用于医学影像系统的自动摆位方法和医学影像系统与流程

本发明实施例涉及医疗设备技术，尤其涉及一种用于医学影像系统的自动摆位方法和医学影像系统。

背景技术：

现代医学成像技术主要包括x射线成像(x-rayradiography，简称xr)，计算机断层成像(computedtomography，简称ct)，磁共振断层成像(magneticresonance，简称mr)，正电子发射计算机断层成像(positronemissiontomography-computedtomography，简称pet-ct)，以及最新的正电子发射磁共振断层成像(简称pet-mr)；而加速器放射治疗(radiationtherapy，简称rt)为现代肿瘤治疗技术之一。

为了能够准确的确定人体扫描范围，在ct、mr、pet-ct或者pet-mr系统对人体特定器官进行扫描之前，首先需要经过定位扫描获得定位片(topogramm)，然后在定位片上标记人体需要扫描的精确扫描床台位置，扫描系统根据所标记的精确扫描床台位置进行成像扫描。确认病人在床台上躺好并移动床台到扫描中心(参考位置)进行定位片扫描的过程称为摆位。目前普遍采用人工摆位方法，包括如下过程：操作人员确认病人在床台上躺好后，移动床台进入机架的扫描视野，精确调整床台位置使得激光灯与人体上需要扫描部位的起始位置对齐，然后再控制计算机上设置扫描距离等参数获取定位片。同理，在rt系统中，目前也需要操作人员将受检者在治疗床上摆位好后实施治疗。

由于前述人工摆位方法，在用激光定位人体扫描部位时往往需要反复调整床台，需要花费很长的时间。如果病人先注射放射性物质，再进行摆位，长时间的摆位易使得操作人员受到受检者体内放射性核素的辐射。而且，较长的摆位时间也降低了设备的使用效率，增加了操作人员的工作强度。。

综上所述，现有技术的摆位方法的效率较低，有必要提供一种快速简单的摆位方法。

技术实现要素：

本发明提供了一种用于医学影像系统的自动摆位方法和医学影像系统，用于解决现有摆位方法的摆位效率较低的问题，以提高摆位效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种用于医学影像系统的自动摆位方法，所述医学影像系统包括扫描装置，以及沿扫描装置的扫描孔径轴向运动的床台，以及设于所述床台上方和/或侧方的拍摄装置，所述拍摄装置包括红外探测装置，所述方法包括：

获取床台处于当前位置时受检者的红外热辐射图像；

根据所述红外热辐射图像确定所述受检者的待扫描部位的位置；

移动床台使所述受检者的所述待扫描部位到达目标位置或距离所述目标位置的设定距离范围内。

第二方面，本发明实施例还提供了一种医学影像系统，包括扫描装置，以及沿所述扫描装置的扫描孔径轴向运动的床台，还包括：

设于所述床台上方和/或侧方的拍摄装置，所述拍摄装置包括红外探测装置，用于获得受检者的红外热辐射图像；

控制装置，所述控制装置与所述拍摄装置通讯连接，用于根据所述受检者的红外热辐射图像控制床台移动，使所述受检者的待扫描部位移动至目标位置或距离所述目标位置的设定距离范围内。

本发明提供的用于医学影像系统的自动摆位方法的技术方案，医学影像系统包括扫描装置，以及沿扫描装置的扫描孔径轴向运动的床台，以及设于床台上方和/或侧方的拍摄装置，拍摄装置包括红外探测装置，该方法包括获取床台处于当前位置时受检者的红外热辐射图像；根据红外热辐射图像确定受检者的待扫描部位的位置；移动床台使受检者的待扫描部位到达目标位置或距离目标位置设定距离范围内。相对于技师基于激光红外线目测摆位，通过图像确定摆位位置具有更高的准确性，而且也更加简单快捷，大大提高了摆位效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的用于医学影像系统的自动摆位方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的医学影像系统的示意图；

图3是本发明实施例提供的医学影像系统的又一示意图；

图4是本发明实施例提供的灰度调整后的红外热辐射图像示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的用于医学影像系统的自动摆位方法的流程图。本实施例的技术方案适用于医学影像系统在影像扫描前的自动摆位。如图2和图3所示，该医学影像系统包括床台201、扫描装置202，以及连接床台201和扫描装置202的控制装置203，以及设于床台201上方和/或侧方的拍摄装置101，拍摄装置101固设于影像扫描室的顶部，并包括红外探测装置，该方法具体包括如下步骤：

s101、获取床台处于当前位置时受检者的红外热辐射图像。

为了使医学影像具有更高的临床指导意义，在其拍摄前需要技师通过调整床台201的水平位置和/或竖直位置来对受检者进行摆位，使待扫描部位位于扫描装置202的等中心位置。摆位的准确性从某种程度上影响着医学影像的临床价值，摆位的效率影响着医学影像系统的使用效率以及技师和受检者所接收的辐射量，因此，在使用医学影像系统拍摄医学影像前，需要技师快速准确地对受检者进行摆位。

