扫描和跟踪监视设备及方法

摘要

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。

权利要求

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：‑基于根据3D表面信息进行的跟踪来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；

‑验证所述跟踪数据，包括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，其中，所述验证功能基于所述扫描仪数据中的一个或更多个操作参数，其中，对所述跟踪数据的验证包括将一个或更多个跟踪数据标准应用于所述跟踪数据，

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所述跟踪数据标准中的跟踪数据质量标准，则所述验证功能的输出指示损坏的跟踪数据，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所述跟踪数据标准中的跟踪数据质量标准，则所述验证功能的输出指示高质量的跟踪数据，并且其中，根据所述验证功能的输出来控制所述扫描监视设备包括提供通知方案，所述提供通知方案包括：

‑向所述医学扫描仪提供指示停止扫描的控制信号；

‑向所述医学扫描仪提供指示扫描重新开始的控制信号；或者‑向所述医学扫描仪提供指示重做部分扫描的控制信号。

2.根据权利要求1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。

3.根据权利要求2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。

4.根据权利要求3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。

5.根据权利要求2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。

6.根据权利要求5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。

7.根据权利要求5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。

8.根据权利要求2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。

9.根据权利要求8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。

10.根据权利要求8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所述受检者的参考点或参考点组的第一指示符。

11.根据权利要求10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所述第二表示的所述第一指示符。

12.根据权利要求1所述的扫描监视设备，其中，所述扫描监视设备包括被配置成将一个或多个图像投影到所述受检者在所述医学扫描仪中的成像区域上的图像投影仪，并且其中，所述跟踪数据包括所述投影仪的图像控制数据。

13.根据权利要求1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：在所述输出指示错误的扫描的情况下提供通知信号。

14.根据权利要求13所述的扫描监视设备，其中，所述扫描监视设备包括扬声器，并且其中，提供通知信号包括：利用所述扬声器提供音频信号。

15.根据权利要求14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来从多个音频信号中选择所述音频信号。

16.根据权利要求13所述的扫描监视设备，其中，提供通知信号包括：在所述显示器上提供视觉警报信号。

17.根据权利要求1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：向所述医学扫描仪传送第一控制信号，其中，所述第一控制信号在所述输出指示第一错误的情况下指示停止扫描。

18.根据权利要求1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：向所述医学扫描仪传送第二控制信号，其中，所述第二控制信号在所述输出指示第二错误的情况下指示扫描重新开始。

19.根据权利要求1所述的扫描监视设备，其中，所述扫描监视设备包括被配置成提供所述受检者在所述医学扫描仪中的成像区域的3D表面表示数据的任何传感器系统，并且其中，所述跟踪数据包括所述3D表面表示数据。

20.根据权利要求1所述的扫描监视设备，其中，所述扫描监视设备包括被配置成检测受检者的图像的图像检测器，并且其中，所述跟踪数据包括所检测到的图像的图像数据。

21.根据权利要求1所述的扫描监视设备，其中，所述控制器单元还被配置成获得扫描受检者参数。

22.一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：‑基于根据3D表面信息进行的跟踪来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；

‑验证所述跟踪数据，包括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，其中，所述验证功能基于所述扫描仪数据中的一个或更多个操作参数，其中，对所述跟踪数据的验证包括将一个或更多个跟踪数据标准应用于所述跟踪数据，

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所述跟踪数据标准中的跟踪数据质量标准，则所述验证功能的输出指示损坏的跟踪数据，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所述跟踪数据标准中的跟踪数据质量标准，则所述验证功能的输出指示高质量的跟踪数据，并且其中，根据所述验证功能的输出来控制所述扫描监视设备包括提供通知方案，所述提供通知方案包括：

‑向所述医学扫描仪提供指示停止扫描的控制信号；

‑向所述医学扫描仪提供指示扫描重新开始的控制信号；或者‑向所述医学扫描仪提供指示重做部分扫描的控制信号。

说明书

扫描和跟踪监视设备及方法

技术领域

[0001] 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。

背景技术

[0002] 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。

[0003] 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。

[0004] 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。

[0005] 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。

发明内容

[0006] 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。

[0007] 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。

[0008] 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。

[0009] 本发明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。本发明的另一优点是：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。

[0010] 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。

[0011] 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

[0012] 通过参照附图对本发明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：

[0013] 图1示意性地图示了示例性扫描监视设备，

[0014] 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，

[0015] 图3示意性地图示了示例性方法，

[0016] 图4示意性地图示了获得跟踪数据的示例，

[0017] 图5图示了示例性控制器单元的操作，以及

[0018] 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

[0019] 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发明的穷举性描述或者作为对所
要求保护的本发明的范围的限制。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。

