受检者垂直定位方法、受检者垂直定位装置及CT系统

摘要

本申请涉及受检者垂直定位方法、受检者垂直定位装置及CT系统。该方法包括：在受检者摆位后获取检查床的位置；确定检查床上与受检者器官对应的测量范围，测量范围包括沿水平方向的起始点和终止点；在检查床朝向扫描架移动期间，当起始点到达附接至扫描架的传感器的测量位置时使该传感器开始测量到受检者的距离，并当终止点到达该测量位置时停止测量，并在传感器测量的同时获取检查床的高度；基于传感器测量结果、传感器高度及检查床的高度计算器官中心高度，该高度表示器官在垂直方向上的平均高度；基于器官中心高度调节检查床高度，使调节后的器官中心高度等于扫描架的等中心高度，以实现最小化受检者的辐射剂量并提高CT成像质量的效果。

说明书

技术领域

本申请涉及对受检者进行定位，具体而言，涉及在利用医疗成像设备对受检者进行医疗检查前对受检者进行垂直定位。

背景技术

在利用医疗成像设备(例如，CT)对受检者进行医疗检查之前，需要对受检者摆位，以使受检者在医疗成像设备的检查床上保持合适的位置和体位，以进行适当的医疗检查。

CT扫描分为平片(TOPO)扫描和断层(TOMO)扫描。通常，首先对受检者以低辐射剂量进行平片扫描以生成平片图像，该平片图像用于确定断层扫描的精确的断层扫描范围；然后对受检者以高辐射剂量进行断层扫描以生成断层图像。在CT扫描工作流程中，在进行平片扫描前，将受检者在检查床上摆位以固定受检者在检查床上的位置，同时使受检者的待检测器官的中心在垂直方向上靠近CT扫描架的等中心。然后，水平移动检查床，以使受检者到达平片扫描起始位置处(即，受检者的待检测器官的水平起始点到达CT扫描架的水平等中心)。随着开始对受检者进行平片扫描。

近来的几项研究表明，受检者待检测器官的中心与CT扫描架的等中心在垂直方向上的错位会影响受检者的辐射剂量和图像质量。然而，一项研究发现，几乎95％接受胸部CT检查的受检者的垂直定位不合适，且受检者待检测器官在垂直方向上的中心与CT扫描架的等中心的平均偏离距离为33mm。因此，需要使受检者待检测器官的中心在垂直方向上尽可能贴近CT扫描架的等中心，以最小化受检者的辐射剂量并提高CT成像质量。

目前，技术人员使用激光辅助系统来目测估计受检者垂直定位的合适位置。即，利用激光源朝向CT扫描架的等中心发射多束可见激光(例如红色激光)，以标注出CT扫描架的等中心位置。然后，技术人员手动调节检查床的高度，以使受检者待检测器官的中心与该等中心在垂直方向上重合。然而，这需要技术人员在操作过程中全神贯注，因为受检者垂直定位的精度取决于技术人员操作的精度。并且，它还要求技术人员具有一定的专业知识，以知道不同尺寸的病人在不同的器官扫描方案下的最佳床高。一些技术人员可能需要多次调整才能获得更好的垂直位置，这导致临床工作流程效率低下。

因此，提出了一种基于3D摄像头(结合飞行时间、结构光、双目摄像头等)的技术方案来解决这种不精确和低效的垂直定位问题。在该方案中，利用三维摄像头获取对象的深度图，从而计算出受检者的厚度。与其他功能一起，3D摄像头可以提供更丰富的功能，但由于成本较高，对于低端扫描仪来说，仍需要有可替代的性价比高的解决方案。另一方面，目前的3D摄像头需要安装在扫描室的天花板上，以保证受检者躺在检查床上时能够拍摄到受检者的整个身体。然而由于扫描室的差异，可能需要在现场进行额外的安装和调整程序。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种受检者垂直定位方法、受检者垂直定位装置及CT系统，以解决现有技术中难以简单、成本经济地对待进行医疗成像检查的受检者进行高精度的垂直定位的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种用于CT机的受检者垂直定位方法，该CT机附接有用于测量到受检者的距离的传感器，该方法包括：在受检者水平摆位完成时，获取所述CT机的检查床的初始位置；获取所述检查床上与所述受检者的待检测器官对应的所述传感器的测量范围，所述测量范围包括沿水平方向的起始点和终止点；在所述检查床朝向所述CT机的扫描架移动期间，当所述起始点到达所述传感器的测量位置时使所述传感器开始测量、当所述终止点到达所述测量位置时停止所述传感器的测量，并在所述传感器测量的同时获取与所述测量范围对应的所述检查床的实时高度；基于所述传感器对到所述受检者的距离的测量结果、所述传感器的高度以及与所述测量范围对应的所述检查床的实时高度计算器官中心高度，所述器官中心高度表示与所述测量范围对应的待检测器官在垂直方向上的平均高度；以及基于所计算的器官中心高度调节所述检查床的高度，以使调节后的器官中心高度等于所述扫描架的等中心的高度。

