[发明专利]用于脑成像中的运动跟踪的设备和方法

说明书

本申请是国际申请日为2013年5月24日、国际申请号为PCT/EP2013/060747、国家申请号为201380039111.7、发明名称为“用于脑成像中的运动跟踪的设备和方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于医学成像如脑成像具体地磁共振成像(MRI)和/或正电子发射断层成像(PET)中的运动跟踪的方法和设备。本方法和设备可以用于正电子发射断层成像(PET)和组合的MRI/PET扫描仪中的运动跟踪。本方法和设备可以用于临床前MRI和PET扫描仪中的运动跟踪。

背景技术

在过去的十年中，研发了用于脑成像中的运动跟踪的多种方法，但是扫描过程中的头部运动属于造成伪影并且显著降低图像质量的重要问题。

已知的方法包括外部跟踪系统以及基于图像的运动跟踪和校正。许多外部跟踪系统使用附接至对象头部的标记。这潜在地引入了误差并且使为扫描准备对象的过程复杂化，因此降低了在临床实践中的可用性。相应地，为医学脑成像研发的基于图像的运动跟踪方法通常遭受不能同时获得足够高的时间和空间分辨率的影响。另外，现代医学扫描仪的高分辨率(对于MRI下至零点几毫米，以及对于PET下至几毫米)对运动跟踪系统设置了严格的要求。

发明内容

因此，需要改进的对对象的运动跟踪，以提高医学扫描仪具体地磁共振(MR)和/或PET扫描仪的扫描图像的运动校正。

另外，需要简化扫描过程例如减少对象的预处理的运动跟踪系统。

因此，提供了用于在成像中具体地在医学成像或医学脑成像中对对象进行运动跟踪的方法，该方法包括：设置光投射器和第一相机，以及使用光投射器将第一图案序列(S1)投射到对象的表面区域上，第一图案序列包括第一主图案(P_1,1)和可选的第一次级图案(P_1,2)。对象可以被定位在扫描仪的扫描区域中，如在医学扫描仪的扫描仪孔中。该方法包括使用第一相机来检测所投射的第一图案序列(S1’)。可选地，该方法包括基于所检测的第一图案序列(S1’)来确定包括第二主图案(P_2,1)的第二图案序列(S2)，使用光投射器将第二图案序列(S2)投射到对象的表面区域上以及使用第一相机来检测所投射的第二图案序列(S2’)。该方法可以包括基于所检测的第一图案序列(S1’)和/或第二图案序列(S2’)来确定运动跟踪参数。

另外，提供了用于在成像中具体地在医学成像或医学脑成像中对对象进行运动跟踪的设备，该设备包括：控制单元；光投射器，该光投射器包括光源和光调制器；以及第一相机。该设备被配置用于：使用光投射器将第一图案序列(S1)投射到对象的表面区域上，其中对象可选地被定位在扫描仪的扫描区域中，如在医学扫描仪的扫描仪孔中，第一图案序列包括第一主图案(P1,1)和可选的第一次级图案(P1,2)，以及使用第一相机来检测所投射的第一图案序列(S1’)。另外，该设备可以被配置用于基于所检测的第一图案序列(S1’)来确定包括第二主图案(P2,1)的第二图案序列(S2)，使用光投射器将第二图案序列(S2)投射到对象的表面区域上并且使用第一相机来检测所投射的第二图案序列(S2’)。该设备可以被配置用于基于所检测的第一图案序列(S1’)和/或第二图案序列(S2’)来确定运动跟踪参数。

此外，提供了一种用于在医学脑成像中对对象进行运动跟踪的方法，其中，所述对象被定位在医学扫描仪的扫描仪孔中，所述方法包括：设置光投射器和第一相机，其中，设置所述光投射器和所述第一相机包括设置具有近端和远端的第一光纤，其中，所述第一光纤的近端光学耦接至所述光投射器，而所述第一光纤的远端定位在所述扫描仪孔内；使用所述光投射器将第一图案序列(S1)投射到所述对象的表面区域上，所述第一图案序列包括第一主图案(P1,1)；其中，通过所述第一光纤来投射所述第一图案序列；使用所述第一相机来检测所投射的第一图案序列(S1’)；以及基于所检测的第一图案序列(S1’)来确定运动跟踪参数。