CT系统、其扫描定位方法及校准方法技术方案

本发明专利技术涉及CT系统、其扫描定位方法及校准方法。所述CT系统包括：病床，用于支撑位于其上的待扫描患者；CT扫描和成像设备，用于对待扫描患者进行CT扫描和成像；3D摄像机，用于拍摄位于病床上的待扫描患者的3D图像；以及处理单元，用于根据3D摄像机所拍摄的3D图像获取待扫描患者的人体解剖结构信息以确定待扫描范围，并将3D摄像机的空间坐标系下的待扫描范围转换到CT扫描和成像设备的空间坐标系下，其中所述CT扫描和成像设备根据所转换的CT扫描和成像设备的空间坐标系下的待扫描范围对待扫描患者进行扫描和成像。通过本发明专利技术，可以提高扫描范围的精确性，缩短扫描时间并降低辐射剂量。

【技术实现步骤摘要】
CT系统、其扫描定位方法及校准方法
本专利技术涉及CT成像
，具体地涉及CT系统、其扫描定位方法及校准方法。
技术介绍
在使用CT系统对待扫描患者进行扫描成像时，通常包括两个阶段:第一个阶段是扫描定位阶段，即确定待扫描范围的阶段，其用于确定扫描的起始位置、结束位置以及机架的倾斜角度；第二个阶段是根据确定的待扫描范围进行真正的扫描成像的阶段。 目前，在第一个阶段中进行扫描定位时都是利用X射线成像来确定待扫描范围。虽然这种X射线成像的X射线辐射剂量在安全范围以内，但进一步降低扫描定位过程中对患者的辐射剂量仍是CT成像
一直以来的追求。 另外，现有的定位扫描是靠激光灯来进行定位的，耗时较长，操作麻烦。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供一种CT系统,其包括: 病床，用于支撑位于其上的待扫描患者； CT扫描和成像设备，用于对待扫描患者进行CT扫描和成像； 3D摄像机,用于拍摄位于病床上的待扫描患者的3D图像；以及 处理单元，用于根据3D摄像机所拍摄的3D图像获取待扫描患者的人体解剖结构信息以确定待扫描范围，并将3D摄像机的空间坐标系下的待扫描范围转换到CT扫描和成像设备的空间坐标系下，其中所述CT扫描和成像设备根据所转换的CT扫描和成像设备的空间坐标系下的待扫描范围对待扫描患者进行扫描和成像。 根据本专利技术的一个实施例，其中所述处理单元进一步包括: 图像识别装置，用于根据3D摄像机所拍摄的3D图像通过图像识别技术来获取待扫描患者的人体解剖结构信息。 根据本专利技术的一个实施例，其中所述处理单元进一步包括: 坐标系校准装置，用于对3D摄像机的空间坐标系与CT扫描和成像设备的空间坐标系进行校准以获得二者之间的转换关系；以及 坐标系转换装置，用于根据通过校准获得的所述转换关系将3D摄像机的空间坐标系下的待扫描范围转换到CT扫描和成像设备的空间坐标系下。 根据本专利技术的一个实施例，其中所述转换关系为3D摄像机的空间坐标系与CT扫描和成像设备的空间坐标系之间的仿射转换矩阵。 根据本专利技术的一个实施例，其中所述坐标系校准装置根据来自3D摄像机的关于校准物的3D视频数据与来自CT扫描和成像设备的关于该校准物的CT扫描数据来获得3D摄像机的空间坐标系与CT扫描和成像设备的空间坐标系之间的转换关系。 根据本专利技术的另一方面，提供一种用于CT系统的扫描定位方法,其包括: 通过3D摄像机获取位于CT的病床上的待扫描患者的3D图像； 利用图像识别技术对所得到的所述3D图像进行识别，以获取待扫描患者的人体解剖结构信息； 基于所述人体解剖结构信息在所述3D图像上确定待扫描范围；以及 将所述3D摄像机的空间坐标系下的所述待扫描范围转换到CT扫描和成像设备的空间坐标系下。 根据本专利技术的一个实施例，其中，将所述3D摄像机的空间坐标系下的所述待扫描范围转换到CT扫描和成像设备的空间坐标系下包括: 对3D摄像机的空间坐标系与CT扫描和成像设备的空间坐标系进行校准以获得二者之间的转换关系；以及 根据通过校准获得的所述转换关系将3D摄像机的空间坐标系下的待扫描范围转换到CT扫描和成像设备的空间坐标系下。 根据本专利技术的一个实施例，其中，所述转换关系为3D摄像机的空间坐标系与CT扫描和成像设备的空间坐标系之间的仿射转换矩阵。 根据本专利技术的一个实施例，其中，所述校准通过以下处理而实现:根据来自3D摄像机的关于校准物的3D视频数据与来自CT扫描和成像设备的关于该校准物的CT扫描数据来获得3D摄像机的空间坐标系与CT扫描和成像设备的空间坐标系之间的转换关系。 