在医疗设备中定位患者的方法和系统与流程

本申请是于2013年02月21日提交中国专利局、申请号为201310055278.4、发明名称为“在医疗设备中定位患者的方法和系统”的中国专利申请的分案。

【技术领域】

本发明是有关一种在医疗设备中定位患者的方法和系统。

【技术背景】

在现有的医疗设备中定位患者的系统一般通过在医疗设备上设置观察孔，操作人员通过观察孔来手动的定位患者。此种系统需要耗时的操作，不利于操作人员的操作。当采用激光观察器来定位患者时，由于激光定位器发出的激光束可能损害眼睛，所以在定位时，医生需要告知患者闭上眼睛。对于特殊患者，需要进行眼部的遮挡，如此增加了医生的操作时间。

中国专利公告第cn100556365c号专利揭示了一种在医疗设备中定位患者的系统，操作人员通过遥控扫描床，并在显示器上观察患者的位置，来将患者的扫描部位移动到目标位置。此种定位患者的系统需要人的操作才能将扫描部位移动到目标位置，如此增加了操作人员的操作过程。

因此，确有必要提供一种改进的在医疗设备中定位患者的方法和系统，以克服上述在医疗设备中定位患者的方法和系统存在的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可以减少操作人员的操作步骤并降低操作时间的在医疗设备中定位患者的方法和系统。

本发明的在医疗设备中定位患者的方法是通过以下技术方案实现：一种在医疗设备中定位患者的方法，其包括：

输入患者的个人信息以获取与患者相匹配的人体模型；

计算患者扫描部位的位置信息；

确定目标位置的位置信息；

通过控制系统控制扫描床移动从而将扫描部位移动到目标位置；

所述计算患者扫描部位的位置信息是通过如下方式得到的：

将患者移入医疗设备的扫描腔；

确定扫描床相对所述目标位置的位置信息；

将患者放在扫描床上，确定患者在扫描床上的位置信息；

通过设置在医疗设备的扫描腔内壁上的若干个距离探测器，计算出患者身体的围径，并优化对应的人体模型，根据所述优化后人体模型并结合扫描床的位置信息及患者在扫描床上的位置信息计算出患者扫描部位的位置信息。

在优选的实施方式中，所述距离探测器设置在医疗设备的扫描腔的内壁上，所述距离探测器包括位于x或y方向上的第一距离探测器和第二距离探测器，所述距离探测器还包括位于与第一距离探测器与第二距离探测器的连线的中垂线上的第三距离探测器。

在优选的实施方式中，所述距离探测器的信号源是红外、超声或者激光。

在优选的实施方式中，所述目标位置为磁共振设备的等中心点。

在优选的实施方式中，所述人体模型包括躯干长、头径围以及说明摆位姿势的参数。

本发明的在医疗设备中定位患者的系统是通过以下技术方案实现：一种在医疗设备中定位患者的系统，其特征在于，其包括：

构建模块，用于构建与患者匹配的人体模型；

计算模块，用于根据人体模型计算患者扫描部位的位置信息；

确定模块，用于确定目标位置的位置信息；

移动模块，用于通过控制系统控制扫描床移动从而将扫描部位移动到目标位置；

所述计算患者扫描部位的位置信息是通过如下方式得到的：

将患者移入医疗设备的扫描腔；

确定扫描床相对所述目标位置的位置信息；

将患者放在扫描床上，确定患者在扫描床上的位置信息；

通过设置在医疗设备的扫描腔内壁上的若干个距离探测器，计算出患者身体的围径，并优化对应的人体模型，根据所述优化后人体模型并结合扫描床的位置信息及患者在扫描床上的位置信息计算出患者扫描部位的位置信息。

在优选的实施方式中，所述目标位置为磁共振设备的等中心点。

在优选的实施方式中，所述人体模型包括躯干长、头径围以及说明摆位姿势的参数。

与现有技术相比，本发明的在医疗设备中定位患者的方法和系统通过与患者等效的人体模型获取患者的位置信息，计算出扫描部位到目标位置的距离，通过扫描床移动将扫描部位移动到目标位置，如此减少操作步骤，并降低操作时间；且通过人体模型获取患者各部分的围径，可保证扫描床移动距离有效，不会造成患者的挤压。

