使用可见光和红外光实现的CT定位系统及方法与流程

本发明涉及一种CT定位系统及方法，特别是涉及一种使用可见光和红外光实现的CT定位系统及方法。

背景技术：

CT机是常用的医疗设备，CT扫描前，一般需要预先对病人进行平片扫描，以定位病人的部位信息，即，利用X射线对整个人体或人体一定范围进行扫描，根据扫描结果确定身体特定部位，后续于身体特定部位做常规扫描，或是使用造影剂做增强扫描。平片扫描过程无需使用造影剂，辐射剂量较小，即便如此，X射线也会对人体造成一定的影响，而且，为准确定位，有时需要从两个方向对人体进行平片扫描获取定位，进一步对人体造成了辐射伤害。

技术实现要素：

鉴于上述原因，本发明的目的在于提供一种使用可见光和红外光实现的CT定位系统及方法，无需预先对病患进行平片扫描，即可定位身体的特定部位，降低了X射线对人体造成的损害，降低了总的辐射剂量。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种使用可见光和红外光实现的CT定位系统，包括计算机系统，布设于CT机架上的多个可见光与红外摄像装置，该计算机系统包括三维重建模块、人体模型数据库、匹配及定位输出模块、属性输入模块；

三维重建模块，用于根据各个可见光与红外摄像装置采集的若干图像信息，三维重建出人体外部轮廓模型；

人体模型数据库，用于存储若干预设的三维人体模型；

属性输入模块，用于输入人体外部轮廓模型的属性信息；

匹配及定位输出模块，用于根据输入的属性信息从人体模型数据库中确定出属性信息匹配的三维人体模型，将人体外部轮廓模型与属性信息匹配的三维人体模型进行匹配，定位并输出人体特定部位的位置信息。

所述三维人体模型包括若干三维人体解剖模型，三维人体解剖模型包括内部器官位置、骨骼位置等人体解剖学信息。

所述三维人体解剖模型划分为人种子解剖模型、性别子解剖模型、年龄子解剖模型、体重子解剖模型，且人种子解剖模型、性别子解剖模型、年龄子解剖模型、体重子解剖模型按照树型结构排列构成。

所述匹配及定位输出模块根据输入的属性信息，确定属性信息匹配的子解剖模型，将所述人体外部轮廓模型与属性信息匹配的子解剖模型进行匹配，定位并输出人体特定部位的位置信息。

所述三维人体模型包括若干三维温度分布模型，三维温度分布模型包括内部器官温度分布、骨骼温度分布等信息。

所述三维温度分布模型划分为人种子温度分布模型、性别子温度分布模型、年龄子温度分布模型、体重子温度分布模型，且人种子温度分布模型、性别子温度分布模型、年龄子温度分布模型、体重子温度分布模型按照树型结构排列构成。

所述匹配及定位输出模块根据输入的属性信息，确定属性信息匹配的子解剖模型，将所述人体外部轮廓模型与属性信息匹配的子解剖模型进行匹配，第一次定位出人体特定部位的位置信息；然后，根据输入的属性信息，确定属性信息匹配的子温度分布模型，将所述人体外部轮廓模型与属性信息匹配的子温度分布模型进行匹配，第二次定位出人体特定部位的位置信息，将两次定位得到的特定部位的位置信息进行加权平均，得到最终的特定部位的位置信息，并输出定位结果。

一种使用可见光和红外光实现的CT定位方法，包括：

根据机架上设置的若干可见光与红外摄像装置采集的图像信息，重建人体外部轮廓模型；

利用属性输入模块输入该人体外部轮廓模型的属性信息；

根据输入的属性信息从人体模型数据库中确定出属性信息匹配的三维人体模型，将人体外部轮廓模型与属性信息匹配的三维人体模型进行匹配，定位并输出人体特定部位的位置信息。

所述三维人体模型包括若干三维人体解剖模型，三维人体解剖模型包括内部器官位置、骨骼位置等人体解剖学信息；根据输入的属性信息，确定属性信息匹配的三维人体解剖模型，将所述人体外部轮廓模型与属性信息匹配的三维人体解剖模型进行匹配，定位并输出人体特定部位的位置信息。

所述三维人体模型还包括若干三维温度分布模型，三维温度分布模型包括内部器官温度分布、骨骼温度分布等信息；根据输入的属性信息，确定属性信息匹配的三维人体解剖模型，将所述人体外部轮廓模型与属性信息匹配的三维人体解剖模型进行匹配，第一次定位出人体特定部位的位置信息；然后，根据输入的属性信息，确定属性信息匹配的三维温度分布模型，将所述人体外部轮廓模型与属性信息匹配的三维温度分布模型进行匹配，第二次定位出人体特定部位的位置信息，将两次定位得到的特定部位的位置信息进行加权平均，得到最终的特定部位的位置信息，并输出定位结果。

