患者身体外形自动检测和患者智能定位的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种成像系统，用于实现患者身体外形自动检测和患者智能定位。该成像系统通过解码在扫描支撑板上所具有的光学识别码来识别患者的位置，并通过操作控制台中的处理装置确定为患者的要检查部位到扫描架的孔的距离。另外，该成像装置通过放置在扫描架的孔两侧的成对的光发射器和光接收器来检测患者的身体外形，并自动在高度方向和宽度方向移动扫描支撑台和/或扫描支撑板。利用本发明的成像系统，能够实现更快速并且更精确的患者定位。
【专利说明】患者身体外形自动检测和患者智能定位
【技术领域】
[0001]本发明涉及成像系统，更具体而言，涉及成像系统中的患者身体外形自动检测和患者智能定位。
【背景技术】
[0002]在CT (计算机断层照相)等成像系统中，在开始扫描之前，需要将患者的要检查部位的中心与CT扫描架(gantry)的中心对准。
[0003]在已知的CT成像系统中，一般的定位流程是:先让患者躺在扫描床上，然后医师使用脚踏板等将扫描床移动到固定的高度和位置；然后打开设置在X射线管附近的激光定位灯，边目测激光定位灯照射在患者身体上的位置，边微调扫描床的位置，使激光定位灯照射在患者的扫描基准位置上；再接着边目测患者的高度，边微调扫描床的高度来将患者的要检查部位的中心移动到扫描架的孔的中心；最后按扫描架上的设置定位按钮，完成定位。 [0004]由于每个患者的身体外形和要检查部位各不相同，所以在已知的CT装置中，在扫描之前医师需要通过目测并多次通过按压调整按钮人工调整扫描支撑台的位置和高度来适应每个患者。这使得整个扫描过程变慢。而且，由于没有有效的定位患者的手段，需要依靠医师的观察来确定患者是否处于合适的位置，这依赖于医师的经验，并且使得定位过程不精确。由此，检测精度较差并且影响成像的质量。
[0005]因此，需要一种快速而精确地将患者移动到合适的位置的技术。
【发明内容】
[0006]本发明的一个目标是解决至少一个上述问题并提供能够检测患者外形并且根据患者外形自动地设置患者台高度的技术，从而能够更快速并更精确地定位患者并且能够改进图像质量。
[0007]本发明的另一个目标是提供在患者出入孔的方向上快速并且精确地将患者的要检查部位移动到扫描架中的技术。
[0008]在本发明的一个实施例中，提供一种成像系统，包括:扫描支撑件，用于支撑扫描对象，在扫描支撑件上具有机器识别码，该机器识别码表示从机器识别码所在的位置到扫描支撑件的一端的距离；处理装置；以及识别装置，电连接到处理装置，识别装置识别机器识别码，解码出机器识别码所表示的距离，并将机器识别码所表示的距离发送给处理装置，其中处理装置根据机器识别码所表示的距离来确定扫描对象的要检查部位到成像系统的扫描面的距离。
[0009]在本发明的一个实施例中，提供一种成像系统中定位扫描对象的方法，包括:识别并解码在用于支撑扫描对象的扫描支撑件上所具有的机器识别码，该机器识别码表示从机器识别码所在的位置到扫描支撑件的一端的距离；根据解码出的机器识别码所表示的距离来确定扫描对象的要检查部位到成像系统的扫描面的距离。
[0010]在本发明的一个实施例中，提供一种成像系统，包括:发射器，位于成像系统的孔的一侧，发射器发射不能有效穿透扫描对象的波束；接收器，位于成像系统的孔的另一侧，接收器接收发射器所发射的波束，并将接收信号发送给处理装置；以及处理装置，电连接到接收器，根据接收信号来判断发射器所发射的波束是否被扫描对象遮挡，从而确定扫描对象的位置。
[0011]在本发明的一个实施例中，提供一种成像系统中定位扫描对象的方法，包括:利用放置在成像系统的孔的一侧的发射器发射不能有效穿透扫描对象的波束；利用放置在成像系统的孔的另一侧的接收器接收发射器所发射的波束，并产生接收信号；以及根据接收器的接收信号来判断发射器所发射的波束是否被扫描对象遮挡，从而确定扫描对象的位置。
[0012]本发明通过上述的成像系统和在成像系统中定位扫描对象的方法，能够快速并且精确地将扫描对象的要检查部位移动到成像系统的扫描面，并且将扫描对象的要检查部位的中心与扫描面的中心对准。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]当参照附图阅读本发明的实施例的详细描述时，将更容易理解本发明的特征和优点，在附图中:
图1是示出本发明的成像系统的一个实施例的概略立体图；
图2是示出本发明的一个实施例的成像系统的框图；
图3 (a)是示出根据本发明的一个实施例的Z方向患者定位原理的示意图；图3 (b)是示出根据本发明的带OID隐形码的刻度的示意图；
图4是示出点读笔的框图；
图5 (a)~(c)是示出根据本发明其它实施例的在Z方向定位患者的原理图；
图6是示出根据本发明的一个实施例的Y方向患者定位原理的示意图；
图7是示出根据本发明的一个实施例的X方向患者定位原理的示意图；
图8是示出根据本发明的另一实施例的Y方向患者定位原理的示意图；
图9是示出根据本发明的患者位置调整方法的流程图。
【具体实施方式】
[0014]以下参照附图对本发明的实施例进行详细描述。尽管以下以CT (计算机断层照相)系统为例进行描述，但是本领域的技术人员能够理解，本发明的原理也适用于其它成像系统，例如MRI (核共振成像)系统、PET (正电子发射断层照相)系统等。另外，以下描述以患者作为扫描对象进行描述，但是本领域的技术人员能够理解，本发明的原理也适用于动植物体、货物等扫描对象。
