扫描和跟踪监视设备及方法技术

公开了一种用于医学成像的扫描监视设备，该扫描监视设备包括控制器单元和显示器，其中，控制器单元在扫描会话期间被配置成：获得受检者在医学扫描仪中的跟踪数据(102)；获得指示医学扫描仪的操作参数的扫描仪数据(104)；基于跟踪数据和扫描仪数据来确定验证功能的输出(106)；并且根据验证功能的输出来控制扫描监视设备(108)。可以在输出指示错误的扫描的情况下提供通知信号。

Scanning and tracking monitoring equipment and methods

A scanning monitoring device for medical imaging is disclosed. The scan monitoring device includes a controller unit and a display, in which the controller unit is configured to obtain the tracking data of the subject in the medical scanner (102) during the scan session, and to obtain the scanner data indicating the operating parameters of the medical scanner (104). The output of the verification function (106) is determined based on the tracking data and the scanner data, and the scanning monitoring device (108) is controlled according to the output of the verification function. The notification signal can be provided in the case of an output indicating an error scan.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】扫描和跟踪监视设备及方法
本公开内容涉及扫描监视设备及相关方法，具体地涉及用于诸如磁共振成像(MRI)和/或正电子发射断层扫描(PET)和/或计算机断层扫描(CT)和/或脑磁图描记(MEG)以及放射治疗的医学成像的扫描监视设备。
技术介绍
用于医学成像中的运动校正的运动跟踪方法已经在过去数年期间进行了深入的研究，但是不存在用于在生物医学扫描采集期间的验证的运动检测的功能性临床工具。医学图像采集期间的运动会降低医学图像的质量。较差质量的医学图像可以导致昂贵的重新扫描并且最糟糕的情况下导致错误的诊断和治疗。最佳地，应当针对任何运动来校正医学成像数据；然而已知的跟踪方法受到可靠性的制约并且因此降低临床实践中的可用性。另外，通常将运动校正方法指定成医学扫描仪和正在被扫描的对象的图像采集。针对医学脑成像开发的医学扫描仪驱动的运动跟踪方法通常遭受无法同时获得足够高的时间和空间分辨率的制约。另外，现代医学扫描仪的高分辨率(对于磁共振成像(MRI)来说低至十分之一毫米，并且对于正电子发射断层扫描(PET)来说低至几毫米)对运动跟踪估计设置了严格的要求。大多数外部跟踪系统使用附接至受检者头部的标记。基于标记的系统引入了其中标记的运动可能不能表示患者的运动的错误的关键来源。由于受限的可获取的信息，因此该问题变得重要。不存在验证跟踪是正确配准了患者的运动还是仅配准了标记的运动的信息。例如使用结构化光、深度传感器和立体视觉系统的基于3D表面表示的无标记跟踪方法非常复杂，具有高的不可预知的错误的风险。
技术实现思路
