、85的访问，以允许与医疗器械I相关联而产生患者30的表面表征。
实际可以具有基准表面表征，该基准表面表征不基于任何图形检测来记录。鮮明对比地，基准表面表征可以是“虚拟”或计算机生成的表面表征。例如，身体或器官图在诊断领域内越来越常用。该图是包括人体或其一部分的解剖信息的数据库或数据银行。这种图可由从不同患者收集的几个不同诊断测量发展而来。換言之，该图通常是一般人的表征，优选包括所有主要器官和组织、骨骼和神经系统。基准表面表征随后可对应于从该图获得的表征，可以遵循用于调节图本体的大小等的修改来对应于具体患者身体30。校正分析电路130被配置为基于图形分析电路110产生的表面表征和来自数据存储器120的基准表面表征来产生校正信号。该校正信号表不表面表征相对于基准表面表征的位置和姿势中的至少ー个的差异。因此，校正信号指示患者30应当如何移动(诸如平移和/或旋转)，以达到如基准表面表征定义的目标位置。此外或可替代地，校正信号可指示单个身体部位相对于由基准表面表征定义的患者30的目标姿势的姿势差异。定位系统还包括光投射器70、75，光投射器70、75响应来自校正分析电路130的 校正信号。光投射器70、75将表示位置和/或姿势差异的信息55投射到患者30和/或床20的表面上。因此，投射信息55提供了患者30的当前位置和/或姿势相对于目标位置和/或姿势的信息。投射信息55可被视为定义了应如何重定位患者30以达到目标位置和/或姿势的指令。这意味着，投射信息55定义了当前位置和/或姿势与目标位置和/或姿势之间的差异。与现有技术解决方案形成鲜明对比，表示差异的信息55直接投射到患者身体30上，或者可选择地，床20的某个其他表面上，从而对于靠近床20和患者30工作的医务人员视觉可用。这意味着，为确定应如何重定位患者30所需的信息55对于靠近他们站立的位置的人员直接可用。在优选实施方式中，信息55投射到患者身体30上,如图I示意性示出。例如,在人患者30的情况下，信息55可投射到患者30的胃和/或胸，因为这些身体部位提供了良好适用于信息55的显示的比较大且平坦的部分。若相反患者趴在肚子上，则信息55可有利地投射在患者30的背部某处。信息55向患者身体30上的投射尤其适用干与表示患者30的姿势相对于目标姿势的差异的信息55相关联，这在本文中将进ー步描述。作为将信息55投射到患者表面上的替代或补充，光投射器70、75可被配置为将信息55投射到床20的表面上。在该情况下，这ー表面优选是当站在患者30和床20旁边时医务人员视觉上可获得的床20的预定表面部分。当重定位患者30吋，人员随后可直接观看床20的这一部分，而不必像现有技术那样观看远程显示屏。在具体实施方式
中，校正分析电路130被配置为产生表表面表征到由基准表面表征定义的目标位置的刚体平移的校正信号。因此，在该实施方式中，由图形分析电路110确定的表面表征被用于定义患者30的至少一部分的刚体表征。随后确定该刚体表征相对于由基准表面表征定义的基准刚体表征的相应坐标的坐标。匹配表面表征(诸如刚体表征)在现有技术中众所周知，且例如在上述医学图像分析文章中已公开。校正分析电路130随后产生校正信号，该校正信号被转发至光投射器70、75用于投射定义患者30的平移以达到目标位置的信息55。该平移定义信息55优选是指笛卡尔坐标系中患者30的平移。例如，坐标系的第一轴可对应于患者30相对于目标位置的高度调节。第二坐标轴对应于患者30沿患者30的纵轴或前后轴的纵向调节。第三和最后坐标轴对应于患者30沿横轴、水平轴、纬度轴或左右轴的横向调节。在优选实施方式中，床20包括可移动台顶面25，待重定位的患者30或其它对象躺到该台顶面25上。台顶面25随后可沿其纵轴(根据上文对应于第二坐标轴)或横轴(根据上文对应于第三坐标轴)相对于床20的基本単元移动。此外，台顶面25相对于地面的高度可在基本単元中有利地调节。在第一实施方式中，台顶面25可由医务人员手动操作，例如，通过沿基本単元中的轨道推动台顶面。投射到患者身体30上的信息55随后提供了应移动台顶面多少以及在什么方向(纵向、横向和/或上/下)上移动以使患者30位于期望目标位置中的指令。