[0020] 贯穿全文，相同的附图标记被用于相同或相应的部分。

[0021] 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。

[0022] 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)。

[0023] 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。

[0024] 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。

[0025] 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。

[0026] 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。

[0027] 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数据。扫描仪数据可以经由连接至医学扫描仪和/或用户接口的扫描仪
接口获得。用户接口可以允许操作者将扫描仪数据馈送到扫描监视设备中。扫描仪数据可
以从包括一个或更多个扫描受检者参数的扫描受检者数据库中获得。扫描仪数据可以包括
指示扫描仪类型(PET、MR、CT、MEG或任何组合)和/或扫描仪模型的扫描类型标识符。不同类
型的医学扫描仪对被扫描的受检者可能具有不同的要求。

[0028] 控制器单元还可以被配置成获得扫描受检者参数。

[0029] 控制器单元可以被配置成经由用户接口来获得用户输入数据。用户数据可以包括运动阈值，使得例如当达到运动阈值时提供通知。

[0030] 扫描仪数据可以包括医学扫描仪的一个或更多个操作参数，例如第一操作参数和第二操作参数。

[0031] 医学扫描仪的一个或更多个操作参数可以包括第一操作参数或第一操作参数集，其中，第一操作参数可以指示扫描模式。扫描模式可以包括扫描仪的特定设置和操作参数。
作为示例，可以用于MRI的第一操作参数包括磁体的强度、孔径尺寸、造影剂等。可以用于
MRI的扫描模式是常规MRI、扩散张量成像、功能性MRI(fMRI)、血氧水平依赖的扩散加权成
像(DWI)、MRI光谱学、MR血管造影术等。可以用于PET的扫描模式是稳定示踪剂、动态示踪
剂、不同示踪剂例如氟脱氧葡萄糖(FDG)、以及不同同位素例如氟(18F)和碳(11C、13C、14C)
的成像。扫描模式可以指示MRI扫描序列，例如MPRAGE、EPI、FLAIR、STIR、T1加权或T2加权。

[0032] 医学扫描仪的一个或更多个操作参数可以包括第二操作参数或第二操作参数集，其中，第二操作参数可以指示扫描采集的开始。

[0033] 医学扫描仪的一个或更多个操作参数可以包括第三操作参数或第三操作参数集，其中，第三操作参数可以指示扫描采集的结束。

[0034] 扫描仪数据可以包括在扫描会话中扫描的受检者的一个或更多个扫描受检者参数。

[0035] 受检者的所述一个或更多个扫描受检者参数可以包括指示扫描受检者的年龄和/或体重的第一扫描受检者参数。

[0036] 受检者的所述一个或更多个扫描受检者参数可以包括指示要对扫描受检者执行的检查的第二扫描受检者参数。

[0037] 受检者的所述一个或更多个扫描受检者参数可以包括指示扫描受检者的疾病例如肿瘤/病变、阿尔茨海默氏病、神经性疾病等的第三扫描受检者参数。

[0038] 受检者的所述一个或更多个扫描受检者参数可以包括指示扫描受检者症状例如疼痛、痴呆或震颤的第四扫描受检者参数。

[0039] 受检者的所述一个或更多个扫描受检者参数可以包括指示扫描受检者意识水平例如镇静、清醒、睡眠等的第五扫描受检者参数。

[0040] 受检者的所述一个或更多个扫描受检者参数可以包括指示要被检查的扫描容积的位置、形状和尺寸中的一个或更多个的第六扫描受检者参数。例如，在肿瘤位于扫描受检
者的脑的一部分例如左/右额叶、左/右顶叶、左/右颞叶、言语中枢、枕叶、听力中枢、小脑、
脑干或大脑或其部分内时，第六扫描受检者参数可以指示要被检查的脑的一部分。

[0041] 受检者的所述一个或更多个扫描受检者参数可以包括指示造影剂和/或PET示踪剂的注射的第七扫描受检者参数。

[0042] 受检者的所述一个或更多个扫描受检者参数可以包括指示注射剂量和时间的第八扫描受检者参数。

[0043] 控制器单元被配置成在扫描会话期间和/或扫描会话之前基于跟踪数据和扫描仪数据确定验证功能的输出。验证功能可以基于扫描仪数据(例如医学扫描仪的一个或更多
个操作参数和/或一个或更多个扫描受检者参数)来选择和应用验证功能。验证功能可以从
多个验证功能中选择验证功能。如果医学扫描仪的第一操作参数指示第一扫描模式，则验
证功能可以应用第一验证功能。如果医学扫描仪的第一操作参数指示第二扫描模式，则验
证功能可以应用第二验证功能。验证功能可以基于跟踪数据和/或扫描仪数据来计算参数。
验证功能可以确定输入数据、输入值或计算的参数是否满足标准，例如，输入值是否大于阈
值、输入值是否小于阈值、或者输入值是否等于某一值。

