一种摆位控制方法和装置与流程

文档序号:11115582阅读:804来源:国知局
一种摆位控制方法和装置与制造工艺

本申请涉及医疗设备技术,特别涉及一种摆位控制方法和装置。



背景技术:

在医疗领域的影像学诊断技术中,通常可以将放射性物质注射入被扫描对象的体内,并由探测装置探测该物质,根据该物质的接收信息就可以重建出被扫描对象的组织图像,根据图像诊断被扫描对象的病灶。其中,在向被扫描对象注射完放射性物质后,还需要对被扫描对象进行摆位,将被扫描对象定位在用于执行扫描的位置。例如,在利用正电子发射计算机断层扫描(Positron Emission Tomograph,简称:PET)设备对患者进行扫描时,医生可以在患者注射完核素后,站在设备机架旁操作控制面板,手动对患者进行摆位,使得患者的被扫描部位位于设备的中心筒中合适的位置。但是,这种方式不仅使得医生可能受到患者体内的放射性核素的辐射风险,并且手动操控的精度较差,对患者的摆位可能出现一定的偏差,影响扫描效果。



技术实现要素:

有鉴于此,本申请提供一种摆位控制方法和装置,以避免医生的辐射风险,且实现快速准确的自动摆位。

具体地,本申请是通过如下技术方案实现的:

第一方面,提供一种摆位控制装置,所述装置包括:

数据分析模块,用于根据被扫描对象的位置图像,确定承载所述被扫描对象的扫描床的移动距离;

数据通信模块,用于将所述扫描床的移动距离,传输至扫描床控制装置,以使得扫描床控制装置控制所述扫描床移动。

第二方面,提供一种摆位控制系统,所述系统包括:

摄像头,用于采集被扫描对象的位置图像;

摆位控制装置,用于根据所述摄像头采集的位置图像,确定承载所述被扫描对象的扫描床的移动距离;

扫描床控制装置,用于接收所述摆位控制装置传输的扫描床的移动距离,并根据所述移动距离控制所述扫描床移动。

第三方面,提供一种摆位控制方法,所述方法包括:

根据被扫描对象的位置图像,确定承载被扫描对象的扫描床的移动距离;

将所述扫描床的移动距离,传输至扫描床控制装置,以使得扫描床控制装置控制所述扫描床移动。

本申请提供的摆位控制方法和装置,通过由摆位控制装置自动根据摄像头采集的图像,分析扫描床的移动距离,并且由扫描床控制装置据此执行对控制床的移动控制,这样医生就不用手动摆位,避免了医生的辐射风险;并且,这种方式是根据采集图像计算分析得到扫描床的移动距离,相对于人工观察手动摆位,更加快速和准确,从而实现了快速准确的自动摆位。

附图说明

图1是本申请一示例性实施例示出的一种PET-CT设备的示意图;

图2是本申请一示例性实施例示出的一种摆位控制系统的结构示意图;

图3是本申请一示例性实施例示出的一种摆位控制装置的结构示意图;

图4是本申请一示例性实施例示出的一种SoC的结构示意图;

图5是本申请一示例性实施例示出的一种PET-CT设备的应用结构;

图6是本申请一示例性实施例示出的一种对患者自动摆位的执行过程;

图7是本申请一示例性实施例示出的一种患者的身份部位定标示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在放射性医疗影像领域,在向被扫描对象(例如,患者)注射完获得影像所需的放射性物质后,对其进行扫描之前,还需要对该被扫描对象进行“摆位”。所述的摆位,即通过移动被扫描对象所在的扫描床,使得扫描床将被扫描对象带至合适的扫描执行位置,比如,将被扫描对象移至扫描中心筒的中心(在扫描中心筒内进行扫描),以达到较好的扫描效果。

图1示例了一个PET-CT设备,该设备可以包括机架11、扫描中心筒12、扫描床13,患者14躺在扫描床13上,患者14的体内已经注射了放射性核素。在进入扫描中心筒12内部进行扫描之前,可以对患者14进行摆位,即控制扫描床13移动,使得扫描床13带动患者14移动到扫描中心筒12的中心处,具体可以是将患者14的被扫描部位移至筒内中心,然后再执行扫描。医生可以在控制台计算机15处控制和观察本次扫描过程,比如,可以在控制台计算机15处设置一些扫描参数。

