一種掃描方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療儀器領(lǐng)域，尤其涉及一種掃描方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]掃描探測是現(xiàn)代醫(yī)學成像常用的技術(shù)手段，比如，螺旋CT成像技術(shù)是在伴隨一定速率的檢查床勻速移動時，X線管和探測器沿掃描軸做螺旋軌跡連續(xù)旋轉(zhuǎn)并進行連續(xù)圖像采集所獲得的掃描數(shù)據(jù)，從而獲得容積數(shù)據(jù)。核磁共振系統(tǒng)(MRI)成像中也采用了類似螺旋CT的掃描方式。以上的成像掃描中，由滑環(huán)所限掃描的半徑固定，針對器官不同部位，或不同器官，不同身材的人體，或小動物，就仍使用相同掃描的半徑，或必須替換相應(yīng)的滑環(huán)、線圈等以適應(yīng)不同的尺寸，復(fù)雜度較高。
[0003]在專利申請領(lǐng)域，也出現(xiàn)了如下使用掃描探測來獲取醫(yī)療診斷用圖像的技術(shù)。
[0004]專利申請?zhí)枮镃N201310729911.3，發(fā)明名稱為“一種移動式X射線診斷裝置的工作臺系統(tǒng)”采用可移動的高精度回轉(zhuǎn)機架掃描結(jié)構(gòu)，X射線源和探測器固定在可移動的回轉(zhuǎn)機架上，以成像物體為中心進行半周或整周掃描成像，利用改進的錐束CT成像算法，可以三維重建成像物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息。
[0005]專利申請US 8, 747, 317 B2，發(fā)明名為 “FULL-FIELD BREAST ULTRASOUND SYSTEMAND ARCHITECHTURE (全視野乳房超聲系統(tǒng)和架構(gòu))”描述了自動掃描乳房成像的方法，因為使用水袋或其它定制的耦合媒體，因此掃描較為簡易，平掃過乳房。但對于特定部位無法做不同角度的定向掃描成像，因為需要對特定部位進行弧面掃描
現(xiàn)有的醫(yī)學掃描技術(shù)中，CT成像技術(shù)及核磁共振系統(tǒng)(MRI)中采用固定的掃描滑環(huán)來控制探測器的移動軌跡，探測器的掃描半徑被滑環(huán)的半徑限定，探測器的法線朝向被限定在滑環(huán)的滑動中心限定上；專利申請“一種移動式X射線診斷裝置的工作臺系統(tǒng)”及“FULL-FIELD BREAST ULTRASOUND SYSTEM AND ARCHITECHTURE (全視野乳房超聲系統(tǒng)和架構(gòu))”中給出的方法中探測器的掃描半徑及探測面的法向方向也被限定在回轉(zhuǎn)機架具有的單一掃描方式內(nèi)。
[0006]總之，現(xiàn)有醫(yī)學傳感技術(shù)存在的掃描自由度受限、探測點位置誤差難以控制的缺點，不能滿足對特定待診斷部位進行準確靈活探測的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明給出一種掃描方法及裝置，用于人體特定部位的內(nèi)部狀態(tài)的探測，目的在于克服現(xiàn)有醫(yī)學傳感技術(shù)存在的掃描自由度受限、探測點位置誤差難以控制的缺點中的至少一種。
[0008]本發(fā)明給出一種掃描方法，該方法包括如下步驟:
確定探測器從第一位置點至第二位置點的掃描路線；
在所述掃描路線上確定一組探測點，并且設(shè)定探測器的輻射界面和/或感應(yīng)界面在所述一組探測點中的一個或多個探測點上的法線方向； 移動所述探測器使其經(jīng)歷所述一組探測點中的一個或多個探測點，并且調(diào)整所述探測器的輻射界面和/或感應(yīng)界面的法線方向，使之在探測器經(jīng)歷所述探測點時與該探測點上設(shè)定的法線方向一致；
其中，
所述使探測器經(jīng)歷所述一組探測點中的一個或多個探測點，具體實現(xiàn)方法包括:所述探測器的輻射界面和/或感應(yīng)界面的中心點或質(zhì)心點與其經(jīng)歷的探測點間的距離小于預(yù)定的經(jīng)歷距離值；
所述使探測器的的輻射界面和/或感應(yīng)界面的法線方向在探測器經(jīng)歷所述探測點時與該探測點上設(shè)定的法線方向一致，具體實現(xiàn)方法包括:在所述探測器經(jīng)歷所述探測點時，其輻射界面和/或感應(yīng)界面的實際法線方向與其經(jīng)歷的探測點上設(shè)定的法線方向間的角度誤差小于預(yù)定的法向誤差值。
[0009]優(yōu)選地，本發(fā)明給出的掃描方法，還包括對探測器進行光學定位的步驟，具體包括如下方法:
設(shè)置相對于光學成像傳感器位置固定的光學標識，該固定光學標識的大小尺度和/或形狀為已知，該光學標識相對于光學成像傳感器的成像面的距離和/或方位為已知；
設(shè)置隨探測器的移動而移動的光學標識，該移動光學標識的大小尺度和/或形狀為已知；
根據(jù)光學幾何成像中的尺度關(guān)系，將位置和尺度已知的光學標識作為參照基準，計算出移動光學標識的位置參數(shù)；
使用所述移動光學標識與探測器的輻射界面和/或感應(yīng)界面之間的相對位置關(guān)系，計算出探測器的輻射界面和/或感應(yīng)界面的位置參數(shù)；