为了更快、更准确地对受检者进行摆位，本实施例引入红外热辐射图像，即基于红外热辐射图像对受检者进行摆位，为此，在摆位时，需要通过红外探测装置101获取床台201处于当前位置时受检者的红外热辐射图像。红外热辐射图像是温度梯度图像，可通过颜色和温度的对应关系确定受检者各个器官组织的分布和轮廓(示意性参见图4，经灰度调整后的红外热辐射图像)。

可以理解的是，将床台的轴向作为正视方向，如果红外探测装置设置于床台的上方，那么红外热辐射图像为床台的俯视图，如果红外探测装置设置于床台的侧面，那么红外热辐射图像为床台的侧视图。通常情况下，基于俯视图对床台进行水平方向的调整，基于侧视图对床台进行竖直方向的调整。

s102、根据红外热辐射图像确定受检者的待扫描部位的位置。

其中，预设扫描协议包括受检者的扫描部位，比如头部、胸部和腹部等，预设扫描协议可以从信息管理装置直接读取。根据预设扫描协议可以确定影像扫描范围的起始位置，该起始位置包括水平起始位置和/或竖直起始位置。以卧位ct扫描为例，如果待扫描部位为头部，扫描方向通常为头足向，则影像扫描范围通常为头顶(参见图2和图3中的虚线301)至下颌(参见图2和图3中的虚线302)，影像扫描的水平起始位置301通常为头顶，竖直起始位置为头部纵向中心线所在位置(参见图2和图3中的虚线303)。因此在对受检者摆位时，需要先获取受检者的预设扫描协议，然后根据红外热辐射图像和受检者的预设扫描协议，识别红外热辐射图像中待扫描部位，以确定在红外热辐射图像中待扫描部位的像素位置，主要是待扫描部位的起始位置所在的像素位置。其中，本实施例优选采用人工智能方法识别出待扫描部位在红外热辐射图像中的起始位置。

由于预设扫描协议通常还包括扫描体位，比如仰卧头足向、仰卧足头向、侧卧足头向、侧卧足头向等，其中，以ct扫描为例，头足向对应的扫描方向为头部先进入扫描装置，足头向对应的扫描方向为脚先进入扫描装置，那么，对于同一待扫描部位，不同扫描方向对应的起始位置不同，因此在影像摆位时还需考虑受检者的扫描体位，即需要考虑受检者在床台上的姿势，以及扫描方向。因此在根据红外热辐射图像确定受检者的待扫描部位的位置之前，还优选根据红外热辐射图像确定所述受检者的当前体位，判断当前体位与预设扫描协议中的扫描体位是否一致，如果一致，再根据红外热辐射图像确定受检者的待扫描部位的位置，如果不一致，则给出提示，避免出现因技师忽略而导致扫描体位错误的情形。

s103、移动床台使受检者的待扫描部位到达目标位置或距离目标位置设定距离范围内。

目标位置通常为影像扫描系统的激光装置204投影到床台上的激光线位置，在摆位时，需要使起始位置与目标位置重合或近似重合。因此，在确定了红外热辐射图像中的起始位置后，还需要确定目标位置在红外热辐射图像中所对应的像素位置。其中，本实施例所述的近似重合为起始位置与目标位置之间的距离在设定距离范围内，且设定距离范围通常为临床摆位所能接受的摆位误差。

为了准确地确定目标位置在红外热辐射图像中所对应的像素位置，本实施例的拍摄装置101还包括与红外探测装置组合出现的光学摄像头，并通过光学摄像头获取光学图像，然后获取光学图像与红外热辐射图像之间的配准关系，然后根据光学图像确定目标位置在光学图像中的像素位置；然后根据红外热辐射图像、目标位置在光学图像中的像素位置，以及光学图像和红外热辐射图像的配准关系，确定目标位置在红外热辐射图像中的像素位置。

在起始位置与目标位置均确定后，移动床台使待扫描的起始位置移向目标位置，直至到达目标位置或距离目标位置的设定距离范围内。具体为：确定目标位置对应的像素位置和待扫描部位的像素位置之间的位置关系；然后根据位置关系移动床台，使起始位置的像素位置与目标位置对应的像素位置重合或在设定距离范围内。

本实施例的位置关系可以是：红外热辐射图像中的待扫描部位对应的像素位置和目标位置对应的像素位置之间的位置关系。此时，以红外热辐射图像的坐标为移床的直接参考坐标，并在每次移动后核对新拍摄的红外热辐射图像中的起始位置与目标位置是否重合或近似重合，如果没有重合或近似重合，则继续移床，此种方式没有控制装置建立的红外热辐射图像与床台的空间位置对应关系，因此通常适用于人工移床，且需要多次人工移床。

