扫描对象的头部、膝盖等部位。在一些实施例中，解剖配置模块302被配置成检测对象 正被扫描的部分并自动地配置追踪控制器或过滤器202而不需要操作者输入。例如，解剖 配置模块302可被配置成分析来自检测器102的数据W自动地确定检测器是否正在观察对 象的头部、膝盖等部位。
[0087] 图4是描绘运动追踪系统400的实施例的框图。运动追踪系统400除其它特 征外尤其包括一个或多个变形检测器404、内部一致性控制器（internalconsistent controller)402和否决控制器406。在扫描期间追踪患者运动的过程中，变形检测器404 和内部一致性控制器402被配置成监视来自检测器102和/或追踪控制器或过滤器202的 数据W寻找可能不利影响追踪数据的某些状态。当运些状态之一发生时，变形检测器404 或内部一致性控制器402被配置成通知否决控制器406运种状态。否决控制器406被配置 成分析运些状态，并且如果确定追踪数据足够地不可信则将否决信号发送至扫描仪控制器 106。扫描控制器106可被配置成如果否决控制器406指示追踪数据暂时不可靠则停止或 抑制扫描仪获取。可替代地，扫描仪控制器106可被配置成当否决控制器406指示追踪数 据暂时不可靠时不使用追踪数据对移动做出补偿。
[0088] 在一些实施例中，否决控制器406被配置成基本同时地从变形检测器404和内部 一致性控制器402接收和分析数据。否决控制器406被配置成组合运些数据并做出是否 将否决信号发送至扫描仪控制器106的判断。数据的组合可基于简单的"胜者全得"方法 (例如，如果来自一个变形检测器或内部一致性控制器的数据指示不可靠的追踪，则否决 控制器406发送否决信号），或者组合可设及对遇到的各种不一致的不同概率加权、贝叶斯 (Bayesian)概率方法或其它基于概率或统计的方法。
[0089] 在图4所示的实施例中，变形检测器404和内部一致性控制器402两者均通知否 决控制器406可能不可信的追踪数据正由追踪控制器或过滤器202产生。然而，变形检测 器404和内部一致性控制器402 W不同的方式实现运种功能。变形检测器404监视来自检 测器102的数据W寻找可能造成不可信的或劣化的追踪数据的状态。例如，当追踪头部/ 脑部时，当处于扫描仪下的患者打喷暧或斜视时，患者的皮肤可能局部地变形，由此导致追 踪准确性的丧失，因为在患者的皮肤移动时患者的脑部可能不会随着皮肤移动而移动。变 形检测器404可配置成分析来自检测器102的数据，并标记对准确追踪不利的运些或其它 状态，例如突然出现皮肤皱權或解剖学特征的形状改变。
[0090] 内部一致性控制器402被配置成监视由各种追踪控制器或过滤器202输出的数据 W检测诸追踪控制器或过滤器202之间的不一致性。例如，内部一致性控制器402可被配 置成将来自每个追踪控制器202的位置估计进行比较并当来自不同追踪控制器或过滤器 202的位置估计的差异超过阔值水平或估计的最大误差大小时将信号发送至否决控制器或 过滤器406。如果被超出则触发至否决控制器或过滤器406的信号的阔值水平可W是预定 的值或者例如基于所遇到的各种不一致的不同概率的加权、贝叶斯概率方法或其它方法连 续修正的值。
[0091] 图5描绘了示出一实施例处理流程图，其描绘了使用运动追踪系统追踪和补偿生 物医学成像中的运动的一个例子。在方框502,流程开始。在方框504,系统提供表示患者 位置的基准数据。例如，如图1的运动追踪系统100中示出的检测器102获取关于对象的 信息，例如对象的图像，并将该数据送至检测器处理接口 104。检测器处理接口 104被配置 成分析该数据并确定患者或感兴趣对象的基准位置。在方框506,扫描仪，例如运动追踪系 统100的扫描仪108,开始对患者进行成像扫描。例如，MRI扫描仪开始对患者作核磁共振 成像扫描。