在可替代的实施方式中，床20包括电机和电机控制，该电机控制操作电机，从而相对于基本単元沿纵向和/或横向移动台顶面25和/或调节台顶面25以及其上的患者30的高度。医务人员随后将站在电机控制处，该电机控制可以操纵杆、按钮或一些其他的用户 输入装置22的形式实施，见图7和图8。在通常靠近床20的基本単元的位置处，医务人员具有对所投射信息的视觉访问，所投射信息告知人员应如何移动台顶面25和患者30以进入目标位置。图10和图11示出了定义患者的平移移动的投射信息55的ー个实例。在该情况下，沿三个坐标轴的调节信息55显示在患者30上，这里用5. 6mm的横向调节、8. 3mm的纵向调节和7. 2mm的高度或垂直调节来表示。如图所示，符号(加与減)可用于定义沿各轴的移动方向。此外，或者另外，投射信息55可包括箭头，该箭头示出了为从当前位置移动患者30到目标位置所需的调节方向。作为平移调节的替代或优选作为其补充，可基于来自校正分析电路130的校正信号来产生投射信息55，该校正信号表示所确定的表面表征以及由此的患者30到由基准表面表征定义的目标位置的刚体旋转。该旋转可绕着患者的背腹轴(即，垂直轴)。可替代地，患者的旋转可绕着患者的前后轴(即，水平轴)。也可能为达到目标位置需要相对于这两个旋转轴的旋转。在该情况下，投射信息55优选包括对这两个旋转调节的表示。图10和图11示出了该旋转信息可如何通过投射以旋转角度表示形式定义患者30的旋转以达到目标位置的信息55来实施。图中，患者30应绕垂直轴旋转I度。类似于平移信息，符号可用于定义旋转方向。可替代地，或者此外，旋转方向的图形表示可以半圆形箭头的形式来显示。图7和图8示出了床20可有利地连接至地面上的旋转盘。该盘能使床20和患者30绕着盘中心的垂直轴旋转。除了基于校正信号产生并将信息55投射到患者上之外，可选择地，定位系统可包括床控制电路140。该床控制电路140基于校正信号产生床控制信号。床控制信号控制床20的电机，从而使床20的台顶面25根据床控制信号而自动移动。因此，在本实施方式中，由于基于床控制信号而自动进行位置调节，所以所显示的信息55可主要为提供信息的目的。然而，在实际应用中，可通过床控制信号来实现的自动移动的类型有些受限。这意味着，床控制信号可用于执行患者位置的自动、粗略的调节。医务人员随后基于投射信息55并使用用户输入装置22来进行余下的对患者位置的精细调节。可投射到患者30或床表面上的刚体调节信息55可包括数值、图形信息或其组合，如图10和图11所示。这提供了医务人员可很容易理解的视觉吸引和信息数据显示。定位系统也可采用校正分析电路130来实施，校正分析电路130被配置为产生表示患者30相对于由基准表面表征定义的目标姿势的姿势变形(posture deformation)的校正信号。与刚体调节相比，该姿势变形的优势在于可校正单个身体部位的姿势。例如，存在于基于刚体表征定义的目标位置的患者30仍可具有身体30内的靶区35，由于姿势未对齐，该靶区35与根据治疗方案的期望位置有些未对齐。例如，若患者30的左肩与目标姿势相比定位得太低，则与略微抬起肩来防止上躯干旋转的情况相比，所产生的上躯干局部旋转可使靶区35略微移动。通过刚体表征，不同身体部位的这种局部姿势未对齐通常不能检测或克服。因此，定位系统有利地还另外或可替换地处理姿势变形，以及优选患者30的单个身体部位相对于目标姿势的姿势变形。因此，光投射器70、75在本实施方式中被配置为将定义姿势变形的信息56投射到患者30或床表面上。在优选实施方式中，定义姿势变形的信息56优选投射到基于表面表征和基准表面表征确定的未对齐的单个身体部位上。这意味着，光投射器70、75将姿势变 形信息56直接投射到患者30的需要使其姿势变形或改变以达到目标姿势的部位上。该信息投射将高度信息化，且容易理解，从而正确识别患者30的姿势应如何改变。有关姿势变形的信息56可有利地作为图形信息56的形式，如图10和图11所示。在该实例中，将光图形56投射到需要略微移动以达到目标姿势的身体部位(左上臂)上。第ー实施方式可包括光投射器70、75,光投射器70、75仅将光图形56投射到相关身体部位上。在更详细的实施方式中，通过定义应如何进行姿势变形，所投射的光图形56可另外携带更多信息。