本实施例的位置关系还可以是：根据红外热辐射图像与医学影像系统的实际空间位置之间的位置对应关系，计算得到的待扫描部位的实际位置和目标位置之间的空间位置关系。在得到待扫描部位的起始位置与目标位置的空间位置关系后，即可确定床台在每个方向上所需的位移，根据所确定的位移自动或手动移动床台即可。由于扫描系统具有较高的空间位置控制精度，因此使用此种位置关系，仅需一次移床就可使待扫描部位的初始位置到达目标位置或近似到达目标位置，当然，也可以采用多种移床的方式。

对于多次移床，需要获取受检者在床台移向目标位置过程中的红外热辐射图像，然后根据新获取的红外热辐射图像更新受检者的待扫描部位的位置和目标位置的位置关系；如果更新后的位置关系显示受检者的待扫描部位的位置与目标位置在设定距离范围内，则停止移动床台。如果更新后的位置关系显示，受检者的待扫描部位的位置与目标位置在设定距离范围外，则继续移动床台，然后再获取受检者在床台移向目标位置过程中的红外热辐射图像，再基于新的红外热辐射图像更新的位置关系，直至最新的位置关系显示，受检者的待扫描部位的起始位置与目标位置在设定距离范围内，则停止移动床台。需要说明的是，本实施例中，在起始位置到达目标位置或近似到达目标位置之前，床台所处的任何阶段均称之为“床台移向目标位置的过程”。

示例性的，以头部ct扫描为例，受检者躺在床台201上后，将床台201移动到扫描中心位置(一般是最高床高，参见图2)，然后将床台移动至扫描孔径内，使得设于扫描孔径内的激光装置204照射到床台上形成红线作为实际目标位置(与光学图像中的目标位置对应，参见图2中的虚线304)；获取床台处于当前位置时，受检者在俯视方向的红外热辐射图像和光学图像，以及侧视方向的红外热辐射图像和光学图像。获取受检者的待扫描信息，即头足向的头部ct扫描，然后确定俯视方向的红外热辐射图像的头顶位置，并将该位置作为水平起始位置301；确定侧视方向的红外热辐射图像的头部纵向中心线所在位置，并将该位置作为竖直起始位置303。将每个方向上的红外热辐射图像与光学图像配准，并根据目标位置在俯视方向上的光学图像中的像素位置、以及该方向光学图像与红外热辐射图像的配准关系，确定水平目标位置在俯视方向的红外热辐射图像中的像素位置；根据目标位置在侧视方向上的光学图像中的像素位置、以及该方向光学图像与红外热辐射图像的配准关系，确定竖直目标位置在俯视方向的红外热辐射图像中的像素位置；确定水平起始位置与水平目标位置之间的位置关系，以作为水平位置关系，确定竖直起始位置与竖直目标位置之间的位置关系，以作为竖直位置关系，然后根据水平位置关系，水平移动床台使水平起始位置与水平目标位置的空间水平位置重合或近似重合(参见图3)，根据竖直位置关系，竖直移动床台使竖直起始位置与竖直目标位置的空间竖直位置重合或近似重合。

本发明提供的用于医学影像系统的自动摆位方法的技术方案，医学影像系统包括扫描装置，以及沿扫描装置的扫描孔径轴向运动的床台，以及设于床台上方和/或侧方的拍摄装置，拍摄装置包括红外探测装置，该方法包括获取床台处于当前位置时受检者的红外热辐射图像；根据红外热辐射图像确定受检者的待扫描部位的位置；移动床台使受检者的待扫描部位到达目标位置或距离目标位置设定距离范围内。相对于技师基于激光红外线目测摆位，通过图像确定摆位位置具有更高的准确性，而且也更加简单快捷，大大提高了摆位效率。

实施例二

如图2所示，医学影像系统包括扫描装置202，以及沿扫描装置202的扫描孔径轴向运动的床台201，还包括：控制装置203和设于床台201上方和/或侧方的拍摄装置101，拍摄装置101包括红外探测装置，用于获得受检者的红外热辐射图像；控制装置203与拍摄装置通讯连接，用于根据受检者的红外热辐射图像控制床台201移动，使受检者的待扫描部位移动至目标位置或距离目标位置设定距离范围内。