本发明的优点是：

依本发明的系统及方法，无需预先对人体进行平片扫描，即可得到人体特定部位的定位信息，避免了人体受到辐射伤害，降低了辐射剂量。

附图说明

图1是本发明的CT定位系统的机架结构简化示意图。

图2是本发明的CT定位系统的系统框图。

图3是本发明一具体实施例中三维人体解剖模型的排列结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。

如图1、2所示，本发明公开的使用可见光和红外光实现的CT定位系统，包括计算机系统，布设于CT机的机架上的多个可见光与红外摄像装置，多个可见光与红外摄像装置的信号输出端与计算机系统的数据输入端相连接，计算机系统包括三维重建模块、人体模型数据库、匹配及定位输出模块、属性输入模块。

三维重建模块根据各个可见光与红外摄像装置采集的若干图像信息，进行人体外部轮廓模型的三维重建，该人体外部轮廓模型包括人体内部器官的位置信息、骨骼的位置信息、温度分布信息等，根据若干图像信息进行三维重建的技术属于现有技术，本发明中不再详细介绍。

人体模型数据库存储有若干预设的三维人体模型，从人体解剖学角度讲，三维人体模型划分为若干三维人体解剖模型。三维人体解剖模型可按人种划分为若干人种子解剖模型(如，东亚人种子解剖模型、中亚人种子解剖模型等)，按性别划分为性别子解剖模型(包括男性子解剖模型、女性子解剖模型)，按年龄段划分为若干年龄子解剖模型(如，0-3岁子解剖模型、3-6岁子解剖模型、6-12岁子解剖模型、12-18岁子解剖模型、18-35岁子解剖模型、35-50岁子解剖模型、50-70岁子解剖模型等)，按体重区间划分为若干体重子解剖模型等；上述各子解剖模型分别对应相应的三维子人体解剖模型，各三维子人体解剖模型包括内部器官位置、骨骼位置等人体解剖学信息。如图3所示，在人体模型数据库中，人种子解剖模型、性别子解剖模型、年龄子解剖模型、体重子解剖模型按照树型结构排列构成。

从人体温度分布角度讲，三维人体模型还包括三维温度分布模型，三维温度分布模型也可按照三维人体解剖模型的划分方式划分为若干子温度分布模型，如人种子温度分布模型、年龄子温度分布模型、性别子温度分布模型、体重子温度分布模型等；三维温度分布模型对应相应的三维子人体温度模型，该三维子人体温度模型包括内部器官温度分布、骨骼温度分布等信息。人种子温度分布模型、性别子温度分布模型、年龄子温度分布模型、体重子温度分布模型按照树型结构排列。

匹配及定位输出模块，用于根据三维重建的人体外部轮廓模型与人体模型数据库中存储的若干三维人体模型进行比对，得到匹配结果，根据匹配结果输出定位信息。

属性输入模块，用于输入人体模型的相关属性信息，包括：人种、性别、年龄、体重等信息，匹配及定位输出模块根据三维重建的人体外部轮廓模型及属性输入模块输入的相关属性信息，快速准确的从人体模型数据库中筛选出匹配结果，以快速输出定位信息。

利用上述CT定位系统实现CT定位的方法是：

三维重建模块根据各个可见光与红外摄像装置采集的若干图像信息，三维重建得到人体外部轮廓模型；

利用属性输入模块输入该人体外部轮廓模型的属性信息；

匹配及定位输出模块根据属性输入模块输入的属性信息，查找人体模型数据库中的若干三维人体模型，得到属性信息匹配的三维人体模型，将人体外部轮廓模型与该属性信息匹配的三维人体模型进行匹配，输出匹配的定位信息。具体的说，根据输入的属性信息，按照人种-性别-年龄-体重顺序，查找树型结构排列的各子解剖模型，得到属性信息匹配的其中一个三维子人体解剖模型，然后，将人体外部轮廓模型与该查找到的三维子人体解剖模型进行匹配，得到并输出定位出的特定部位的位置信息。其中，两个三维模型(人体外部轮廓模型与三维子人体解剖模型)进行配准的技术为现有技术，本发明不进行详细说明。

若人体模型数据库中还包括三维温度分布模型，则按照上述方法先查找到属性信息匹配的三维子人体解剖模型，确定第一次定位出的特定部位的位置信息，然后根据输入的属性信息，查找属性信息匹配的三维子人体温度模型，将人体外部轮廓模型与属性信息匹配的三维子人体温度模型进行二次匹配，第二次定位出特定部位的位置信息，将两次定位得到的特定部位的位置信息进行加权平均，得到最终的特定部位的位置信息，并输出定位结果。

本发明公开的使用可见光和红外光实现的CT定位系统及方法，于CT机架上设置若干可见光和红外光摄像装置，根据摄像装置拍摄的图像信息三维重建出人体外部轮廓模型，将人体外部轮廓模型与人体模型数据库中预设的若干三维人体模型进行匹配，定位出人体特定部位的位置信息。依本发明的系统及方法，无需预先对人体进行平片扫描，即可得到人体特定部位的定位信息，避免了人体受到辐射伤害。

以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。