[0044] 例如，如果指示跟踪数据质量的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，则验证功能的输出可以指示损坏的跟踪数据。验证功能可以例如通过将一
个或更多个跟踪数据标准应用于跟踪数据来验证跟踪数据。例如，如果指示跟踪数据质量
的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，则验证功能的输出可以指
示高质量的跟踪数据。

[0045] 验证功能的输出可以基于跟踪数据，例如原始跟踪数据如包括2D和3D表面表示数据的数据和/或位移数据。验证功能的输出可以基于跟踪数据，例如指示跟踪数据质量的一
个或更多个质量参数。本发明的优点是：医学扫描仪的操作者能够监视跟踪数据质量。具体
地，所述设备使得操作者能够在指示由于受检者运动或者由于较差的跟踪质量或者跟踪数
据中的错误而引起的错误的扫描的跟踪数据之间进行区分。跟踪数据中的错误可以例如包
括受检者的闭塞、异物的存在、不希望的变形和/或来自光的干扰。

[0046] 第一验证功能可以包括确定跟踪数据是否满足第一错误标准，例如，位移是否大于第一阈值，并且其中，如果第一错误标准被满足，则验证功能的输出被设置成指示错误的
扫描的值。

[0047] 第二验证功能可以包括确定跟踪数据是否满足第二错误标准，例如，位移是否大于第二阈值，并且其中，如果第二错误标准被满足，则验证功能的输出被设置成指示错误的
扫描的值。

[0048] 控制器单元被配置成例如在扫描会话期间和/或扫描会话之前根据验证功能的输出来控制扫描监视设备。

[0049] 根据验证功能的输出来控制扫描监视设备可以包括：在输出指示错误的扫描的情况下提供一个通知信号或多个通知信号。这使得医学扫描仪的操作者能够立即或至少在扫
描会话期间优化扫描会话，进而减少额外的扫描会话的数目。控制器单元可以被配置成基
于验证功能的输出来从多个通知信号中选择通知信号。可以针对不同类型的错误的扫描选
择不同类型的通知信号。

[0050] 扫描监视设备可以包括扬声器。提供通知信号可选地包括：利用扬声器提供音频信号。音频信号可能是有利的，因为操作者记录音频信号的机会可能高于记录其他类型的
通知信号的机会。

[0051] 控制器单元可以被配置成基于验证功能的输出来从多个音频信号中选择音频信号。因此，扫描监视设备能够通知不同类型的错误的扫描。

[0052] 提供通知信号可以包括：例如通过从控制器单元向显示器发送控制信号来在显示器上提供可视警报信号。

[0053] 根据验证功能的输出来控制或者控制扫描监视设备可以包括：基于验证功能的输出来确定包括多个通知信号的通知方案。根据验证功能的输出来控制或控制扫描监视设备
可以包括：可选地在通知方案包括至少一个通知信号的情况下提供通知方案。

[0054] 通知信号的示例是：

[0055] ·例如经由扫描监视设备的扬声器呈现给操作者的音频信号。

[0056] ·第一表示和/或第二表示中的一个或更多个错误指示符。

[0057] ·(例如，在检测到扫描受检者正在爬出扫描仪或类似的严重事件的情况下)医学扫描仪的指示停止扫描的控制信号。

[0058] ·例如，在已知当前的扫描会话至关重要并且运动非常严重的情况下，或者简单地在刚刚开始和重新开始的扫描可以几乎没有时间损失地完成的情况下，医学扫描仪的指
示扫描的重新开始的控制信号。

[0059] ·医学扫描仪的指示切片的重新扫描(重做部分扫描)的控制信号。

[0060] ·将扫描结果标记为运动损坏，例如，如果没有时间重做扫描，并且不存在运动校正方法，则扫描图像可以至少被标记为正在被运动损坏。

[0061] ·针对追溯性或可能的追溯性运动校正标记扫描结果。

[0062] ·在没有运动损坏的情况下标记扫描结果。

[0063] 因此，可以在扫描时将通知提供给操作者，此外，可以将选定的通知提供给受检者，例如以指示应该减少运动。通知还可以与得到的扫描结果一起存储，以便在稍后阶段指
示是否应该追溯性地校正例如追溯性地运动校正数据、数据是否可以在没有校正的情况下
例如没有运动校正的情况下等使用。

[0064] 扫描监视设备可以向医学扫描仪提供反馈。因此，根据验证功能的输出来控制扫描监视设备可以包括：基于验证功能的输出来确定第一控制信号并且/或者向医学扫描仪
传送第一控制信号。如果输出指示第一错误，则第一控制信号可以指示停止扫描。

[0065] 另外，根据验证功能的输出来控制扫描监视设备可以包括：基于验证功能的输出来确定第二控制信号并且/或者向医学扫描仪传送第二控制信号。如果输出指示第二错误，
则第二控制信号可以指示扫描重新开始。重新开始可以包括重新开始整个扫描会话、重新
开始最后一次扫描、重做最后执行的动作等。

[0066] 扫描监视设备可以在扫描会话期间向操作者提供扫描会话的结果的改进表示。根据验证功能的输出来控制扫描监视设备可以包括：基于跟踪数据来确定并且/或者提供第
一表示。控制器单元可以被配置成基于扫描仪数据例如一个或更多个扫描受检者参数和/
或用户输入数据来确定并且/或者提供第一表示。控制器单元可以被配置成向显示器提供
第一表示。控制器单元可以被配置成将第一表示存储在存储器中。第一表示可以包括受检
者的例如相对于受检者的参考点或参考点集的并且/或者作为时间的函数的位移(平移和/
或旋转)的图形表示。位移的图形表示可以包括第一图形表示。第一图形表示可以是以距离
单位的总3D位移。第一图形表示可以指示受检者、与受检者具有固定关系的第一点或与受
检者具有固定关系的第一点组的例如相对于受检者的参考点或参考点组的并且/或者作为
时间的函数的平移运动。第一图形表示可以指示受检者、与受检者具有固定关系的第一点
或与受检者具有固定关系的第一点组的例如相对于可选地与受检者具有固定关系的参考
点或参考点组的并且/或者作为时间的函数的旋转运动。

[0067] 位移的图形表示可以包括第二图形表示。第二图形表示可以是作为时间的函数的沿第一轴的第一位移。第二图形表示可以指示受检者、与受检者具有固定关系的第二点或
与受检者具有固定关系的第二点组的例如相对于受检者的参考点或参考点组的并且/或者
作为时间的函数的平移运动。第二图形表示可以指示受检者、与受检者具有固定关系的第
一点、与受检者具有固定关系的第二点、与受检者具有固定关系的第一点组或与受检者具
有固定关系的第二点组的例如相对于可选地与受检者具有固定关系的参考点或参考点组
的并且/或者作为时间的函数的旋转运动。第一图形表示可以指示受检者、与受检者具有固
定关系的第一点或与受检者具有固定关系的第一点组的例如相对于可选地与受检者具有
固定关系的参考点或参考点组的并且/或者作为时间的函数的平移运动和旋转运动的任何
组合。

[0068] 位移的图形表示可以包括第三图形表示。第三图形表示可以是作为时间的函数的沿第二轴的第二位移。第三图形表示可以指示受检者、与受检者具有固定关系的第三点或
与受检者具有固定关系的第三点组的例如相对于与受检者具有固定关系的参考点或参考
点组的并且/或者作为时间的函数的平移运动。第三图形表示可以指示受检者、与受检者具
有固定关系的第三点或与受检者具有固定关系的第三点组的例如相对于可选地与受检者
具有固定关系的参考点或参考点组的并且/或者作为时间的函数的旋转运动。

[0069] 位移的图形表示可以包括第四图形表示。第四图形表示可以是作为时间的函数的沿第三轴的第三位移。第四图形表示可以指示受检者、与受检者具有固定关系的第四点或
与受检者具有固定关系的第四点组的例如相对于与受检者具有固定关系的参考点或参考
点组的并且/或者作为时间的函数的平移运动。第四图形表示可以指示受检者、与受检者具
有固定关系的第四点或与受检者具有固定关系的第四点组的例如相对于可选地与受检者
具有固定关系的参考点或参考点组的并且/或者作为时间的函数的旋转运动。

[0070] 控制器单元可以被配置成基于验证功能的输出和/或扫描仪数据来确定一个或更多个指示符。所述一个或更多个指示符可以基于跟踪数据。控制器单元可以被配置成将一
个或更多个指示符或其至少一部分包括在第一表示中。所述一个或更多个指示符可以包括
指示扫描采集的开始的第一指示符或第一指示符集。所述一个或更多个指示符可以包括指
示扫描采集的结束的第二指示符或第二指示符集。所述一个或更多个指示符可以包括指示
错误的扫描的错误指示符或错误指示符集。所述一个或更多个指示符可以包括指示扫描模
式的第三指示符或第三指示符集。所述一个或更多个指示符可以包括指示在验证功能中应
用的一个或更多个阈值的第四指示符或第四指示符集。所述一个或更多个指示符可以包括
指示扫描采集的停止的一个或更多个停止指示符。所述一个或更多个指示符可以包括指示
正在被恢复的扫描采集的恢复指示符。所述一个或更多个指示符可以包括指示正在被暂停
的扫描采集的暂停指示符。

[0071] 所述一个或更多个指示符可以指示相应事件发生在哪个时间处。不同的指示符可以具有相同或不同的尺寸。不同的指示符可以具有相同或不同的形状。不同的指示符可以
具有相同或不同的颜色。第一指示符可以具有第一颜色和第一形状。第二指示符可以具有
第二颜色和第二形状。第二颜色可以与第一颜色不同。第三指示符可以具有第三颜色和第
三形状。

[0072] 根据验证功能的输出来控制扫描监视设备可以包括：基于跟踪数据来确定并且/或者提供第二表示。控制器单元可以被配置成基于扫描仪数据例如一个或更多个扫描受检
者参数和/或用户输入数据来确定并且/或者提供第二表示。

[0073] 控制器单元可以被配置成将第二表示提供给显示器并且/或者将第二表示存储在存储器中。第二表示可以包括扫描受检者的表面的表面表示。第二表示可以包括扫描受检
者的表面的参考表面表示。第二表示可以包括一个或更多个指示符，所述一个或更多个指
示符包括指示用于第一表示的受检者的参考点或参考点组的第一指示符。控制器单元可以
被配置成基于验证功能的输出和/或扫描仪数据来确定第二表示的第一指示符。第二表示
的一个或更多个指示符可以基于跟踪数据。控制器单元可以被配置成将一个或更多个指示
符或其至少一部分包括在第二表示中。第二表示可以与第一表示不同。

[0074] 第一表示和/或第二表示可以包括扫描受检者的模型。指示用于第一表示的受检者的参考点或参考点组的第一指示符可以被叠加在扫描受检者的模型上。

[0075] 多个不同的表示提高了操作者的监视扫描会话并且改变或适配扫描会话的能力，以便获得利用医学扫描仪获得的改进的或最佳的质量的医学图像。

[0076] 控制器单元可以被配置成利用至少1Hz例如小于50Hz、例如小于20Hz的更新频率更新第一表示和/或第二表示。可以实时或基本上实时地(例如具有小于1分钟、小于10秒、
小于1秒、小于50毫秒、小于10毫秒的延迟)来提供第二表示。

[0077] 例如，如果输出指示错误的扫描，则第二表示可以包括通知信号。第二表示的通知信号可以包括一个或更多个错误指示符。第二表示的通知信号可以包括闪烁错误指示符。

[0078] 扫描监视设备可以包括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。

[0079] 扫描监视设备可以包括地被配置成将一个或多个图像投影到受检者在医学扫描仪中的成像区域上的图像投影仪。跟踪数据可以包括图像投影仪的图像控制数据。图像投
影仪可以被配置成将结构化光投影到受检者在医学扫描仪中的成像区域上。

[0080] 扫描监视设备可以包括被配置成获得受检者在医学扫描仪中的成像区域的3D表面表示数据的多视觉或立体视觉摄像机。跟踪数据可以包括3D表面表示数据或其至少一部
分。

[0081] 扫描监视设备可以包括被配置成检测受检者的图像的图像检测器。跟踪数据可以包括所检测到的图像的图像数据。

[0082] 扫描监视设备在(扫描)受检者或患者的扫描会话之前和/或扫描会话期间进行操作。

[0083] 图1示出了用于医学成像例如用于生物医学成像的示例性扫描监视设备。扫描监视设备2包括控制器单元4和显示器6。可选地，扫描监视设备包括跟踪接口7和用户接口8，
例如键盘和/或点击装置(鼠标或笔)。显示器可以是被配置为用户接口的触摸显示器。扫描
监视设备可以包括扫描仪接口10和扬声器12。控制器单元4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14。跟踪数据指示受检者的受检者运动。非常希望在扫
描会话期间对受检者运动进行补偿或校正。跟踪数据可选地包括受检者的受检者区域的表
面点集的时间序列。表面点集可选地由深度传感器例如结构化光系统、立体视觉系统、飞行
时间传感器生成(或者从医学扫描仪的图像容积提取)。跟踪数据是在诸如磁共振成像
(MRI)、PET、CT、SPECT、MEG或者作为PET/CT和MRI/PET的组合扫描的医学扫描期间采集的。

[0084] 控制器单元4被配置成例如经由连接至医学扫描仪的扫描仪接口10并且/或者经由允许医学扫描仪的操作者输入必要的扫描仪数据的用户接口8获得指示医学扫描仪的操
作参数的扫描仪数据16。扫描仪数据包括指示扫描仪类型(PET、MRI、CET或任何组合)的扫
描类型标识符。控制器单元4可以被配置成获得指示用户输入的用户输入数据17，以允许医
学扫描仪的操作者提供例如包括用于第一表示和/或第二表示的配置参数如颜色设置、视
点在内的用户输入。

[0085] 扫描仪数据16包括医学扫描仪的一个或更多个操作参数。医学扫描仪的示例性操作参数是：

[0086] ·定时，例如扫描采集开启/关闭和/或开始/停止

[0087] ·扫描会话协议，例如MRI/PET脑肿瘤检查

[0088] ·影响得到的医学图像的空间分辨率和时间分辨率的扫描参数。例如，单独的MR图像采集可以例如依赖于采集方法：DWI、fMRI、结构MRI等或包括磁场强度孔径尺寸等在内
的扫描仪规格，以及采集方法设置：自旋回波、弛豫设置、k空间读数等而在运动灵敏度上变
化。

[0089] ·生物标记和造影剂

[0090] 扫描仪数据16包括受检者的在扫描会话中扫描的一个或更多个扫描受检者参数。示例性扫描受检者参数是：

[0091] ·年龄

[0092] ·性别

[0093] ·体重

[0094] ·检查(推定的/疑似的疾病)

[0095] ·疾病，例如肿瘤/损伤、阿尔茨海默氏病、神经性疾病

[0096] ·症状，例如疼痛、痴呆、震颤

[0097] ·意识水平，例如镇静、清醒、睡眠。

[0098] 控制器单元4被配置成基于跟踪数据和扫描仪数据来确定验证功能的输出。例如，如果扫描受检者、扫描受检者的参考点、或表示扫描受检者的参考点或扫描受检者的参考
点组的位移大于阈值并且因此符合错误标准，则输出被设置成指示错误的扫描的值。控制
器单元4被配置成根据验证功能的输出来控制扫描监视设备。例如，当输出指示错误的扫描
时，控制器单元4被配置成利用扬声器12确定并提供音频信号形式的通知信号。另外，控制
器单元被配置成基于跟踪数据14、扫描仪数据16和/或用户输入数据17来确定第一表示18。
另外，控制器单元被配置成基于跟踪数据14、扫描仪数据16和/或用户输入数据17确定第二
表示20，并且将表示18、20提供给显示器6。

[0099] 图2示出了具有在时间t7处由控制器单元4提供的示例性第一表示18和第二表示20的显示器。第一表示18包括作为时间的函数的受检者的参考点的位移的图形表示22。控
制器单元4已经基于扫描仪数据16确定并且包括指示在时间t1、t3和t6处的扫描采集的开
始的第一指示符24。另外，控制器单元4已经基于扫描仪数据16确定并且包括指示在时间t2
和t5处的扫描采集的结束的第二指示符26。第一指示符24与第二指示符26不同。在时间t4
处，验证功能的输出指示错误的扫描(跟踪数据指示位移大于阈值，而扫描仪数据指示扫描
采集开启)，并且控制器单元确定并提供第一表示中的错误指示符28。另外，控制器单元在
第二表示20中经由扬声器12在时间t4处以音频信号的形式提供第一通知信号，并且在时间
t4处以闪烁错误指示符的形式提供第二通知信号。第二表示的通知信号可以包括闪烁错误
指示符。尽管t5与t6之间的位移很大，但是没有提供通知信号或错误指示符，因为扫描仪数
据指示未发生扫描采集，这还直接来自第一指示器24和第二指示器26。

[0100] 第二表示20基于时间t7处的跟踪数据和扫描仪数据。第二表示20与第一表示18不同并且包括扫描受检者的表面的表面表示30。另外，第二表示可以包括扫描受检者的表面
的参考表面表示32。可选地，第二表示20包括指示用于第一表示18的图形表示22的参考点
的第一指示符34。控制器单元基于跟踪数据、验证功能的输出和/或扫描仪数据来确定第二
表示20的第一指示符34。可选地，第二表示20包括指示与表面表示30相比的图形表示22的
参考点的位置的第二指示符36。控制器单元基于跟踪数据、验证功能的输出和/或扫描仪数
据来确定第二表示20的第二指示符36。

