專利名稱：伽馬照相機碰撞避免的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及醫(yī)學診斷成像系統(tǒng)，并且尤其涉及一種用于實時確定并控制以防止在成像系統(tǒng)的構件和在成像系統(tǒng)部件的運動范圍內的對象之間的碰撞的方法和設備。
常規(guī)的核醫(yī)學成像系統(tǒng)包括由機架支撐的一個或多個檢測器。機架通常提供檢測器的機械運動，以允許檢測器在采集圖像數(shù)據的過程中定位在患者身體周圍的各個位置和方向上。因此，圖像數(shù)據可以從患者周圍各種不同的角度采集。在常規(guī)的成像系統(tǒng)中，機架是安裝于地面的結構。在一些系統(tǒng)中，機架包括檢測器安裝到其上的一個或多個封閉的環(huán)形支架。檢測器在徑向上可調節(jié)并在由環(huán)確定的圓形路徑的檢查區(qū)周圍移動。患者置于封閉的環(huán)內或附近，并且用馬達旋轉環(huán)以將檢測器適當?shù)囟ㄎ辉诨颊咧車?。特別是在成像序列的準備中，在由操作員控制調節(jié)這些成像系統(tǒng)的過程中，成像系統(tǒng)的某些部件可能與在該室內的另一或其它構件碰撞并使成像系統(tǒng)部件造成損壞。例如，在檢測器、準直器、患者支架、地板、機架環(huán)、傳輸線源和室內對象比如機柜、門、散熱器以及其它已知的設備和對象之間可能發(fā)生碰撞。
在其它最近的核診斷成像系統(tǒng)中，懸空的機架結構提供了具有可平移、旋轉和可延伸的關節(jié)臂的檢測器支架，該關節(jié)臂提供了三軸線性和可旋轉的檢測器運動。懸空的機架使檢測器懸在空中，由此使得更容易接近臥床的、坐輪椅的和以其它方式更少移動的患者。此外，懸空的機架構造對在各種位置的患者成像提供了更大的靈活性，這在以前是辦不到的。
然而，雖然這種系統(tǒng)對診斷成像在許多方面作了顯著的改進，但是在整個成像套件中對成像系統(tǒng)部件的運動的改進的范圍允許系統(tǒng)部件可能與在該室內的其它部件和對象接觸。每個成像套件可能具有與成像系統(tǒng)可能碰撞的不同的固定設備和對象。此外，在成像套件內的對象的數(shù)量或位置的變化帶來了可能對成像系統(tǒng)造成碰撞和損壞的變化環(huán)境。系統(tǒng)部件的碰撞可能導致(i)對系統(tǒng)造成代價極大的損壞，(ii)在修復過程中的停機時間和損失的收入以及(iii)破壞患者的成像以致后來成像序列必須重新運行一次，由此使患者遭受額外劑量的放射性藥物成像試劑。
本發(fā)明涉及一種滿足如下需要的方法和設備提供一種執(zhí)行用于成像系統(tǒng)部件的實時碰撞分析和避免的成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)減少了能夠損壞該系統(tǒng)的在成像套件內的系統(tǒng)部件和對象之間的碰撞。根據應用本發(fā)明原理的一個實施例的設備包括機架、可操作地連接到機架的檢測器支架和可操作地連接到檢測器支架的檢測器。成像控制器控制檢測器和檢測器支架的操作。包括在控制器內的對象模型閱讀器數(shù)據組存儲與該機架、檢測器和檢測器支架的表面的屬性相關的數(shù)據。運動計算數(shù)據組以變換矩陣界定在機架、檢測器支架和檢測器之間的運動學關系(kinematic relationship)。在如該運動學關系內界定的機架、檢測器和檢測器支架的運動范圍內的對象在對象模型數(shù)據組內被建模。在控制器中的碰撞檢測處理器執(zhí)行在模型閱讀器數(shù)據組內的對象之間的實時碰撞分析。
