。通过调整扫描仪参数，系统可被配置成i全释扫描过程中的患者移动， W产生更清楚或更好的对象图像。在一个实施例中，嘴插入物或护嘴被配置成使上齿露出， 可被配置成插入的对象的嘴中W使检测器在扫描过程中产生上齿的图像。在一实施例中， 嘴插入物或护嘴不需要针对对象的具体嘴型而定制。在一个实施例中，嘴插入物或护嘴是 "一种尺寸适用全部"的嘴插入物或护嘴，其被配置成将上唇移动至向上位置W使上齿在扫 描过程中露出。
[0061] 在一个实施例中，系统可被配置成识别对象的特征。例如，系统可被配置成检测与 对象上的特定点的距离或对象的表面纹理或者被投影到对象上的图像。基于对象的特征的 检测，系统可被配置成追踪由检测器产生的后继图像中的特征的移动。在一个实施例中，系 统可被配置成适用前述界标追踪技术中的任意技术的组合来追踪对象移动。基于被追踪的 对象移动，系统可被配置成利用数据W产生用于调整扫描仪参数的指令，从而产生更好的 图像。
[0062] 在一个实施例中，由系统确定的检测运动可能是对象的估计运动，因为系统只能 在对象图像被检测到时检测对象的位置。一般来说，对象连续地移动，并因此在由检测器产 生的图像被分析的时间之后，可能已移动。
[0063] 在一个实施例中，系统可被配置成估计检测运动的准确性。例如，系统可被配置成 追踪对象眉毛的移动。如果系统在第一图像中检测到眉毛的位置并随后系统无法在第二后 继图像中检测到眉毛的位置，则系统可被配置成不信任第二图像，因为基于第一和第二图 像产生的任何运动追踪数据可能是不准确的。在一个实施例中，系统可被配置成假设眉毛 在第二图像中被截去或者眉毛的追踪已丢失，并因此第二图像对于确定或追踪运动而言是 不可靠的图像。
[0064] 在一个实施例中，运动追踪系统利用一个或多个检测器（例如相机）来连续地记 录感兴趣对象的部分或全部视图。检测器处理接口连续地分析来自检测器的患者移动数 据，W估计感兴趣对象的运动。检测器处理接口可被配置成或者单独地或者组合地使用多 种滤波器或技术来分析和追踪运动，包括自动界标追踪、Ξ维表面建模、距离估计或其它类 似技术。 阳〇化]在一个实施例中，检测器处理接口可被配置成对使用多种技术或滤波器已被确定 的检测估计运动求平均。检测器处理接口可被配置成利用权重平均来结合使用多种技术或 滤波器已被确定的检测估计运动。在一个实施例中，检测器处理接口可被配置成选择被确 定为最准确的检测估计运动值。在一个实施例中，可通过历史准确性，或通过是否已满足阔 值变化，或通过对象的当前尺寸或对比度等来确定准确性。
[0066] 在一个实施例中，运动追踪系统相对于运动追踪系统基准或坐标系追踪对象运 动，并随后将位置数据转换成生物医学成像设备基准或坐标系。生物医学成像设备的坐标 系内的位置数据则由生物医学成像设备使用W实时地更新扫描参数，由此导致没有或更少 运动伪像和/或分辨率提高的图像。
[0067] 在一些实施例中，生物医学成像设备的坐标系中的位置数据被分析W确定存在或 被追踪的运动的大小。本领域内技术人员将理解，前面内容可使用任何其它可能的坐标系 代替生物医学成像设备的坐标系来实现。如果运动的量或大小超出预定阔值，则生物医学 成像设备的坐标系内的位置数据由生物医学成像设备使用W实时地更新扫描参数，由此导 致没有或更少运动伪像和/或分辨率提高的图像。 阳068] 图1是示出一个实施例的运动追踪系统100的示意图。运动追踪系统100包括一 个或多个检测器102、检测器处理接口 104、扫描仪控制器106和扫描仪108。在一个实施 例中，一个或多个检测器102大体上定位在扫描仪108的内部体积中（本领域内技术人员 将理解，一个或多个检测器可被定位在其它位置，例如扫描仪体积之外）并被定位成每个 检测器具有从中观察对象110的不同视点或检测描述对象的至少一个特征或量的信息。例 如，可由各种检测器102检测到的对象110的特征或量包括但不限于：对象110或对象110 的一部分的视觉图像或描绘；对象110或对象110的一部分至检测器102的距离；对象110 或对象110的一部分的表面纹理；对象的凹陷或凸出；对象的开口或孔腔；对象或对象的 一部分的结构轮廓；或者对象的其它解剖学界标或特征。各实施例可被配置成利用各种数 目的检测器102,并且检测器102可被定位在除了扫描仪内部体积W内的其它位置，只要检 测器102的定位允许观察对象110或检测描述对象110的至少一个量（例如"患者移动数 据"）的信息。