[0101] 图3是操作用于生物/医学成像的扫描监视设备的示例性方法的流程图，扫描监视设备包括控制器单元和显示器。方法100包括开始101扫描会话。在开始扫描会话之后，方法
100包括在扫描会话期间：获得102受检者在医学扫描仪中的跟踪数据；获得104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106验证功能的输出；并
且根据验证功能的输出来控制108扫描监视设备。如果扫描要继续110，则方法返回到获得
102跟踪数据。获得102跟踪数据并且获得104扫描仪数据可以并行地并且/或者顺序地执
行。

[0102] 获得102跟踪数据可以包括：获得由3D/深度传感器例如结构化光系统、立体视觉系统、飞行时间传感器生成的(或者从医学扫描仪的图像容积中提取的)的受检者区域的3D
表面表示。受检者感兴趣区域特别是医学扫描仪从其获取数据的身体部位的面部和/或表
面。

[0103] 跟踪数据在例如医学成像；磁共振成像(MRI)、正电子发射断层扫描(PET)、CT、SPECT或组合扫描仪比如PET/CT和MRI/PET的扫描会话期间被获得。

[0104] 图4更详细地示意性地示出了获得跟踪数据的示例。通过加权功能和/或滤波功能114获得113并且可选地对原始跟踪数据112(3D表示数据例如表面点)进行加权和/或滤波。
可选地，原始跟踪数据(3D表示数据例如表面点)的质量在跟踪数据验证116中被验证，跟踪
数据验证116输出指示作为跟踪数据的一部分的跟踪数据质量的一个或更多个质量参数
120。经滤波/加权的原始跟踪数据122可以被输入至跟踪数据验证116。位移数据功能124确
定包括在跟踪数据中的位移数据126。位移数据功能确定指示例如关于一个或更多个参考
点或参考点组的扫描受检者位移的位移数据。

[0105] 位移数据功能可以基于在不同的时间点处获得并且与预定参考点相关的跟踪数据来确定位移，因此，位移功能可以作为输入接收参考点，例如预定参考点、与参考时间点
处的参考点相关的跟踪数据和与评估时间点处的参考点相关的跟踪数据。例如，位移可以
作为时间t1处的给定点与时间t2处的相同点之间的距离给出。

[0106] 加权/滤波功能114的输入可以包括2D图像、3D点集或3D表示数据(例如根据其可以提取到近邻点和点法线的距离的当前点集、先前点集)、(例如，屏蔽掉MR线圈的)预定义
的感兴趣区域、扫描对象的模型中的一个或更多个。加权/滤波功能114可以基于扫描仪数
据16，例如，医学扫描仪的一个或更多个操作参数比如第一操作参数或第一操作参数集、第
二操作参数或第二操作参数集和/或第三操作参数或第三操作参数集；其中，第一操作参数
可以指示扫描模式，其中，第二操作参数可以指示扫描采集的开始，其中，第三操作参数可
以指示扫描采集的结束。加权/滤波功能114可以基于例如包括在扫描会话中扫描的受检者
的一个或更多个扫描受检者参数在内的扫描仪数据。

[0107] 加权/滤波功能可以包括利用二进制权重的手动感兴趣区域选择。半自动化方法可以适用于可能仅基于距离近邻群集的参考。因此，可能需要验证步骤以确保估计的数据
表示感兴趣的对象。

[0108] 图5示出了示例性控制器单元的操作200。控制器被配置成获得202包括原始跟踪数据、位移数据和一个或更多个质量参数中的一个或更多个在内的跟踪数据14。控制器单
元被配置成获得202扫描仪数据16。另外，控制器单元应用验证功能206并且例如通过确定
并且可选地应用包括一个或更多个通知信号的通知方案来控制扫描监视设备。

[0109] 图6示意性地示出了具有示例性第一表示和第二表示的显示器。第二表示20包括扫描受检者的模型表示38。第一指示符34指示用于第一表示的参考点的当前位置并且被叠
加在模型表示38上。模型表示38可以包括在第一表示18中，其中，指示用于第一表示的参考
点的当前位置的指示符叠加在模型表示38上。

[0110] 还公开了根据以下项目的扫描监视设备和操作扫描监视设备的方法：

[0111] 项目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：

[0112] ‑获得受检者在医学扫描仪中的跟踪数据；

[0113] ‑获得指示所述医学扫描仪的操作参数的扫描仪数据；

[0114] ‑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

[0115] ‑根据所述验证功能的输出来控制所述扫描监视设备。

[0116] 项目2.根据项目1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：在所述输出指示错误的扫描的情况下提供通知信号。