例如，所投射的光图形56可以是不同顔色，以指示身体部位的当前姿势多么接近目标姿势。作为ー个实例，红色可指示当前与目标姿势之间相对很大的差异，黄色指示略微差异，而绿光指示已达到目标姿势。在又ー实施方式中，所投射的图形56的顔色不仅指示当前姿势距离目标姿势的多么远，而且还指示身体部位应如何移动以达到目标姿势。例如，红色可指示身体部位的相对大的向上移动，黄色指示小的向上移动，蓝色指示身体部位小的向下移动，以及紫色指示身体部位相对大的向下移动。作为该图形信息的替代或作为其补充，投射信息56可包括数字和/或文字数据，以为医务人员指示单个身体部位应如何移动以达到其目标姿势。在优选实施方式中，定位系统可产生并投射表示患者位置和姿势两个差异的信息55、56，如图10和图11所示。这意味着，可使用投射信息55、56来确定和克服在平移、旋转和姿势未对齐方面的任何未对齐。定位系统可被配置为执行患者30的单表面表征确定，且产生例如与患者的设置相关联的投射到患者30上的信息55、56。然而，通常优选执行患者30的更新表面表征确定，从而产生可投射到患者30上的更新信息55、56。在该情况下，医务人员可使用最初的投射信息55、56来根据信息55、56重定位患者。此后，图形投射器70再次投射由检测器80、85检测到的2D或3D图形，以产生更新检测信号。图形分析电路110处理更新检测信号以产生更新表面表征，更新表面表征通过校正分析电路130与基准表面表征相比较。通过校正分析电路130来产生表示所确定表面表征相对于基准表面表征的位置和/或姿势当前差异的更新校正信号，并被用于通过光投射器70、75来投射更新信息55、56。医务人员随后可检查是否需要任何其他的患者重定位或者是否已达到目标位置。在该实施方式中，定位系统被激活以基于由医务人员的用户输入激活来执行位置/姿势信息更新。这意味着，用户必须触发定位系统的激活。在可替代实施方式中，在測量会话期间，定位系统可连续或周期性激活。这意味着，定位系统实时或接近实时地确定当前患者位置和姿势以及相对于目标位置和姿势的差异。为了获得实时、连续的表面測量，定位系统的采样频率优选在亚秒级范围内。然而，在大多数实际近实时应用中，可从每隔一秒到每隔30秒进行采样来确定更新表面表征和更新差异信息55、56。定位系统的图形投射器70优选被配置为投射被动结构光或主动结构光形式的2D或3D图形。例如，以将光40的窄2D带投射到对象30表面上的形式的结构光产生了从其它角度看与图形投射器70相比出现失真的照明线。因此，通过将检测器80、85定位在相对于图形投射器70空间上不同的位置处，所检测到的失真照明线可用于表面形状的准确的几何形状重建。为覆盖对象表面的较大部分，例如，通过在表面上移动该线，图形投射器70可将该光40的带投射到不同表面部分上。在线的各位置处，检测器80、85配准表面照射线，从而允许对3D表面表征的确定。更快速且更通用的方法不是投射2D图形(帯)，而是投射由一次许多条纹45或任 意光栅组成的3D图形，如图5示意性所示。图中，图形投射器70将具有期望图形45的光束投射到表面上，以及通过检测器80来记录所产生的失真图形。投射光结构可以是规则结构，诸如交叉图形、例如斑点或随机圆圈或者条纹图形。一般地，垂直于投射器/摄像机基线的图形特征将提供比平行于该基线的特征更多的三角含义。因此，优选垂直方向上的条纹图形。为了精确坐标获取的主要任务，具有(在理想情况下)余弦形亮度(COS2強度)梯度的条纹图形合适。通过利用强度梯度，独立于实际像素光栅而进行三角化，且可以非常高的分辨率来測量距离。基于条纹图形投射70的定位系统原理上只需要一个检测器80 (诸如摄像机)以及一个图形投射器70。关键參数是定义三角測量基线的对象距离、视野以及摄像机与投射器之间的角度。为全部部位数字化，需要来自多个角度的视角，可使用如图2和图3所示的优选定位于图形投射器70各侧上的两个检测器。设置于中心图形投射器70两侧上，这些摄像机80、85 —次投射两个图像，从而加速进程，以及避免一个检测器可能的不对称性质。此外，多个(即，至少两个)检测器80、85的使用还允许全部或部分摄影操作(立体摄像机原理，但具有插入光秃表面中的伪特征)。