[0069] 在成像扫描过程中，检测器102被配置成获取患者移动数据并将数据送至检测器 处理接口 104。检测器处理接口 104被配置成使用一个或多个追踪控制器或过滤器来分析 患者移动数据并形成追踪数据，所述追踪数据描述检测器和/或扫描仪基准或坐标系内的 感兴趣患者/对象的移动或运动。追踪数据从检测器处理接口 104被送至扫描仪控制器 106。扫描仪控制器106被配置成基于追踪数据中描述的感兴趣移动的患者/对象实时地 调整扫描仪108W使得没有运动伪像或运动伪像很少的扫描图像得W形成。例如，扫描仪 控制器106可被配置成实时地调整扫描仪108的扫描平面、位置和/或取向。
[0070] 在一些实施例中，例如图9所示的运动追踪系统900,由检测器处理接口 104产生 的追踪数据被用来在图像重构或后处理过程中补偿运动，而不用于直接地调整扫描仪108。 在一些实施例中，追踪数据既用于在图像重构过程中补偿运动又直接地调整扫描仪108。
[0071] 运动追踪系统的各实施例可被配置成使用各种类型的检测器。在一些实施例中， 检测器102全部是相机，每个检测器102被配置成连续地记录感兴趣对象（在追踪患者头 部的情形下例如是患者的脸）的部分或全部视图。记录来自各个检测器有利点的部分或全 部视图能实现各种追踪技术的增加准确性和/或冗余度。在一些实施例中，检测器102可W是相机、基于激光的传感器、基于投影的传感器、雷达传感器、超声传感器、其它远程传感 器或其任意组合。
[0072] 参见图1和图2,来自一个或多个检测器102的患者移动数据（例如图像、距离测 量等）被送至检测器处理接口 104,在那里，一个或多个追踪控制器或过滤器分析数据W估 计感兴趣对象的移动。如图2所示，或者分离的或者组合的若干可能的追踪控制器或过滤 器202可被配置成追踪感兴趣对象。一个实施例的追踪控制器或过滤器202,例如图2所示 的追踪控制器1，被配置成在对象移动过程中追踪解剖学特征或"界标"的位置和取向，并使 用该信息推导出感兴趣对象（例如患者的头部）的移动。例如，当追踪对象的头部时，如果 对象双眼的位置和对象鼻尖的位置在检测器坐标内是已知的，则可借助Ξ角法或其它方法 推导出对象头部的Ξ个平移和Ξ个转动。一般来说，运种追踪控制器或过滤器202的准确 性可通过追踪更多数量的解剖学特征而提高。例如，如果除了鼻尖和眼睛还追踪对象的鼻 孔和/或鼻梁的位置，则对象头部的追踪一般可W更准确。也可通过利用更多数量的检测 器102和/或定位检测器102W从多个角度观察对象的头部而提高追踪准确性。此外，在 一些实施例中，单个追踪控制器或过滤器可被配置成提供少于所有六个自由度的数据，即 少于Ξ个平移和Ξ个转动，在运种情形下可使用来自一个或多个其它追踪控制器或过滤器 的信息来补足对所有六个自由度的追踪。
[0073] 追踪控制器或过滤器202的另一实施例，例如图2所示的追踪控制器2,被配置成 创建感兴趣对象（例如对象的头部）的Ξ维表面模型，并当对象移动时基于Ξ维表面模型 的变化计算运动追踪信息。Ξ维表面模型追踪控制器或过滤器可被配置成利用多种类型的 检测器102和建模方法。例如，控制器或过滤器被配置成基于由检测器检测或由扫描仪检 测的对象的表面纹理来创建表面模型。在一个实施例中，控制器或滤波器被配置成基于感 兴趣对象的明和/或暗的改变而创建表面模型。
[0074] 追踪控制器或过滤器202的一些实施例，例如图2所示的追踪控制器3,被配置成 使用感兴趣对象（或感兴趣对象的一个或多个部分）与一个或多个检测器102的距离的估 计。则可通过组合来自多个检测器102的距离估计和/或通过监视来自各检测器102的距 离估计的改变来估计或推导感兴趣对象的位置。一些距离估计控制器实施例被配置成例如 采用距离成像、立体Ξ角测量、干设测量等等。