需要一种提供用于基于从3D表面信息进行跟踪的医学成像/生物成像中的运动管理的改进的临床工具的设备和方法。公开了一种用于医学成像的扫描监视设备，所述扫描监视设备包括控制器单元和显示器，其中，控制器单元在扫描会话期间和/或扫描会话之前被配置成：获得受检者在医学扫描仪中的跟踪数据，其中，获得跟踪数据可选地包括：确定指示跟踪数据质量的一个或更多个质量参数并且将所述一个或更多个质量参数包括在所述跟踪数据中；获得指示医学扫描仪的一个或更多个操作参数的扫描仪数据；基于跟踪数据和/或扫描仪数据来确定验证功能的输出；并且根据验证功能的输出来控制扫描监视设备。另外，公开了一种操作用于医学成像的扫描监视设备的方法，所述扫描监视设备包括控制器单元和显示器，其中，所述方法包括在扫描会话期间：获得受检者在医学扫描器中的跟踪数据，其中，获得跟踪数据可选地包括：确定指示跟踪数据质量的一个或更多个质量参数并且将所述一个或更多个质量参数包括在跟踪数据中；获得指示医学扫描仪的操作参数的扫描仪数据；基于跟踪数据和扫描仪数据来确定验证功能的输出；并且根据验证功能的输出来控制扫描监视设备。本专利技术的重要优点是可以通过改善医学图像的质量来减少扫描会话的数目。扫描会话期间可以立即发现错误或较差的图像质量，使操作者能够在同一扫描会话中重复扫描，而无需进行图像重建和检查。因此可以减少手动图像检查和扫描时间。另外，关于扫描资源的最佳使用以及正在被扫描的人的降低的风险两者，正在被扫描的人可以避免在高度期望的较晚的时间点处针对新的扫描会话被召回。本专利技术的另一优点是：例如通过允许运动校正和质量控制可以使运动跟踪临床适用于扫描的控制。另外，本公开内容有助于改善患者安全性，因为用于诊断和治疗的有问题的或错误的生物图像形成基础的风险大大降低。另外，可以获得更好的诊断和治疗。本公开内容提出了从3D表面扫描结合的同时或实时跟踪和监视。验证的跟踪数据加扫描仪信息可以启用从引导图像采集的验证功能的输出。因此，可以通过使医学扫描仪的操作者能够以简单且方便的方式监视扫描环境来提高扫描会话的质量。还可以向医学扫描仪直接给出验证的跟踪信息。设想到，数据还可以被存储以用于扫描后校正。附图说明通过参照附图对本专利技术的示例性实施方式的以下详细描述，以上和其他特征及优点对于本领域技术人员而言将变得明显，在附图中：图1示意性地图示了示例性扫描监视设备，图2示意性地图示了具有示例性第一表示和第二表示的显示器，图3示意性地图示了示例性方法，图4示意性地图示了获得跟踪数据的示例，图5图示了示例性控制器单元的操作，以及图6示意性地图示了具有示例性第一表示和第二表示的显示器。具体实施方式在下文中参照附图描述了各种实施方式。相同的附图标记贯穿全文指代相同的要素。因此，相同的要素将不再关于每个附图的描述来详细描述。还应当注意的是，附图仅意在促进实施方式的描述。它们不意在作为所要求保护的本专利技术的穷举性描述或者作为对所要求保护的本专利技术的范围的限制。此外，所图示的实施方式不需要具有所示的所有方面或优点。结合特定实施方式描述的方面或优点不一定限于该实施方式，并且可以在即使没有如此说明的或者在没有如此明确地描述的情况下的任何其他实施方式中实践。贯穿全文，相同的附图标记被用于相同或相应的部分。扫描监视设备将跟踪数据和扫描仪数据组合，有效地提高了受检者在扫描会话期间的扫描质量。扫描监视设备因此可以是扫描和跟踪监视设备。扫描会话可以被定义为从当扫描受检者被放入扫描仪中时到当扫描受检者被从扫描仪中移除时的时间段。受检者也被称为扫描受检者。扫描监视设备包括控制器单元和显示器。显示器包括显示器控制器和显示器面。显示器可以是计算机屏幕，例如LED显示器如OLED显示器或液晶显示器(LCD)。控制器单元被配置成在扫描会话期间获得受检者在医学扫描仪中的跟踪数据。跟踪数据可以包括一个或更多个图像投影仪的图像控制数据，例如图像设置。跟踪数据可以包括例如来自能够提供或被配置成提供受检者的成像区域的3D表面表示数据的任何传感器系统的受检者的成像区域的3D表示数据，传感器系统包括表面扫描仪、立体视觉或多视觉摄像机系统、深度传感器、飞行时间摄像机和/或结构化光成像系统等。跟踪数据可以包括来自一个或更多个摄像机或检测器的图像数据。跟踪数据可以包括例如来自图像导航器、k空间导航器和质心的扫描仪驱动的跟踪数据。跟踪数据可以包括指示跟踪质量的一个或更多个质量参数。质量参数可以基于例如包括3D点集在内的3D表示数据。跟踪数据可以包括位移数据。获得跟踪数据可以包括：确定指示跟踪数据质量的一个或更多个质量参数并且将一个或更多个质量参数包括在跟踪数据中。获得跟踪数据可以包括：基于原始跟踪数据和/或扫描仪数据和/或用户输入数据来对原始跟踪数据例如3D表面表示数据应用加权功能和/或滤波功能。加权功能所基于的原始跟踪数据可以包括2D图像、3D表示数据比如3D点集，包括例如根据其例如可以提取到相邻点和点法线的距离的先前表示数据、当前表示数据。