[0015]本文中所说的“电连接”，是指两个装置之间的直接或间接的电气连接。例如第一装置电连接到第二装置的描述可以指第一装置直接电连接到第二装置，也可以指第一装置经由任意第三装置电连接到第二装置。类似地，在本文中，将数据从第一装置发送到第二装置可以指数据从第一装置直接发送到第二装置，也可以指数据从第一装置经由任意第三装置发送到第二装置。
[0016]在本文中，为了描述的方便，将CT系统的高度方向定义为Y方向，将患者进出扫描架的方向定义为Z方向,将与Y方向和Z方向垂直的方向定义为X方向。[0017]图1是示出本发明的成像系统10的一个实施例的概略立体图。成像系统10包括扫描支撑台14、扫描架17、以及操作控制台(operating console, 0C)(未示出)。扫描支撑台14用于支撑作为扫描对象的患者11，并且能够通过未示出的扫描支撑台移动装置在X、Y、Z方向上移动扫描支撑台14。扫描支撑台14具有扫描支撑板15。患者11躺在扫描支撑板15上，并且能通过未示出扫描支撑板移动装置相对于扫描支撑台14移动扫描支撑板15。扫描架17具有转动部16、以及供扫描支撑板15和患者11进出的孔(bore) 18。在转动部16上安装有X射线管12和检测器13，X射线管12发射X射线，检测器13接收穿过患者11的身体的X射线，在X射线管12安装有准直装置，来对X射线管12所发射的X射线进行准直。下文中将X射线所经过的面称为扫描面。由于X射线在穿过患者11的要检查部位时在不同位置受到的衰减不同，因此，检测器13的接收信号中能反映患者11的要检查部位的不同吸收情况。检测器13将检测到的信号发送给操作控制台中的处理装置(未示出)来计算和分析患者11的身体信息。随着转动部16的转动，从各个角度对患者11的要检查部位进行扫描。
[0018]在扫描开始之前，需要在Z方向上将患者的要检查部位移动到扫描架17中的扫描面,并且在X、Y方向上将患者11的要检查部位的中心与CT系统的孔18的中心(孔18的中心)对准。
[0019]本发明的一个实施例提供了一种在成像系统中快速并且精确地定位扫描对象，并将扫描对象精确地移动到扫描面的技术。
[0020]图2是示出本发明的一个实施例的成像系统10的框图。成像系统10包括扫描支撑台14、扫描架17、识别装置21、以及操作控制台31。
[0021]扫描架17具有转动部16、以及供扫描支撑板15和患者11进出的孔(bore) 18。在扫描架17的转动部16上，具有X射线管12、检测器13、发射器阵列24以及接收器阵列
25。发射器阵列24包括一个或者多个发射器,发射器位于孔18的一侧，并且发射不能有效穿透作为扫描对象的患者11的波束。接收器阵列25包括一个或者多个接收器，接收器位于孔18的另一侧，接收发射器所发射的波束，并将所产生的接收信号发送给操作控制台31的处理装置32。扫描架17还可以包括发射控制26，其接收来自操作控制台31的处理装置32的控制信号而对发射器是否发射波束进行控制。另外，发射控制26也可以是位于扫描架17或扫描支撑台14上的按钮，可以由医师按压该按钮来控制发射器是否发射波束。还可以不具有发射控制26，由处理装置32直接控制发射器阵列24的发射。
[0022]所谓的“不能有效穿透扫描对象的波束”是指在不能穿过扫描对象或者穿过扫描对象之后接收器不能有效地识别的波束，包括完全被扫描对象吸收的波束、穿过扫描对象之后波束强度过低以致接收器不能有效地接收的波束、穿过扫描对象之后波束强度过低以致接收器所接收的信号过小而淹没在噪声中造成接收器不能有效地识别的波束、或者穿过扫描对象之后波束强度过低以致接收器所接收的信号低于某个阈值而接收器判断为未接收到有效信号的波束等。 [0023]扫描支撑台14包括扫描支撑板15、扫描支撑台移动装置22、以及扫描支撑板移动装置23。扫描支撑台移动装置22根据处理装置32的控制来在X、Y、Z方向上移动扫描支撑台14连同其上的扫描支撑板15。扫描支撑板移动装置23根据处理装置32的控制来相对于扫描支撑台14移动扫描支撑板15。[0024]操作控制台31包括:处理装置32、输入装置33、显示器34、数据缓冲器35以及存储装置36。数据缓冲器35接收来自识别装置21、接收器阵列25以及检测器13的数据。处理装置32读取数据缓冲器35中的数据并计算分析，并且根据来自识别装置21、接收器阵列25和/或输入装置33的数据来控制扫描支撑台移动装置22、扫描支撑板移动装置23、发射控制26等的操作。处理装置32也可以不是位于操作控制台31内，而是位于扫描架17或者成像系统10的其它部分。存储装置36用于存储数据和指令，存储装置36可以例如为RAM、ROM、硬盘等。处理装置32可以读取存储装置36中的数据和指令，也可以将数据和指令写入到存储装置36中。显示器34显示处理装置32所输出的数据，例如显示患者11的要扫描部位的图像，或者显示供用户控制的操作界面等。用户可以经由输入装置33输入数据和/或指令以控制成像系统10或其一部分的操作。显示器34也可以具有输入功能从而省略输入装置33，例如显示器34可以是触摸屏显示器，用户通过触摸显示器34而输入命令。
[0025]图3 (a)是示出根据本发明的一个实施例的Z方向患者定位原理的示意图。如图3 (a)所示,在扫描支撑板15上具有例如OID (optical identify,光学识别)隐形码等机器识别码，例如可以在扫描支撑板15上印有OID隐形码，或者可以将带有OID隐形码的标签贴到扫描支撑板15上。每个OID隐形码表示从该OID隐形码所在的位置到扫描支撑板15的一端的距离，并且OID隐形码可以通过图2中的识别装置21识别。识别装置21电连接到操作控制台31的处理装置32，并且能够识别机器识别码，解码出机器识别码所表示的距离，并将机器识别码所表示的距离发送给处理装置32。识别装置21可以例如为图4中的点读笔40。