定位系统可具有专用图形投射器70和专用光投射器75，如图3所示可替代地，同一投射器70可作为图形投射器和光投射器两者来工作，如图2示意性所示。不论实施选择，图形投射器70或共用投射器优选投射2D或3D图形45作为第一波长或波长间隔的光图形。光投射器75或共用投射器随后投射信息55、56作为与第一波长或第一波长间隔不同的第二波长间隔的第二波长的可见光。例如，光投射器70、75可将在可见光谱(S卩，约从380nm到750nm)内的可见光50的光束投射到患者上。尽管如前所述可优选利用投射信息55,56的不同颜色以及由此的不同波长，但也可利用可见光谱内的单波长或窄波长间隔。图形投射器70随后优选被配置为投射2D或3D图形作为不可见光的光束40。例如，可由图形投射器70使用在约IOnm至400nm范围内的紫外(UV)光或在约700nm至3000nm范围内的IR光。至少ー个检测器80、85优选包括带通滤波器，该带通滤波器被配置为使由图形投射器70投射的光40 (即，在第一波长间隔内)通过，但却衰减由光投射器70、75投射的光50 (即，在第二波长间隔内)。该解决方案与连续或近连续表面測量相关联尤为有利，因为图形投射器70和光投射器70、75均可随后同时激活，且检测器80、85在由光投射器70、75投射信息55、56期间不必关闭。关于图形投射器和光投射器两者的共用投射器的优选实施是采用数字光处理(DLP)投射器。DLP投射器采用其上显示光的移动微镜和DLP芯片。DLP芯片不明显吸收光，且因此允许极高的光強度。它还具有极为线性的灰度值再现，因为它通过脉冲长度调制来转向。该DLP投射器可有利地与作为2D或3D图形的结构光相关联来使用。图6示出了使用发光二极管(LED) 71作为光源的DLP投射器70的实施。实际上未如所述平坦，因为微镜对角线傾斜。聚光透镜72和略凹透镜73将光导向DLP芯片74。DLP芯片74包括以半导体芯片或衬底的矩阵布置的极细小的镜子，一般被称为数字微镜器件(DMD)。各透镜表示所投射图形中的ー个以上像素。从镜子反射的光通过投射器透镜76 ，以将光45导向患者30的表面上，其中，该光通过检测器80来检测。为提供待用于2D或3D图形的光以及差异信息光，可使用能够提供不同波长光的LED或其它光源71。可替代地，色环可设置在光源71与DLP芯片74之间以在不同顔色之间切換。在又一方法中，多个单独光源71可用于产生不同顔色或光类型(可见光、UV或IR)。例如，光源71可以示LED或激光。也可以使用具有棱镜的所谓三芯片DLP投射器来从光源71分光，并将各分光束导向其自身的DLP芯片，以及随后重组且使光通过投射器透镜76。与配置为用于数字光栅投影用途的图形投射器70相关联而采用的检测器80、85优选具有至少与图形投射器70 —祥好的摄像机分辨率。然而，由于所使用的连续灰度级梯度这一事实，对于更高分辨率没有限制，检测器和投射器分辨率以及甚至很高分辨率很大程度上彼此独立。较高检测器分辨率主要増加定位系统的横向分辨率，这在许多应用中很重要，但也增加了噪声且減少了景深。检测器80、85可有利地以摄像机形式来实施，诸如GFM 的 MikroCAD。也有可以具有多个(S卩，至少两个)图形投射器。在该情况下，第一图形投射器被设置成将第一 2D或3D图形投射到对象(诸如，患者)上，然而第二图形投射器将第二 2D或3D图形投射到对象上。这自然能进ー步扩展为使用多于两个图形投射器的情況。在一种实施方式中，多个图形投射器投射相同波长或波长间隔的光。可替代地，图形投射器可使用不同波长或波长间隔。在该情况下，优选采用多个检测器，使得多个检测器中的至少ー个检测器可检测由第一图形投射器投射的图形，至少ー个检测器可检测由第二图形投射器投射的图形等。各检测器可因此具有相应的带通滤波器，该带通滤波器被设计为使具有ー个图形投射器的波长(间隔)的光通过，但阻止或抑制另ー图形投射器的波长(间隔)。在具体实施方式