根據本發(fā)明原理的方法包括界定多個成像系統(tǒng)部件作為具有頂點的線框(wire frame)表示的步驟。使用用于成像系統(tǒng)部件的變換矩陣在公共坐標系內界定在成像系統(tǒng)內的對象。操作員啟動成像系統(tǒng)部件的運動并且位置和運動輸入信號被提供給控制器。更新用于成像系統(tǒng)部件的變換矩陣并響應用于成像系統(tǒng)部件的輸入信號計算最后的變換，該最后變換表示在預定的時間間隔上成像系統(tǒng)部件的位置。最后變換應用到產生線框的新位置的線框表示，并使用新的線框位置確定在多個成像系統(tǒng)部件中的任何部件之間是否發(fā)生碰撞。
應用本發(fā)明原理的設備和方法提供了前述和下文描述的并在權利要求中特別指出的其它特征。下文的描述、權利要求和附圖闡述了應用本發(fā)明的各種原理的示例性實施例。將會理解到，應用本發(fā)明原理的不同實施例可以采用各種部件、步驟以及部件和步驟的設置。這些描述的實施例只是指示了幾種方式，其中本發(fā)明的某些或全部的原理可以以方法或設備實施。附圖僅用于說明應用本發(fā)明原理的設備和方法的實施例，但并不解釋為對本發(fā)明的限制。
通過下文對應用本發(fā)明的多個方面的方法和設備的詳細描述并參考附圖，本領域熟練技術人員將會清楚本發(fā)明的前述和其它特征和優(yōu)點，在附圖中
附

圖1為根據本發(fā)明原理的診斷成像系統(tǒng)的示意性表示；附圖2說明顯示成像套件內的檢測器支架的構造和系統(tǒng)部件的運動類型的懸空的機架成像系統(tǒng)；附圖3說明顯示成像套件內的檢測器支架的另一構造和系統(tǒng)部件的運動類型的懸空的機架成像系統(tǒng)；附圖4為說明根據本發(fā)明原理的設備的框圖；附圖5為實施本發(fā)明的多個方面的過程的功能流程圖；附圖6為供本發(fā)明的多個方面使用的用戶接口的表示；以及附圖7為根據本發(fā)明原理的過程的功能流程圖。
參考附圖1，核醫(yī)學成像系統(tǒng)100具有懸空機架102以及控制和圖像處理系統(tǒng)104?？刂坪蛨D像處理系統(tǒng)104包括伽馬照相機控制處理器106、操作員接口108、顯示系統(tǒng)110和輸入裝置比如鍵盤112、觸摸屏、跟蹤球、操縱桿或其它適合的操作員輸入接口。操作員接口也提供通知操作員警告、系統(tǒng)和部件操作狀態(tài)以及手動系統(tǒng)控制特征。
控制和圖像處理系統(tǒng)104協(xié)調掃描器100的操作。通過基于已知計算機的系統(tǒng)可以執(zhí)行在所示的部件和系統(tǒng)中所有控制和成像處理功能，該基于已知計算機的系統(tǒng)具有比如適合的處理器、存儲器和存儲裝置、輸入、輸出和數(shù)據通信能力以及互相進行適合的數(shù)據通信的遠程定位系統(tǒng)之類的部件系統(tǒng)的可操作的補充。
伽馬照相機控制處理器106包括在診斷成像系統(tǒng)內操作的所有適合的計算機硬件和軟件部件。機架檢測器驅動和位置控制器120可控制地連接到用于跟蹤、移動和定位檢測器頭10、11的各種傳感器和驅動機構。機架驅動控制器120可控制地連接到在成像系統(tǒng)的各種控制和系統(tǒng)功能以及操作員接口108之間協(xié)調的系統(tǒng)控制器122。系統(tǒng)控制器122可操作地連接到成像控制器124，該成像控制器124適合地連接到執(zhí)行與圖像處理相關的功能的檢測器10、11，所述與圖像處理相關的功能比如提供掃描規(guī)程和檢測器定位序列、數(shù)據采集、重構、存儲、記錄、融合或與圖像數(shù)據的處理相關的其它功能以及提供所采集的圖像數(shù)據的人可讀的顯示。碰撞避免功能126可操作地連接到系統(tǒng)控制器122以對成像系統(tǒng)的部件執(zhí)行當前進行的碰撞避免分析。
機架102用于支持并提供兩個伽馬檢測器10和11的運動，以用于采集患者的圖像數(shù)據。在某些類型的成像研究中，比如單光子發(fā)射計算斷層成像(SPECT)中，檢測器10和11被放置在縱軸30周圍的各種不同的角度上，以從患者身體周圍的不同角度采集圖像數(shù)據?？v軸30通常通過患者的身體長度方向，并對特定的成像研究可以是檢測器10和11的旋轉中心。在進行數(shù)據采集和圖像重構處理時，定位檢測器10和11的機架102的運動和構造由控制和處理計算機系統(tǒng)104控制。
懸空機架102包括四個構件(梁)14，在它們的端部上連接通常形成矩形。梁14在矩形角上偏離地板的水平方向上被垂直柱子12支撐著。梁14被支撐成偏離地板足夠高以使人能夠在它們下面行走?？商鎿Q地，水平梁14可以安裝到天花板上而不是從下面支撐。
機架包括從懸空位置朝下懸掛的兩個支撐臂23和24。支撐臂23支撐著檢測器10，同時支撐臂24支撐著檢測器11。支撐臂23和24允許檢測器10和11在x方向(與縱軸30垂直)和z方向(平行于縱軸30)的兩個方向上水平平移。此外，支撐臂23和24包括適合的構件以包括棱柱接頭，以便每個檢測器可以執(zhí)行“可伸縮”動作，即可以在y方向上延伸或收縮。因此，每個檢測器總是通過它的支撐臂從患者上面懸掛，即使檢測器本身在成像期間有時位于患者下面。
如下文所述，支撐臂23、24包括適合的旋轉接頭，其中在支撐部分之間的相對角度可以改變。此外，與常規(guī)的基于環(huán)的系統(tǒng)相反，檢測器的運動路徑彼此獨立。
對于梁14理想的是具有使機架102的尺寸符合它所位于該室的尺寸的不同長度。每個垂直柱子12可以靠著墻壁或在其附近，以便更加容易接近患者和以其它方式便于主治人員、生命支持系統(tǒng)和其它設備的運動。此外，在與成像系統(tǒng)對象碰撞中涉及的成像套件內的對象的實例包括機柜34(附圖2)和散熱器36(附圖3)。
如上文所述，在定位檢測器10和11的過程中懸空機架102提供比常規(guī)系統(tǒng)更大的靈活性。在附圖1-3中，機架102是三維笛卡兒操縱器，它的每個臂具有允許末端執(zhí)行器(在這種情況下是伽馬檢測器)被定位在由這些軸界定的矩形實體體積中的任何地方的用于x、y和z軸的三個棱柱接頭。附圖2和3所示為相對于患者工作臺55的主軸的取向以及成像套件和在該空間內的其它對象。除了三個笛卡兒軸之外，機架102具有在每個臂的端部上用于在患者的周圍(即在平行于x軸的線周圍)旋轉檢測器的旋轉接頭114a和114b?？梢园ǜ郊拥男D接頭116a和116b以便在成像套件內定位檢測器10、11的過程中提供更大的靈活性。
現(xiàn)在轉到附圖4，碰撞避免功能126監(jiān)測在機架和成像系統(tǒng)內的對象的運動以及它們相對于其它可運動和固定對象的位置，以減小成像系統(tǒng)部件將與另一對象碰撞的可能性。碰撞避免功能126在可運動的成像系統(tǒng)部件的操作員手動控制器運動過程中特別有效。例如，操作員使用操作員接口108以將檢測器10、11置于在患者附近的初始位置以開始用于成像掃描的數(shù)據采集。在操作員操縱成像系統(tǒng)部件時，通過計算相對于在成像套件內的其它對象的每個部件的提前位置實時地檢查可能的碰撞。
模型閱讀器130將每個對象的三維模型存儲在碰撞模型文件中。每個對象的描述來自機架系統(tǒng)和成像套件的對象的已知的物理尺寸和開始位置。每個對象文件可以從每個對象的一個或多個幾何結構中形成。對象與在成像系統(tǒng)中的鏈接比如檢測器10和11、支撐臂23和24以及患者工作臺55關聯(lián)。
對于在成像系統(tǒng)中的多個對象，多面體足以模擬該結構。每個對象首先通過在三維坐標系中的線框相對于適合的參考框被定義。在線框部分的交點上的每個頂點在參考框中具有X、Y和Z坐標。通過操作員使用如在下文中描述的在附圖6中所示的用戶接口，可以將新的對象和地點的特定結構增加到模型閱讀器130中。如果想要的話，緩沖區(qū)可以添加到對象尺寸和坐標中以在對象的表面周圍提供碰撞避免處理(CAP)。這可以比對象大1cm-5cm，由此將可能的即將到來的碰撞更早地通知操作員。對象的每個表面進一步分解為用作適合于下文描述的碰撞軟件使用的對象的頂點三角模型的一組三角形。
對象處理器132跟蹤在成像套件和機架系統(tǒng)內哪些對象當前有效，并與碰撞檢測功能136連接以進行成對地(對象到對象)碰撞測試。根據想要的操作，某些對象可能是無效或再有效的。例如，僅僅單個的檢測器10和對應的支撐臂23對于給定的臨床成像規(guī)程是有效的。這樣，有效的檢測器可能不具有運動到與機柜36碰撞的范圍，對于這個特定的成像序列它可能是無效的。然而，掃描的下一患者可能要求兩個檢測器10、11有效以及機柜34再有效并被對象處理器作為因可能碰撞而檢查的對象跟蹤。此外，不同的準直器具有不同的形狀，并且根據所選擇的準直器，各種準直器的不同屬性存儲在模型閱讀器130中。由于不同的臨床成像規(guī)程可能需要不同的準直器(或者根本沒有準直器)，所以表示在檢測器上的準直器的對象可以根據需要無效。在一些實例中，對象對可以被確定為它們將永不碰撞。例如，即使患者工作臺55在成像序列中可以平移患者，但是它從不會與機柜34或散熱器36碰撞。這樣，在任何時候不需要碰撞比較并且對象處理器跟蹤在對象之間的這些關系以從碰撞檢測測試中刪除非碰撞對。消除可能的碰撞對象和碰撞對改善了碰撞測試的計算時間。在另一實例中，如果系統(tǒng)構造或成像套件被改變了，則部件可能是無效或有效的。
運動計算功能134計算對象的運動。對象具有速度、位置和旋轉。對于要進行碰撞比較的對象，使用變換矩陣建立公共坐標系以從一個坐標系轉換為另一個坐標系。在機架系統(tǒng)內的每個鏈接或對象相對于它的下一連接的鏈接具有它自身的相對位置。致動器比如馬達連接到該鏈接以便運動并將位置信號提供給控制器。給定的對象可以具有在獲得對象相對于公共坐標系中的最終變換矩陣過程中使用的大量中間矩陣。將對象的線框坐標乘以最終變換矩陣得到由下面用于碰撞確定的碰撞算法中使用的對象的當前位置的新坐標。中間矩陣的系數(shù)從將每個對象自先前位置旋轉并平移到當前位置的致動器中計算。一些中間變換矩陣可以由不止一個對象共享，由此減小了所需的計算資源。
運動計算功能134通過將運動位移加到對象的當前位置來計算對象的運動。例如，在相對正運動中；[新位置]＝[當前位置]+[提前增量]+[CAP厚度]以及，對于相對負運動；[新位置]＝[當前位置]-[提前增量]-[CAP厚度]這里當前位置從映射的對象坐標中讀出；提前增量(lookahead delta)是用于計算由提前0.5秒的時間引起運動變化量的梯形速度分布；CAP厚度是可以為均勻的或者可替換地唯一應用到對象的每個軸的緩沖區(qū)。從碰撞測試中在對象之間的CAP厚度的預計侵入將導致聲音報警和停止運動指令給機架驅動控制器120。
所需的碰撞距離描述了在檢測到碰撞之前在對象之間允許的接近度。雖然CAP厚度的尺寸反映了所需的碰撞距離，但是在對象之間的物理距離取決于表示該物理對象的內部碰撞避免模型的能力。該模型通常大于該對象，并且將一定的附加距離添加到實際接近度特性中。例如，在該工作臺的情況下，由于工作臺的下垂或變形，所以已知的工作臺的垂直位置僅為在+2.5/-0.5cm(-1.5cm規(guī)格)內。由于工作臺被模擬為包括它的整個范圍，因此3cm的最大變形可以在垂直方向上將3cm添加到在工作臺和其它對象之間的最小碰撞接近度中。
一旦計算了新的位置，在模型中的對象必須更新以便可以移動它們到新位置。每個對象具有當前4×4變換矩陣以描述它的空間位置。該矩陣用于變換對象(它的頂點)并計算下一框的對象的新位置，即下一提前檢查。在模型文件首先讀入時，所有的對象被假定為在已知的開始軸位置，以便可以相對于這個參考位置計算運動。使用變換和運動矩陣計算變換的序列以最終得到每個對象的總的變換矩陣。
一旦更新了對象的位置，則使用算法實施碰撞檢測功能136。在本發(fā)明中使用的碰撞算法/程序的適當組合包括V-Collide和RAPID。兩個程序都可以從在Chapel Hill的北卡羅來納大學的Ming Lin PhD.得到。RAPID是公共領域的程序包，并且這兩個程序的使用進一步描述在V-CollideAccelerated Collision Detection fof VRML，VMRLProceedings 1977，pp.119-125，在此以參考的方式將其并入。
一般地，V-Collide/RAPID算法計算定向邊界框(OBB)的分級樹以表示每個對象。在邊界框之間的檢查可以以連續(xù)的級別實現(xiàn)，從具有粗近似的測試進行直到更接近的近似的測試。具體地，快速保守的近似使用掃描和刪減算法比如n-body算法在數(shù)據庫中找到可能的對象碰撞對。然后，使用在利用關于分離平面/分離軸的理論的OBB之間的不相交測試完成交叉測試。如果兩個對象的OBB不相交，那么對象不交叉并且不碰撞。如果需要的話，在檢查的最后級別可以實施三角-三角交叉測試。
碰撞處理功能138通過系統(tǒng)控制器122通知系統(tǒng)其余部分關于碰撞測試的結果。如果沒有檢測到碰撞，則運動在正常操作下繼續(xù)進行。如果檢測到碰撞，則碰撞避免功能126發(fā)送運動停止給每個有效軸。在允許操作員通過在相反方向移動以退出該碰撞的同時，禁止在該碰撞方向上的繼續(xù)運動。如果在發(fā)現(xiàn)即將到來的碰撞之后，用戶繼續(xù)按壓按鈕以在碰撞的方向上移動停止的軸，則在用戶接口上產生蜂鳴聲或可視報警以通知用戶。
現(xiàn)在轉到附圖5，將會更好地理解根據本發(fā)明的多個方面的控制過程。控制過程在成像系統(tǒng)加電時以步驟200開始。在步驟200中，在控制和圖像處理系統(tǒng)104中的所有的內部狀態(tài)設定到初始值。該過程進行到步驟202，在步驟202中操作員通過操作員接口108啟動運動。在致動器(馬達)傳感器檢測到來自操作員啟動運動的系統(tǒng)運動時，傳感器信號被發(fā)送給控制器并且過程進行到步驟204。在步驟204中，系統(tǒng)開始從連接到機架系統(tǒng)的鏈接的致動器中搜集所有的位置和運動信息。每個對象為必需的信息查詢相關的致動器以更新其相應的中間矩陣。一旦累積完更新該矩陣所需的信息，則計算用于對象的新的最后變換。計算新的最后變換以包括在預定的時間間隔結束時的將來位置，例如提前0.5秒的位置。接著，在步驟206中，用于對象的新的最后變換應用于位置更新對象的線框并提供新的對象位置。更新的線框的新的對象位置被提供給碰撞檢測136，在步驟208中執(zhí)行V-Collide/RAPID碰撞避免算法。如果確定碰撞將發(fā)生，則碰撞檢測136給碰撞處理功能138提供適當?shù)男盘柌⑶以撨^程進行到步驟210，在步驟210中碰撞處理功能138指示碰撞的系統(tǒng)控制器122。系統(tǒng)控制器122提供適當?shù)目刂菩盘柦o機架驅動控制器120以停止運動。
如果在步驟208中確定將不會發(fā)生碰撞，則該過程進行到步驟212并允許運動。在步驟222之后，該過程返回到步驟204，在步驟204中檢測下一位置并重復該過程以估計可能的碰撞。
現(xiàn)在轉到附圖6和7，進一步理解用于添加碰撞避免分析的新對象的過程。在操作員選擇將新的對象添加到成像套件400(附圖6)中時，在附圖7中的過程在步驟300開始。接著，在步驟302中，成像套件400的表示給操作員呈現(xiàn)在顯示器110上。在步驟304中，操作員選擇下一對象輸入402以啟動對象輸入對話框。例如，使用字母數(shù)字或圖形接口技術可以輸入新對象404。對象的類型、它的尺寸和在成像套件內的位置可以由操作員提供?？商鎿Q地，添加框輸入406可以產生插入在成像套件內的對象。在新對象輸入之后，在步驟306中將新對象404顯示在成像套件400中。在步驟308中，操作員使用代表性輸入408、409、觸摸屏或鼠標指令定位或修改框的尺寸。在步驟310中新對象的最后位置的坐標和屬性被確定，并且該過程繼續(xù)到步驟312，在步驟312中放置新對象并在模型閱讀器130中進行處理。該過程在步驟314中結束。
雖然上文僅參考一個所示的實施例描述了本發(fā)明的特定特征，但是，對于任一給定的特定應用，可能是所需并且有利的是這些特征可以與其它實施例的一個或多個其它特征組合。
從上文對本發(fā)明的描述中，本領域熟練技術人員將會認識到改進、改變和修改。在本技術領域內的這樣的改進、改變和修改意圖被所附的權利要求所涵蓋。例如，常規(guī)的旋轉機架伽馬照相機結構可應用本發(fā)明原理，以便在操作員檢測器定位的過程中利用操作員控制避免在系統(tǒng)部件之間的碰撞。
權利要求
1.一種醫(yī)學診斷成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括機架；可操作地連接到機架的檢測器支架；可操作地連接到檢測器支架的檢測器；可控制地連接到機架、檢測器和檢測器支架的成像控制器；在控制器內的對象模型閱讀器數(shù)據組，該對象模型閱讀器數(shù)據組存儲與該機架、檢測器和檢測器支架的屬性相關的數(shù)據作為對象；運動計算數(shù)據組，該運動計算數(shù)據組界定在機架、檢測器支架和檢測器之間的運動學關系和運動范圍；在如該運動學關系中界定的機架、檢測器和檢測器支架的運動范圍內的對象，該對象被建模在對象模型數(shù)據組內；以及在控制器中用于執(zhí)行在模型閱讀器數(shù)據組內的對象之間的實時碰撞分析的碰撞檢測處理器，該碰撞檢測處理器與控制器、對象模型數(shù)據組和運動計算數(shù)據組進行數(shù)據通信。
2.權利要求1所述的成像系統(tǒng)，其中碰撞檢測處理器包括用于以預定的時間間隔確定對象的預期位置的裝置；用于繞每個模型構造軸線對準的邊界框的裝置；用于在預定的時間間隔結束時從在對象模型閱讀器數(shù)據組中的對象中識別對象的可能碰撞對的裝置；以及用于在預定的時間間隔結束時執(zhí)行精確測試以確定表示對象的三角的實際重疊的裝置。
3.權利要求1所述的成像系統(tǒng)，其中在對象模型數(shù)據組中的對象的屬性包括與對象的線框表示關聯(lián)的頂點的參考框坐標。
4.權利要求3所述的成像系統(tǒng)，其中對象模型數(shù)據組包括分解為與頂點相關的三角形組的對象的表面。
5.權利要求1所述的成像系統(tǒng)，包括用于以新的對象更新對象數(shù)據組的裝置。
6.一種避免與醫(yī)學診斷成像系統(tǒng)的部件碰撞的方法，該方法包括如下步驟界定多個成像系統(tǒng)部件作為具有頂點的線框表示；界定用于成像系統(tǒng)部件的變換矩陣；啟動成像系統(tǒng)部件的運動；響應于該運動提供圖像系統(tǒng)部件的位置和運動輸入信號；更新成像系統(tǒng)部件的變換矩陣；響應于成像系統(tǒng)部件的輸入信號計算成像系統(tǒng)部件的最后的變換，該最后變換表示在預定的時間間隔上成像系統(tǒng)部件的位置；應用最后變換到產生線框的新位置的線框表示；以及使用新的線框位置確定在多個成像系統(tǒng)部件中的任何部件之間是否發(fā)生碰撞。
7.權利要求6所述的避免與醫(yī)學診斷成像系統(tǒng)的部件碰撞的方法，包括如下步驟提供位于成像系統(tǒng)部件的運動范圍內的成像套件內的對象的線框表示；以及確定在成像套件內的對象和多個成像系統(tǒng)部件中的任何部件之間是否發(fā)生碰撞。
8.權利要求6所述的避免與醫(yī)學診斷成像系統(tǒng)的部件碰撞的方法，其中確定是否發(fā)生碰撞的步驟包括如下步驟以預定的時間間隔確定成像系統(tǒng)部件的預期位置；繞成像系統(tǒng)部件的模型構造軸線對準的邊界框；在預定的時間間隔結束時識別成像系統(tǒng)部件的可能碰撞對；以及在預定的時間間隔結束時執(zhí)行精確測試以確定成像系統(tǒng)部件的實際重疊。