[0026]图3 (b)是示出根据本发明的带OID隐形码的刻度的示意图。作为印在扫描支撑板15上的刻度，可以是长 度单位，也可以是图片。例如，可以将扫描支撑板15做成如图3
(b)所示的带有刻度的图案，并将OID隐形码放到这些刻度中。可以以Imm为单位来标记OID 码。
[0027]图4是示出点读笔40的框图。如图4所示，点读笔40包括:读取头41,用于读取OID隐形码；CPU 42 ;存储器43 ;扬声器44，用于提示用户；连接线45，用于连接到扫描架，这根线用于点读笔40的供电，另外也将数据和命令传到扫描架，并且通过扫描架发送到操作控制台31。上述点读笔40是识别装置21的一个示例，根据识别码的种类，还可以使用其它形式的识别装置。
[0028]在操作过程中，用户手持点读笔40，将位于笔尖的读取头41按在OID隐形码上。读取头41识别OID隐形码，并将所识别的编码(例如二进制数据)发送给CPU 42。CPU 42接收读取头41所识别的编码，并根据存储在存储器43上的预定的编码规则来进行解码，从而获得扫描支撑板15上的OID隐形码所表示的距离，此时扬声器44发出“嘀”的声音以提示用户识别成功，并将OID隐形码所表示的距离发送给操作控制台31的处理装置32，也可以同时发送定位命令给处理装置32来请求处理装置32进行定位。
[0029]回到图3 (a)，详细描述本实施例的定位原理。
[0030]在成像装置10装配完成之后，将扫描支撑板15移动到原始位置，然后将扫描支撑板15的头即OID隐形码的第一个刻度编码和扫描架17的扫描面的距离(D1-D2)存储到操作控制台31的存储装置36中。或者可以测量扫描支撑台14的头到扫描架17的扫描面的距离Dl和扫描支撑台14的头到扫描支撑板15的头的距离D2并作为参数经由输入装置33预先设定好，并存储在存储装置36中。当然，在定位过程中也可以以其它方式获取扫描支撑台14的头到扫描架17的扫描面的距离Dl和扫描支撑台14的头到扫描支撑板15的头的距离D2。
[0031] 如果医师需要对患者的某个部位(即要检查部位，例如患者的鼻子附近)进行CT扫描，则只需要用OID隐形码点读笔40点读扫描支撑板15上与该要检查部位相对应的位置处的OID码，点读笔40识别该OID码，将该OID码解码为位置信息D3，该位置信息D3表示该OID码所在的位置到扫描支撑板15的一端(图3 Ca)中为左端)的距离D3，并将该距离D3发送到操作控制台31中的处理装置32，处理装置32确定患者11的要检查的部位(定位位置)到成像系统10的扫描面的距离；并控制扫描支撑板移动装置23根据所确定的患者11的要检查的部位(定位位置)到成像系统10的扫描面的距离来将扫描支撑板15移动相应的距离，从而把患者的要检查部位移动到扫描架17的孔18中的扫描面。
[0032]移动的距离通过以下方式计算。
[0033]由于事先已知扫描支撑台14的头(左端)到扫描架17的扫描面的距离Dl和扫描支撑台14的头(左端)到扫描支撑板15的头(左端)的距离D2，并且通过解码OID隐形码获得了要检查部位(对应于图3 Ca)中的定位位置)到扫描支撑板15的头(左端)的距离D3，所以处理装置32可以计算出定位点到扫描面的距离为(D1-D2-D3)。由于点读笔40点读的位置就是扫描的基准点(定位位置)，所以可以实现患者11的精确定位。此外，扫描支撑板移动装置23可以根据处理装置32所计算的距离来将扫描支撑板15移动(D1-D2-D3)，从而精确地将患者11的要检查部位送到扫描架17的扫描面。
[0034]由于可以用点读笔40简单地读取OID隐形码，并且点读笔40的笔尖较小，有助于提高定位的精确性，所以在以上实施例中采用OID隐形码进行刻度(距离信息)的放置；但是也可以采用二维码、条形码等光学识别码或者其它机器识别码来进行刻度的放置。此时，需要使用与所采用的机器识别码相应的其它的码识别装置。
[0035]除了在扫描支撑板15 —侧放置OID隐形码之外，还优选OID隐形码在宽度方向上贯通整个扫描支撑板15，或者在扫描支撑板15的两侧都放置OID隐形码以方便医师在扫描支撑台14的两侧都能方便地定位。
[0036]在图3 Ca)所示的实施例中，将OID隐形码刻在扫描支撑板15上，并且OID隐形码表示从其所在的位置到扫描支撑板15的左端的距离。在计算患者11的要检查部位距离成像系统10的扫描面时，使用扫描支撑板台14的左端到扫描面的距离Dl减去扫描支撑台
14的左端到扫描支撑板15的左端的距离D2以及扫描支撑板15的左端到定位位置的距离(即OID隐形码所表示的距离)D3来计算患者11的要检查的部位(该要检查的部位与所点读的OID隐形码相对应)到扫描面的距离。但是，本发明并不仅限于此，根据本发明的其它实施例(参照图5)，也可以将OID隐形码刻在扫描支撑台14上，并利用其它方法来确定患者11的要检查的部位到扫描面的距离。
[0037]图5 (a)~(C)是示出根据本发明其它实施例的在Z方向定位患者的原理图。
[0038]在图5 Ca)所示出的实施例中，OID隐形码表示从其所在的位置到扫描支撑板15的右端的距离，即从扫描支撑板15的尾部开始标记OID隐形码。此时，可以使用扫描支撑板台14的右端到扫描面的距离D4、扫描支撑台14的右端到扫描支撑板15的右端的距离D5以及扫描支撑板15的左端到定位位置的距离(即OID隐形码所表示的距离)D3来计算患者