[0117] 项目3.根据项目2所述的扫描监视设备，其中，所述扫描监视设备包括扬声器，并且其中，提供通知信号包括：利用所述扬声器提供音频信号。

[0118] 项目4.根据项目3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从多个音频信号中选择所述音频信号。

[0119] 项目5.根据项目2至4中的任一项所述的扫描监视设备，其中，提供通知信号包括：在所述显示器上提供视觉警报信号。

[0120] 项目6.根据项目1至5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：向所述医学扫描仪传送第一控制信号，其中，所述第
一控制信号在所述输出指示第一错误的情况下指示停止扫描。

[0121] 项目7.根据项目1至6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：向所述医学扫描仪传送第二控制信号，其中，所述第
二控制信号在所述输出指示第二错误的情况下指示扫描重新开始。

[0122] 项目8.根据项目1至7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。

[0123] 项目9.根据项目1至8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。

[0124] 项目10.根据项目1至9中的任一项所述的扫描监视设备，其中，所述扫描监视设备包括被配置成将一个或多个图像投影到所述受检者在所述医学扫描仪中的成像区域上的
图像投影仪，并且其中，所述跟踪数据包括所述投影仪的图像控制数据。

[0125] 项目11.根据项目1至9中的任一项所述的扫描监视设备，其中，所述扫描监视设备包括被配置成提供所述受检者在所述医学扫描仪中的成像区域的3D表面表示数据的任何
传感器系统，并且其中，所述跟踪数据包括所述3D表面表示数据。

[0126] 项目12.根据项目1至10中的任一项所述的扫描监视设备，其中，所述扫描监视设备包括被配置成检测受检者的图像的图像检测器，并且其中，所述跟踪数据包括所检测到
的图像的图像数据。

[0127] 项目13.根据项目1至12中的任一项所述的扫描监视设备，其中，所述控制器单元还被配置成获得扫描受检者参数。

[0128] 项14.一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：

[0129] ‑获得受检者在医学扫描仪中的跟踪数据；

[0130] ‑获得指示所述医学扫描仪的操作参数的扫描仪数据；

[0131] ‑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

[0132] ‑根据所述验证功能的输出来控制所述扫描监视设备。

[0133] 术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等的使用并不意味着任何特定次序，而是被包括以识别各个要素。此外，术语第一、第二等的使用不表示任何次序或重要性，而是术语
第一、第二等被用于将一个要素与另一要素区分开。注意，词语第一和第二的在本文和其他
地方被使用仅用于标记目的，并且不意在表示任何特定的空间或时间排序。此外，第一要素
的标记并不意味着存在第二要素，并且反之亦然。

[0134] 尽管已经示出并描述了特定的特征，但是将理解的是，它们并不意在限制要求保护的发明，并且将对于本领域技术人员而言明显的是，在不脱离要求保护的发明的精神和
范围的情况下可以进行各种改变和修改。说明书和附图相应地被认为是说明性的而不是限
制性的。要求保护的发明意在涵盖所有替选方案、修改和等同物。

[0135] 附图标记列表

[0136] 2                扫描监视设备

[0137] 4                控制器单元

[0138] 6                显示器

[0139] 7                跟踪接口

[0140] 8                用户接口

[0141] 10               医学扫描仪接口

[0142] 12               扬声器

[0143] 14               跟踪数据

[0144] 16               扫描仪数据

[0145] 17               用户输入数据

[0146] 18               第一表示

[0147] 20               第二表示

[0148] 22               图形表示

[0149] 24               第一表示的第一指示符

[0150] 26               第一表示的第二指示符

[0151] 28               错误指示符

[0152] 30               表面表示

[0153] 32               参考表面表示

[0154] 34               第二表示的第一指示符

[0155] 36               第二表示的第二指示符

[0156] 38               扫描受检者的模型表示

[0157] 100              操作用于医学成像的扫描监视设备的方法

[0158] 101              开始扫描会话

[0159] 102              获得跟踪数据

[0160] 104              获得扫描仪数据

[0161] 106              确定验证功能的输出

[0162] 108              控制扫描监视设备

[0163] 110              继续扫描？

[0164] 112              原始跟踪数据

[0165] 113              获得原始跟踪数据

[0166] 114              应用加权和/或滤波

[0167] 116              跟踪数据验证

[0168] 120              指示跟踪数据质量的质量参数

[0169] 122              经滤波/加权功能滤波/加权的原始跟踪数据

[0170] 124              位移数据功能

[0171] 126              位移数据

[0172] 200              控制器单元的操作

[0173] 202              获得跟踪数据

[0174] 204              获得扫描仪数据

[0175] 206              应用验证功能

[0176] 208              控制扫描和跟踪监视设备

[0177] 210              决定扫描会话是否停止