儀圖像。例如，如果未施加補償，則補償指示2202被配置成紅色并 用W說明"無預期的運動校正"。如果施加補償，則補償指示2202被配置成綠色并用W說明 "允許預期的運動校正"。在其它實施例中，補償指示2202可被配置成W多種方式顯示是否 施加了運動補償。例如，補償指示220可W是帶顏色的邊界或背景，其顏色根據(jù)是否施加了 運動補償而改變。
[0143] 運動指示器2104被配置成指示在掃描過程中被追蹤的患者或感興趣對象的運 動。在一些實施例中，運動指示2104被配置成僅顯示在創(chuàng)建與追蹤運動顯示2200關聯(lián)的掃 描圖像的過程中被追蹤的運動。在其它實施例中，運動指示2104被配置成累積的。例如， 在一些實施例中，運動指示2104被配置成顯示在創(chuàng)建與追蹤運動顯示2200關聯(lián)的掃描圖 像的過程中被追蹤的運動，但也顯示在之前的掃描圖像過程中被追蹤的運動。在一些實施 例中，對象表示2101也被配置成顯示被追蹤的運動。例如，在圖22C中，對象表示2101被 圖示為向右傾斜的，運指示在創(chuàng)建與追蹤運動顯示2200關聯(lián)的一個或多個掃描圖像的過 程中患者將他或她的頭向右傾斜。
[0144] 圖23A-23C示出追蹤運動顯示2300的附加實施例。追蹤運動顯示2300包括對象 顯示2102、運動指示2014和基準指示2304。運動指示2104包括坐標系軸的表示，它被配 置成通過運動指示2104的轉動和/或平移表示感興趣對象的所有Ξ個平移和所有Ξ個轉 動?；鶞手甘?304被配置成表示在掃描開始時患者的頭部或其它感興趣對象處于什么位 置。在一些實施例中，如圖23B所示，對象表示2102連同基準指示2304保持靜止，只有運 動指示2104移動W顯示被追蹤的運動。在其它實施例中，如圖23C所示，對象表示2102和 運動指示2104兩者均移動W顯示被追蹤的運動。在一些實施例中，使用不同顏色來顯示運 動指示2104和/或基準指示2304,W允許用戶更容易地在兩者之間做出區(qū)分。例如，如圖 23A-23C所示，運動指示2104用紅色表示而基準指示2304用藍色表示。在一些實施例中， 使用不同的線型繪出指示W(wǎng)允許用戶更容易地在兩者之間做出區(qū)分。例如，如圖23A-23C 所示，運動指示2104用實線表示而基準指示2304用虛線表示。在各實施例中，例如圖21、 圖22A-22D和圖23A-23C示出的那些運動指示可被配置成使用與對象表示不同的顏色來顯 示，W允許用戶更容易在對象顯示和運動指示之間做出區(qū)分。例如，在各圖中的對象表示被 描繪為黑色的，而運動指示被描繪成藍色或紅色的。 陽145] 圖17是描繪一實施例的運動追蹤系統(tǒng)1700的框圖。運動追蹤系統(tǒng)1700包括一 個或多個檢測器102、檢測器處理接口 104、掃描儀控制器106、掃描儀108、掃描儀圖像獲取 接口 904、圖像重疊接口 1702W及圖像數(shù)據(jù)庫1704。如前所述并被圖示在例如運動追蹤系 統(tǒng)200中那樣，檢測器處理接口進一步包括若干追蹤控制器或過濾器202W及追蹤組合接 口 204。運動追蹤系統(tǒng)1700類似于圖2所示的運動追蹤系統(tǒng)200地運行，除了如下描述地， 增加了掃描儀圖像獲取控制器904、圖像重疊接口 1702和圖像數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫1704。 陽146] 盡管運動追蹤系統(tǒng)1700被圖示為使用多個追蹤控制器或過濾器202,運些追蹤控 制器或過濾器202既利用無標記物追蹤技術（例如解剖學界標追蹤、距離追蹤等）又利用 基于標記物的追蹤技術，然而本文關于圖像重疊技術描述的理念可適用于任何運動追蹤系 統(tǒng)，包括但不限于，使用無標記物追蹤控制器的系統(tǒng)、利用標記物的追蹤控制器的系統(tǒng)或其 任意組合。本文描述的圖像重疊技術可額外地用于運動追蹤系統(tǒng)，該運動追蹤系統(tǒng)僅利用 一種追蹤方法并因而不包括運動組合接口 204。 陽147] 在運行中，圖17所示的掃描儀控制器106從檢測器處理接口 104接收追蹤數(shù)據(jù)， 該追蹤數(shù)據(jù)描述感興趣對象的追蹤運動。掃描儀控制器106可選擇地使用該追蹤數(shù)據(jù)W調(diào) 整掃描儀108的一個或多個參數(shù)，從而對被追蹤的運動做出補償。掃描儀控制器106另外 將追蹤數(shù)據(jù)和對掃描儀控制器106是否針對被追蹤運動調(diào)整掃描儀108的指示發(fā)送至圖像 重疊接口 1702。圖像重疊接口 1702利用來自掃描儀控制器106的追蹤數(shù)據(jù)和指示W(wǎng)產(chǎn)生 數(shù)據(jù)，如前所述的，所述數(shù)據(jù)例如表示圖18所示的追蹤數(shù)據(jù)重疊1804和/或圖形追蹤重疊 1806。
[0148] 在一些實施例中，圖像重疊接口 1702與掃描儀圖像獲取接口 904通信W將一個或 多個追蹤重疊應用至由掃描儀圖像獲取接口 904獲取的掃描儀圖像。在一些實施例中，掃 描儀圖像獲取接口 904將獲取的掃描儀圖像送至圖像數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫1704W供將來檢取和顯 示。圖像重疊接口 1702可另外配置成將例如表征追蹤數(shù)據(jù)重疊1804和/或圖形追蹤重疊 1806的數(shù)據(jù)發(fā)送至圖像數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫1704并將該重疊數(shù)據(jù)與重疊數(shù)據(jù)應當被應用至的數(shù)據(jù) 庫中獲取的一個或多個掃描儀圖像相關聯(lián)。掃描儀圖像可連同關聯(lián)的重疊數(shù)據(jù)一起從圖像 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫1704檢取，例如被打印、顯示在電子顯示設備上、通過網(wǎng)絡發(fā)送W在遠程終端 顯不等等。
[0149] 圖19描繪了一實施例的處理流程圖，其示出使用運動追蹤系統(tǒng)追蹤和補償生物 醫(yī)學成像中的運動的一個例子。該實施例另外示出一個例子，該例子存儲和/或重疊追蹤 數(shù)據(jù)W與所獲取的掃描儀圖像一起顯示。在方框1902,流程開始。在方框1904,系統(tǒng)提供 表示患者位置的基準數(shù)據(jù)。例如，如圖17的運動追蹤系統(tǒng)1700中示出的檢測器102獲取 關于對象的信息，例如對象的圖像，并將該數(shù)據(jù)送至檢測器處理接口 104。檢測器處理接口 104被配置成分析該數(shù)據(jù)并確定患者或感興趣對象的基準位置。在方框1906,掃描儀，例如 運動追蹤系統(tǒng)1700的掃描儀108,開始對患者進行成像掃描。例如，MRI掃描儀開始對患者 作核磁共振成像掃描。
[0150] 在方框1908,檢測器獲取新的患者運動數(shù)據(jù)。例如，檢測器獲取患者或感興趣對象 的新圖像、相機帖、距離估計等等。在方框1910,系統(tǒng)分析新患者移動數(shù)據(jù)W估計新患者位 置。例如，通過如前所述的追蹤控制器或過濾器202中的每一個分析來自檢測器102的數(shù) 據(jù)，并且每個追蹤控制器202產(chǎn)生新患者位置的估計。來自各種追蹤控制器或過濾器202 的估計隨后被饋送到追蹤組合接口 204。追蹤組合接口 204組合來自追蹤控制器或過濾器 202的各種估計并產(chǎn)生單個估計W送至掃描儀控制器106。在方框1912,追蹤組合接口產(chǎn)生 追蹤數(shù)據(jù)，該追蹤數(shù)據(jù)包括從來自追蹤控制器或過濾器202的各個估計中推導出的單個估 計。在方框1914,掃描儀控制器可選擇地利用來自追蹤組合接口的追蹤數(shù)據(jù)W調(diào)整掃描儀 補償患者移動。例如，掃描儀控制器106實時地調(diào)整掃描儀的掃描平面、位置或取向。在一 些情形下，掃描儀控制器可W不調(diào)整掃描儀，因為例如否決信號指示當前追蹤數(shù)據(jù)是不可 靠的。 陽151] 在方框1916,獲取掃描數(shù)據(jù)。例如，圖17所示的掃描儀圖像獲取接口904從掃描 儀108接收數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)表示對象或感興趣對象的圖像。在方框1918,與獲取的掃描儀數(shù)據(jù) 關聯(lián)的追蹤數(shù)據(jù)被存儲到數(shù)據(jù)庫并與掃描儀數(shù)據(jù)關聯(lián)和/或重疊到由掃描儀圖像獲取接 口904產(chǎn)生的圖像上。例如，圖17所示的圖像重疊接口1702將從掃描儀控制器106接收 的追蹤數(shù)據(jù)與圖像數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫1704中的適當圖像數(shù)據(jù)關聯(lián)和/或產(chǎn)生描述追蹤重疊的數(shù) 據(jù)，如前所述。 陽152] 在方框1920,流程根據(jù)成像掃描是否完成而變化。如果成像掃描未完成，則流程回 到方框1908并從檢測器獲取新的患者移動數(shù)據(jù)。該流程貫穿成像掃描過程地繼續(xù)W基于 患者運動連續(xù)地調(diào)整掃描儀并存儲要被重疊在結果的掃描儀圖像上的追蹤數(shù)據(jù)。當成像掃 描完成時，流程從方框1920移至方框1922的流程結束。
[0153] 圖20描繪了一實施例的處理流程圖，其示出使用運動追蹤系統(tǒng)追蹤和補償生物 醫(yī)學成像中的運動的一個例子。該實施例另外示出一個例子，該例子存儲和/或重疊追蹤 數(shù)據(jù)W與所獲取的掃描儀圖像一起顯示。圖20所示的流程可通過例如圖9所示的運動追 蹤系統(tǒng)900實現(xiàn)。在方框2002,流程開始。在方框2004,系統(tǒng)提供代表患者掃描前位置的 基準數(shù)據(jù)。例如，檢測器102檢測諸如患者或感興趣對象的圖像的信息，并將該信息發(fā)送至 檢測器處理接口 104。如前所述，檢測器處理接口 104使用各種追蹤控制器或過濾器202和 追蹤組合接口 204,并隨后確定患者或感興趣對象的基準位置。在方框2006,患者或感興趣 對象的成像掃描開始。
[0154] 在方框2008,使用檢測器102獲取新的患者移動數(shù)據(jù)（例如圖像、距離估計等）。 在方框2010,新的患者移動數(shù)據(jù)被分析并與基準患者數(shù)據(jù)比較W確定新的患者位置估計， 如前所述。例如通過圖10所示的檢測器處理接口 104執(zhí)行方框2010。在方框2012,系統(tǒng) 產(chǎn)生運動追蹤數(shù)據(jù)。運動追蹤數(shù)據(jù)可例如通過圖10所示的追蹤組合接口 204產(chǎn)生，并描述 由追蹤組合接口 204產(chǎn)生的運動估計。在方框2014,掃描儀數(shù)據(jù)被獲取。例如，圖10所示 的掃描儀108獲取掃描儀圖像數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)送至掃描儀圖像獲取接口 904。 陽155] 在方框2016,圖像處理系統(tǒng)，例如圖10所示的圖像處理系統(tǒng)902,可選擇地利用所 獲取的掃描儀數(shù)據(jù)和所產(chǎn)生的追蹤數(shù)據(jù)W修正掃描儀圖像從而補償患者移動。圖像處理系 統(tǒng)902在某些情形下可W不修正掃描儀圖像，例如因為否決信號指示追蹤數(shù)據(jù)不可靠的情 形下。 陽156] 在方框2018,與來自掃描儀圖像獲取接口 904的掃描儀圖像關聯(lián)的追蹤數(shù)據(jù)被存 儲在數(shù)據(jù)庫中并與掃描儀圖像和/或重疊在掃描儀圖像相關聯(lián)。例如，圖像處理系統(tǒng)902 可進一步包括圖像重疊接口 1702和/或圖像數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫1704,如圖17所示，W產(chǎn)生和/或 存儲數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)表示與掃描儀圖像關聯(lián)的追蹤重疊，例如圖18所示的追蹤數(shù)據(jù)重疊1804 和/或圖形追蹤重疊1806。 陽157] 在方框2020,流程根據(jù)成像掃描是否完成而變化。如果成像掃描未完成，則流程回 到方框2008并從檢測器102獲取新的患者移動數(shù)據(jù)。流程隨后如前所述地繼續(xù)。該流程 貫穿成像掃描過程地繼續(xù)W基于患者運動連續(xù)地修正掃描儀圖像并存儲要被重疊在掃描 儀圖像上的追蹤數(shù)據(jù)。如果在方框2020成像掃描完成，則處理流程進至方框2022,并且該 流程結束。 陽15引檢測器仿晉 陽159] 對于本文披露的任何實施例，本領域內(nèi)技術人員將理解，可W有多種方式相對于 醫(yī)療成像掃描儀定位檢測器。下面披露了相對于醫(yī)療成像掃描儀定位檢測器的若干實施 例。
[0160] 本文披露的任何實施例可與圖24所示的系統(tǒng)組合。圖24是示出作為運動補償系 統(tǒng)2400的一部分的醫(yī)療成像掃描儀108的側視圖的示意圖。運動補償系統(tǒng)2400類似于圖1 所示的運動補償系統(tǒng)100。然而，運動補償系統(tǒng)100如前所述地示出了Ξ個檢測器102。在運 動補償系統(tǒng)2400中，檢測器2408相對于彼此處在90°角422 (也稱剪角（scissorangle)) 上。運動補償系統(tǒng)2400的檢測器2408被配置成沿兩條不同視線420觀察界標110a。運 動補償系統(tǒng)2400示出檢測器2408可W各種方式定位，只要每個檢測器2408沿不同視線觀 看到界標110a即可。角422可變并且可W更大或更小。在一個實施例中，角422可W在 100°和70。之間。在一個實施例中，角422可W在100°和20。之間。在一個實施例中， 角422可W是30°。例如，圖33示出與運動補償系統(tǒng)2400類似的運動補償系統(tǒng)490,除了 角422為30°外。在其它實施例中，該角度可W是各種其它角度，只要兩條視線420是不同 的即可。 陽161] 本文描述的實施例中的任何一個可與圖25和圖26所不的系統(tǒng)結合。圖25是不 出作為另一實施例的運動補償系統(tǒng)430的一部分的醫(yī)療成像掃描儀108的前視圖的示意 圖。圖26是示出作為運動補償系統(tǒng)430的一部分的醫(yī)療成像掃描儀108的側視圖的示意 圖。運動補償系統(tǒng)430類似于圖1所示的運動補償系統(tǒng)100。然而，運動補償系統(tǒng)430進一 步包括被配置成定位在患者頭部周圍的頭籠或頭部線圈432。在某些醫(yī)療成像任務中，例如 在某些MRI頭部掃描中，可利用頭籠432并將其定位在患者頭部周圍。如果檢測器2408被 安裝至掃描儀本體108的孔，則頭籠可能使檢測器2408更加難W對界標110a成像。因此， 運動補償系統(tǒng)430包括被安裝在頭籠而不是安裝在掃描儀本體上的兩個檢測器2408。檢 測器2408和運動追蹤系統(tǒng)102被配置成W如前所述相同的方式工作。本文中使用的術語 "頭籠"可用來描述一種裝置，該裝置被配置成在MRI掃描過程中幫助定位患者的頭部。術 語"頭籠"也可指頭部線圈設備，其被配置成纏繞在患者頭部周圍W實現(xiàn)MRI掃描功能。