根据本专利技术的又一方面，提供一种用于检测系统中的空间坐标系转换的校准方法，所述检测系统包括用于承载校准物的检查床、安装在检查床上方的空间中的3D摄像机以及检测设备，所述校准方法包括: a)将校准物放置于检查床上； b)设定检查床的床高； c)利用检测设备对检查床上的校准物进行检测以获得校准物的检测图像的数据； d)利用3D摄像机对检查床上的校准物进行拍摄以获得校准物的拍摄图像的数据； e)将校准物相对于3D摄像机以及检测设备进行水平偏移； f)重复步骤d)和e)，直到获得覆盖检查床的足够多的水平范围的所述校准物的拍摄图像的数据； g)改变检查床床高； h)重复步骤c)至g)，直到获得覆盖检查床的足够多的垂直范围的所述校准物的拍摄图像的数据和检测图像的数据；以及 i)利用由所述检测设备获得所述校准物的检测图像的数据以及由3D摄像机获得的所述校准物的拍摄图像的数据，来计算所述3D摄像机的空间坐标系与所述检测设备的空间坐标系之间的关系。 根据本专利技术的一个实施例，其中，所述检测系统为CT系统，所述检查床为可移动病床，所述检测设备为CT扫描和成像设备，并且所述检测图像的数据为CT扫描图像的数据。 根据本专利技术的一个实施例，其中步骤i)进一步包括: 1-Ι)根据所述检测图像的数据识别所述校准物上的特定点在所述检测设备的空间坐标系下的坐标数据； 1-2)将所获得的所述特定点的坐标数据分别加上各个所述水平偏移，以获得所述特定点在覆盖检查床的所述水平范围和所述垂直范围的空间内在所述检测设备的空间坐标系下的坐标数据； 1-3)根据所获得所述拍摄图像数据识别所述校准物上的所述特定点的坐标数据，以获得所述特定点在覆盖检查床的所述水平范围和所述垂直范围的空间内在所述3D摄像机的空间坐标系下的坐标数据；以及 1-4)根据所述特定点在所述检测设备的空间坐标系下的坐标数据以及在所述3D摄像机的空间坐标系下的坐标数据，计算所述3D摄像机的空间坐标系与所述检测设备的空间坐标系之间的关系。 根据本专利技术的一个实施例，其中所述步骤1-Ι)进一步包括: 利用特征提取技术，根据所述检测数据确定所述特定点的像素区域； 对每个所确定的像素区域应用求重心的方法，以确定所述特定点在包含所述特定点的检测图像中的坐标；以及 根据包含所述特定点的检测图像的参数以及所述特定点在该检测图像中的坐标求得每个所述特定点在所述检测设备的空间坐标系下的三维坐标数据。 根据本专利技术的一个实施例，其中所述检测图像的参数包括获得所述检测图像时检查床的床高。 根据本专利技术的一个实施例，其中所述步骤1-3)进一步包括: 从所述3D摄像机拍摄的拍摄图像数据中提取与每个检查床床高和校准物的每个水平偏移相对应的RGB图像和点云图像； 识别RGB图像中每个所述特定点的二维索引；以及 根据每个所述特定点的二维索引在相对应的点云图像中求得该特定点在所述3D摄像机的空间坐标系下的三维坐标数据。 根据本专利技术的一个实施例，其中在从拍摄图像数据中提取与每个检查床床高和校准物的每个水平偏移相对应的RGB图像时，将对一段时间范围内的RGB图像进行平均所得到的RGB图像作为所述相对应的RGB图像，其中所述一段时间范围是指以拍摄该相应的RGB图像的时刻为中心的一段时间。 根据本专利技术的一个实施例，其中在从拍摄图像数据中提取与每个检查床床高和校准物的每个水平偏移相对应的点云图像时，将对一段时间范围内的点云图像求中值所得到的点云图像作为所述相对应的点云图像，其中所述一段时间范本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CT系统，包括：病床，用于支撑位于其上的待扫描患者；CT扫描和成像设备，用于对待扫描患者进行CT扫描和成像；3D摄像机，用于拍摄位于病床上的待扫描患者的3D图像；以及处理单元，用于根据3D摄像机所拍摄的3D图像获取待扫描患者的人体解剖结构信息以确定待扫描范围，并将3D摄像机的空间坐标系下的待扫描范围转换到CT扫描和成像设备的空间坐标系下，其中所述CT扫描和成像设备根据所转换的CT扫描和成像设备的空间坐标系下的待扫描范围对待扫描患者进行扫描和成像。

【技术特征摘要】