11的要检查的部位到扫描面的距离，即D3-(D5-D4)。另外，已知扫描支撑台14和扫描支撑板15的长度，可以利用图3 Ca)中的Dl、D2通过简单的线性关系来计算D4、D5，即也能够通过D1、D2、D3以及扫描支撑台14和扫描支撑板15的长度来计算患者11的要检查的部位到扫描面的距离。 [0039]在图5 (b)所示出的实施例中，将OID隐形码刻在扫描支撑台14上，并且OID隐形码表示从其所在的位置到扫描支撑台14的左端的距离。在计算患者11的要检查部位到成像系统10的扫描面的距离时，使用扫描支撑板台14的左端到扫描面的距离Dl减去扫描支撑台14的左端到定位位置的距离(即OID隐形码所表示的距离)D3来计算患者11的要检查的部位到扫描面的距离。
[0040]在图5 (C)所示出的实施例中，将OID隐形码刻在扫描支撑台14上，并且OID隐形码表示从其所在的位置到扫描支撑台14的右端的距离。在计算患者11的要检查部位到成像系统10的扫描面的距离时，使用扫描支撑板台14的右端到扫描面的距离Dl加上扫描支撑台14的右端到定位位置的距离(即OID隐形码所表示的距离)D3来计算患者11的要检查的部位到扫描面的距离。
[0041]在获得患者11的要检查的部位到扫描面的距离之后，只需要通过扫描支撑台移动装置22和/或扫描支撑板移动装置23在Z方向上移动扫描支撑台14和/或扫描支撑板15，使得扫描支撑台14和扫描支撑板15移动后的结果为上述距离即可。
[0042]在图3 (a)以及图5 (a)~(C)中示出了扫描支撑板15或者扫描支撑台14上具有机器识别码的情况，然而，本发明并不仅限于此，在其它实施例中，也可以更一般地在用于支撑扫描对象的扫描支撑件上具有表示从该机器识别码所在的位置到该扫描支撑件的一端的距离的机器识别码；而且，也可以更一般地由扫描支撑件移动装置来根据处理装置所确定的扫描对象的要检查部位到扫描面的距离来移动扫描支撑件。
[0043]图6是示出根据本发明的一个实施例的Y方向患者定位原理的示意图。在图6所示的患者定位装置中，在扫描架17的转动部16的左侧放置发射器阵列24并且在右侧对应放置接收器阵列25，发射器阵列24和接收器阵列25可以随着转动部16 —起转动，或者安装在扫描架的固定部分。发射器阵列24发射不能有效穿透扫描对象的波束。在所示的实施例中，发射器阵列24包括5个发射可见光的光发射器A~E,并且接收器阵列25包括5个光接收器!TL。本发明并不限制发射器阵列24和接收器阵列25中所包含的发射器和接收器的数量，在图6所示的实施例中优选为2个以上。在一实施例中，光接收器Hl是光电传感器。发射器阵列24和接收器阵列25的位置不限于分别在扫描架17的左右两侧，只要通过转动部16的转动能使发射器阵列24中的每个光发射器Α~Ε所发射的波束沿着X方向(如图6和图8所示)或者Y方向(如图7所示)到达接收器阵列25中的相应光接收器Hl上即可。
[0044]如图6所示，从发射器阵列24发射的光的一部分被患者11或其身体的一部分遮挡，使得这部分光线不能到达对应接收器阵列25。在图6中，由光发射器D、E所发射的光线能够到达光接收器K、L从而光接收器K、L能够检测到光，而由光发射器A、B、C所发射的光线不能够到达接收器阵列25从而光接收器H、1、J不能够检测到光。从光接收器K、L输出的信号例如为高电平，从光接收器H、1、J输出的信号例如为低电平。接收器阵列25将所产生的接收信号发送给处理装置32。处理装置32根据接收信号来判断发射器A飞所发射的波束(本实施例中为光线)是否被扫描对象遮挡，从而确定扫描对象的位置。这个数据处理可以使用位于操作控制台的处理装置32，也可以使用位于扫描架的数据处理装置。
[0045]在图6中，设接收到光线的接收器(图6中的K、L)中的最低高度为H2，扫描支撑板
15的高度为HljL 18的中心ISO (扫描旋转中心)的高度为HIS0，患者11的要检查部位的中心的高度为H3，患者11的要检查部位的中心与孔18的中心ISO的距离为HO。需要移动扫描支撑台14连同扫描支撑板15以消除HO，以使患者11的要检查部位的中心与孔18的中心重合。可以预先测量Hl和HISO并作为参数经由输入装置33预先设定好，并存储在存储装置36中。当然，在定位过程中也可以以其它方式获取Hl和HIS0。
[0046]在图6中，通过以下方式计算患者11的要扫描部位的中心H3，以及患者11需要移动的距离HO:
H3 = H1+1/2X (H2-H1) = 1/2X (H2+H1)。
[0047]HO = HIS0-H3。
[0048]由此，通过放置在成像系统的孔的两侧的成对的光发射器和光接收器，处理装置
32能够知道患者身体在Y方向上的位置并且移动扫描支撑台14来调整患者高度。可以通过扫描支撑台移动装置22来根据处理装置32所确定的距离来移动扫描支撑台14，从而调整患者11的高度H1，使得HO = O。即患者11的要检查部位的中心与孔18的中心(孔18的中心)对准。
[0049]在图6中选择光发射器D的高度H2作为患者11的上边缘的定位基准，该光发射器D所发射的波束(光线)未被患者11遮挡，而与其相邻的光发射器C所发射的光线被患者11遮挡。类似地，还可以选择光发射器C的高度H2’作为定位基准，该光发射器C所发射的波束(光线)被患者11遮挡，而与其相邻的光发射器D所发射的光未被患者11遮挡。