[0162] 本文描述的任何實施例可與圖27和圖28所示的系統(tǒng)結合。圖27是示出作為另一 實施例的運動補償系統(tǒng)440的一部分的醫(yī)療成像掃描儀108的前視圖的示意圖。圖28是 示出作為運動補償系統(tǒng)440的一部分的醫(yī)療成像掃描儀108的側視圖的示意圖。運動補償 系統(tǒng)440類似于圖25和圖26所示的運動補償系統(tǒng)430。然而，在某些情形下，掃描儀108 和/或籠432的孔內(nèi)可能只有有限的空間。在運些情形下，定位檢測器2408W使其在透鏡 和界標110a之間具有直接視線是困難的。因此，運動補償系統(tǒng)440包括相對于頭籠432水 平定位的兩個檢測器2408,其視線420穿過鏡子442直至界標110a。鏡子442允許間接視 線W使系統(tǒng)得W更為緊湊，但仍然能夠沿兩條不同的視線420觀察界標110a。盡管該實施 例示出使用鏡子，其中檢測器被安裝至頭籠，然而各種其它實施例可使用連接至掃描儀本 體、頭籠或任何其它位置的鏡子和/或檢測器，只要檢測器能夠通過鏡子觀察到光標記物 即可。在一些實施例中，使用多個鏡W多次地重新定向視線420。例如，檢測器2408可位于 掃描儀外側并且其視線通過位于掃描儀內(nèi)的一個或多個鏡子W對光標記物進行成像。
[0163] 盡管運動補償系統(tǒng)440包括鏡子W重新定向視線，然而可單獨地或結合鏡子地使 用重新定向視線的其它方法。例如，可使用光纖或棱鏡W重新定向視線并形成虛擬剪角。
[0164] 本文描述的任何實施例可與圖29所示的系統(tǒng)結合。圖29是示出作為另一實施例 的運動補償系統(tǒng)450的一部分的醫(yī)療成像掃描儀108的前視圖的示意圖。運動補償系統(tǒng) 450類似于圖1所示的運動補償系統(tǒng)100。然而，運動補償系統(tǒng)450包括兩個界標110a。在 該實施例中，兩個界標110a中的每一個直接在其中一個檢測器2408的視線內(nèi)。然而，在其 它實施例中，可選擇多個界標110a。例如，可在被成像的對象的多個剛性或基本剛性的位置 選擇多個界標。例如，如下面進一步描述的那樣，一個界標110可W是患者的頂齒，而一個 或多個其它界標可從患者的前額選取。
[0165] 界標也可從不是剛性的或不是基本剛性的位置中選取。例如，界標可從患者的皮 膚選擇。在一個實施例中，例如當界標從至患者的皮膚被選取時，由于皮膚移動或皮膚彈 性，界標可能不時地相對于被掃描的對象移動，運可能將不準確性引入到醫(yī)療成像掃描中。 因此，在一些實施例中，運動補償系統(tǒng)可被配置成在被掃描對象（例如患者的頭部）的運動 和皮膚運動（運可能與被掃描的對象的實際運動無關）之間做出區(qū)分。在一些實施例中， 系統(tǒng)可被配置成將比較兩個或更多個界標相對于其本身的定位，W在頭部移動和皮膚移動 之間做出區(qū)分。 陽166]利用多個界標110a可具有多種益處。例如，多個界標可用于產(chǎn)生冗余量，W防一 個或多個界標基于當前對象的姿態(tài)對一個或多個檢測器當前不可見。另一優(yōu)勢是可同時地 由運動追蹤系統(tǒng)102a分析多個界標W獲得多個物體姿態(tài)估計。那些多個對象姿態(tài)估計可 被組合W產(chǎn)生單個更精確的估計。例如，多個估計可由求平均W得出平均估計。又如，對于 每個估計可W有誤差余量測量，并且可基于誤差余量使用加權平均來組合運些估計。在其 它實施例中，只使用最精確的估計并將其它估計丟棄。
[0167] 本文披露的任何實施例可與圖30-31所示的系統(tǒng)結合。圖30-31示出被配置成使 用間接視線的運動補償系統(tǒng)的附加實施例?？紤]到許多醫(yī)療成像系統(tǒng)在設備的孔內(nèi)具有 的空間有限，因此檢測器定位成相對于設備的孔是基本水平的或者在設備孔內(nèi)平齊是有利 的。圖30所示的運動追蹤系統(tǒng)460的實施例示出一種系統(tǒng)，其中兩個光檢測器2408相對 于醫(yī)療成像掃描儀108的孔。在該實施例中，檢測器2408被定位成沿孔的縱軸線彼此朝向 地定位。兩個鏡子442相對靠近檢測器地定位W將它們的視線120重新引導向界標110曰。 在該實施例中，剪角422顯著小于90°。然而，在其它實施例中，檢測器和/或鏡子可W不 同方式定位W增大或減小剪角422。
[0168] 圖31所示的運動補償系統(tǒng)470類似于圖30所示的運動補償系統(tǒng)460。然而，運動 補償系統(tǒng)470包括兩個檢測器2408和兩個鏡子442,它們安裝在醫(yī)療成像掃描儀108內(nèi)W 使它們不伸入掃描