中，采用多个图形投射器-检测器对，其中，这种对的检测器具有适于成对的图形投射器的波长(间隔)的带通滤波器。具有多个图形投射器使得将2D或3D图形从不同方向投射到对象上成为可能。与投射覆盖对象表面的大部分的大图形相比，通过具有多个投射器及相关联的检测器通常可更快速地进行所检测到的投射图形数据的收集、检测信号的产生以及表面表征的产生。图形投射器70和检测器80、85优选一同置于共用机架或结构60上,如图2和图3所示。若定位系统中使用単独的光投射器75，则光投射器75也可有利地置于机架60中，如图3示意性所示。机架60优选设计为附着至室内天花板5，定位系统可在室内工作。这在图I、图7至图9中示出。如果需要，投射器70、75和检测器80、85的这ー配置能使比较大的视角形成，从而能获取患者30的整个表面。大视角意味着身体部位遮挡其它身体表面部位的风险降低，从而具有对于有关患者表面的检测器80、85的恒定视场。图形分析电路110、校正分析电路130和可选床控制电路140可优选与数据存储器120 —同在共用数据处理単元100中实施，如图4所示。数据处理単元100可被实施为连接至定位系统的检测器以及优选连接至投射器70、75以用于控制这些的计算机或其它数据处理単元。若定位系统与非生物对象(诸如，固定设备)相关联使用，则这些単元可有利地各自包括视觉可检测的识别标签。例如，各对象可具有专用条形码。这些条形码或其它识别标签优选被置于对象上，使得尤其在采用基于摄像机的检测器80、85的情况下，可通过检测器80、85来读取或获取该条形码。检测器80、85由此产生表示粘附至对象的所检测到的条形码或其它视觉上可检测到的识别标签的识别检测信号。在该情况下，数据处理単元100 优选包括对象识别器150，为识别具体对象的目的，该对象识别器150处理所获取的条形码图像(即，识别检测信号)，并产生对象的标识符。尽管可访问数据处理単元100，但数据处理单元100的存储器120或远程存储器随后可包括不同对象及其相应条形码或识别标签的信息。例如，存储器120可存储针对多个不同对象产生的基准表面表征。应用于具体对象的具体基准表面表征随后可通过图形分析电路110或数据处理単元110的专用表征识别器(图4未示出)基于对象识别器150的输出(即，所产生的标识符)来自动选择。因此，存储于存储器120中的各基准表面表征与相关对象的标识符相关联，且所存储的标识符通过对象识别器150与由检测器80、85获取的条形码或识别标签相比较。条形码和其他视觉可检测的识别标签自然也可与动物和人患者相关联来使用，且不限于非生物对象。数据处理単元100优选可连接至用户输入160，诸如触摸感应屏、键盘或鼠标，该用户输入160允许用户输入数据至数据处理単元100。所输入的数据可以示基于定位系统来定位的动物或人对象的标识符。例如，患者30的社会保险号、个人代号或医疗机构分配给患者30的局部标识符均可以是这种标识符。在该情况下，存储器120可存储与多个不同患者30相关联的基准表面表征。数据处理単元100的图形分析电路110随后从用户输入160接收标识符，并利用该标识符来从存储器120识别和获取相关的基准表面表征。存储器120或连接至数据处理単元100的一些其它存储器可另外存储其他患者相关的信息，诸如个人特定数据，包括患者名字、社会保险号或根据以上治疗方案等的其他标识符。该患者信息还可由医务人员来关注。在该情况下，光投射器70、75不仅投射表示患者位置和/或姿势的差异的信息，而且还投射患者信息。例如，存储器120可存储患者30的名字和照片。一旦医务人员在用户输入160中输入了患者30的标识符，通过数据处理单元100 (诸如，图形分析电路110)可从存储器120自动检索患者的相关患者信息。所检索到的患者信息被转发至光投射器70、75，以投射到患者30或床表面上。这里，医务人员可通过检查所投射的社会保险号或照片来验证患者信息涉及正确患者30。若正确，则医务人员将知道，也基于所输入的标识符从存储器120检索到的基准表面表征将对应于正确患者30。