[0092] 在方框508,检测器获取新的患者运动数据。例如，检测器获取患者或感兴趣对象 的新图像、相机帖、距离估计等等。在方框510,系统分析新患者移动数据W估计新患者位 置。例如，通过如前所述的追踪控制器或过滤器202中的每一个分析来自检测器102的数 据，并且每个追踪控制器202产生新患者位置的估计。来自各种追踪控制器或过滤器202 的估计随后被馈送到追踪组合接口 204。追踪组合接口 204组合来自追踪控制器或过滤器 202的各种估计并产生单个估计W送至扫描仪控制器106。在方框512,追踪组合接口产生 追踪数据，该追踪数据包括从来自追踪控制器或过滤器202的各个估计中推导出的单个估 计。在方框514,扫描仪控制器利用来自追踪组合接口的追踪数据W调整扫描仪补偿患者移 动。例如，扫描仪控制器106实时地调整扫描仪的扫描平面、位置或取向。
[0093] 在方框516,流程根据成像扫描是否完成而变化。如果成像扫描未完成，则流程回 到方框508并从检测器获取新的患者移动数据。该流程在整个成像扫描期间继续，W基于 患者运动连续地调整扫描仪。当成像扫描完成时，流程从方框516移至方框518的流程结 束。
[0094] 图6描绘了一实施例的处理流程图，其示出使用运动追踪系统追踪和补偿生物医 学成像中的运动的一个例子。在运个实施例中，流程包括分析追踪信息的质量并可能通知 扫描仪控制器追踪信息中的不一致的方框。流程开始于方框602。在方框604,提供表征患 者位置的基准数据。例如，检测器，如运动追踪系统100所示的检测器102,检测患者数据并 将该数据送至检测器处理接口，例如运动追踪系统100所示的检测器处理接口 104。检测器 处理接口分析来自检测器的数据并如前所述地确定患者或感兴趣对象的基准位置。
[0095] 在方框606,扫描仪开始对患者进行成像扫描。在方框608,从检测器获取新的患 者移动数据。例如，检测器获取当前患者位置或取向的新图像、距离估计等等。在方框610， 分析新的患者移动数据W估计新的患者位置。例如，运动追踪系统100中所示的检测器处 理接口 104利用其追踪控制器或过滤器202和追踪组合接口 204W产生如前所述的新的患 者位置的估计。在方框612,系统分析检测器数据和/或新的患者位置数据W确定移动数据 的质量。例如，多个变形检测器，例如运动追踪系统400中所示的变形检测器404,分析来自 检测器102的新患者数据W确定是否被追踪的对象正在经历例如皮肤变形，所述皮肤变形 可能降低追踪数据的质量。另外，内部一致性控制器，例如运动追踪系统400的内部一致性 控制器402,分析每个追踪控制器或过滤器的输出W确定例如各追踪控制器或过滤器的输 出是否相差预定阔值量W上。
[0096] 在方框614,系统生成描述患者或感兴趣对象的估计位置的追踪数据。例如可通过 使用运动追踪系统400所示的追踪组合接口 204来产生追踪数据。在方框616,扫描仪控制 器使用所产生的追踪数据调整扫描仪从而补偿患者移动。例如，扫描仪控制器指令扫描仪 调整扫描平面、位置或取向。
[0097]在方框618,流程例如通过使用否决控制器406,确定追踪质量是否足够。如果否 决控制器406确定来自内部一致性控制器402或其中一个变形检测器404的输出指示不可 靠的追踪数据，则否决控制器可发送指示追踪质量不足够的否决信号。在方框620,如果追 踪质量不足够，则可例如通过将否决信号从否决控制器402发送至扫描仪控制器106而命 令扫描仪108暂停获取扫描仪数据和/或获取虚设的扫描仪数据。流程随后回到方框608 并获取新的患者移动数据，由此继续如前的流程。该流程可继续，直到追踪质量被确定为足 够的为止。如果在方框618追踪质量被确定为足够的，则流程移动至方框622。在方框622， 流程根据成像扫描是否完成而变化。如果成像扫描未完成，则流程移动到方框624并通过 成像扫描仪获取新的扫描仪数据。流程随后回到方框608,并获取新的患者移动数据并继续 如前所述的过程。如果在步骤622扫描完成，则流程移动至方框626并结束。在一个实施 例中，系统可被配置成：如果在方框618或方框622系统无法完成扫描、超时或超出某一数 量的暂停或假扫描，则移动至方框626。
[0098]在一些实施例中，方框616和618是颠倒的。在运些实施例中，在流程调整扫描仪W补偿患者移动前，流程先确定追踪质量是否足够。