【附图说明】

图1是磁共振系统的示意图。

图2是本发明在医疗设备中定位患者的方法的流程图。

图3是本发明在医疗设备中定位患者的方法的第一实施例的流程图。

图4是本发明在医疗设备中定位患者的方法的第二实施例的流程图。

图5是本发明第二实施例的床板上布置压力传感器的示意图。

图6是本发明在医疗设备中定位患者的方法的第三实施例的流程图。

图7是本发明第三实施例的距离探测器布置的示意图。

图8是本发明在医疗设备中定位患者的系统的示意图。

【具体实施方式】

请参考图1所示，图1展示了包含本发明的磁共振系统10的主要部件，该系统是通过操作员控制台12进行控制，控制台12包括键盘和/或其他输入设备13、控制面板14以及显示屏16。控制台12通过连接部件18与一台独立的电脑系统20相连，电脑系统20可以使操作员能在显示屏16上控制图像的生成和显示。该电脑系统20包括通过背板20a进行互相沟通的若干模组，这些模组包括有图像处理器模组22、cpu模组24及内存模组26，内存模组26可以是业界熟知的用于存储图像数据组的帧缓冲器。电脑系统20与硬盘28和磁碟30连接，存储图像数据和程序，而且通过高速串行连接34与一独立控制系统32相连。

控制系统32包括通过一背板32a相互连接在一起的一组模组，所述模组包括cpu模组36、通过串行连接(seriallink)40与控制台12连接的脉冲发生器模组38。控制系统32通过串行连接40接收来自操作员的需要执行的扫描序列(scansequence)的指令。脉冲发生器模组38运行系统组件，执行指定的扫描序列，输出数据，例如：射频发射的射频脉冲的计时、强度、形状，射频接收的计时和数据采集窗口的长度。脉冲发生器模组38连接到一系列梯度放大器系统42，用于控制(indicate)扫描过程中产生的梯度脉冲的时长和形状。脉冲发生器模组38能够从生理采集控制器44接收病人信息，所述生理采集控制器44通过连接到病人的若干不同的传感器采集信号，例如通过安装在病人身上的电极获取心电图信号。脉冲发生器模组38最终连接到扫描室接口电路46，扫描室接口电路46接收与病情和磁共振成像系统相关的传感器产生的信号。通过扫描室接口电路46，病人定位系统48接收指令，移动病人到指定位置进行扫描。

脉冲发生器模组38产生的梯度波形被运用到具有gx、gy、gz的梯度放大器系统42，每个梯度放大器激发梯度线圈组50中对应的一个梯度线圈，产生用于生成相应空间编码信号的磁场梯度。梯度线圈组50为磁组件52的一部分，磁组件52还包括有极化磁体54和体射频线圈56。控制系统32中的收发器模组58产生的脉冲被射频放大器60放大，通过发送/接收开关62与射频线圈56进行耦合。病人体内被激发的原子核发出的信号被射频线圈56感知到，然后通过发送/接收开关62传输到前置放大器64，放大的磁共振信号经过收发器模组58的接收部进行解调、过滤、数字化处理。发送/接收开关62可以被脉冲发生器模组38的信号控制，从而在发射模式下电性连接射频放大器60和射频线圈56，在接收模式下，电性连接前置放大器64和射频线圈56。发送/接收开关62能够使单独的射频线圈(例如表面线圈)在发射和接收的模式下使用。

射频线圈56收集的磁共振信号经过收发器模组58进行数字化处理，然后传输到控制系统32中的存储模组66。当存储模组66获取一组原始的k-空间数据后，扫描结束。原始的k-空间数据被重新整理成与每个将被重建的图像对应的单独的k-空间数据组，每个k-空间数据组被输入到阵列处理器68，进行图像重建后结合磁共振信号，形成一组图像数据,图像数据通过串行连接34传输到电脑系统20，并保存在存储装置例如硬盘28中。与控制台12发出的指令相对应，所述图像数据可以长期存储起来，例如存储在磁碟30上，或者通过图像处理器22进行进一步处理并传送到控制台12，并在显示屏16上显示。

图2为本发明一种在磁共振设备中定位患者的方法，其包括：

s201，输入患者的个人信息以获取与患者相匹配的人体模型。

在本步骤中，患者的个人信息通过键盘和/或其他输入设备13输入到电脑系统20内，并在显示屏16上显示。其中，患者的个人信息包括患者的身高、体重、年龄、扫描部位及患者在医疗设备的扫描腔内的方向等。通过所输入的患者的个人信息，在电脑系统20内匹配出一个适合该患者的人体模型数据。其中，患者在医疗设备的扫描腔内的方向包括患者头朝前或脚朝前、俯卧或仰卧、左侧卧或右侧卧。

人体模型是医疗设备中的测量程序。可以满足使用要求的人体模型主要包括下列参数：躯干长、头径围以及说明摆位姿势的参数。

s202，计算患者扫描部位的位置信息。

s203，确定目标位置的位置信息。

在本步骤中，该目标位置可以通过键盘和/或其他输入设备13输入该目标位置的位置信息，并在显示屏16上显示。在本实施方式中，所述目标位置为磁共振设备的等中心点。在其他实施方式中，该目标位置也可以是系统在刚出厂时已经设定好的位置。

s204，通过控制系统控制扫描床移动从而将扫描部位移动到目标位置。

在本步骤中，目标位置为磁共振设备的等中心点。扫描床可以获取在三个方向上的当前位置，同时根据计算出的扫描部位到等中心点的距离，通过扫描床将待扫描部位移动到等中心点。在实际应用中，本发明所述的技术方案有三种具体实施方式。

实施例1

请进一步参阅图3所示，其为本发明的第一实施例，一种在磁共振设备中定位患者的方法，其包括：

s301，输入患者的个人信息以获取与患者相匹配的人体模型。

本步骤已在上文描述，在此就不再描述。

s302，将患者移入医疗设备的扫描腔。

在本步骤中，可以通过键盘和/或其他输入设备13将扫描床移入医疗设备的扫描腔的位置输入到电脑系统20内。在移动患者时，扫描床自动地移动到所输入的位置。在其他实施方式中，也可以通过手动的方式将患者移入医疗设备的扫描腔。

s303，通过定位像扫描获取患者的定位像，通过定位像来确定患者的位置信息。

在本步骤中，通过扫描定位像获得。在扫描成像序列前，先用特定的序列扫描，产生患者的横断面、冠状面及矢状面的标准参考图像，并计算出扫描部位的位置信息。

对于某些特定部位，可以使用图像处理的方法获得待扫描部位的标志性区域，并以该标志性区域的位置信息作为扫描部位的位置信息。例如，在对头部进行扫描时，以胼胝体或脑裂的位置为准，从而计算出待扫描部位到目标位置的距离。在对脊柱进行扫描时，以脑脊液的位置看作脊柱；在对胸腹部进行扫描时，以肺与膈肌的位置看作胸腹部的位置。

s304，确定目标位置的位置信息。

本步骤已在上文描述，在此就不再描述。

s305，通过控制系统控制扫描床移动从而将扫描部位移动到目标位置。

在本实施方式中，该目标位置可以为磁共振设备的等中心点。

实施例2

请进一步参阅图4所示，其为本发明的第二实施例，一种在磁共振设备中定位患者的方法，其包括：

s401，输入患者的个人信息以获取与患者相匹配的人体模型。

本步骤已在上文描述，在此就不再描述。

s402，确定扫描床相对所述目标位置的位置信息。

在本步骤中，由于扫描床是和电脑系统20相连的，所以扫描床的位置由电脑系统20时刻监控着，扫描床的位置信息可以通过电脑系统20得到。

s403，将患者放在扫描床上，确定患者在扫描床上的位置信息。

在本步骤中，扫描床上设有定位机构，该定位机构可以为头部线圈，该头部线圈的位置与扫描床的位置关系是已知的。当患者躺在扫描床上时，将头部放入头部线圈内，由于头部线圈的位置是已知的，所以可以确定患者的头部在扫描床上的位置。

s404，通过设置在扫描床上的若干个压力传感器获取患者身体的质量分布，根据所述患者身体的质量分布等效出患者身体的围径，优化对应的人体模型，根据所述优化后人体模型并结合扫描床的位置信息及患者在扫描床上的位置信息计算出患者扫描部位的位置信息。