因此，定位系统及其光投射器70、75不一定只投射与患者位置和/或姿势有关的信息，还可另外投射对于医务人员关注的所有信息。例如，患者30的治疗方案可指定垫子应置于患者膝盖下方。从存储器120获取的该信息可投射到患者30上，从而将与患者30和治疗有关的该信息或其他方面信息告知医务人员。图形分析电路110、校正分析电路130、床控制电路140、对象识别器150和用户输入160可通过数据处理单元100的可编程微控制器来实施，可编程微控制器控制定位系统的运行。则该控制器通常包括微处理器或专门为使这些电路110、130、140、150、160的工作有效而设计的等效控制电路，且还可包括RAM或ROM存储器、逻辑和定时电路、状态机电路以及输入/输出(I/O)电路。数据处理单元100的电路110、130、140、150、160可实施或配置为软件、硬件或其组合。在基于软件实施的情况下，实施电路110、130、140、150或其一部分的计算机程序产品包括运行在通用或专用自适应计算机、处理器或微处理器上的软件或计算机程序。软件包括图4所示的计算机程序代码元素或软件代码部分。该程序可整体或部分存储在ー个以 上合适的计算机可读介质或数据存储装置上或计算机可读介质或数据存储装置中，诸如磁盘、CD-ROM、DVD光盘、USB存储器、硬盘、磁光存储器、RAM或易失性存储器中、ROM或闪存中、作为固件或者在数据服务器上。已知在现有技术中，不同标记可粘附至患者以便于正确定位，诸如背景技术部分讨论的IR标记。该标记自然可通过图形投射器70来照射，并通过定位系统的检测器80、85来检测。然而，本实施方式的优势在于，无需该标记来通过定位系统实现有效患者定位。图12是示出根据ー种实施方式的对象定位方法的流程图。该方法始于步骤SI，其中，2D或3D图形被投射到置于床上的对象表面上。在步骤S2中，检测所投射的图形，并产生表示所检测到的在对象表面上的2D或3D图形的检测信号。在步骤S3中，为基于检测信号产生对象表面的至少一部分的表面表征的目的，处理该检测信号。优选通过将表面表征上的点坐标与基准表面表征上相应或匹配的点坐标相比较来将表面表征与基准表面表征相比较。在步骤S4中，基于该比较产生表示表面表征与基准表面表征的位置和/或姿势差异的校正信号。表示所检测到的位置和/或姿势差异的信息被投射到对象表面或床的某个其他表面部分上，从而变为对靠近床和对象工作的人员可见。如之前已讨论，更新检测信号、表面表征、校正信号和投射信息优选半连续、周期性或在用户激活后产生，从而允许人员在重定位或跟随重定位时视觉上获得所投射的对象位置和/或姿势的当前差异的更新信息。这在图中用线LI示意性示出。上述实施方式应被理解为本发明的ー些说明性实例。本领域技术人员将理解，在不脱离本发明范围的情况下，可对这些实施方式做出各种修改、组合和变更。具体地，若技术上可行，不同实施方式中的不同部分的解决方案可结合在其他配置中。然而，本发明的范围由所附权利要求来限定。
权利要求
1.一种定位系统，包括 图形投射器(70)，其被配置为将二维或三维图形(45)投射到置于床(20)上的对象(30)的表面上； 检测器(80、85)，其响应所述投射的二维或三维图形(45)，且被配置为产生表示在所述对象(30)的所述表面上检测到的二维或三维图形(45)的检测信号； 图形分析电路(110)，其连接至所述检测器(80、85)，且被配置为基于所述检测信号，产生所述对象(30)的所述表面的至少一部分的表面表征； 存储器(120)，其被配置为存储所述对象(30)的所述表面的至少一部分的基准表面表征； 校正分析电路(130)，其被配置为产生表示所述表面表征相对于所述基准表面表征的位置和姿势中的至少一个的差异的校正信号；以及 光投射器(70、75)，其连接至所述校正分析电路(130)，且被配置为将表示位置和姿势中的至少一个的所述差异的信息(55、56)投射到所述对象(30)或所述床(20)的表面上。
2.根据权利要求I所述的定位系统，其中，所述校正分析电路(130)被配置为产生表示所述表面表征到由所述基准表面表征定义的目标位置的刚体平移的校正信号。
3.根据权利要求2所述的定位系统，其中，所述光投射器(70、75)被配置为投射定义所述对象(30)的平移以到达所述目标位置的信息。
