用于医疗成像的指导式呼吸系统的制作方法

本文所公开的主题的实施方案涉及医疗成像系统。

背景技术：

1、在医疗成像系统中，扫描器基于检测到的辐射来生成信号，该信号用于生成扫描的受检者的身体的图像。就计算机断层摄影(ct)成像而言，辐射可以包括朝向受检者并且被受检者衰减的x射线，或者就正电子发射断层摄影(pet)、磁共振(mr)和/或核医学(nm)成像而言，辐射可以由引入到受检者体内的放射性示踪剂发射。可以将受检者小心地定位在医疗成像系统的检查台上，以便检测来自患者身体的感兴趣的特定区域的辐射，并且避开其他区域中的组织。在扫描期间，得到的图像的质量可取决于患者身体保持静止且不移动，其中患者身体在扫描期间的移动可能降低图像质量。

2、当在患者胸部上执行扫描时，由于呼吸导致的患者胸部的移动可能降低图像质量。因此，可以以减少患者胸部在扫描期间的移动的方式指示或指导患者呼吸(例如，指导式呼吸)。然而，患者可能没有遵循指令，或者可能发现难以控制他们的呼吸。例如，患者在医疗成像系统内的定位可能会引起患者焦虑或增加患者的焦虑水平，从而导致呼吸更重且更快。

3、用于指导式呼吸的当前方法可能依赖于技术人员的存在，这可能会增加执行扫描的成本。另外，个性化指导可能会增加用于准备患者进行扫描的时间量，这可能会降低医疗成像系统的使用效率并且生成调度延迟。

4、已经采取了各种方法来通过使用视觉工具帮助用户实现对他们的呼吸的控制来减少对指导式呼吸中的人工干预的依赖。例如，giap的美国专利申请20190366030教导了使用运动检测系统来在扫描期间捕获受检者的实时物理位置数据，并且在表示受检者的实时物理位置的虚拟环境中显示受检者的头像，使得受检者可以使用头像作为引导来调节他们的物理位置。然而，giap的运动检测系统依赖于计算密集型虚拟现实系统并且将多个定位器标签和/或运动传感器定位在受检者的身体上，这可能会增加执行扫描的费用、计算资源的使用并且增加患者的准备时间量。

5、其他方法包括使用患者胸部的表面轮廓数据来实时地生成患者胸部的3-d可视化。3-d可视化可以显示给患者，并且患者可以使用3-d可视化来控制他们的呼吸。例如，khamene的美国7869562教导了使用光学成像系统来创建患者的网格拓扑，并且将拓扑的变化显示为对患者的生物反馈以再现指定的呼吸状态(例如，指导式呼吸)。w.o.2021228703教导了使用lidar来确定医疗成像系统的患者的身体部位的位置是否偏离期望位置，并且使用交互式重新定位引导设备，该交互式重新定位引导设备被配置为建议患者经由可听信号和可视信号实现身体部位的期望移动。

6、然而，本文的发明人已经认识到用于生成3-d可视化的当前系统的问题，诸如khamene和[…]的系统。当前系统的一个问题在于3-d可视化与患者的呼吸区域之间的对应可能不够精确，无法有效地指导患者。另外，用于生成3-d可视化的光学成像系统或lidar成像系统的尺寸和/或复杂性可能会增加医疗成像系统的尺寸和成本和/或操作医疗成像系统的成本。由于包括光学成像系统或lidar成像系统，由医疗成像系统收集的数据量可能会增加，并且由于包括光学成像系统或lidar成像系统，由医疗成像系统执行的处理量可能会增加，从而导致存储器和处理资源减少。当前系统的另一缺点在于，在扫描期间可能不生成3-d可视化，而此时指导式呼吸可能是最有效的。换句话讲，3-d可视化可以用于在扫描之前指导患者，但是患者的呼吸可能会在扫描期间改变，而患者不知道该改变。因此，当前系统可能不会导致技术人员时间和/或患者准备时间的减少，并且/或者可能不会导致患者移动的减少和图像质量的对应增加。

技术实现思路

1、本公开通过一种用于医疗成像系统的方法至少部分地解决了上述问题中的一个或多个问题，该方法包括：生成该医疗成像系统的受检者的胸部和/或腹腔的表面的一部分的三维(3-d)虚拟表示，该部分的大小能够由该医疗成像系统的操作员调节；在该受检者呼吸时，在该医疗成像系统的显示设备上向该受检者实时地显示该3-d虚拟表示的变化；使用该3-d虚拟表示作为引导，在该显示设备上向该受检者显示根据选择的呼吸模式执行指导式呼吸的指令；以及响应于检测到该受检者的呼吸模式与该选择的呼吸模式的偏离，向该受检者指示该偏离。

2、在单独或结合附图考虑时，本说明书的以上优势以及其他优势和特征将从以下具体实施方式中显而易见。应当理解，提供以上
技术实现要素：
是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，该主题的范围由具体实施方式后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的具体实施。

1.一种用于医疗成像系统的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中由于检测到所述偏离而向所述受检者指示所述偏离还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其中检测所述偏离超过所述阈值偏离还包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其中显示根据所述选择的呼吸模式来执行指导式呼吸的所述指令还包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其中生成与所述胸部和/或腹腔的所述表面的所述部分相关联的所述一组3-d点还包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述胸部和/或腹腔的所述表面的所述部分由所述医疗成像系统的操作员基于扫描协议和由所述操作员在所述3-d点云的可视化上调节的视觉元素的位置来限定。

7.根据权利要求5所述的方法，其中所述lidar系统和所述3-d相机中的所述一者包括在所述医疗成像系统中，并且在所述受检者定位在所述医疗成像系统的检查台上时采集所述数据。

8.根据权利要求5所述的方法，其中所述lidar系统和所述3-d相机中的所述一者包括在指导式呼吸训练室中，并且在所述受检者准备在所述指导式呼吸训练室中进行扫描时采集所述数据。

9.根据权利要求5所述的方法，其中显示根据所述选择的呼吸模式执行指导式呼吸的所述指令还包括：显示基于所述3-d虚拟表示生成的呼吸引导模型以供所述受检者遵循，所述呼吸引导模型示出在所述受检者呼吸时叠加在所述3-d虚拟表示上的所述3-d虚拟表示的个性化的、修改的形状的目标运动。

10.根据权利要求9所述的方法，其中显示所述呼吸引导模型还包括：

11.根据权利要求9所述的方法，其中显示所述呼吸引导模型还包括：

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述医疗成像系统的模态包括：

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述选择的呼吸模式由所述操作员基于扫描协议、所述受检者的解剖区域和/或所述受检者的特性从多个呼吸模式中选择。

14.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：基于在医疗成像扫描期间所述受检者执行所述指导式呼吸的过程中所述受检者的所述胸部和/或腹腔的稳定性来生成所述受检者的稳定性分数(706)，并且将所述稳定性分数存储在所述医疗成像扫描期间采集的扫描数据中(708)。

15.一种医疗成像系统(200)，所述医疗成像系统包括：