如果负责对患者扫描的医生,站在机架11旁边手动操作设备的控制面板移动扫描床,这种手动摆位方式,使得医生容易遭受辐射,而且手动控制的精度较差,因此,本申请旨在提供一种摆位控制方法,以使得医生可以站在控制台计算机15处,就可以实现自动控制扫描床移动,且可以准确移动到合适的扫描执行位置,比如,移动至扫描中心筒12的中心位置。

用于执行本申请实施例的摆位控制方法的系统结构,可以参见图2的示例。图2所示为一摆位控制系统,该系统可以包括如下几个部分:

摄像头21,用于采集被扫描对象的位置图像。

该位置图像是用于计算扫描床移动相关参数所依据的图像。例如,在患者进入扫描中心筒之前,该位置图像可以是患者以扫描体位(如,平躺)躺在扫描床上时,摄像头对患者全身俯视拍摄的俯视图像。

该摄像头的设置位置,以能够采集到所需要的位置图像为准。

摆位控制装置22,与摄像头21可以通信连接,使得摄像头21能够将采集到的位置图像传输至该摆位控制装置22。该摆位控制装置22可以根据位置图像,结合图像识别和分析技术,确定扫描床应移动的距离,例如,其可以计算出扫描床需要移动x1距离,以使得患者的被扫描部位进入扫描中心筒中。

扫描床控制装置23,分别与摆位控制装置22和扫描床通信连接,可以根据摆位控制装置22传输的扫描床移动距离,控制扫描床移动。

例如,该扫描床控制装置23可以是运行于控制台计算上的扫描控制软件。

上述摆位控制系统的采用,可以由摆位控制装置自动根据摄像头采集的图像,分析扫描床的移动距离,并且由扫描床控制装置据此执行对控制床的移动控制,这样医生就不用手动摆位,避免了医生的辐射风险;并且,这种方式是根据采集图像计算分析得到扫描床的移动距离,相对于人工观察手动摆位,更加快速和准确,从而实现了快速准确的自动摆位。

其中,在摆位控制系统中的摆位控制装置,是用于根据摄像头采集的位置图像来分析确定扫描床如何移动的部件,该部件至少包括图3所示的两个模块。如图3所示,该摆位控制装置可以包括:

数据分析模块31,用于根据被扫描对象的位置图像,确定承载所述被扫描对象的扫描床的移动距离;

数据通信模块32,用于将所述扫描床的移动距离,传输至扫描床控制装置,以使得扫描床控制装置控制所述扫描床移动。

在一个例子中,摆位控制装置可以实现在基于ARM的SoC(System on Chip)上,如图4所示,该Soc可以包括:DSP(Digital Signal Processing)、ARM CORE(ARM核心)、Ethernet、CAN、DDR。

其中,DSP和ARM CORE相当于装置中的数据分析模块,可以执行一些分析处理的任务。比如,DSP可以对摄像头采集的图像进行图像预处理,而ARMCORE可以负责根据图像计算扫描床的移动距离。Ethernet、CAN相当于装置中的数据通信模块,可以用于在SoC与扫描床控制装置之间的数据传输,例如,将SoC确定的扫描床的移动距离传输至扫描床控制装置,以用于对扫描床的移动控制。DDR为内存,可以用于数据分析处理中所需要的存储。

本实施例并不限制摆位控制装置例如SoC的设置位置,例如,可以设置在PET-CT设备的机架中,或者单独设置在机架外的某个设备中,只要将摆位控制装置与摄像头和扫描床控制装置之间建立通信连接即可。

图5以PET-CT为例,描述将本申请的摆位控制系统应用在图1所示的PET-CT设备时的应用结构,但是可以理解的是,本申请的摆位控制系统也可以应用于其他设备,比如,PET设备、PET/MR设备等。