4.根据权利要求3所述的定位系统，其中，所述光投射器(70、75)被配置为投射在笛卡尔坐标系中定义所述平移的信息(55)，其中，第一坐标轴对应于所述床(20)的台顶面(25)的高度调节，第二坐标轴对应于所述台顶面(25)的纵向移动，以及第三坐标轴对应于所述台顶面(25)的横向移动，所述台顶面(25)被设计为承载所述对象(30)。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的定位系统，其中，所述校正分析电路(130)被配置为产生表示所述表面表征到由所述基准表面表征定义的目标位置的刚体旋转的校正信号。
6.根据权利要求5所述的定位系统，其中，所述光投射器(70、75)被配置为投射以旋转角度表示的形式定义所述对象(30)的旋转以到达所述目标位置的信息(55)。
7.根据权利要求I至6中任一项所述的定位系统，其中，所述校正分析电路(130)被配置为产生表示所述对象相对于由所述基准表面表征定义的目标姿势的姿势变形的校正信号。
8.根据权利要求7所述的定位系统，其中，所述校正分析电路(130)被配置为产生表示所述对象(30)的单个身体部位相对于所述目标姿势的姿势变形的校正信号。
9.根据权利要求8所述的定位系统，其中，所述光投射器(70、75)被配置为将定义所述单个身体部位相对于所述目标姿势的姿势变形的信息(56)投射到所述身体部位上。
10.根据权利要求I至9中任一项所述的定位系统，其中，所述检测器(80、85)包括第一检测器(80)和第二空间隔开的检测器(85)。
11.根据权利要求I至10中任一项所述的定位系统，其中，所述图形投射器(70)和所述检测器(80、85 )被配置在设计为附着至天花板(5 )的机架(60 )上。
12.根据权利要求I至11中任一项所述的定位系统，其中，所述图形投射器(70)被配置为投射二维或三维不可见光图形(45)。
13.根据权利要求I至12中任一项所述的定位系统，其中，所述图形投射器(70)和所述光投射器(70、75)是同一投射器(70、75)，所述投射器(70、75)被配置为投射第一波长间隔的二维或三维光图形(45)，以及通过与所述第一波长间隔不同的第二波长间隔的可见光来投射所述信息(55、56)。
14.根据权利要求13所述的定位系统，其中，所述检测器(80、85)包括带通滤波器，所述带通滤波器被配置为使所述第一波长间隔的光通过，但却衰减所述第二波长间隔的光。
15.根据权利要求13所述的定位系统，其中，所述同一投射器(70、75)是数字光处理DLP 投射器(70、75)。
16.根据权利要求I至15中任一项所述的定位系统，还包括床控制电路(140)，所述床控制电路(140)被配置为基于所述校正信号产生床控制信号，以使所述床(20)的台顶面(25)根据所述床控制信号来自动移动，所述台顶面(25)被配置为承载所述对象(30)。
17.根据权利要求I至16中任一项所述的定位系统，其中，所述对象(30)是置于所述床(20)上的患者(30)，以及所述定位系统还包括用户输入(160)，所述用户输入(160)被配置为接收所述患者(30)的标识符，其中，所述图形分析电路(110)被配置为从所述用户输入(160)接收所述标识符，并基于所述标识符从所述存储器(120)识别和获取所述基准表面表征。
18.根据权利要求I至17中任一项所述的定位系统，其中，所述对象(30)是置于所述床(20)上的患者(30)，以及所述光投射器(70、75)被配置为将识别所述患者(30)的信息投射到所述患者(30)或所述床(20)的所述表面上。
19.根据权利要求18所述的定位系统，还包括用户输入(160)，所述用户输入(160)被配置为接收所述患者(30)的标识符，其中，所述图形分析电路(110)被配置为基于所述标识符从所述存储器(120)检索识别所述患者(30)的所述信息。
20.根据权利要求I至19中任一项所述的定位系统，其中，所述检测器(80、85)被配置为产生表示所检测到的粘附至所述对象(30)的视觉上可检测的识别标签的识别检测信号，所述定位系统还包括对象识别器(150)，所述对象识别器(150)被配置为处理所述识别检测信号，并基于所述识别检测信号来产生所述对象(30)的标识符，其中，所述图形分析电路(110)被配置为基于由所述对象识别器(150)产生的所述标识符从所述存储器(120)识别和获取所述基准表面表征。