[00巧]追踪控制器或过滤器202的其它实施例，例如图2所示的追踪控制器4,被配置成 追踪已知图案中的变化，例如投影到感兴趣对象上的规则网格。投影仪从一个或多个投影 位置将一个或多个图案投影到感兴趣对象上，并且一个或多个检测器102检测被投影到感 兴趣对象上的图案的图像。追踪控制器或过滤器202被配置成分析对象110移动时投影的 变形和/或变化，W推导出对感兴趣对象的位置的估计。 阳076]追踪控制器或过滤器202的一些实施例被配置成追踪从悬浮在或包含在被施加 至对象皮肤的复合物中的反射性和/或吸收性微粒反射的光。复合物可W是例如浆糊、乳 霜、胶水、临时纹身、墨水等等。复合物可W被涂画、涂抹、绘制、涂刷或W其它方式施加至对 象的皮肤。反射性微粒可被配置成当对象移动或转动施加有复合物的皮肤区域时沿不同方 向反射光。例如，反射性微粒可W是W已知方式折射光的棱镜、闪光微粒等等。吸收性微粒 也可被配置成当对象移动或转动施加有复合物的皮肤区域时沿不同方向吸收光。例如，吸 收性微粒可W是W已知方式吸光的暗球体等等。追踪控制器或过滤器202的运个实施例被 配置成分析由检测器102检测到的图像W追踪来自各种反射性和/或吸收性微粒的光反射 和/或变更，W确定感兴趣对象的移动。在一些实施例中，追踪控制器或过滤器202被配置 成追踪环境光的反射和/或吸收。在一些实施例中，追踪控制器或过滤器202被配置成追 踪辅助光源的反射和/或吸收，所述辅助光源总体指向反射性和/或吸收性微粒。
[0077]在一些实施例中，可独立地或与其它追踪控制器或过滤器（包括无标记物追踪控 制器或过滤器）和利用运动追踪的标记物的模块组合地使用各个实施例（包括前述的和使 用各种其它技术的实施例）的追踪控制器或过滤器202。根据组合接口，例如图2所示的 追踪组合接口 204,可被配置成接受来自多种追踪控制器或过滤器202的位置或移动估计 并或者选择其中一个估计W发送至扫描仪控制器106或者将一个或多个估计组合W形成 单个或联合的更准确估计W发送至扫描仪控制器106。在一些实施例中，由追踪组合接口 204接收的位置或移动估计各自描述六个自由度（例如Ξ个平移和Ξ个转动）。在一些实 施例中，由追踪组合接口 204接收的位置或移动估计各自描述少于六个自由度。在一些实 施例中，由追踪组合接口接收的位置或移动估计中的一些描述六个自由度，而其它位置或 移动估计描述少于六个自由度。追踪组合接口 204可被配置成组合来自追踪控制器或过滤 器202的估计，例如图7所示和下面更详细描述的那样。在一些实施例中，追踪组合接口可 被配置成如果运动差异或所追踪的运动的量或大小不超出预定阔值则不将任何运动更新 发送至扫描仪控制器。 阳078] 图2是描绘运动追踪系统200的一个实施例的框图。运动追踪系统200包括一个 或多个检测器102、检测器处理接口 104、扫描仪控制器106W及扫描仪108。检测器处理接 口进一步包括若干追踪控制器或过滤器202W及追踪组合接口 204。在运动追踪系统200 中，一个或多个检测器102将患者移动数据（例如相机图像、距离估计、信号等）发送至检 测器处理接口 104,并且若干追踪控制器或过滤器202中的每一个使用患者移动数据（或患 者移动数据的一部分）W产生患者/感兴趣对象的移动估计（例如描述所有六个自由度或 少于六个自由度）。追踪组合接口 204被配置成接收每个追踪控制器的单独估计并将他们 组合（或选择其中一个）W形成包括单个或联合的移动估计的追踪数据，从而将追踪数据 发送至扫描仪控制器。追踪组合接口 204也例如被配置成不将任何运动更新发送至扫描仪 控制器106W保持最近的运动数据，如果运动差异或追踪运动的量或大小不超出预定阔值 的话。扫描仪控制器106被配置成基于从检测器处理接口 104接收的追踪数据实时地更新 扫描仪108的一个或多个参数。
[0079]如前所述，运动追踪系统200的每个追踪控制器或过滤器202可被配置成使用不 同的技术（例如解剖学界标追踪、Ξ维表面模型追踪、距离追踪等）追踪运动。在一些实施 例中，追踪控制器或过滤器202中的全部或一些可被配置成使用相同的技术，但具有不同 的配置。例如，检测器处理接口104可包括利用解剖学界标追踪的多个追踪控制器或过滤 器202,其中每个追踪控制器或过滤器202被配置成追踪不同的解剖学界标或一组解剖学 界标。另外，在一些实施例中，追踪控制器或过滤器202可被配置成利用一种W上的追踪技 术。例如，追踪模块202可被配置成利用解剖学界标追踪和Ξ维表面模型追踪两者，但基于 两种方法的组合将一个联合的追踪估计发送至追踪组合接口204 W与另一追踪控制器或 过滤器202的估计组合。