[0099] 图7示出将来自一个W上运动追踪控制器或过滤器的位置估计组合起来W产生 单个或联合的位置估计的例子的一个实施例的处理流程图。该实施例示出一个例子，即运 动追踪系统如何能够使用多个追踪控制器或过滤器（例如图2所示的追踪控制器或过滤器 202)W各自计算患者位置的估计，然后使用追踪组合接口（例如图2所示的追踪组合接口 204)将各个估计组合在一起W形成单个或联合的估计。在方框702,流程开始。在方框704， 系统从检测器102接收新的和旧的患者移动数据两者，例如图像、距离估计等等。新的和旧 的患者运动数据通过检测器处理接口 104接收并被送至各种追踪控制器或过滤器202。 阳100] 在方框710、712、714、716和718,各种追踪控制器或过滤器202使用在方框704接 收的新的和旧的患者移动数据估计新的患者位置。例如，一个追踪控制器或过滤器202使 用解剖学界标追踪来估计新的患者位置，一个追踪控制器使用Ξ维表面建模来估计患者位 置，另一个追踪控制器使用距离估计等来估计新的患者位置，如前所述。在方框720、722、 724、726和728,各追踪控制器或过滤器为它们相应的位置估计提供权重因子。例如，权重 因子可包括与准确性相关的误差估计、概率、置信等级或另一量。可使用每个权重因子来至 少部分地指示应当赋予患者位置估计的权重，所述患者位置估计由每个追踪控制器输出。 例如，如果一个追踪控制器202形成确定为相对准确的估计，该追踪控制器的权重因子可 W是95 (在1-100的范围内）。如果另一追踪控制器202得到确定为相对不准确或具有相 对大的误差余量的估计，该追踪控制器的权重因子可W是20 (在1-100的范围内） 阳101] 在方框730,系统例如通过使用追踪组合接口 204估计单个或联合的新患者位置，W组合来自每个追踪控制器202的估计。运种组合来自各种追踪控制器或过滤器的估计的 处理可采取多种形式。例如，可基于由每个追踪控制器202提供的权重因子使用简单平均 或加权平均来组合估计。另一选择是"胜者全得"方法。在"胜者全得"方法中，追踪组合 接口仅从追踪控制器中挑选具有最高权重因子的估计。追踪组合接口也可使用其它更复杂 的方法，例如贝叶斯概率或其它统计方法。在一些实施例中，在方框730,追踪组合接口 204 在估计新的患者位置时也考虑之前的患者位置估计。例如，追踪组合接口可使用Kalman过 滤或其它预测方法。流程在方框732结束。在完整的运动追踪系统中，例如图2所示的运 动追踪系统200,可贯穿成像扫描地连续执行图7所示的流程，从而连续地形成位置估计并 实时地调整扫描仪。 阳102] 图8描绘了一实施例的处理流程图，其示出在成像扫描过程中估计追踪质量的例 子。图8所示的流程示出：估计感兴趣对象的变形和估计追踪数据的内部一致性，并随后组 合运些估计中的每一个W估计总体追踪质量。当追踪质量如前所述地不足够时，使用总体 追踪质量根据需要创建否决标志或信号。流程开始在方框802。在方框804,例如从检测器 接收新的和旧的患者移动数据，所述检测器例如是图4的运动追踪系统400中示出的检测 器102。患者移动数据可包括例如图像、距离估计等等。 阳103] 在方框810、812、814、816和818，使用各种变形过滤器（例如图4所示的变形检测 器404)来估计对象或感兴趣对象的变形。各种变形过滤器可使用不同检测方法，例如解剖 形状分析、Ξ维表面建模、距离估计和/或皮肤權皱分析，如前所述。在方框820、822、824、 826和828,每个变形检测器提供变形因子，所述变形因子至少部分地表示了由每个变形检 测器产生的估计的估计准确性。变形因子可包括变形的绝对值量度、非线性翅曲的量度、误 差估计、概率、置信等级或与感兴趣对象的变形估计的准确性关联的另一量度。
[0104] 在方框830,估计来自追踪控制器或过滤器的追踪数据的内部一致性。运种功能可 通过例如内部一致性控制器来实现，比如图4所示的内部一致性控制器402。如前所述的内 部一致性控制器402分析来自各种追踪控制器或过滤器的位置数据并确定各控制器或过 滤器之间是否存在超出某一水平的不一致。
