[發(fā)明專利]用于腦成像中的運(yùn)動跟蹤的設(shè)備和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380039111.7
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN104486996B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 奧利納·奧勒森;拉斯穆斯·拉森;拉斯穆斯·R·保爾森;莉澤洛特·霍伊高
• 申請（專利權(quán)）人: 丹麥科技大學(xué)
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;G01R33/48;G01R33/565;A61B5/00;A61B6/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 康建峰,吳瓊

本發(fā)明涉及用于醫(yī)學(xué)成像如腦成像具體地磁共振成像(MRI)和/或正電子發(fā)射斷層成像(PET)中的運(yùn)動跟蹤的方法和設(shè)備。本方法和設(shè)備可以用于正電子發(fā)射斷層成像(PET)和組合的MRI/PET掃描儀中的運(yùn)動跟蹤。本方法和設(shè)備可以用于臨床前MRI和PET掃描儀中的運(yùn)動跟蹤。

背景技術(shù)

在過去的十年中，研發(fā)了用于腦成像中的運(yùn)動跟蹤的多種方法，但是掃描過程中的頭部運(yùn)動屬于造成偽影并且顯著降低圖像質(zhì)量的重要問題。

已知的方法包括外部跟蹤系統(tǒng)以及基于圖像的運(yùn)動跟蹤和校正。許多外部跟蹤系統(tǒng)使用附接至對象頭部的標(biāo)記。這潛在地引入了誤差并且使為掃描準(zhǔn)備對象的過程復(fù)雜化，因此降低了在臨床實(shí)踐中的可用性。相應(yīng)地，為醫(yī)學(xué)腦成像研發(fā)的基于圖像的運(yùn)動跟蹤方法通常遭受不能同時獲得足夠高的時間和空間分辨率的影響。另外，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)掃描儀的高分辨率(對于MRI下至零點(diǎn)幾毫米，以及對于PET下至幾毫米)對運(yùn)動跟蹤系統(tǒng)設(shè)置了嚴(yán)格的要求。

發(fā)明內(nèi)容

因此，需要改進(jìn)的對對象的運(yùn)動跟蹤，以提高醫(yī)學(xué)掃描儀具體地磁共振(MR)和/或PET掃描儀的掃描圖像的運(yùn)動校正。

另外，需要簡化掃描過程例如減少對象的預(yù)處理的運(yùn)動跟蹤系統(tǒng)。

因此，提供了用于在成像中具體地在醫(yī)學(xué)成像或醫(yī)學(xué)腦成像中對對象進(jìn)行運(yùn)動跟蹤的方法，該方法包括：設(shè)置光投射器和第一相機(jī)，以及使用光投射器將第一圖案序列(S1)投射到對象的表面區(qū)域上，第一圖案序列包括第一主圖案(P_1,1)和可選的第一次級圖案(P_1,2)。對象可以被定位在掃描儀的掃描區(qū)域中，如在醫(yī)學(xué)掃描儀的掃描儀孔中。該方法包括使用第一相機(jī)來檢測所投射的第一圖案序列(S1’)。可選地，該方法包括基于所檢測的第一圖案序列(S1’)來確定包括第二主圖案(P_2,1)的第二圖案序列(S2)，使用光投射器將第二圖案序列(S2)投射到對象的表面區(qū)域上以及使用第一相機(jī)來檢測所投射的第二圖案序列(S2’)。該方法可以包括基于所檢測的第一圖案序列(S1’)和/或第二圖案序列(S2’)來確定運(yùn)動跟蹤參數(shù)。

另外，提供了用于在成像中具體地在醫(yī)學(xué)成像或醫(yī)學(xué)腦成像中對對象進(jìn)行運(yùn)動跟蹤的設(shè)備，該設(shè)備包括：控制單元；光投射器，該光投射器包括光源和光調(diào)制器；以及第一相機(jī)。該設(shè)備被配置用于：使用光投射器將第一圖案序列(S1)投射到對象的表面區(qū)域上，其中對象可選地被定位在掃描儀的掃描區(qū)域中，如在醫(yī)學(xué)掃描儀的掃描儀孔中，第一圖案序列包括第一主圖案(P_1,1)和可選的第一次級圖案(P_1,2)，以及使用第一相機(jī)來檢測所投射的第一圖案序列(S1’)。另外，該設(shè)備可以被配置用于基于所檢測的第一圖案序列(S1’)來確定包括第二主圖案(P_2,1)的第二圖案序列(S2)，使用光投射器將第二圖案序列(S2)投射到對象的表面區(qū)域上并且使用第一相機(jī)來檢測所投射的第二圖案序列(S2’)。該設(shè)備可以被配置用于基于所檢測的第一圖案序列(S1’)和/或第二圖案序列(S2’)來確定運(yùn)動跟蹤參數(shù)。

本發(fā)明的方法和設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了亞毫米范圍內(nèi)的運(yùn)動跟蹤。

本發(fā)明的方法和設(shè)備的重要優(yōu)點(diǎn)是提供了無標(biāo)記運(yùn)動校正，降低了對于待掃描的對象的準(zhǔn)備的需求。

本發(fā)明的方法和設(shè)備使得能夠提高腦成像的圖像質(zhì)量和/或可以降低對設(shè)備的存儲器需求。

由于圖案序列及其圖案的自適應(yīng)確定，本發(fā)明使得能夠提高跟蹤速度和/或提高運(yùn)動跟蹤參數(shù)的精度。因此，可以優(yōu)化所投射的圖案的屬性，例如以便專注于對于運(yùn)動跟蹤參數(shù)的相關(guān)子區(qū)域。

由于能夠調(diào)整序列的圖案使得將眼睛區(qū)域排除在照射以外或針對期望的圖案子區(qū)域來照射眼睛區(qū)域，所以本發(fā)明提供提高的患者安全性。

另外，第二圖案的自適應(yīng)確定使得能夠?qū)D案優(yōu)化到用于運(yùn)動跟蹤的特別關(guān)注的子區(qū)域。例如，具有大曲率的表面子區(qū)域是期望的以便獲得所有方向和角度的運(yùn)動信息。

附圖說明

通過參照附圖對本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu)點(diǎn)對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說變得明顯，在附圖中：

圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性設(shè)備，

圖2示意性地示出了光纖的遠(yuǎn)端在醫(yī)學(xué)掃描儀中的示例性定位，

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性方法，

圖4示出了第一圖案序列的示例性圖案，

圖5示出了第二圖案序列的示例性圖案，

圖6示出了圖案的示例性子區(qū)域，

圖7示出了圖案的示例性子區(qū)域，