请进一步参阅图5所示，在本步骤中，压力传感器501是均匀分布在扫描床500上。通过压力传感器501获取患者身体的质量分布，根据所述患者身体的质量分布等效出患者身体的围径，优化对应的人体模型。由于患者的扫描部位、身高及医疗设备的扫描腔内的方向已经知道，同时患者的头部在扫描床500上的位置及扫描床500的位置已经知道，结合人体模型可以计算出患者扫描部位的位置信息。在本实施方式中，由于患者的各部分的围径已经知道，可保证扫描床移动距离有效，不会造成患者的挤压。在其它实施方式中，压力传感器501也可以根据患者与扫描床500接触的部位分布程度呈非均匀分布，在患者与扫描床500接触较多的部位分布的较密集些。

通过本步骤获取的人体模型可以对输入患者信息时获取的人体模型进行了优化，如此使计算出的患者扫描部位的位置信息更加精确，使扫描部位能更精确地移动到目标位置。

s405，确定目标位置的位置信息。

本步骤已在上文描述，在此就不再描述。

s406，通过控制系统控制扫描床移动从而将扫描部位移动到目标位置。

本步骤已在上文描述，在此就不再描述。

实施例3

请参阅图6所示，其为本发明的第三实施例，一种在医疗设备中定位患者的方法，其包括：

s601，输入患者的个人信息以获取与患者相匹配的人体模型。

本步骤已在上文描述，在此就不再描述。

s602，将患者移入医疗设备的扫描腔。

在本步骤中，可以通过手动或者自动的方式将患者移入医疗设备的扫描腔。

s603，确定扫描床的位置信息。

本步骤已在上文描述，在此就不再描述。

s604，将患者放在扫描床上，计算患者在扫描床的位置信息。

本步骤已在上文描述，在此就不再描述。

s605，通过设置在医疗设备的扫描腔内壁上的若干个距离探测器，计算出患者身体的围径，并优化对应的人体模型，根据所述优化后人体模型并结合扫描床的位置信息及患者在扫描床上的位置信息计算出患者扫描部位的信息。

请进一步参阅图7所示，在本步骤中，在磁共振设备的医疗设备的扫描腔74的x轴方向上设有第一距离探测器71、第二距离探测器72及在y轴上设有的第三距离探测器73。第三距离探测器73位于第一距离探测器71与第二距离探测器72的连线的中垂线上。当患者移入医疗设备的扫描腔74后，通过距离探测器71、72及73可以计算出患者身体的围径，并优化对应的人体模型。根据所述人体模型并结合扫描床的位置信息及患者在扫描床上的位置信息计算出患者扫描部位的位置信息。

通过本步骤获取的人体模型可以对输入患者信息时获取的人体模型进行优化，如此使计算出的患者扫描部位的位置信息更加精确，使扫描部位能更精确地移动到目标位置。

另外，由于患者表面距离医疗设备的扫描腔74的内表面的距离为已知，可保证在患者移动时，避免患者挤压到医疗设备的扫描腔74的内壁上。

距离探测器71、72及73可以利用光学或声学的反射原理，通过距离探测器71、72及73的信号源发射信号并经过人体表面反射直至接收所经历的时间，计算出探测器到人体表面的距离。距离探测器71、72及73的信号源可以是红外、超声或者激光等。

s606，确定目标位置的位置信息。

本步骤已在上文描述，在此就不再描述。

s607，通过控制系统控制扫描床移动从而将扫描部位移动到目标位置。

本步骤已在上文描述，在此就不再描述。

请参阅图8所示，一种在医疗设备中定位患者的系统，其包括构建模块801、计算模块802、确定模块803和移动模块804。

构建模块801，用于构建与患者匹配的人体模型。

人体模型是医疗设备中的测量程序，其由制造商提供。

计算模块802，用于根据人体模型计算患者扫描部位的位置信息。

确定模块803，用于确定目标位置的位置信息。

移动模块804，用于通过控制系统控制扫描床移动从而将扫描部位移动到目标位置。

本发明并不局限于磁共振设备。在其他医疗设备中，如计算机断层扫描设备或者正电子发射层析摄影设备也可以应用。

以上所述仅为本发明的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变化，均为本发明的权利要求所涵盖。