1.一种CT系统,包括: 病床，用于支撑位于其上的待扫描患者； CT扫描和成像设备，用于对待扫描患者进行CT扫描和成像； 3D摄像机，用于拍摄位于病床上的待扫描患者的3D图像；以及 处理单元，用于根据3D摄像机所拍摄的3D图像获取待扫描患者的人体解剖结构信息以确定待扫描范围，并将3D摄像机的空间坐标系下的待扫描范围转换到CT扫描和成像设备的空间坐标系下，其中所述CT扫描和成像设备根据所转换的CT扫描和成像设备的空间坐标系下的待扫描范围对待扫描患者进行扫描和成像。2.根据权利要求1所述的CT系统，其中所述处理单元进一步包括: 图像识别装置，用于根据3D摄像机所拍摄的3D图像通过图像识别技术来获取待扫描患者的人体解剖结构信息。3.根据权利要求1所述的CT系统，其中所述处理单元进一步包括: 坐标系校准装置，用于对3D摄像机的空间坐标系与CT扫描和成像设备的空间坐标系进行校准以获得二者之间的转换关系；以及 坐标系转换装置，用于根据通过校准获得的所述转换关系将3D摄像机的空间坐标系下的待扫描范围转换到CT扫描和成像设备的空间坐标系下。4.根据权利要求3所述的CT系统，其中所述转换关系为3D摄像机的空间坐标系与CT扫描和成像设备的空间坐标系之间的仿射转换矩阵。5.根据权利要求3所述的CT系统，其中所述坐标系校准装置根据来自3D摄像机的关于校准物的3D视频数据与来自CT扫描和成像设备的关于该校准物的CT扫描数据来获得3D摄像机的空间坐标系与CT扫描和成像设备的空间坐标系之间的转换关系。6.一种用于CT系统的扫描定位方法,包括: 通过3D摄像机获取位于CT的病床上的待扫描患者的3D图像； 利用图像识别技术对所得到的所述3D图像进行识别，以获取待扫描患者的人体解剖结构信息； 基于所述人体解剖结构信息在所述3D图像上确定待扫描范围；以及 将所述3D摄像机的空间坐标系下的所述待扫描范围转换到CT扫描和成像设备的空间坐标系下。7.根据权利要求6所述的扫描定位方法，其中，将所述3D摄像机的空间坐标系下的所述待扫描范围转换到CT扫描和成像设备的空间坐标系下包括: 对3D摄像机的空间坐标系与CT扫描和成像设备的空间坐标系进行校准以获得二者之间的转换关系；以及 根据通过校准获得的所述转换关系将3D摄像机的空间坐标系下的待扫描范围转换到CT扫描和成像设备的空间坐标系下。8.根据权利要求7所述的扫描定位方法，其中，所述转换关系为3D摄像机的空间坐标系与CT扫描和成像设备的空间坐标系之间的仿射转换矩阵。9.根据权利要求7所述的扫描定位方法，其中，所述校准通过以下处理而实现:根据来自3D摄像机的关于校准物的3D视频数据与来自CT扫描和成像设备的关于该校准物的CT扫描数据来获得3D摄像机的空间坐标系与CT扫描和成像设备的空间坐标系之间的转换关系O10.一种用于检测系统中的空间坐标系转换的校准方法，所述检测系统包括用于承载校准物的检查床、安装在检查床上方的空间中的3D摄像机以及检测设备，所述校准方法包括: a)将校准物放置于检查床上； b)设定检查床的床高； c)利用检测设备对检查床上的校准物进行检测以获得校准物的检测图像的数据； d)利用3D摄像机对检查床上的校准物进行拍摄以获得校准物的拍摄图像的数据； e)将校准物相对于3D摄像机以及检测设备进行水平偏移； f)重复步骤d)和e)，直到获得覆盖检查床的足够多的水平范围的所述校准物的拍摄图像的数据； g)改变检查床床高； h)重复步骤c)至g)，直到获得覆盖检查床的足够多的垂直范围的所述校准物的拍摄图像的数据和检测图像的数据；以及 i)利用由所述检测设备获得所述校准物的检测图像的数据以及由3D摄像机获得的所述校准物的拍摄图像的数据，来计算所述3D摄像机的空间坐标系与所述检测设备的空间坐标系之间的关系。11.根据权利要求10所述的校准方法，其中，所述检测系统为CT系统，所述检查床为可移动病床，所述检测设备为CT扫描和成像设备，并且所述检测图像的数据为CT扫描图像的数据。12.根据权利要求10所述的校准方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秉欣，贾磊，叶芷，魏东，
申请(专利权)人：GE医疗系统环球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US