加权功能所基于的扫描仪数据和/或用户输入数据可以包括(例如，屏蔽掉MR线圈的)感兴趣区域或扫描受检者的模型。指示跟踪数据质量的一个或更多个质量参数可以基于加权/滤波功能的输出。获得跟踪数据可以包括：确定指示受检者运动的位移数据并且将位移数据或其至少部分包括在跟踪数据中。因此，控制器单元可以被配置成例如基于一个或更多个参考点或参考点组来确定位移数据。参考点可以从扫描受检者数据导出并且/或者经由用户接口获得。跟踪数据中的一个或更多个质量参数可以基于位移数据。控制器单元被配置成在扫描会话期间和/或扫描会话之前获得指示医学扫描仪的操作参数的扫描仪本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于医学成像的扫描监视设备，所述扫描监视设备包括控制器单元和显示器，其中，所述控制器单元在扫描会话期间被配置成：‑获得受检者在医学扫描仪中的跟踪数据，其中，获得跟踪数据包括：确定指示跟踪数据质量的一个或更多个质量参数并且将所述一个或更多个质量参数包括在所述跟踪数据中；‑获得指示所述医学扫描仪的操作参数的扫描仪数据；‑基于所述跟踪数据和所述扫描仪数据来确定验证功能的输出；并且‑根据所述验证功能的输出来控制所述扫描监视设备。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.14 EP 15199948.91.一种用于医学成像的扫描监视设备，所述扫描监视设备包括控制器单元和显示器，其中，所述控制器单元在扫描会话期间被配置成：-获得受检者在医学扫描仪中的跟踪数据，其中，获得跟踪数据包括：确定指示跟踪数据质量的一个或更多个质量参数并且将所述一个或更多个质量参数包括在所述跟踪数据中；-获得指示所述医学扫描仪的操作参数的扫描仪数据；-基于所述跟踪数据和所述扫描仪数据来确定验证功能的输出；并且-根据所述验证功能的输出来控制所述扫描监视设备。2.根据权利要求1所述的扫描监视设备，其中，如果指示跟踪数据质量的所述一个或更多个质量参数中的质量参数不满足跟踪数据质量标准，则所述验证功能的输出指示损坏的跟踪数据。3.根据权利要求1至2中的任一项所述的扫描监视设备，其中，如果指示跟踪数据质量的所述一个或更多个质量参数中的质量参数满足跟踪数据质量标准，则所述验证功能的输出指示高质量的跟踪数据。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的扫描监视设备，其中，根据所述验证功能的输出来控制所述扫描监视设备包括：基于所述跟踪数据来确定并提供第一表示。5.根据权利要求4所述的扫描监视设备，其中，所述第一表示包括作为时间的函数的所述受检者的位移的图形表示。6.根据权利要求5所述的扫描监视设备，其中，位移的所述图形表示包括以距离为单位的总3D位移的第一图形表示、作为时间的函数的沿第一轴的第一位移的第二图形表示、作为时间的函数的沿第二轴的第二位移的第三图形表示以及作为时间的函数的沿第三轴的第三位移的第四图形表示。7.根据权利要求4至6中的任一项所述的扫描监视设备，其中，所述控制器单元被配置成基于所述验证功能的输出、所述扫描仪数据和所述跟踪数据来确定一个或更多个指示符，并且其中，所述控制器单元被配置成将所述一个或更多个指示符或其至少一部分包括在所述第一表示中。8.根据权利要求7所述的扫描监视设备，其中，所述一个或更多个指示符包括指示错误的扫描的错误指示符或错误指示符集。9.根据权利要求7至8中的任一项所述的扫描监视设备，其中，所述一个或更多个指示符指示相应事件发生在哪个时间处。10.根据权利要求4至9中的任一项所述的扫描监视设备，其中，根据所述验证功能的输出来控制所述扫描监视设备包括：基于所述跟踪数据来确定并提供第二表示，其中，所述第二表示与所述第一表示不同。11.根据权利要求10所述的扫描监视设备，其中，所述第二表示包括扫描受检者的表面的表面表示和所述扫描受检者的表面的参考表面表示。12.根据权利要求10至11中的任一项所述的扫描监视设备，其中，所述第二表示包括一个或更多个指示符，所述一个或更多个指示符包括指示用于所述第一表示的...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥利纳·文特·奥勒森，克劳斯·本杰明森，
申请(专利权)人：丹麦科技大学，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK