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CN109998674A - 医学成像计算机断层摄影设备和基于成像进行介入的方法 - Google Patents

医学成像计算机断层摄影设备和基于成像进行介入的方法 Download PDF

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CN109998674A
CN109998674A CN201811420496.2A CN201811420496A CN109998674A CN 109998674 A CN109998674 A CN 109998674A CN 201811420496 A CN201811420496 A CN 201811420496A CN 109998674 A CN109998674 A CN 109998674A
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tomography apparatus
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D·莱尔驰
C·蒂尔费尔德
S·赖歇尔特
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Siemens Corp
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Abstract

本发明涉及一种医学成像计算机断层摄影设备(2)，特别是用于基于成像进行介入，包括：一个患者台(4)，用于将患者安置在患者安置区域中；一个图像采集单元(6)，用于采集安置在患者安置区域中的患者的体内的至少一个部分区域的图像数据；一个控制单元(8)，用于根据通过一个用户接口所获取的一个用户预设输入来控制图像采集单元；一个显示单元(10)，用于呈现所采集的图像数据，其特征在于，控制单元(8)和显示单元(10)集成在一个移动终端(12)中，其中显示单元(10)包括构造为触摸显示器(11)的一个监控器。此外，本发明涉及一种用于基于成像进行介入的方法。

Description

医学成像计算机断层摄影设备和基于成像进行介入的方法
技术领域
本发明涉及一种医学成像计算机断层摄影设备，特别是用于基于成像进行介入，并且涉及一种基于成像的介入。
背景技术
传统的医学成像计算机断层摄影设备具有用于将患者安置在患者安置区域中的患者台、用于采集安置在患者安置区域中的患者的体内的至少一个部分区域的图像数据的图像采集单元、用于根据通过用户接口获取的用户预设输入来控制图像采集单元的控制单元以及用于呈现所采集的图像数据的显示单元。
为了用于介入/手术中，该设备必须满足清洁和无菌的必要要求。在可进行这样的介入的房间中，在低成本的实施方式中，控制单元包括呈操纵杆形式的输入单元，该输入单元仅允许一部分必要的指令输入，并且提供很低的操作舒适性。在高成本的实施方式中，在这样的房间中还提供其他控制单元。通常在相邻的房间(操作室)中提供包括键盘和计算机鼠标的另一控制单元。显示单元包括监控器，该监控器受限于结构形式而不能紧邻地安装在患者台附近，而是通常利用顶棚支架紧固。这样的结构要求用户必须将其视线从患者转移到监控器，以观察医学成像计算机断层摄影设备的图像。已知的设备所具有的缺点是：这样的设备一方面成本昂贵，而另一方面提供的操作舒适性非常有限，这特别是因为用户无法同时顾及监控器和患者二者。
发明内容
本发明的目的在于克服这些缺点。特别地，提供了一种具有高度操作舒适性并且低成本的解决方案。本发明的另一目的在于，提出一种基于成像的介入方法。该方法特别是具有低成本。
根据本发明的医学成像计算机断层摄影设备或所公开的医学成像设备，特别是用于基于成像的介入，包括：
-患者台，用于将患者安置在患者安置区域中，
-图像采集单元用于采集安置在患者安置区域中的患者的体内的至少一个部分区域的图像数据，
-控制单元，用于根据通过用户接口所获取的用户预设输入来控制图像采集单元，
-显示单元，用于呈现所采集的图像数据。
在此，控制单元和显示单元集成在一个移动终端中，其中移动终端包括构造为触摸显示器的监控器。控制单元包括用于输入视频数据的输入部并且适于将视频数据中的运动过程转换为控制指令。
此外，还公开了一种医学成像设备，特别是用于基于成像的介入，包括：
-患者台，用于将患者安置在患者安置区域中，
-图像采集单元，用于采集安置在患者安置区域中的患者的体内的至少一个部分区域的图像数据，
-控制单元，用于根据通过用户接口所获取的用户预设输入来控制图像采集单元，
-显示单元，用于呈现所采集的图像数据，
其中控制单元和显示单元集成在一个移动终端中，
其中移动终端包括构造为触摸显示器的监控器。
在本发明的意义上，触摸显示器被理解为可将手指或合适的输入设备在屏幕上的触摸转换为输入信号的屏幕。这样的触摸显示器例如在智能手机中是已知的。这样的触摸显示器优选地被构造成使得其也可以由戴手套的人员操作。在这样的触摸显示器上，除了呈现图像数据之外，例如还可以显示控件，该控件使得允许显示其他的患者数据或者选择控制选项。
患者台可以配备有用于调节高度和位置的调节机构。
医学成像设备的图像采集单元特别地被设计用于借助X射线或高频磁交变场进行图像采集。医学成像计算机断层摄影设备的图像采集单元特别是设计用于借助X射线进行图像采集。图像采集单元可以具有机架，患者台可以被定位在机架中。
根据本发明的实施方式的优点在于，显示单元可以适配于用户的操作位置。
在医学成像计算机断层摄影装置的一个实施方式中，移动终端可以是便携式终端，特别是平板计算机。
移动终端有利地具有可充电的蓄能器。这样的蓄能器例如是锂离子电池。
移动终端可以具有无菌护套。附加地，无菌护套还可以被设计成对于便携式终端是减振的，使得便携式终端在掉落的情况下不会损坏。特别地，无菌护套被设计成使得在带有手套、特别是无菌手套的情况下也可以操作触摸显示器。无菌护套的优点在于，也保护移动终端免受液体(例如血液)的影响。
在一个实施方式中，医学成像计算机断层摄影设备具有用于便携式终端的至少一个保持装置，其中该保持装置特别地具有柔性臂，利用该柔性臂可以调整触摸显示器的取向。这样的柔性臂可以包括易弯曲的元件和/或关节。这样的柔性臂可以配备球窝关节，以提高操作舒适性。在该实施方式中，用户可以调整便携式终端，使得用户不必改变或仅须稍微改变在对患者进行的介入与对该介入执行的监控之间的位置和/或视线。由此，可以以简单的方式在介入中实现更高的准确度，因为这样的核对花费用户很少的时间和很少的额外工作步骤。有利地，用于便携式终端的保持装置被构造成使得便携式终端可以容易地插入保持装置中并且从保持装置中取出。
保持装置可以具有充电装置，特别是感应充电装置，以用于为可充电的蓄能器充电。
控制单元包括用于输入视频数据的输入部并且适于将视频数据中的运动过程转换为控制指令。用于输入视频数据的输入部例如可以是集成在移动终端中的摄像机。然而，备选地，输入部也可以仅是将外部摄像机与便携式终端耦连的接口，其中外部摄像机例如可以被布置在成像设备的机架区域中。这样的姿态控制简化了特别是在无菌环境中的使用。在这样的情况下，用户不再需要用手触摸移动终端来给出输入指令。
备选地或附加地，控制单元包括用于输入语音数据的输入部并且适于将语音数据转换为控制指令。用于输入语音数据的输入部例如可以是集成在移动终端中的麦克风。然而，备选地，输入部也可以仅是将外部麦克风与移动终端耦连的接口，其中外部麦克风例如可以被布置在患者台处。语音控制指令同样具有非接触地进行指令输入的优点。在一个实施方式中，在移动终端中可以存在有过滤装置，使得仅允许一个或多个所选人员的语音控制指令和/或姿态控制指令。
在另一个实施方式中，移动终端适于与用于执行图像分析方法和/或图像识别方法的评估单元连接。评估单元例如可以是计算机、服务器或者基于网络或基于云的评估单元。由此，例如可以在移动终端外部执行分段。
移动终端可以包括一个摄像机和/或另一个摄像机，并且适于支持虚拟现实应用。这特别是可以用于辅助用户进行介入。
医学成像计算机断层摄影设备或医学成像设备可以包括另一个移动控制单元。该移动控制单元例如可以包括按钮、滑块或操纵杆，这些例如适于控制X射线或磁场和/或用于操作患者台的调节机构或机架的调节机构。例如，为了符合与控制指令的输入相关的特定安全规定，这可能是必要的。
特别地，医学成像设备可以是计算机断层摄影设备、磁共振断层造影设备或血管造影设备。
根据本发明的用于基于成像进行介入的方法包括：
使用根据本发明的医学成像计算机断层摄影设备或公开的医学成像设备；采集患者的体内的至少一个部分区域的图像数据；开始在患者处的介入；借助于移动终端控制图像采集单元和患者台，以重新采集该体内的该部分区域的图像数据；并且通过触摸显示器上呈现的图像数据来核对介入进程。该方法包括输入姿态指令的步骤，其中控制单元包括用于输入视频数据的输入部并且适于将视频数据中的运动过程转换为控制指令。
移动终端可以是便携式终端，特别是平板计算机。此外，移动终端可以具有可充电的蓄能器。
在一个实施方式中，根据本发明的方法包括使用无菌手套操作具有无菌护套的移动终端。
在另一个实施方式中，医学成像计算机断层摄影设备具有至少一个用于便携式终端的保持装置，其中该保持装置特别是具有柔性臂，利用该柔性臂可以调整触摸显示器的取向。该方法包括将触摸显示器的位置和取向调整到在介入中的用户位置的步骤。
该方法可以进一步包括：利用充电装置、特别是感应充电装置对可充电的蓄能器进行充电，该充电装置被设置在便携式终端的保持装置处。
此外，该方法还包括输入语音指令的步骤，其中控制单元包括用于输入语音数据的输入部并且适于将语音数据转换为控制指令。
有利地，该方法包括利用与移动终端连接的评估单元来执行评估例程，特别是图像识别、掩蔽和/或分段。
该方法还可包括虚拟现实应用。
该方法可以包括通过另一个移动控制单元来控制医学成像计算机断层摄影设备。
有利地，该方法中的医学成像设备是计算机断层摄影设备、磁共振断层造影设备或血管造影设备。
该方法可能的其他步骤包括：
–借助于移动终端通过摄像机对患者进行登记，
–在移动终端的触摸显示器上呈现体内的截面图像或3D图像，
–在移动终端的触摸显示器上显示其他信息，特别是诸如心电图(EKG)数据或氧饱和度的生理信息，
–借助于移动终端规划下一个图像采集，
–借助于移动终端控制导航激光器，并且
–控制基于摄像机的导航系统。
附图说明
为了进一步说明本发明将参考附图中所示的实施例。其中以示意图的形式：
图1示出了根据本发明的医学成像计算机断层摄影设备的示意图，
图2示出了根据本发明的移动终端示意图，
图3示出了根据本发明的移动终端的示意性正视图，
图4示出了根据本发明的移动终端的示意性后视图，
图5示出了根据本发明的移动终端的连接的示意图。
在所有附图中，彼此相应的部件具有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的医学成像计算机断层摄影设备2的示意图。医学成像计算机断层摄影设备2是医学成像设备的示例。医学成像计算机断层摄影设备具有患者台4。图1示出了安置在患者台4的安置区域中的患者。患者台4具有调节机构，通过该调节机构可以将患者移动到图像采集单元6中的期望位置，以便可以采集患者的预定身体部位的图像数据。调节机构可以由控制单元8和/或可选的另一个移动控制单元16控制。
此外，医学成像计算机断层摄影设备2还包括移动终端12，在所示情况下，利用横向安装在患者台4处的保持装置20来保持移动终端12。保持装置20配备有柔性臂22，使得用户可以借助于柔性臂22将移动终端12置于期望的位置。柔性臂22允许绕三个欧拉角旋转并且可附加地实现平移。为此，柔性臂也可以配备有球窝关节。在此，保持装置20被配备有用于另一个移动控制单元16的另一个保持装置21，该另一个保持装置21与保持装置20共用柔性臂22。
用户可以借助于移动终端12使患者位于图像采集和介入位置。例如，介入可以包括将必须精确定位的介入针38引入患者的身体部位。为此，首先可以借助于医学成像计算机断层摄影设备2(例如计算机断层扫描仪(CT))采集患者身体部位的图像数据，该图像数据在移动终端12的触摸显示器11上显示给用户。用户可以通过移动终端12的触摸显示器11查看图像数据。用户可以借助于已知的滑动姿态放大或缩小图像显示。如果所记录的数据可以实现3D重建，则用户可以通过在触摸显示器11上的滑动姿态来旋转图像显示，以获得所记录区域的相应空间印象。
用户可以将他自己和移动终端12相对于患者定位成使得用户可以执行介入，并且同时使触摸显示器11在视野中并且可以对触摸显示器11进行操作。由此，用户可以开始进行介入，例如引入介入针38，然后采集其他图像数据以核对引入过程。借助于触摸显示器11，既可使得以期望的视图和放大率显示图像数据，又可改变图像采集单元的扫描位置。由此，用户可以在不离开其在患者台4处的位置的情况下，以简单的方式采集新图像和/或使用显示选项。
图2示出了移动终端12。移动终端12被容纳在无菌护套18中。在该实施方式中，移动终端12包括控制单元8、显示单元10、可充电的蓄能器14、摄像机26和麦克风28。
图3示出了呈平板计算机形式的移动终端12的正视图。移动终端12在前侧具有显示单元10，该显示单元10被构造为触摸显示器11。在触摸显示器11上可以示意性地看到图像显示32。可以通过滑动姿态，例如以放大视图的方式，来调节这样的图像显示32。在此，在触摸显示器11上可以看到呈图标形式的控件30。利用这些控件，可以例如在如截面图像和3D图示等不同呈现形式之间切换。