[0050]如图6所示，光发射器D的高度H2高于患者11的上边缘，并且光发射器C的高度H2’低于患者11的上边缘，这样计算的误差是光发射器C和光发射器D之间的距离(H2-H2’)。为了进一步减小误差，优选采用光发射器C、D的平均高度(H2+H2’)/2代替H2，其中光发射器C所发射的光线被患者11遮挡，而与其相邻的光发射器D所发射的光线未被患者11遮挡，这样计算的平均误差为光发射器C和光发射器D之间的距离的一半(H2-H2’)/2。
[0051]类似地为了提高计算的精确性，在本发明的一个实施例中，优选每个传感器之间的距离为3-5mm或者更小。但是光发射器之间的距离过小时，光发射器之间的干扰增大，有可能不利于患者的精确定位。
[0052]也可以采用光线以外的其它电磁波或者声波等波束，但需要满足以下几个条件:(I)对人体无害；(2)不能有效穿透人体；(3)发散角小，在几十厘米的传播后束宽保持在毫米量级；(4)能够简单地与电信号相互转换，并且发射器和接收器都能小型化。在本发明的一个实施例中，可以采 用He-Ne激光等发散角较小的激光源来提高定位的精确性。在本发明的一个实施例中，可以采用准直装置对激光进行准直。在另一实施例中，优选使用发光二极管(LED)、激光二极管(LD)、半导体激光器等作为发射器来节约成本。
[0053]在本发明的另一个实施例中，优选采用不可见光(例如近红外光)、超声波等代替He-Ne激光，以避免对患者视觉造成影响。[0054]要注意的是，本实施例中的患者定位原理与现有的激光定位灯并不相同，现有的激光定位灯沿着Y方向发射激光，医师根据激光定位灯照在患者11身体上光点位置来在Z方向上移动患者。激光定位灯需要依赖于医师的主观判断来确定患者11的位置，从而不能够精确地确定患者的位置，并且需要发射便于医师观察的可见光。
[0055]在将患者11的要检查部位推进孔18中之后，进行本实施例的垂直(Y)方向患者定位过程。只需要按压按钮或者通过输入装置33 (为了安全考虑)来启动发射器阵列24，系统即可自动启动扫描支撑台移动装置22并移动扫描支撑台14直到患者的要检查部位的中心和扫描架中心重合。
[0056]通过使用本实施例的Y方向定位过程,可以精确地定位患者身体外形,并且可以根据患者身体外形来自动地设置扫描支撑台的高度，由此，更精确地将患者的实际中心与ISO中心对准。通过这种方式，可以更快并且更精确地定位患者，由此，改进了成像质量并加速了整个扫描过程。
[0057]在上述实施例中，通过检测患者11的要检查部位的上边缘并利用患者11的要检查部位的下边缘的高度(即扫描支撑板15的高度)来计算患者11在Y方向的中心。同样，还可以将转动部16转动90度，从而在X方向上定位患者。当转动部16转动90度时，可以检测患者11的要检查部位的左边缘和患者11的要检查部位的右边缘来计算患者11在X方向的中心，并在X方向上移动扫描支撑台14来将患者在X方向的中心与扫描架17的ISO对准。
[0058]在图7中示出这种情况，图7是示出根据本发明的一个实施例的X方向患者定位原理的示意图。将图 6中的转动部16转动90度来确定患者11身体的X方向的位置。与图6类似，首先检测患者11的要检查部位的右边缘的位置L2。如图7所示，从发射器阵列24发射的光的一部分被患者11或其身体的一部分遮挡，使得这部分光线不能到达对应接收器阵列25。在图7中，由光发射器D、E所发射的光线能够到达光接收器K、L从而光接收器K、L能够检测到光，而由光发射器A、B、C所发射的光线不能够到达接收器阵列25从而光接收器H、1、J不能够检测到光。从光接收器K、L输出的信号例如为高电平，从光接收器
H、1、J输出的信号例如为低电平。接收器阵列25将接收信号发送给处理装置32来进行计算。处理装置32根据接收信号来判断发射器A~E所发射的光线是否被患者11遮挡，从而确定患者11的右边缘的位置。
[0059]类似地，在图7中可以选择光发射器D作为定位基准来确定患者11的身体右边缘距离某个确定平面的距离L2，该光发射器D所发射的波束(光线)未被患者11遮挡，而与其相邻的光发射器C所发射的光线被患者11遮挡。类似地，还可以选择光发射器C的位置最为定位基准来确定L2，该光发射器C所发射的波束(光线)被患者11遮挡，而与其相邻的光发射器D所发射的光未被患者11遮挡。另外，还可以采用光发射器C、D的位置取其平均值来确定L2。
[0060]然后类似地检查LI，可以将转动部16再转动180度来用类似的方法确定患者11身体的左边缘距离上述确定平面的距离LI。
[0061]然后使用以下的方式计算患者11的中心以及需要移动的距离。
[0062]L3 = 1/2X (L2+L1)。
[0063]LO = LIS0-L3。[0064]可以预先测量LI和LISO并作为参数经由输入装置33预先设定好，并存储在存储装置36中。当然，在定位过程中也可以以其它方式获取LI和LIS0。
[0065]现在参考图8，图8是示出根据本发明的另一实施例的Y方向患者定位原理的示意图。在图8的实施例中，在转动部16上还装有引导件27，发射器阵列24中的发射器和接收器阵列25中的接收器能够沿着与发射波束的方向垂直的方向移动。可以以连续方式或者步进方式移动发射器和接收器。此时，即使是仅使用一个光发射器D和一个光接收器K也可以简单而快速地实现患者11的定位。如图8所示，光发射器D (图中用实线示出)发射的光能够到达光接收器K (图中用实线示出)，此时光发射器D的高度为H2。光发射器D和光接收器K以步进方式移动，并且在下一时刻分别到达图8中的虚线所示出的位置，此时光发射器D所发射的光不能够到达光接收器K，并且光发射器D的高度为H2’。可以采用以下方式计算患者11的要检查部位的中心H3，以及患者需要移动的距离HO:
H3 = H1+1/2X (H2-H1) = 1/2X (H2+H1)。
[0066]HO = HIS0-H3。
[0067]还可以使用H2’或者(H2+H2’ ) /2来代替上述式子中的H2来进行计算。
[0068]也就是说，根据发射器D的所发射的波束未被扫描对象遮挡的位置(例如图中的实线位置)、发射器D的所发射的波束被扫描对象遮挡的下一位置或上一位置(例如图中的虚线位置)中的一者或者两者来确定扫描对象的位置。
[0069]图9是示出根据本发明的患者位置调整方法50的流程图。如图9所示，在步骤S51中，定位患者的 要检查部位。在患者11躺在扫描支撑台14的扫描支撑板15上的情况下，医师用点读笔40点读刻在扫描支撑板15上的OID隐形码等机器识别码来选择患者的要检查部位。点读笔40的读取头41识别所选择的OID隐形码并通过点读笔40所具有的扬声器44发出“嘀”的声音或以其它方式来通知医师已经成功选择了定位位置。点读笔40的CPU 42解码该OID隐形码，获得该OID隐形码所表示的距离，并将该OID隐形码所表示的距离发送给扫描架17，并进一步经由扫描架17发送给处理装置32。处理装置32通过以上详细描述的方式根据解码出的该机器识别码所表示的距离来确定扫描对象的要检查部位到成像系统10的扫描面的距离。
[0070]在接下来的步骤S52中，根据处理装置32所确定的扫描对象的要检查部位到成像系统10的扫描面的距离，处理装置32控制扫描支撑台移动装置22和/或扫描支撑板移动装置23来移动扫描支撑台14和/或扫描支撑板15，从而在Z方向上将患者11移动到扫描面。
[0071]在接下来的步骤S53中，在Y方向上定位患者11。在将患者在Z方向上移动到扫描面之后，自动地或者由医师手动地(例如通过输入装置33输入命令或者按压按钮等)开始Y方向上的患者外形的识别和定位。利用放置在成像系统10的孔18的一侧的发射器发射不能有效穿透患者11的波束(例如光)，所发射的光的至少一部分被患者遮挡而不能够到达接收器。利用放置在成像系统10的孔18的另一侧的接收器接收发射器所发射的波束，并将所产生的接收信号发送给处理装置32。处理装置32通过以上详细描述的方式根据所述接收器的接收信号来判断发射器所发射的波束是否被患者11遮挡，从而确定患者11在Y方向的位置。处理装置32还确定患者11的要检查部位在Y方向的中心到孔18的中心的距离。[0072]在接下来的步骤S54中，自动抬高或降低扫描支撑台14来在Y方向上使患者11的中心与孔18的中心(ISO)对准，处理装置32控制扫描支撑台移动装置22来在Y方向上移动扫描支撑台14，从而在Y方向上将患者11的中心与孔18的中心对准。
[0073]在接下来的步骤S55中，在X方向上定位患者11。在将患者11的中心与孔18的中心在Y方向上对准之后，自动地或者由医师手动地(例如通过输入装置33输入命令或者按压按钮等)开始X方向上的患者外形的识别和定位。将转动部转动90度，利用放置在成像系统10的孔18的一侧的发射器发射不能有效穿透患者11的波束(例如光)，所发射的光的至少一部分被患者遮挡而不能够到达接收器。利用放置在成像系统10的孔18的另一侧的接收器接收发射器所发射的波束，并将所产生的接收信号发送给处理装置32。处理装置32通过以上详细描述的方式根据所述接收器的接收信号来判断发射器所发射的波束是否被患者11遮挡，从而确定患者11在X方向的位置。处理装置32还确定患者11的要检查部位在X方向的中心到孔18的中心的距离。
[0074]在接下来的步骤S54中，自动地在X方向移动扫描支撑台14和/或扫描支撑板15来在X方向上使患者11的中心与孔18的中心对准。处理装置32控制扫描支撑台移动装置22和/或扫描支撑板移动装置23来在X方向上移动扫描支撑台14和/或扫描支撑板15，从而在X方向上将患者11的中心与孔18的中心对准。
[0075]通过以上过程，能够快速并且精确地将扫描对象的要检查部位移动到成像系统的扫描面，并且将扫描对象的要检查部位的中心与扫描面的中心对准。
[0076]本发明的某些实施例可以省略一个或多个方法步骤和/或以与所列出的顺序不同的顺序来执行步骤。例如，在本发明的某些实施例中可不执行一些步骤。在本发明的某些实施例中，可以先进行X方向上的患者定位，再进行Y方向上的患者定位。作为另外的示例，可以按照不同于以上所列的时间顺序(包含同时地)来执行某些步骤。
[0077]本发明的处理装置32包含耦合到互连总线的处理器(未图示)。该处理器可以是任何合适的处理器、处理单元或微处理器。尽管图2中未示出，但处理装置32可以是多处理器系统并且可包含在通信上耦合到互连总线的一个或多个附加处理器。
[0078]本发明的操作控制台中的一个或者多个装置(例如处理装置32)也可以位于“云”端，并且通过网络连接到操作控制台31的其它部分。这样的网络连接包括但不限于通过局域网、广域网、城域网、互联网、医院内部网等的有线和/或无线连接。
[0079]存储装置36可包含任何类型的易失性和/或非易失性存储器，例如，静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、闪速存储器、只读存储器(ROM)、大容量存储器等。大容量存储器可包含硬盘驱动、光驱、磁带存储装置等。
[0080]某些实施例预期任何机器可读介质上的方法、系统和计算机程序产品来实现上述功能性。例如，某些实施例可以使用现存的计算机处理器、或并入用于这个或另一目的的专用计算机处理器、或由硬线和/或固件系统来实现。
