[发明专利]在医学成像中进行表面扫描的方法和相关设备

说明书

本发明涉及在医学成像特别地磁共振成像(MRI)、正电子发射断层扫描(PET)和/或组合的MRI/PET中进行表面扫描的方法和设备。本发明可用于特别地小几何体内(PET、MRI、CT、SPECT或作为PET/CT和MRI/PET的组合扫描仪的孔中)进行表面扫描/运动跟踪。

背景技术

在过去的十年中，已经开发了在大脑成像中进行表面扫描和运动跟踪的众多方法，但扫描期间的头部运动属于造成伪像的显著问题并且大大降低了图像质量。

已知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于受试者头部的标记。这样有可能引入误差并且使受试者准备好进行扫描的过程变复杂，因此减少了在临床实践中的可用性。相应地，为了进行医学大脑成像而开发的基于图像的运动跟踪方法通常遇到不能同时得到足够高的时间和空间分辨率。另外，现代医学扫描仪的高分辨率(对于MRI而言，下至数十毫米，对于PET而言，下至几毫米)对运动跟踪系统设置了严格的要求。

发明内容

本发明涉及在医学成像中进行改进的表面扫描的方法和设备。因此，本文中公开了一种可用于受试者跟踪的医学成像中进行表面扫描的方法，所述方法包括：a)提供图像源和第一光纤束，所述第一光纤束包括具有近端和远端的第一光纤；b)将所述第一光纤的远端定位在医学扫描仪的扫描仪钻孔内；c)将图像从所述图像源供给到第一光学耦合器的近端，所述第一光学耦合器包括多个透镜元件，所述多个透镜元件包括第一透镜元件和第二透镜元件；以及d)将图像从所述第一光学耦合器的远端供给到所述第一光纤的近端。

本文中还公开了一种在医学成像中进行表面扫描的表面扫描设备，所述设备包括：a)图像源，b)第一光纤束，其包括具有近端和远端的第一光纤；以及c)第一光学耦合器，其用于将图像从所述图像源耦合到所述第一光纤的近端，其中，所述第一光学耦合器包括多个透镜元件，所述多个透镜元件包括第一透镜元件和第二透镜元件，所述多个透镜元件中的每个包括面对所述第一光学耦合器的远端的主表面和面对所述第一光学耦合器的近端的次表面。

通过以上方法和/或表面扫描设备，得到了改进的表面扫描方法和/或运动跟踪方法，其中，产生噪声的组件(诸如，发射无线电的组件和/或铁磁组件)与孔分开并且保持在孔之外。另外，如果没有完全避免，堵塞效果也高度减少。另外，提供在钻孔中被扫描的对象的改进图像质量。由于使用光纤，导致避免了之前观察到的由于扫描仪和光源之间的长距离而导致的关于图像质量减低的问题，这确保了甚至较大距离内的高图像质量。

该方法可特别地可用于在医学成像中进行运动跟踪的方法，并且表面扫描设备可以是运动跟踪设备。通过该方法和/或表面扫描设备，还得到了非常紧凑的装置，该装置可容易地装入扫描仪中或者被用作现有扫描系统的附加物。

附图说明

通过下面参照附图对本发明的示例性实施方式的详细描述，对于本领域的技术人员而言，本发明的以上和其他特征和优点将变得容易清楚，其中：

图1a示意性示出与医学扫描仪和计算机系统结合的表面扫描设备，

图1b示意性示出示例性表面扫描设备，

图2示意性示出示例性表面扫描设备的部分，

图3示意性示出示例性表面扫描设备的部分，

图4示意性示出示例性表面扫描设备的部分，

图5示意性示出示例性表面扫描设备的部分，

图6a示意性示出因光学耦合器中的不同透镜元件来减小图像大小，

图6b示意性示出因光学耦合器中的不同透镜元件来增大图像大小，

图7a示意性示出中继透镜耦合器，以及

图7b示意性示出替代的中继透镜耦合器。

具体实施方式

附图是示意性的并且为了清晰起见而被简化，它们仅仅示出理解本发明必要的细节，而可省略掉其他细节。相同的参考标号始终用于相同或对应的部件。

表面扫描包含随时间推移来跟踪表面或表面点的空间位置和/或跟踪/确定给定时间的表面或表面点的空间位置。

医学扫描仪可以是磁共振(MR)扫描仪。另外，可采用用于运动跟踪的方法和设备对通过其他医学扫描仪(诸如，正电子发射断层扫描(PET)扫描仪、单光子发射计算机断层扫描系统(SPECT)扫描仪或计算机断层扫描系统(CT)扫描仪)得到的扫描图像进行运动校正。在一个或更多个方面，可在组合的PET-MR扫描仪或组合的PET-CT扫描仪中采用该方法和设备对受试者进行运动校正。