[01化]在方框832,例如图4所示否决控制器406的控制器估计运动追踪数据的总体追 踪质量。例如，否决控制器406,如前所述，将变形检测器数据与内部不一致控制器数据组 合并确定追踪数据是否具有足够的质量。在方框834,如果否决控制器确定总体追踪质量 不足够质量，则否决控制器为扫描仪控制器或图像处理系统创建否决标志或信号，例如图4 所示的扫描仪控制器106或图10所示的图像处理系统902。在方框836,流程结束。在完 整的运动追踪系统中，例如图4所示的运动追踪系统400,图8所示的流程可贯穿成像扫描 连续地执行W连续地形成追踪质量估计并当追踪质量不足够时通知扫描仪控制器或图像 处理系统。 阳106] 图9是示出运动追踪系统900的示意图的实施例。运动追踪系统900包括检测器 102、检测器处理接口 104、图像处理系统902、扫描仪图像获取接口 904和扫描仪108。在运 动追踪系统900中，检测器处理接口分析来自检测器102的患者移动数据W估计扫描过程 中患者/感兴趣对象的移动。检测器处理接口 104产生追踪数据，该追踪数据定义患者/ 感兴趣对象的移动的估计，并将追踪数据发送至图像处理系统902。在该实施例中，运动追 踪系统900在图像重构或后处理过程中校正患者运动而不是实时地调整扫描仪，W补偿患 者移动。图9所示的实施例的一个优势是运动追踪系统900不需要具有实时地调整成像参 数（例如扫描平面、位置或取向）能力的扫描仪。在一些实施例中，运动追踪系统既包括图 1所示的运动追踪系统100又包括图9所示的运动追踪系统900。例如，运动追踪系统可被 配置成实时地调整一些扫描仪参数同时在图像重构或后处理过程中补偿其它参数。 阳107] 图10是描绘运动追踪系统1000的实施例的框图。运动追踪系统1000包括一个或 多个检测器102、检测器处理接口 104、图像处理系统902、扫描仪图像获取接口 904和扫描 仪108。运动追踪系统1000与图2所示的运动追踪系统200W相同方式工作。然而，运动 追踪系统1000将追踪数据从检测器处理接口 104发送至图像处理系统902而不使扫描仪 控制106。扫描仪获取接口 904从扫描仪108接收图像并将图像发送至图像处理系统902。 图像处理系统902被配置成从扫描仪图像获取接口 904接收图像数据并从检测器处理接口 104接收追踪数据。图像处理系统902被配置成基于从检测器处理接口 104接收的追踪数 据调整图像数据W补偿患者移动。
[0108] 图11是描绘运动追踪系统1100的实施例的框图。运动追踪系统1100类似于图 4所示的运动追踪系统400 ;然而，运动追踪系统1100被配置成在图像重构或后处理过程中 校正患者移动，而不是基于患者移动实时地调整扫描仪。在运动追踪系统1100,来自检测器 处理接口 104的追踪数据和/或否决信号被送至图像处理系统902,而不被送至扫描仪控 制器106。图像处理系统902使用来自检测器处理接口 104的追踪数据W在图像重构或后 处理过程中针对患者运动校正从扫描仪图像获取接口 904接收的图像。图像处理系统902 可被配置成：当图像处理系统902从检测器处理接口 104接收否决信号时，在图像重构过程 中不调整运动的某些图像。否决控制器406工作参照各其它实施例如前所述地产生否决信 号。
[0109] 图12描绘了一实施例的处理流程图，其示出使用运动追踪系统追踪和补偿生物 医学成像中的运动的一个例子。图12所示的流程可通过例如图9所示的运动追踪系统900 实现。在方框1202,流程开始。在方框1204,系统提供表征患者扫描前位置的基准数据。例 如，检测器102检测诸如患者或感兴趣对象的图像的信息，并将该信息发送至检测器处理 接口 104。检测器处理接口 104使用各种追踪控制器或过滤器202和追踪组合接口 204,如 前所述，并随后确定患者或感兴趣对象的基准位置。在方框1206,患者或感兴趣对象的成像 扫描开始。
[0110] 在方框1208,使用检测器102获取新的患者移动数据（例如图像、距离估计等）。 在方框1210,新的患者移动数据被分析并与基准患者数据比较W确定新的患者位置估计， 如前所述。方框1210通过例如图10所示的检测器处理接口 104被执行。在方框1212,系 统产生运动追踪数据。运动追踪数据可通过例如图10所示的追踪组合接口 204产生，并描 述由追踪组合接口 204产生的运动估计。在方框1214,扫描仪数据被获