以这种方式，能够利用传感器调节受检者的垂直高度，使得调节后的受检者的器官中心高度等于所述扫描架的等中心的高度。由此，最小化受检者的辐射剂量并提高CT成像质量。

进一步地，根据本申请的一个实施例，计算所述器官中心高度包括：计算所述器官中心高度包括：基于传感器的测量结果、传感器的高度、以及与所述测量范围对应的所述检查床的实时高度计算与所述测量范围对应的受检者的器官平均厚度，并基于所述器官平均厚度和所述检查床的当前高度计算所述器官中心高度。

以这种方式，通过计算与所述测量范围对应的器官平均厚度，可以得到当前的器官中心点的平均高度。例如，器官中心高度等于器官平均厚度的一半与检查床的当前高度之和。

进一步地，根据本申请的一个实施例，获取所述检查床上与所述受检者的待检测器官对应的所述测量范围包括：从摄像头获取受检者的俯视图像；从所述俯视图像确定与所述待检测器官对应的图像范围，所述图像范围由沿水平方向的像素起始坐标和像素终止坐标限定；基于所述摄像头的成像参数和所述检查床的初始位置，将所述像素起始坐标映射为所述检查床上的所述起始点的初始位置，并且将所述像素终止坐标映射为所述检查床上的所述终止点的初始位置；以及从所述起始点和所述终止点确定所述测量范围。

以这种方式，可以利用摄像头获取精确的测量范围，从而可以在平片扫描之前完成受检者的垂直定位调整，使得以优化的垂直位置进行平片扫描和断层扫描，从而最小化了受检者的辐射剂量并最大化提高了CT成像质量。

进一步地，根据本申请的一个实施例，基于所述传感器的测量结果、所述传感器的高度以及与所述测量范围对应的所述检查床的实时高度计算所述器官中心高度包括：从所述传感器的测量结果获得距离轮廓曲线，所述距离轮廓曲线指示与所述测量范围内的每一点对应的传感器到所述受检者的距离，并且基于所述距离轮廓曲线、所述传感器的高度、以及与所述测量范围对应的所述检查床的实时高度计算与所述测量范围对应的所述器官中心高度。

以这种方式，可以利用传感器获得与测量范围对应的距离轮廓曲线，进而从距离轮廓曲线、传感器的高度、与测量范围对应的检查床的实时高度计算与测量范围对应的器官平均厚度，从而可以得到器官中心高度。

进一步地，根据本申请的一个实施例，获取所述检查床上与所述受检者的待检测器官对应的所述测量范围包括：获取所述CT机的平片扫描的平片扫描范围，所述平片扫描范围由所述CT机针对所述待检测器官确定，且所述平片扫描范围包括检查床上沿水平方向的扫描起始点与扫描终止点；基于获取的所述平片扫描范围确定所述测量范围。

以这种方式，可以直接利用CT机确定的平片扫描范围来确定测量范围，避免了使用额外的摄像头，从而简化了测量范围的确定、并简化了可以进行受检者垂直定位的CT系统的构造。

进一步地，根据本申请的一个实施例，基于获取的平片扫描范围确定所述测量范围包括：基于所述平片扫描范围的所述扫描起始点，确定所述测量范围的所述起始点和所述终止点。

以这种方式，利用平片扫描范围的所述扫描起始点来确定所述测量范围的所述起始点和所述终止点，就能够得到传感器的测量范围。

进一步地，根据本申请的一个实施例，所述起始点与所述终止点之间的距离等于所述传感器与所述扫描架的等中心在水平方向上的距离。

以这种方式，使得当受检者移动到平片扫描起始位置时，传感器的测量恰好结束。即，可以在检查床移动到用于进行平片扫描的平片扫描起始位置期间进行传感器的测量，从而避免了检查床的额外移动，简化了传感器的测量过程。

进一步地，根据本申请的一个实施例，基于所述传感器的测量结果、所述传感器的高度以及与所述测量范围对应的所述检查床的实时高度计算所述器官中心高度包括：基于所述传感器的测量结果获得距离轮廓曲线，所述距离轮廓曲线指示与所述测量范围内的每一点对应的所述传感器到所述受检者的距离，基于所述距离轮廓曲线，确定与所述待检测器官对应的计算范围，所述计算范围位于所述测量范围内，基于所述计算范围确定更新的轮廓曲线，所述更新的轮廓曲线指示与所述计算范围内的每一点对应的所述传感器到所述受检者的距离，并且基于所述更新的轮廓曲线、所述传感器的高度以及与所述测量范围内的计算范围对应的所述检查床的实时高度，计算与所述测量范围对应的所述器官中心高度。

以这种方式，可以从精度不高的测量范围确定与待检测器官对应的精度较高的计算范围，从而以高精度计算器官中心高度。这样，即使在不使用摄像头的情况下，也能够实现受检者垂直位置的高精度调节。

进一步地，根据本申请的一个实施例，基于获取的平片扫描范围确定所述测量范围包括：基于所述平片扫描范围的所述扫描起始点确定所述测量范围的所述起始点，并且基于所述平片扫描范围的所述扫描终止点确定所述测量范围的所述终止点，其中，所述测量范围包含所述平片扫描范围。

以这种方式，可以在平片扫描的同时进行传感器的测量。从而避免了检查床的额外移动。而且，在平片扫描完成时即已完成传感器的测量，避免在CT工作流程中花费额外的时间进行传感器测量，使得在不影响CT工作流程的同时实现传感器的测量，因此使该受检者垂直定位方法更容易在CT机上实现。

进一步地，根据本申请的一个实施例，基于所述传感器的测量结果、所述传感器的高度以及所述检查床的实时高度计算所述器官中心高度包括：基于所述传感器的测量结果获得距离轮廓曲线，所述距离轮廓曲线指示与所述测量范围内的每一点对应的所述传感器到所述受检者的距离；从所述CT机获取计算范围，所述计算范围是所述CT机确定的沿水平方向的断层扫描范围，所述断层扫描范围由所述CT机从所述平片扫描生成的平片图像确定、且位于所述平片扫描范围内；基于所述计算范围，从所述距离轮廓曲线确定更新的轮廓曲线，所述更新的轮廓曲线指示与所述计算范围内的每一点对应的所述传感器到所述受检者的距离；并且基于所述更新的轮廓曲线、所述传感器的高度以及与所述测量范围内的计算范围对应的所述检查床的实时高度，计算与所述测量范围对应的所述器官中心高度。

以这种方式，通过利用CT机确定的断层扫描范围作为用于高精度计算的计算范围，不仅可以实现器官中心高度的高精度计算、受检者垂直高度的高精度调节，同时还避免了对测量范围进行额外的处理，从而简化了受检者垂直高度的调节过程。

根据本申请的另一方面，还提供了一种用于CT机的受检者垂直定位装置，该装置包括：获取模块，被配置为在受检者水平摆位完成时，从所述CT机获取CT机的检查床的初始位置，并且获取所述检查床上与所述受检者的待检测器官对应的测量范围，所述测量范围包括沿水平方向的起始点和终止点；传感器，附接至所述CT机的扫描架、并且所述传感器的信号发射方向与所述扫描架的等中心轴线相交，所述传感器被配置为：在所述检查床朝向所述扫描架移动期间，当所述起始点到达所述传感器的测量位置时开始测量到所述受检者的距离，并且当所述终止点到达所述测量位置时停止测量；其中，所述获取模块还被配置为在所述传感器测量的同时获取与所述测量范围对应的所述检查床的实时高度；计算模块，被配置为基于所述传感器的测量结果、所述传感器的高度以及与所述测量范围对应的所述检查床的实时高度计算器官中心高度，所述器官中心高度表示与所述测量范围对应的待检测器官在垂直方向上的平均高度；调节模块，被配置为基于所计算的器官中心高度调节所述检查床的高度，以使调节后的器官中心高度等于所述扫描架的等中心的高度。

以这种方式，能够利用传感器调节受检者的垂直高度，使得调节后的器官中心高度等于所述扫描架的等中心的高度。由此，最小化受检者的辐射剂量并提高CT成像质量。

进一步地，根据本申请的一个实施例，计算所述器官中心高度包括：基于传感器的测量结果、传感器的高度以及与所述测量范围对应的所述检查床的实时高度计算与所述测量范围对应的受检者的器官平均厚度，并基于所述器官平均厚度和检查床的当前高度计算所述器官中心高度。

