与MRI扫描仪兼容的虚拟现实系统技术方案

方面和实施例提供与MRI扫描仪兼容的虚拟现实系统，所述系统包括：位于MRI扫描仪的孔内的用户设备，所述用户设备配置为向受试者提供沉浸式虚拟环境；所述系统还包括：至少一个传感器，其配置为跟踪所述受试者的眼部运动；其中所述受试者与所述沉浸式虚拟环境的交互由眼部运动跟踪控制。本方面和实施例可以实施这样的设置，所述设置认识到通常依赖于VR对象的动态运动的VR技术可用于帮助维持待放置在MRI扫描仪的孔内的对象的最小运动。可以实施本实施方式，使得受试者的平静程度可以增加，并且他们对物理环境的意识减弱，从而允许更为成功的MRI图像采集，同时寻求最小化所研究的受试者经历的痛苦、无聊和/或沮丧。无聊和/或沮丧。无聊和/或沮丧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】与MRI扫描仪兼容的虚拟现实系统


[0001]本专利技术涉及与核磁共振成像(MRI)扫描仪兼容的虚拟现实(VR)系统，更具体而言，本专利技术涉及一种虚拟现实系统，该系统有助于成功地进行与受试者相关的图像采集，这些受试者在其它方面被发现使用MRI扫描仪以及对进行MRI扫描仪的受试者施加限制具有挑战或困难。

技术介绍

[0002]核磁共振成像(MRI)是一种临床成像技术，其允许捕获发生在例如人体内部的解剖和生理过程的图像。MRI扫描仪使用强磁场、磁场梯度和射频磁场来生成身体内发生的解剖和过程的图像。
[0003]典型的MRI扫描仪具有相对较小且较窄的扫描仪的孔。扫描仪的孔是产生强磁场以研究放置在MRI扫描仪中的受试者的区域。
[0004]被放置在MRI扫描仪中的受试者可能会产生焦虑。就成年人而言，这种焦虑可能源于例如幽闭恐惧症和/或精神错乱或痴呆症。儿童在扫描前和扫描期间也可能会感到焦虑。
[0005]为了从放置在MRI扫描仪内的受试者获得清晰有用的图像，受试者必须在扫描过程中保持基本静止。使用全身麻醉剂对幼儿进行扫描的情况并不少见。
[0006]希望提供一种用于MRI扫描仪中的系统，其可以帮助减轻或缓解上面提出的一些问题。

技术实现思路

[0007]因此，第一方面提供：与MRI扫描仪兼容的虚拟现实系统，所述系统包括：位于MRI扫描仪的线圈内的用户设备，所述用户设备配置为向受试者提供沉浸式虚拟环境；所述系统还包括：至少一个传感器，其配置为跟踪受试者的眼部运动；其中受试者与沉浸式虚拟环境的交互由跟踪的眼部运动控制。
[0008]在一些实施例中，所述系统配置为向受试者提供沉浸式虚拟环境，该沉浸式虚拟环境包括选择为减少、最小化和/或防止受试者通过粗略的物理运动与虚拟环境的交互的视觉和音频输入。
[0009]在一些实施例中，所述系统配置为向受试者提供沉浸式虚拟环境，该沉浸式虚拟环境包括选择为鼓励受试者仅通过眼部运动与虚拟环境的交互的视觉和音频输入。
[0010]在一些实施例中，用户设备的元件由不影响MRI扫描仪的线圈内的磁场的材料构成。
[0011]在一些实施例中，磁干扰或电干扰的VR系统的元件位于扫描仪的线圈外部。在一些实施方式中，VR系统的演示元件与定位在扫描仪的孔内的受试者一起存在。演示元件与受试者一起移动，以允许系统创建的沉浸式VR体验从扫描仪外部开始并在检查的所有元件中不受干扰地继续，直到受试者从核磁扫描仪中离开。
[0012]在一些实施例中，提供沉浸式虚拟环境的视觉输入通过包括投影仪和一个或多个
反射镜的光学系统从扫描仪的线圈外部传送到受试者。
[0013]在一些实施例中，配置为跟踪受试者的眼部运动的至少一个传感器包括形成用户设备的一部分的至少一个摄像机，并且其中摄像机位于用户设备上，与放置在用户设备中的受试者相距一定距离，该距离选择为减少通过使用扫描仪的线圈捕获的MRI图像中的电磁干扰。
[0014]在一些实施例中，创建虚拟现实环境所需的处理设备位于扫描仪的线圈或扫描仪的孔的外部。
[0015]在一些实施例中，用户设备的尺寸适于在扫描仪的线圈或扫描仪的孔内。
[0016]在一些实施例中，虚拟现实系统的一个或多个元件与MRI扫描仪可拆卸地分离。
[0017]在一些实施例中，受试者与沉浸式虚拟环境的交互主要由眼部运动跟踪控制。
[0018]在一些实施例中，用户设备包括位于用户设备内的一个或多个限制器，用于限制受试者的头部运动。
[0019]在一些实施例中，眼部运动跟踪包括：通过瞳孔跟踪实现的视线估计(gaze estimation)。
[0020]在一些实施例中，眼部运动跟踪包括：可变形眼睛形状跟踪。
[0021]在一些实施例中，眼部运动跟踪包括：包括头部姿态补偿的瞳孔跟踪。
[0022]在一些实施例中，眼部运动跟踪包括根据由传感器获得的图像确定受试者头部运动，并且其中所述系统配置为使用所确定的头部运动来校正或补偿由MRI扫描仪获得的MRI图像。
[0023]在一些实施例中，基于从传感器捕获的受试者的眼部的一幅或多幅图像确定的眼角位移，估计受试者头部姿势的变化，并且其中所述变化用于提供运动补偿。
[0024]在一些实施例中，所述系统配置为向受试者提供交互式注视目标，从而提供受试者反馈并改善与目标的整体结合。
[0025]在一些实施例中，交互式注视目标包括：在受试者的视线确定为与注视目标保持接触时改变或演变的图标。
[0026]在一些实施例中，沉浸式虚拟环境与受试者所体验的物理环境一致。
[0027]在一些实施例中，用户设备包括声音传感器，所述声音传感器配置为向系统提供输入的声音传感器，使得形成虚拟环境的一部分的听觉景观(aural landscape)包括扫描仪的线圈内的听觉景观的主要元素。
[0028]在一些实施例中，用户设备包括一个或多个运动传感器，所述运动传感器配置为向系统提供输入，使得形成虚拟环境的一部分的视觉景观与扫描仪的线圈内的受试者所经历的运动一致。
[0029]在一些实施例中，所述系统包括声音和图像传感器，其配置为向系统提供关于位于扫描仪的线圈外部的一方的信息，并且将该方的图像添加到虚拟环境中以与受试者交互。
[0030]应当理解，本专利技术的另一方面涉及使用第一方面的设备的方法。具体在于：提供与MRI扫描仪的兼容虚拟现实系统：通过将用户设备定位在MRI扫描仪的线圈内，所述用户设备配置为向受试者提供沉浸式虚拟环境；所述方法还包括：配置至少一个传感器来跟踪所述受试者的眼部运动；并且提供一种设置，其中受试者与沉浸式虚拟环境的交互由受试者
的眼部运动跟踪控制。
[0031]可以提供与第一方面描述的设备特征相对应的方法步骤。
[0032]在所附的独立权利要求和从属权利要求中阐述了进一步的特定方面和优选方面。从属权利要求的特征可以适当地与独立权利要求的特征组合，也可以与权利要求中明确列出的特征以外的特征进行组合。
[0033]在设备特征描述为可操作以提供功能的情况下，应当理解这包括提供该功能或适配于该功能或配置为提供该功能的设备特征。
附图说明
[0034]现将结合附图对本专利技术的实施例作进一步说明，其中：
[0035]图1示出了设计为用于一种可能的设置的光学投影系统；
[0036]图2示出了构成VR系统的一部分的用户设备，该用户设备定位在扫描仪的孔内；
[0037]图3示意性地示出了注视跟踪的校准过程的主要组成部分；
[0038]图4示出了典型的眼部图像，其中叠加了关键标志和校准数据；
[0039]图5示出了一个受试者被放置在MRI扫描仪的孔中；
[0040]图6示出了根据一种设置提供给MRI扫描仪的孔中的受试者的虚拟环境的视觉元素的屏幕截图；
[0041]图7示出了构成VR系统的一部分的替代的用户设备，其形式为位于M本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.与MRI扫描仪兼容的虚拟现实系统，所述系统包括：位于MRI扫描仪的孔内的用户设备，所述用户设备配置为向受试者提供沉浸式虚拟环境；所述系统还包括：至少一个传感器，其配置为跟踪所述受试者的眼部运动；其中所述受试者与所述沉浸式虚拟环境的交互由跟踪的眼部运动控制。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述用户设备的元件由不影响MRI扫描仪的孔内的磁场的材料构成。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中磁性或电气破坏性的所述虚拟现实系统的元件位于扫描仪的孔外。4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中通过包括投影仪和一个或多个反射镜的光学系统，用于提供沉浸式虚拟环境的视觉输入从扫描仪的孔外传送到所述受试者。5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中配置为跟踪受试者的眼部运动的至少一个传感器包括形成所述用户设备的一部分的至少一个摄像机，并且其中所述摄像机位于所述用户设备上，与放置在所述用户设备中的受试者相距一距离，该距离选择为减少通过使用扫描仪的孔捕获的MRI图像中的电磁干扰。6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中创建所述虚拟现实环境所需的处理设备位于扫描仪的孔外。7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述用户设备的尺寸适于在扫描仪的孔内。8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述虚拟现实系统的一个或多个元件与MRI扫描仪可拆卸地分离。9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述受试者与所述沉浸式虚拟环境的交互主要由跟踪的眼部运动控制。10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述用户设备包括位于用户设备内的一个或多个限制器，用于限制受试者的头部运动。11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述跟踪的眼部运动包括通过瞳孔跟踪实现的视线...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：伦敦国王学院，
类型：发明
国别省市：