[發明專利]用于在醫學成像掃描期間追蹤和補償患者運動的系統、設備和方法

在審

• 申請號: 201580051354.1
• 申請日: 2015-07-22
• 公開（公告）號: CN106714681A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 杰弗里·N·于;威廉·赫爾曼·艾美達;約翰·亞瑟·洛夫貝格;小江·杰森·潘;邁克爾·恩格爾曼
• 申請（專利權）人: 凱內蒂科爾股份有限公司
• 主分類號: A61B5/055
• 分類號: A61B5/055;A61B5/00
• 代理公司: 上海弼興律師事務所31283
• 代理人: 薛琦

1.一種用于在醫學成像掃描期間追蹤和補償患者運動的運動追蹤系統，所述運動追蹤系統包括：

光標記物，其被配置為附于患者，其中所述光標記物包括多個光學可見界標，所述多個光學可見界標限定多個基準點；

多個光檢測器，其中所述多個光檢測器中的每一個被定位以沿不同的視線觀察所述光標記物；

標記物位置過濾器，所述標記物位置過濾器用以確定標記物基準點位置，其被配置為：

從所述多個光檢測器中的每一個接收數字圖像，其中每個數字圖像代表沿著不同視線的視圖；

為每個數字圖像確定所述數字圖像是否包括所述光標記物的視圖；以及

為包括所述光標記物的視圖的每個數字圖像，確定所述數字圖像中的多個基準點的位置；

一種用于估計所述患者的三維姿態的患者取向過濾器，所述患者取向過器配置為：

計算與多個基準點關聯的多個基準屬性，基于多個基準點的確定位置計算出所述多個基準屬性；以及

迭代地估計所述患者的三維姿態，直到誤差標準落在閾值量內為止，所述誤差標準是基于與多個對比屬性相比的所述多個基準屬性而計算出的，所述多個對比屬性是通過假設物體處于估計的姿態而計算出的；以及

一個或多個計算機，其配置為運行所述標記物位置過濾器和所述患者取向過濾器，其中所述一個或多個計算機包括計算機處理器和電子存儲介質。

2.如權利要求1所述的運動追蹤系統，其中所述患者取向過濾器配置為以至少100Hz的頻率重復地估計所述患者的三維姿態。

3.如權利要求1或2中任一項所述的運動追蹤系統，其中所述多個基準屬性包括一組主要量，該組主要量包括與所述基準點位置之間的關系相關聯的值。

4.如權利要求1-3中任一項所述的運動追蹤系統，其中確定每個數字圖像是否包括所述光標記物包括：

將所述數字圖像中的每個像素分類為兩種顏色之一；

將一個或多個連接區域分組，其中所述連接區域由具有同樣顏色的相鄰的像素組成；

基于大小閾值篩選出一個或多個連接區域；

計算一個或多個連接區域的質心；和

通過所計算的質心，將一個或多個連接區域分組在一起。

5.如權利要求1-4中任一項所述的運動追蹤系統，其中，所述運動追蹤系統還包括一個坐標系轉換器、所述坐標系轉換器配置為重新映射與由所述患者取向過濾器估計的所述患者的三維姿態相關的坐標系。

6.如權利要求4所述的運動追蹤系統，其中將一個或多個連接區域分到一起包括：

識別連接區域，所述連接區域具有出現在彼此的像素內的質心；和

計算一個或多個連接區域的每個組的質心。

7.如權利要求4所述的運動追蹤系統，其中所述運動追蹤系統在將所述數字圖像中的每個像素分類為白色或黑色前，二值化處理每個數字圖像。

8.如權利要求6所述的運動追蹤系統，其中計算所述一個或多個連接區域的每個組的質心，包括對一個或多個連接區域的組中的每個連接區域的質心進行平均。

9.如權利要求1-8的運動追蹤系統，進一步包括：

追蹤過濾器，所述追蹤過濾器配置為基于所述估計的所述患者的三維姿態產生追蹤數據并發送所述追蹤數據到醫學成像掃描儀控制器使醫學成像掃描儀來動態調整醫學成像掃描以補償患者運動。

10.如權利要求9所述的運動追蹤系統，進一步包括：

所述醫學成像掃描儀，其中，所述醫學成像掃描儀配置為基于所述追蹤數據動態調整醫學成像掃描以補償患者運動。