[0081] 例如，上述系统的部件和/或方法的步骤中的一个或多个可以用硬件、固件和/或软件的指令集单独或组合地实现。某些实施例可以作为驻留于计算机可读介质(例如，存储器、硬盘、DVD或⑶)上的指令集提供，用于在通用计算机或其它处理装置上的执行。
[0082]本书面描述使用示例来公开本发明，包含最佳模式，并且也使本领域的任何技术人员能够实践本发明，包含制造和使用任何装置或系统并且进行任何并入的方法。本发明的可专利范围由权利要求来定义，并且可包含本领域技术人员想到的其它示例。如果这样
的其它示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或如果其包含与权利要求的
字面语言具有没有实质性差别的等效结构元件，则旨在这样的其它示例落在权利要求的范围内。
[0083]部件列表:
10成像系统 11患者
12X射线管 13检测器 14扫描支撑台 15扫描支撑板
16转动部 17扫描架 18孔
21识别装置
22扫描支撑台 移动装置
23扫描支撑板移动装置
24发射器阵列
25接收器阵列
A~E光发射器
H^L光接收器
26发射控制
27引导件
31操作控制台
32处理装置
33输入装置
34显不器
35数据缓冲器
36存储装置
40点读笔
41读取头
42 CPU
43存储器
44扬声器
45连接线
50过程
S51~S55步骤。
【权利要求】
1.一种成像系统，包括: 扫描支撑件，用于支撑扫描对象，在所述扫描支撑件上具有机器识别码，所述机器识别码表示从所述机器识别码所在的位置到所述扫描支撑件的一端的距离； 处理装置；以及 识别装置，电连接到所述处理装置，所述识别装置识别所述机器识别码，解码出所述机器识别码所表示的距离，并将所述机器识别码所表示的距离发送给所述处理装置， 其中所述处理装置根据所述机器识别码所表示的距离来确定所述扫描对象的要检查部位到所述成像系统的扫描面的距离。
2.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述处理装置根据所述扫描支撑件的所述端到所述扫描面的距离以及所述机器识别码所表示的距离来确定所述扫描对象的要检查部位到所述扫描面的距离。
3.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述成像系统还包括: 扫描支撑件移动装置，根据所述处理装置所确定的所述扫描对象的要检查部位到所述扫描面的距离来移动所述扫描支撑件。
4.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述成像系统还具有存储装置，存储有所述扫描支撑件的所述端到所述扫描面的距离。
5.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述扫描支撑件是位于扫描支撑台上的扫描支撑板，并且所述处理装置根据所述扫描支撑台的一端到所述扫描面的距离、所述扫描支撑台的所述端到所述扫描支撑板的所述端的距离、以及所述机器识别码所表示的距离采用线性运算来确定与所述机器识别码相对应的所述扫描对象的要检查部位到所述成像系统的扫描面的距离。
6.根据权利要求5所述的成像系统，其中所述成像系统还具有存储装置，存储有所述扫描支撑台的所述端到所述扫描面的距离、所述扫描支撑台的所述端到所述扫描支撑板的所述端的距离。
7.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述机器识别码是OID隐形码、条形码、二维码或其任何组合。
8.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述机器识别码在宽度方向上贯通整个扫描支撑件，或者在扫描支撑件的一侧或两侧放置所述机器识别码。
9.根据权利要求1所述的成像系统,其中所述成像系统为CT系统、PET系统和MRI系统中的任一个；所述扫描对象为人体或者其一部分。
10.根据权利要求3所述的成像系统，其中所述扫描支撑件是扫描支撑台、所述扫描支撑件移动装置是扫描支撑台移动装置；或者所述扫描支撑件是位于扫描支撑台上的扫描支撑板、所述扫描支撑件移动装置是扫描支撑板移动装置。
11.一种成像系统中定位扫描对象的方法，包括: 识别并解码在用于支撑扫描对象的扫描支撑件上所具有的机器识别码，所述机器识别码表示从所述机器识别码所在的位置到所述扫描支撑件的一端的距离； 根据解码出的所述机器识别码所表示的距离来确定所述扫描对象的要检查部位到所述成像系统的扫描面的距离。
12.根据权利要求11所述的成像系统中定位扫描对象的方法，其中，根据解码出的所述机器识别码所表示的距离来确定所述扫描对象的要检查部位到所述成像系统的扫描面的距离的步骤是根据所述扫描支撑件的所述端到所述扫描面的距离以及所述机器识别码所表示的距离来确定所述扫描对象的要检查部位到所述扫描面的距离。
13.根据权利要求11所述的成像系统中定位扫描对象的方法，还包括: 根据所确定的所述扫描对象的要检查部位到所述扫描面的距离来移动所述扫描支撑件。
14.根据权利要求11所述的成像系统中定位扫描对象的方法,其中将所述扫描支撑件的所述端到所述扫描面的距 离存储在所述成像系统的存储装置中。
15.根据权利要求11所述的成像系统中定位扫描对象的方法,其中所述扫描支撑件是位于扫描支撑台上的扫描支撑板，并且根据解码出的所述机器识别码所表示的距离来确定所述扫描对象的要检查部位到所述成像系统的扫描面的距离的步骤是根据所述扫描支撑台的一端到所述扫描面的距离、所述扫描支撑台的所述端到所述扫描支撑板的所述端的距离、以及所述机器识别码所表示的距离采用线性运算来确定与所述机器识别码相对应的所述扫描对象的要检查部位到所述成像系统的扫描面的距离。