另外，这样的控件可以支持呈现或显示其他信息，特别是生理信息，例如心电图(EKG)数据、氧饱和度等。可以选择对患者台的控制和/或对下一个/下一批图像采集的规划。
如果医学成像计算机断层摄影设备配备有导航激光器，则这样的导航激光器也可以被控制。备选地或附加地，如果医学成像计算机断层摄影设备配备有基于摄像机的导航系统，例如摄像机陀螺仪，则通过这样的控件30也可以进行对基于摄像机的导航系统的控制。
除了触摸显示器11之外，还设置有适于记录姿态的摄像机26。摄像机26可以用于文档目的或用于姿态控制。在姿态控制中，特定的姿态(例如手臂动作、手部动作、眼睛动作或头部动作)用于给出控制指令。为此，利用摄像机26记录用户的动作，并且将其与所存储的动作姿态相比较，然后将其转换成与所存储的动作姿态相关联的控制指令。这样的姿态控制有利地可以通过算法学习，从而可以更容易地对用户的姿态进行分配。
此外，麦克风28被布置在移动终端12上。该麦克风28可以记录声音，特别是语音。该麦克风28特别是可以为了文档目的用于记录语音数据和/或用于输入语音指令。类似于姿态控制，在语音控制中使用预定义的语句来输入指令。有利地，这样的语音控制也可以进行学习。
图4示出了根据本发明的移动终端12的一个实施方式的后视图。在该后视图中可以看到另一个摄像机34。该另一个摄像机34有利地适于记录患者的图像，并且同时显示在移动终端12的相对侧的触摸显示器11上。以这种方式记录的图像可以是通过面部识别来登记患者的患者肖像记录或用于归档介入的记录。
图5示出了与图像采集单元6连接的移动终端12。在移动终端12和图像采集单元6之间，布置有图像数据传输装置7和控制指令传输装置9。图像数据传输装置7和控制指令传输装置9可以是有线传输装置或无线传输装置。外部摄像机26可以通过用于输入视频数据25的输入部与移动终端连接，并且外部麦克风28可以通过用于输入语音数据27的输入部与移动终端连接。在此，用于输入视频数据25的输入部和用于输入语音数据27的输入部可以是有线端口或无线信号接收器。此外，示出了与评估单元36的连接，该评估单元36例如从所采集的图像数据中创建分段。
尽管已参考优选实施例详细说明和描述了本发明，但本发明并不局限于此。在不脱离本发明的实质精神的情况下，本领域技术人员可从中推导出其他变型方案和组合。

Claims (22)

1.一种医学成像计算机断层摄影设备(2)，特别是用于基于成像进行介入，包括：
一个患者台(4)，用于将患者安置在患者安置区域中，
一个图像采集单元(6)，用于采集安置在所述患者安置区域中的所述患者的体内的至少一个部分区域的图像数据，
一个控制单元(8)，用于根据通过一个用户接口所获取的一个用户预设输入来控制所述图像采集单元，
一个显示单元(10)，用于呈现所采集的图像数据，
其中所述控制单元(8)和所述显示单元(10)集成在一个移动终端(12)中，
其中所述移动终端(12)包括一个监控器，所述监控器被构造为触摸显示器(11)，
其特征在于，所述控制单元(8)包括用于输入视频数据(25)的一个输入部，并且适于将视频数据中的运动过程转换为控制指令。
2.根据权利要求1所述的医学成像计算机断层摄影设备(2)，其特征在于，所述移动终端(12)是一个便携式终端，特别是一个平板计算机。
3.根据权利要求1或2所述的医学成像计算机断层摄影设备(2)，其特征在于，所述移动终端(12)具有一个可充电的蓄能器(14)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的医学成像计算机断层摄影设备(2)，其特征在于，所述移动终端(12)设置有一个无菌护套(18)。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的医学成像计算机断层摄影设备(2)，其特征在于，所述医学成像计算机断层摄影设备具有用于所述便携式终端的至少一个保持装置(20)，其中所述保持装置特别是具有一个柔性臂(22)，利用所述柔性臂能够调整所述触摸显示器(11)的取向。
6.根据权利要求5所述的医学成像计算机断层摄影设备(2)，其特征在于，所述保持装置(20)设置有一个充电装置(24)，特别是一个感应充电装置，以用于为所述可充电的蓄能器(14)充电。
7.根据前述权利要求中任一项所述的医学成像计算机断层摄影设备(2)，其特征在于，所述控制单元(8)包括用于输入语音数据(27)的一个输入部，并且适于将所述语音数据转换为控制指令。