如图5所示,可以在机架11的顶部设置一个顶部摄像头51,还可以在扫描中心筒12的内部设置一个筒内摄像头52,例如,可以在扫描中心筒的入口处,于该入口上方的机架顶部安装一个顶部摄像头,且该顶部摄像头朝下拍摄;筒内摄像头52可以设置在扫描中心筒沿扫描床进床方向的中心筒中间位置,且设置在中心筒内的上方筒壁上,朝下拍摄,以拍摄到扫描床上的患者。此外,扫描中心筒12的内部还设有激光定位灯,该激光定位灯可以用于定位筒内中心位置,筒内中心位置是适合扫描的扫描执行位置。

本例子中,可以在机架外部设置一个摆位控制装置53,该摆位控制装置53可以是一个SoC,且该装置与顶部摄像头51、筒内摄像头52均通信连接,以接收摄像头采集的位置图像。摆位控制装置53还与扫描床控制装置通信连接,该扫描床控制装置可以是运行于控制台计算机15上的控制软件;扫描床控制装置与扫描床13之间也通信连接,以控制扫描床的进床移动。

其中,在通信连接上,包括两种连接线路,一路主要负责将摄像头采集的视频数据传输至扫描床控制装置,比如通过图5中的LAN线路传输,以使得医生可以在控制台计算机15处实时观察患者的状况和位置;另一路采用CAN通信,比如,图5中的摆位控制装置53与扫描床控制装置之间,以及扫描床控制装置与扫描床13之间,都有CAN线路连接,以通过该线路传输扫描床控制装置与摆位控制装置、或者扫描床之间的数据,例如,摆位控制装置通过CAN线路将扫描床的移动距离传输至扫描床控制装置,扫描床控制装置通过CAN线路传输扫描床移动的控制指令,或者,扫描床控制装置通过CAN线路将患者的选定被扫描的部位信息传输至摆位控制装置。

如下结合图6,说明在图5所示的应用结构的基础上,对患者进行自动摆位的执行过程:

在步骤601中,顶部摄像头采集患者位于扫描床上的俯视图像。

例如,当医生在控制台计算机15的控制软件(如,扫描床控制装置)处点击开始摆位的指示键后,图5中位于机架顶部的顶部摄像头51可以开始采集患者14以扫描体位躺在扫描床13上的俯视图像。本例子中,顶部摄像头51可以俯视拍摄到患者全身,在一个例子中,可以拍摄到完整的扫描床以及扫描床上的患者全身,这样更有助于后续根据俯视图像进行患者身体部位的定标。

在步骤602中,摆位控制装置根据俯视图像,定位患者的各个身体部位,在沿扫描床进床方向上对应的坐标范围。

本步骤中,可以由图5中的摆位控制装置53,对步骤601中顶部摄像头51采集的俯视图像进行图像识别,确定患者的各个身体部位的坐标范围,这一步骤即为对患者身体部位进行定标。例如,患者14可以包括:头部、胸部、腹部等各个身体部位,建立一个坐标系,该坐标系包括沿扫描床进床方向(也可以称水平方向)的水平坐标轴、以及垂直于扫描床的垂直坐标轴,示例性的,可以将扫描床远离机架的端部设为水平坐标轴的坐标原点,可以标识出上述的各个身体部位在沿扫描床进床方向上的坐标范围。

在一个例子中,为了快速的标识上述的坐标范围,可以先确定患者的身高,即确定图7中的L1,该患者的头部到脚部的范围,是从x1至x2,L1=x2-x1。然后,可以根据人体的体型比例模型,确定各个身体部位对应的坐标范围,比如,图7所示例,头部对应的坐标范围是x1至x3,腹部对应的坐标范围是x4至x5,当然还可以确定其他的身体部位对应的坐标范围,不再列举。

在步骤603中,摆位控制装置根据选定被扫描的对象部位对应的坐标范围,确定扫描床的水平进床距离。

例如,假设医生可以在控制台计算机处的控制软件即扫描床控制装置处,选定被扫描的对象部位是患者的头部,扫描床控制装置可以将该选定头部的信息,通过图5中的CAN线路传输至摆位控制装置例如SoC,摆位控制装置可以根据该选定的头部对应的坐标范围x1至x3,按照预定的算法计算如果要头部移动至扫描中心筒的中心位置,对应的扫描床在水平方向的移动距离是多少。上述计算可以称为确定与选定被扫描的对象部位对应的扫描床移动距离,不同的选定身体部位,对应的扫描床移动距离是不同的。而摆位控制装置计算该扫描床移动距离所依据的算法,可以根据扫描床的位置、建立的坐标系、筒内中心位置等因素之间的关系预先建立。

在步骤604中,摆位控制装置将确定的扫描床的水平进床距离,传输至扫描床控制装置。

例如,摆位控制装置可以通过与扫描床控制装置之间的CAN线路,将步骤603确定的水平进床距离的数据传输至控制台计算机上运行的扫描床控制装置。

在步骤605中,扫描床控制装置控制扫描床水平移动。

例如,控制台计算机上运行的扫描床控制装置,可以通过与扫描床之间的CAN线路,向扫描床传输控制指令,控制扫描床水平进床。

经过本步骤的移动后,扫描床上的患者可以移动至扫描中心筒的筒内,大致到达扫描执行的位置。但是,有可能还未精准到达扫描执行位置,比如,由于控制误差,扫描床的水平方向尚有位置误差,未到达预定的筒内水平位置,并且,扫描中心筒内的激光定位灯的定位位置是筒内中心位置,扫描床上的患者可能在垂直方向上也未到达该中心位置。因此,后续步骤将进行更精准的扫描床位置摆位调整,以使得准确到达筒内中心位置。

在步骤606中,筒内摄像头采集患者进入扫描中心筒内之后,位于中心筒中的筒内图像。

例如,扫描中心筒内的筒内摄像头所采集的筒内图像,可以传输至摆位控制装置,该筒内图像可以显示出患者在扫描中心筒中所处的位置,并且可以显示出患者所处位置与激光定位灯所定位的筒内中心位置之间的距离偏差,该距离偏差包括水平方向和垂直方向的偏差。

在步骤607中,摆位控制装置根据筒内图像以及扫描中心筒内激光定位灯的定位位置,确定选定被扫描的患者身体部位在扫描中心筒中的垂直移动距离。

例如,尽管患者被选定扫描的头部在扫描中心筒内到达了水平中心位置,但仍未到达垂直方向的垂直中心位置,则可以通过图像识别计算出垂直方向的距离偏差,确定出扫描床待移动的垂直移动距离。示例一种计算方式:例如,筒内摄像头在拍摄进入扫描中心筒的扫描床上的患者时,所拍摄图像中,患者身体部位的大小随着患者距离摄像头的距离不同而不同,当患者在垂直方向上向上移动靠近筒内摄像头时,摄像头所拍摄的图像中,患者身体部位就会显示的较大,当患者在垂直方向上向下移动远离筒内摄像头时,患者身体部位就会显示的较小,即患者在垂直方向上距离摄像头的距离能够通过拍摄图像中的部位尺寸反映出来。因此,可以预先通过测试实验获取到上述的垂直位置与显示尺寸之间的量化关系,并通过图像识别得到当前拍摄图像中的身体部位尺寸(例如,患者身体的特征点之间的距离),再根据量化关系确定此时患者在垂直方向上的所处位置,从而确定需要在垂直方向上所移动的距离。

在步骤608中,摆位控制装置将扫描床的垂直移动距离,传输至扫描床控制装置。

在步骤609中,扫描床控制装置根据垂直移动距离,控制扫描床垂直移动。

经过本步骤,患者选定被扫描的身体部位,已经移动至扫描中心筒的筒内中心位置,可以执行扫描。

此外,结合图5所示,摄像头采集的视频数据可以经过摆位控制装置,实时传输至控制台计算机处的扫描床控制装置,医生可以在控制台计算机观察患者所处的位置,当确定患者位于正确的位置时,可以结束摆位,开始执行下一步的操作。

本例子中,是以对扫描床进行了水平方向调整和垂直方向的位置调整为例,在其他的应用场景中,也可以是进行水平和垂直方向调整中的任一个。

本例子的摆位控制方法,可以自动的对患者进行精准的定位,无需扫描医生摆位,扫描医生可以全程通过摄像头观察患者状态,当摆位结束后只需要确认摆位结果即可进行下面的操作,避免了医生手动摆位的辐射风险,且提高了摆位的精度和效率。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请保护的范围之内。

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