16.根据权利要求15所述的成像系统中定位扫描对象的方法，其中将所述扫描支撑台的所述端到所述扫描面的距离、所述扫描支撑台的所述端到所述扫描支撑板的所述端的距离存储在所述成像系统的存储装置中。
17.根据权利要求11所述的成像系统中定位扫描对象的方法，其中所述机器识别码是OID隐形码、条形码、二维码或其任何组合。
18.根据权利要求11所述的成像系统中定位扫描对象的方法，其中所述机器识别码在宽度方向上贯通整个扫描支撑件，或者在扫描支撑件的一侧或两侧放置所述机器识别码。
19.根据权利要求11所述的成像系统中定位扫描对象的方法，其中所述成像系统为CT系统、PET系统和MRI系统中的任一个；所述扫描对象为人体或者其一部分。
20.根据权利要求11-14的任一项所述的成像系统中定位扫描对象的方法，其中所述扫描支撑件是扫描支撑台或者位于扫描支撑台上的扫描支撑板。
21.一种成像系统，包括: 发射器，位于所述成像系统的孔的一侧，所述发射器发射不能有效穿透扫描对象的波束； 接收器，位于所述成像系统的孔的另一侧，所述接收器接收所述发射器所发射的波束，并将接收信号发送给处理装置；以及 处理装置，电连接到所述接收器，根据所述接收信号来判断所述发射器所发射的波束是否被扫描对象遮挡，从而确定所述扫描对象的位置。
22.根据权利要求21所述的成像系统，其中所述处理装置根据所发射的波束未被所述扫描对象遮挡的第一发射器的位置、与所述第一发射器相邻的所发射的波束被所述扫描对象遮挡的第二发射器的位置中的一者或者两者来确定所述扫描对象的位置。
23.根据权利要求21所述的成像系统，其中所述成像系统还具备引导件，所述发射器和所述接收器能够沿着所述引导件在与所述发射器所发射的波束垂直的方向上移动。
24.根据权利要求23所述的成像系统，其中所述处理装置根据所述发射器的所发射的波束未被所述扫描对象遮挡的位置、所述发射器的所发射的波束被所述扫描对象遮挡的下一位置或上一位置中的一者或者两者来确定所述扫描对象的位置。
25.根据权利要求21所述的成像系统，其中所述处理装置还确定所述扫描对象的要检查部位的中心到所述孔的中心的距离。
26.根据权利要求25所述的成像系统，其中所述成像系统还包括: 扫描支撑件移动装置，根据所述处理装置所确定的距离来移动所述扫描支撑件。
27.根据权利要求21所述的成像系统，其中相邻发射器之间的距离为3飞mm，并且相邻接收器之间的距离为3~5mm。
28.根据权利要求21所述的成像系统，其中所述发射器所发射的波束为激光、不可见光或超声波。
29.根据权利要求20所述的成像系统，其中所述成像系统为CT系统、PET系统和MRI系统中的任一个；所述扫描对象为人体或者其一部分；所述发射器为LED、LD或半导体激光器。
30.根据权利要求26所述的成像系统，其中所述扫描支撑件是扫描支撑台、所述扫描支撑件移动装置是扫描支撑台移动装置；或者所述扫描支撑件是位于扫描支撑台上的扫描支撑板、所述扫描支撑件移动装置是扫描支撑板移动装置。
31.一种成像系统中定位扫描对象的方法，包括: 利用放置在所述成像系统的孔的一侧的发射器发射不能有效穿透所述扫描对象的波束； 利用放置在所述成像系统的孔的另一侧的接收器接收所述发射器所发射的波束，并产生接收信号；以及 根据所述接收器的接收信号来判断所述发射器所发射的波束是否被扫描对象遮挡，从而确定所述扫描对象的位置。
32.根据权利要求31所述的成像系统中定位扫描对象的方法，其中根据所发射的波束未被所述扫描对象遮挡的第一发射器的位置、与所述第一发射器相邻的所发射的波束被所述扫描对象遮挡的第二发射器的位置中的一者或者两者来确定所述扫描对象的位置。
33.根据权利要求31所述的成像系统中定位扫描对象的方法，其中所述发射器和所述接收器能够在与所述发射器所发射的波束垂直的方向上移动。
34.根据权利要求33所述的成像系统中定位扫描对象的方法，其中根据所述发射器所发射的波束未被所述扫描对象遮挡的位置、所述发射器的所发射的波束被所述扫描对象遮挡的下一位置或上一位置中的一者或者两者来确定所述扫描对象的位置。
35.根据权利要求31所述的成像系统中定位扫描对象的方法，还包括:确定所述扫描对象的要检查部位的中心到所述孔的中心的距离。
36.根据权利要求35所述的成像系统中定位扫描对象的方法，还包括: 根据所确定的距离来移动所述扫描支撑件。
37.根据权利要求31所述的成像系统中定位扫描对象的方法，其中相邻发射器之间的距离为3飞臟，并且相邻接收器之间的距离为3~5mm。
38.根据权利要求31所述的成像系统中定位扫描对象的方法，其中所述发射器所发射的波束为激光、不可见光或超声波。
39.根据权利要求31所述的成像系统中定位扫描对象的方法，其中所述成像系统为CT系统、PET系统和MRI系统中的任一个；所述扫描对象为人体或者其一部分；所述发射器为LED、LD或半导体激光器。
40.根据权利要求36所述的成像系统中定位扫描对象的方法，其中所述扫描支撑件是扫描支撑台或者位于扫描支撑台上的扫描支撑板。
【文档编号】A61B6/04GK103961133SQ201310038054
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年1月31日 优先权日:2013年1月31日
【发明者】徐慧君, 杨领锋, 李庆雷, 刘丽娜, 晓鹤 申请人:Ge医疗系统环球技术有限公司