[0080] 图2所示的运动追踪系统的实施例可能是有利的，因为总得来说运动追踪系统的 准确性可通过W多种方式（例如利用多种追踪控制器或过滤器）追踪运动并随后组合从各 种方法推导出的数据而提高。使用多个追踪控制器或过滤器202(例如大于或等于2个） 的另一优势是数据和测量的冗余W提高追踪数据的健壮性。例如，当患者处于某些位置时， 一些追踪控制器或过滤器202能够产生比其它控制器或过滤器更准确的估计。因此，可在 一个时间使用最准确的一个或多个追踪控制器，并随后在另一时间使用不同的控制器或多 个控制器的子集，从而对于特定时间点或对象在特定时间点的特定位置形成最准确的总体 定位估计。
[0081] 检测器102中的冗余也是有利的。例如，一些追踪控制器或过滤器202可能只需 要一个或两个检测器102,即使追踪系统（例如图1所示的追踪系统）具有两个W上的检测 器。然而，在某些情形下，患者的运动可能阻挡一个或多个检测器102,使其无法看到感兴趣 对象。例如，如果患者将他或她的头向左转，则患者右侧的检测器102不再能够看到例如患 者的左耳。在具有冗余检测器102的系统中，追踪控制器或过滤器202可被配置成：例如当 患者的头部向左转时使用患者左侧的检测器102,但当患者的头部向右转时使用右侧上的 检测器102。
[0082] 检测器102和/或追踪控制器或过滤器202中的冗余例如使得解剖学特征或界标 相对于一个检测器102被阻挡不会导致追踪数据的总体损失，因为其它检测器102和/或 追踪控制器或过滤器202可被配置成仍然具有足够的数据W允许继续追踪。
[0083] 运动追踪系统的一些实施例利用追踪组合控制器或过滤器204的冗余。例如，检 测器处理接口 104可包括多个追踪控制器或过滤器202,其中第一追踪组合控制器或过滤 器204被配置成组合来自一半追踪控制器或过滤器202的位置/移动数据，而第二追踪组 合接口 204被配置成组合来自另一半追踪控制器或过滤器202的位置/移动数据。第Ξ追 踪组合接口 204被配置成组合来自第一和第二追踪组合接口 204的位置/移动数据。该配 置在各种情况下是有利的，例如当第二（另）一半的追踪控制器或过滤器202已知仅间歇 地产生准确数据时。第Ξ追踪组合接口 204则可被配置成：当第二追踪组合接口 204指示 其位置/移动数据是准确的，则仅将来自第二追踪组合接口 204的数据考虑在内。运种配 置也可能有利于使具有相似特征的追踪控制器或过滤器202分组到一起。例如，一个追踪 组合接口 204可被配置成将所有基于视觉图像的追踪控制器或过滤器202的估计组合，同 时另一追踪组合接口 204可被配置成使用基于非图像的追踪（例如基于距离的追踪）来组 合追踪控制器或过滤器204的估计。
[0084] 图3是绘出运动追踪系统300的实施例的框图。运动追踪系统300包括解剖配置 模块302,其被配置成允许对检测器处理接口 104中使用的各种追踪控制器或过滤器202的 配置做出改变。例如，解剖配置模块302可基于被追踪的对象的特定解剖区域来配置追踪 控制器或过滤器202。如果例如正在扫描对象的脑部，则利用解剖学界标追踪的追踪控制器 或过滤器202可被配置成追踪对象的眼睛、鼻孔等。但如果例如正在扫描对象的膝盖，则利 用解剖学界标追踪的追踪控制器或过滤器202可被配置成例如追踪膝盖和膝盖骨之上和 之下的区域。
[00化]解剖配置模块302可被配置成基于各种因素调整追踪控制器或过滤器202,所述 各种因素例如是被扫描的解剖区域或器官、患者的年龄或性别，或甚至对于某些解剖学特 征例如在手术后不能被观察的情况（例如眼睛或脸的另一部分可能被遮住）做出补偿。
[0086] 在一些实施例中，运动追踪系统300的操作者将数据提供至解剖配置模块302W 允许其配置各种追踪控制器或过滤器202。例如，操作者可使用计算机接口W指示扫描仪 108