8.根据前述权利要求中任一项所述的医学成像计算机断层摄影设备(2)，其特征在于，所述移动终端(12)包括一个过滤装置，所述过滤装置使得允许一个或多个所选人员的语音控制指令和/或姿态控制指令。
9.根据前述权利要求中任一项所述的医学成像计算机断层摄影设备(2)，其特征在于，所述移动终端(12)适于与一个评估单元(36)连接，所述评估单元(36)用于执行图像分析方法和/或图像识别方法。
10.根据前述权利要求中任一项所述的医学成像计算机断层摄影设备(2)，其特征在于，所述移动终端(12)适于利用一个摄像机(26)和/或另一个摄像机(34)来支持虚拟现实应用。
11.根据前述权利要求中任一项所述的医学成像计算机断层摄影设备(2)，其特征在于，包括另一个移动控制单元(16)。
12.一种基于成像进行介入的方法，包括：
使用一个医学成像计算机断层摄影设备(2)，所述医学成像计算机断层摄影设备(2)包括：
一个患者台(4)，用于将患者安置在患者安置区域中，
一个图像采集单元(6)，用于采集安置在所述患者安置区域中的所述患者的体内的至少一个部分区域的图像数据，
一个控制单元(8)，用于根据通过一个用户接口所获取的一个用户预设输入来控制所述图像采集单元，其中所述控制单元(8)包括用于输入视频数据(25)的一个输入部，并且适于将视频数据中的运动过程转换为控制指令，
一个显示单元(10)，用于呈现所采集的图像数据，
其中所述控制单元(8)和所述显示单元(10)集成在一个移动终端(12)中，
其中所述移动终端(12)包括一个监控器，所述监控器被构造为触摸显示器(11)，
其中所述方法还包括：
采集所述患者的体内的至少一个部分区域的图像数据，
开始在所述患者处的所述介入，
借助于所述移动终端(12)控制所述图像采集单元(6)和所述患者台(4)，以重新采集所述体内的所述部分区域的图像数据，并且
通过在所述触摸显示器(11)上呈现的图像数据来核对介入进程，
其中所述方法包括步骤：输入姿态指令。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述移动终端(12)是一个便携式终端，特别是一个平板计算机。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述移动终端(12)具有一个可充电的蓄能器(14)。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于，使用无菌手套操作所述移动终端(12)，所述移动终端(12)设置有一个无菌护套(18)。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其特征在于，
所述医学成像计算机断层摄影设备(2)具有用于所述便携式终端的至少一个保持装置(20)，其中所述保持装置特别是具有一个柔性臂(22)，利用所述柔性臂能够调整所述触摸显示器(11)的取向，并且
所述方法包括步骤：将所述触摸显示器(11)的位置和取向调整到在所述介入中的用户位置。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，利用一个充电装置(24)、特别是一个感应充电装置为所述可充电的蓄能器(14)充电，所述充电装置设置在所述便携式终端的所述保持装置(20)处。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：输入语音指令，其中所述控制单元(8)包括用于输入语音数据(27)的一个输入部并且适于将所述语音数据转换为控制指令。
19.根据权利要求12至18中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：利用与所述移动终端(12)连接的一个评估单元(36)来执行一个评估例程，特别是图像识别、掩蔽和/或分段。
20.根据权利要求12至19中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括虚拟现实应用。
21.根据权利要求12至20中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：通过另一个移动控制单元(16)来控制所述医学成像计算机断层扫描设备(2)。
22.根据权利要求12至21中任一项所述的方法，还包括：
借助于所述移动终端(12)通过一个摄像机(26)对所述患者进行登记。
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