21.—种对象定位方法，包括 将二维或三维图形(45)投射到置于床(20)上的对象(30)的表面上； 产生表示在所述对象(30)的所述表面上检测到的二维或三维图形(45)的检测信号； 基于所述检测信号，产生所述对象(30)的所述表面的至少一部分的表面表征； 产生表示所述表面表征相对于存储在存储器(120)中的所述对象(30)的所述表面的至少一部分的基准表面表征的位置和姿势中的至少一个的差异的校正信号；以及 将表示位置和姿势中的至少一个的所述差异的信息投射到所述对象(30)或所述床(20)的表面上。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，产生所述校正信号包括产生表示所述表面表征到由所述基准表面表征定义的目标位置的刚体平移的校正信号。
23.根据权利要求21或22所述的方法，其中，产生所述校正信号包括产生表示所述表面表征到由所述基准表面表征定义的目标位置的刚体旋转的校正信号。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的方法，其中，产生所述校正信号包括产生表示所述对象(30)相对于由所述基准表面表征定义的目标姿势的姿势变形的校正信号。
25.根据权利要求24所述的方法，其中， 产生所述校正信号包括产生表示所述对象(30)的单个身体部位相对于所述目标姿势的姿势变形的校正信号；以及 投射信息(56)包括将定义所述单个身体部位相对于所述目标姿势的姿势变形的信息(56)投射到所述身体部位上。
26.根据权利要求21至25中任一项所述的方法，其中，投射所述二维或三维图形(45)包括投射二维或三维不可见光图形(45)。
27.根据权利要求21至26中任一项所述的方法，其中，投射所述二维或三维图形(45)包括投射第一波长间隔的二维或三维光图形(45)，以及投射所述信息(55、56)包括通过与所述第一波长间隔不同的第二波长间隔的可见光来投射所述信息(55、56)。
28.根据权利要求27所述的方法，还包括对检测到的所述二维或三维图形(45)带通滤波，以使所述第一波长间隔的光通过，但却衰减所述第二波长间隔的光。
29.根据权利要求21至28中任一项所述的方法，还包括基于所述校正信号产生床控制信号，以使所述床(20)的台顶面(25)根据所述床控制信号来自动移动，所述台顶面(25)被配置为承载所述对象(30 )。
30.根据权利要求21至29中任一项所述的方法，其中，所述对象(30)是置于所述床(20)上的患者(30),所述方法还包括 接收所述患者(30)的标识符；以及 基于所述标识符从所述存储器(120)识别和获取所述基准表面表征。
31.根据权利要求21至30中任一项所述的方法，其中，所述对象(30)是置于所述床(20)上的患者(30)，所述方法还包括将识别所述患者(30)的信息投射到所述患者(30)或所述床(20)的所述表面上。
32.根据权利要求31所述的方法，还包括 接收所述患者(30)的标识符；以及 基于所述标识符从所述存储器(120)检索识别所述患者(30)的所述信息。
33.根据权利要求21至32中任一项所述的方法，还包括产生表示所检测到的粘附至所述对象(30)的视觉上可检测的识别标签的识别检测信号; 基于所述识别检测信号来产生所述对象(30)的标识符，以及产生所述对象(30)的标识符；以及 基于所述标识符从所述存储器(120)识别和获取所述基准表面表征。
全文摘要
一种定位系统包括图形投射器(70)，其用于将2D/3D图形(45)投射到对象表面上。2D/3D图形(45)由检测器(80、85)来检测，检测器(80、85)产生检测信号，该检测信号被图形分析电路(110)采用来产生对象表面的表面表征。校正分析电路(130)产生表示该表面表征相对于所存储的基准表面表征的位置和/或姿势的差异的校正信号。该校正信号被用于产生被光投射器(70、75)投射到对象表面上的信息(55、56)。所投射的信息(55、56)表示所确定的对象位置和/或姿势的差异。
文档编号A61B6/04GK102811769SQ201080063313
公开日2012年12月5日 申请日期2010年12月6日 优先权日2009年12月7日
发明者克里斯托弗·马德 申请人:C-Rad定位公司