其中，控制装置203包括图像处理模块，并通过图像处理模块根据受检者的红外热辐射图像和受检者的预设扫描协议，识别出受检者的待扫描部位在红外热辐射图像中的像素位置。

本实施例所述的影像扫描系统还包括信息管理装置，该信息管理装置连接控制装置203，用于存储有受检者的预设扫描协议，因此控制装置203可以从信息管理装置读取受检者的预设扫描协议，预设扫描协议包括受检者的影像拍摄范围，比如头部、胸部等。控制装置获取到待扫描信息后，根据红外热辐射图像和受检者的预设扫描协议，识别红外热辐射图像中的待扫描部位；以确定在红外热辐射图像中待扫描部位的像素位置，主要是待扫描部位的起始位置所在的像素位置。起始位置包括水平起始位置和竖直起始位置，如果待扫描部位为头部，则影像扫描范围通常为头顶至下颌，那么影像扫描的水平起始位置通常为头顶，竖直起始位置为头部纵向中心线所在竖直位置。

其中，拍摄装置101还包括与红外探测装置组合出现的光学摄像头，该光学摄像头用于获取光学图像。前述图像处理模块还用于确定光学图像和红外热辐射图像的配准关系；以及根据光学图像确定目标位置在光学图像中的像素位置；以及根据红外热辐射图像、目标位置在光学图像中的像素位置，以及光学图像和红外热辐射图像的配准关系，确定目标位置在红外热辐射图像中的像素位置。

在起始位置与目标位置均确定后，控制装置203确定目标位置对应的像素位置和待扫描部位的像素位置之间的位置关系；然后根据位置关系输出床台移动方向或床台所需的位移，以使技师根据该位移移动床台；或者直接移动床台，以使起始位置的像素位置与目标位置对应的像素位置重合或在近似重合。

其中，位置关系可以是：红外热辐射图像中的待扫描部位对应的像素位置和目标位置对应的像素位置之间的位置关系。此时，以红外热辐射图像的坐标为移床的直接参考坐标，并在每次移动后核对新拍摄的红外热辐射图像中的起始位置与目标位置是否重合或近似重合，如果没有重合或近似重合，则继续移床，此种方式没有控制装置建立红外热辐射图像与床台的空间位置对应关系，因此通常适用于人工移床，且需要多次人工移床。

其中，位置关系还可以是：根据红外热辐射图像与医学影像系统的实际空间位置之间的位置对应关系，计算得到的待扫描部位的实际位置和目标位置之间的空间位置关系。在得到待扫描部位的实际位置与目标位置的空间位置关系后，即可确定床台在每个方向上所需的位移，根据所确定的位移动或手动移动床台即可。由于扫描系统具有较高的空间位置控制精度，因此使用此种位置关系，仅需一次移床就可使待扫描部位的初始位置到达目标位置或近似到达目标位置，当然，也可以采用多种移床的方式。

对于多次移床，控制装置自动获取受检者在床台移向目标位置过程中的红外热辐射图像，或者由技师手动获取受检者在床台移向目标位置过程中的红外热辐射图像，然后控制装置根据新获取的红外热辐射图像更新受检者的待扫描部位的位置和目标位置的位置关系，如果更新后的位置关系显示受检者的待扫描部位的位置与目标位置在设定距离范围内，则停止移动床台或输出摆位成功。如果更新后的位置关系显示受检者的待扫描部位的位置与目标位置在设定距离范围外，则控制装置再移动床台，或输出床台所需位移以使技师移动床台；然后由控制装置自动获取受检者在床台移向目标位置过程中的红外热辐射图像，或者由技师手动获取受检者在床台移向目标位置过程中的红外热辐射图像，然后基于新的红外热辐射图像更新位置关系，直至最新的位置关系显示受检者的待扫描部位的起始位置与目标位置在设定距离范围内，则停止移动床台。需要说明的是，在起始位置到达目标位置或近似到达目标位置之前，床台所处的任何阶段均称之为“床台移向目标位置的过程”。

本发明实施例提供的医学影像系统的技术方案，包括扫描装置，连接扫描装置的图像重建装置，以及沿扫描装置的扫描孔径轴向运动的床台，还包括：控制装置和设于床台上方和/或侧方的拍摄装置，拍摄装置包括红外探测装置，用于获得受检者的红外热辐射图像；控制装置与拍摄装置通讯连接，用于根据受检者的红外热辐射图像控制床台移动，使受检者的待扫描部位移动至目标位置或距离目标位置设定距离范围内。相对于技师基于激光红外线目测摆位，通过图像确定摆位位置具有更高的准确性，而且也更加简单快捷，大大提高了摆位效率。

实施例三

本发明实施例三还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种用于医学影像系统的自动摆位方法，该方法包括：

获取床台处于当前位置时受检者的红外热辐射图像；

根据所述红外热辐射图像确定所述受检者的待扫描部位的位置；

移动床台使所述受检者的所述待扫描部位到达目标位置或距离所述目标位置设定距离范围内。

当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的用于医学影像系统的自动摆位方法中的相关操作。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(read-onlymemory，简称rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，简称ram)、闪存(flash)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的用于医学影像系统的自动摆位方法。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。