9.權利要求6所述的避免與醫(yī)學診斷成像系統(tǒng)的部件碰撞的方法，其中界定多個成像系統(tǒng)部件的步驟包括界定成像系統(tǒng)部件的線框表示的頂點的參考框坐標。
10.權利要求9所述的避免與醫(yī)學診斷成像系統(tǒng)的部件碰撞的方法，其中界定多個成像系統(tǒng)部件的步驟包括將線框表示分解為與頂點相關的三角形組的步驟。
11.一種醫(yī)學診斷成像系統(tǒng)，包括機架；可操作地連接到機架的檢測器支架；可操作地連接到檢測器支架的檢測器；可控制地連接到機架、檢測器和檢測器支架的成像控制器；在控制器內的對象模型閱讀器數(shù)據組，該對象模型閱讀器數(shù)據組存儲與該機架、檢測器和檢測器支架的屬性相關的數(shù)據作為對象；運動計算數(shù)據組，該運動計算數(shù)據組界定在機架、檢測器支架和檢測器之間的運動學關系和運動范圍；對象處理器數(shù)據組，該對象處理器數(shù)據組界定在對象模型數(shù)據組內的對象的操作狀態(tài)和在對象模型數(shù)據組內的對象之間的碰撞可能狀態(tài)；在如該運動學關系中界定的機架、檢測器和檢測器支架的運動范圍內的對象，該對象被建模在對象模型數(shù)據組內；以及在控制器中用于執(zhí)行在模型閱讀器數(shù)據組內的對象之間的實時碰撞分析的碰撞檢測處理器，該碰撞檢測處理器與控制器、對象模型數(shù)據組和運動計算數(shù)據組進行數(shù)據通信。
12.權利要求11所述的成像系統(tǒng)，其中碰撞檢測處理器包括用于以預定的時間間隔確定對象的預期位置的裝置；用于繞每個模型構造軸線對準的邊界框的裝置；用于在預定的時間間隔結束時從在對象模型閱讀器數(shù)據組中的對象中識別對象的可能碰撞對的裝置；以及用于在預定的時間間隔結束時執(zhí)行精確測試以確定表示對象的三角的實際重疊的裝置。
13.權利要求11所述的成像系統(tǒng)，其中在對象模型數(shù)據組中的對象的屬性包括與對象的線框表示關聯(lián)的頂點的參考框坐標。
14.權利要求13所述的成像系統(tǒng)，其中對象模型數(shù)據組包括分解為與頂點相關的三角形組的對象的表面。
15.權利要求11所述的成像系統(tǒng)，包括用于以新的對象更新對象數(shù)據組的裝置。
16.一種醫(yī)學診斷成像系統(tǒng)，包括機架；可操作地連接到機架的檢測器支架；可操作地連接到檢測器支架的檢測器；可控制地連接到機架、檢測器和檢測器支架的成像控制器，該控制器包括用于存儲與該機架、檢測器和檢測器支架的屬性相關的數(shù)據作為對象的裝置；用于存儲在機架、檢測器支架和檢測器之間的運動學關系和運動關系的范圍的裝置；用于界定在對象模型數(shù)據組內對象的操作狀態(tài)和對象之間的碰撞可能狀態(tài)的裝置。
全文摘要
一種避免與醫(yī)學診斷成像系統(tǒng)的部件碰撞的方法包括界定多個成像系統(tǒng)部件作為具有頂點的線框表示。使用用于成像系統(tǒng)部件的變換矩陣在公共坐標系內界定成像系統(tǒng)內的對象。操作員啟動成像系統(tǒng)部件的運動，并且位置和運動輸入信號被提供給控制器。更新用于成像系統(tǒng)部件的變換矩陣并響應于成像系統(tǒng)部件的輸入信號計算最后的變換，該最后變換表示在預定的時間間隔上成像系統(tǒng)部件的位置。應用最后變換到產生線框的新位置的線框表示，并使用新的線框位置確定在多個成像系統(tǒng)部件中的任何部件之間是否發(fā)生碰撞。
文檔編號B25J19/06GK1658797SQ03813716
公開日2005年8月24日 申請日期2003年6月10日 優(yōu)先權日2002年6月14日
發(fā)明者R·庫普斯, P·皮蒂諾, M·德斯勒特斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司