優(yōu)選地，本發(fā)明給出的光學定位的步驟還包括:根據(jù)兩個或多個隨探測器的移動而移動的光學標識的位置參數(shù)，以及所述光學標識與探測器的輻射界面和/或感應(yīng)界面的位置關(guān)系，確定出探測器的輻射界面和/或感應(yīng)界面的法線方向；或者，根據(jù)隨探測器的移動而移動的光學標識在光學成像傳感器中成像的投影形變參數(shù)，確定出該光學標識的法線方向，根據(jù)該光學標識與探測器的輻射界面和/或感應(yīng)界面間的法線角度關(guān)系，確定出探測器的輻射界面和/或感應(yīng)界面的法線方向。
[0010]本發(fā)明給出一種掃描裝置，包括:
掃描控制單元，探測器移動伺服單元，探測器轉(zhuǎn)動伺服單元，探測器安裝接口單元；其中，
掃描控制單元，包含掃描路線及探測點設(shè)定單元，探測器移動控制單元，探測器轉(zhuǎn)動控制單兀；其中，
所述掃描路線及探測點設(shè)定單元，用于確定探測器從第一位置點至第二位置點的掃描路線；在所述掃描路線上確定一組探測點，并且設(shè)定探測器的輻射界面和/或感應(yīng)界面在所述一組探測點中的一個或多個探測點上的法線方向；
所述探測器移動控制單元，用于控制探測器移動伺服單元的移動方式及移動距離；所述探測器轉(zhuǎn)動控制單元，用于控制探測器轉(zhuǎn)動伺服單元的轉(zhuǎn)動方式及轉(zhuǎn)動角度；探測器移動伺服單元，向所述探測器在特定維度上的移動提供導(dǎo)向及驅(qū)動力，使該探測器經(jīng)歷一組探測點中的一個或多個探測點； 探測器轉(zhuǎn)動伺服單元，用于調(diào)整所述探測器的輻射界面和/或感應(yīng)界面的法線方向，使之在探測器經(jīng)歷所述探測點時與該探測點上設(shè)定的法線方向一致；
探測器安裝接口單元，用于安裝探測器并帶動該探測器移動或轉(zhuǎn)動。
[0011]優(yōu)選地，本發(fā)明給出的掃描裝置還包含光學定位單元，該單元包括:
光學成像單元，固定光學標識單元，移動光學標識單元，位置估計單元；其中，
光學成像單元，用于采集固定光學標識和移動光學標識的圖像；
固定光學標識單元，用于在對移動光學標識定位或?qū)σ苿庸鈱W標識姿態(tài)估計時提供參照基準，包括大小尺度和/或形狀為已知，并且相對于光學成像傳感器的成像面的距離和/或方位為已知的一個或多個光學標識；
移動光學標識單元，用于估計探測器的位置和姿態(tài)，包括隨探測器的移動而移動的一個或多個光學標識，該移動光學標識的大小尺度和/或形狀為已知；
位置估計單元，用于根據(jù)光學幾何成像中的尺度關(guān)系，將位置和尺度已知的光學標識作為參照基準，計算出移動光學標識的位置參數(shù)；進一步地，位置估計單元使用所述移動光學標識與探測器的輻射界面和/或感應(yīng)界面之間的相對位置關(guān)系，計算出探測器的輻射界面和/或感應(yīng)界面的位置參數(shù)；
優(yōu)選地，所述位置估計單元根據(jù)兩個或多個隨探測器的移動而移動的光學標識的位置參數(shù)，以及所述光學標識與探測器的輻射界面和/或感應(yīng)界面的位置關(guān)系，確定出探測器的輻射界面和/或感應(yīng)界面的法線方向；或者，根據(jù)隨探測器的移動而移動的光學標識在光學成像傳感器中成像的投影形變參數(shù)，確定出該光學標識的法線方向，根據(jù)該光學標識與探測器的輻射界面和/或感應(yīng)界面間的法線角度關(guān)系，確定出探測器的輻射界面和/或感應(yīng)界面的法線方向。
[0012]本發(fā)明提供的實施例中給出的掃描方法及裝置，可以克服現(xiàn)有醫(yī)學傳感技術(shù)存在的掃描自由度受限、探測點位置誤差難以控制的缺點中的至少一種，可以實現(xiàn)多自由度掃描，可以提高探測器的位置精度和姿態(tài)精度，可以對特定待診斷部位進行準確靈活探測。
[0013]附圖
圖1為本發(fā)明提供的實施例給出的一種掃描方法流程圖；
圖2為本發(fā)明提供的實施例給出的一種掃描裝置的組成示意圖圖3為本發(fā)明提供的實施例給出的一種掃描裝置的掃描結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明提供的實施例給出的一種掃描裝所具有的掃描方式示意圖；
圖5為本發(fā)明提供的實施例給出的一種帶有光學定位單元的掃描裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]實施例
[0015]本發(fā)明給出一種掃描方法及裝置，用于克服現(xiàn)有醫(yī)學傳感技術(shù)存在的掃描自由度受限、探測點位置誤差難以控制的缺點中的至少一種。
[0016]實施例1, 一種掃描方法舉例
參見圖1所示，本發(fā)明提供的掃描方法實施例，包括如下步驟:
步驟S110，確定探測器從第一位置點至第二位置點的掃描路線；
步驟S120，在所述掃描路線上確定一組探測點，并且設(shè)定探測器的輻射界面和/或感應(yīng)界面在所述一組探測點中的一個或多個探測點上的法線方向；
步驟S130，移動所述探測器使其經(jīng)歷所述一組探測點中的一個或多個探測點，并且調(diào)整