以这种方式，通过计算与所述测量范围对应的器官平均厚度，可以得到当前的器官中心点的平均高度。例如，器官中心高度等于器官平均厚度的一半与检查床的当前高度之和。

进一步地，根据本申请的一个实施例，受检者垂直定位装置还包括：摄像头，被配置为在受检者水平摆位完成时拍摄所述受检者的俯视图像；所述获取模块进一步被配置为：获取所述俯视图像，并从所述俯视图像确定与所述待检测器官对应的图像范围，所述图像范围由沿水平方向的像素起始坐标和像素终止坐标限定；基于所述摄像头的成像参数和所述检查床的初始位置，将所述像素起始坐标映射为所述检查床上的所述起始点的初始位置，并且将所述像素终止坐标映射为所述检查床上的所述终止点的初始位置；以及从所述起始点和所述终止点确定所述测量范围。

以这种方式，可以利用摄像头获得精确的测量范围，从而可以在平片扫描之前完成受检者的垂直定位调整，使得以优化的垂直位置进行平片扫描和断层扫描，从而最小化了受检者的辐射剂量并最大化提高了CT成像质量。

进一步地，根据本申请的一个实施例，计算模块进一步被配置为：基于所述传感器的测量结果确定距离轮廓曲线，所述距离轮廓曲线指示与所述测量范围内的每一点对应的传感器到所述受检者的距离，并且基于所述距离轮廓曲线、所述传感器的高度以及与所述测量范围对应的所述检查床的实时高度计算与所述测量范围对应的所述器官中心高度。

以这种方式，可以利用传感器获得与测量范围对应的距离轮廓曲线，进而从距离轮廓曲线、传感器的高度、与测量范围对应的检查床的实时高度计算与测量范围对应的器官平均厚度，从而可以得到器官中心高度。

进一步地，根据本申请的一个实施例，所述获取模块进一步被配置为：从所述CT机获取平片扫描的平片扫描范围，所述平片扫描范围由所述CT机针对所述待检测器官确定，且所述平片扫描范围包括检查床上沿水平方向的扫描起始点与扫描终止点，并且基于获取的平片扫描范围确定所述测量范围。

以这种方式，可以直接利用CT机确定的平片扫描范围来确定测量范围，避免了使用额外的摄像头，从而简化了测量范围的确定、并简化了可以进行受检者垂直定位的CT系统的构造。

进一步地，根据本申请的一个实施例，基于获取的平片扫描范围确定所述测量范围包括：基于所述平片扫描范围的所述扫描起始点，确定所述测量范围的所述起始点和所述终止点。

以这种方式，利用平片扫描范围的所述扫描起始点来确定所述测量范围的所述起始点和所述终止点，就能够得到传感器的测量范围。

进一步地，根据本申请的一个实施例，所述起始点与所述终止点之间的距离等于所述传感器与所述扫描架的等中心在水平方向上的距离。

以这种方式，使得当受检者移动到平片扫描起始位置时，传感器的测量恰好结束。即，可以在检查床移动到用于进行平片扫描的平片扫描起始位置期间进行传感器的测量，从而避免了检查床的额外移动，简化了传感器的测量过程。

进一步地，根据本申请的一个实施例，所述计算模块进一步被配置为：从所述传感器的测量结果确定距离轮廓曲线，所述距离轮廓曲线指示与所述测量范围内的每一点对应的传感器到所述受检者的距离，基于所述距离轮廓曲线，确定与所述待检测器官对应的计算范围，所述计算范围位于所述测量范围内，基于所述计算范围确定更新的轮廓曲线，所述更新的轮廓曲线指示与所述计算范围内的每一点对应的所述传感器到所述受检者的距离，并且基于所述更新的轮廓曲线、所述传感器的高度以及与所述测量范围内的计算范围对应的所述检查床的实时高度，计算与所述测量范围对应的所述器官中心高度。

以这种方式，可以从精度不高的测量范围确定与待检测器官对应的精度较高的计算范围，从而以高精度计算器官中心高度。这样，即使在不使用摄像头的情况下，也能够实现受检者垂直位置的高精度调节。

进一步地，根据本申请的一个实施例，获取模块进一步被配置为：基于所述平片扫描范围的所述扫描起始点确定所述测量范围的所述起始点，并且基于所述平片扫描范围的所述扫描终止点确定所述测量范围的所述终止点，其中，所述测量范围包含所述平片扫描范围。

以这种方式，可以在平片扫描的同时进行传感器的测量。从而避免了检查床的额外移动，简化了传感器的测量过程。

进一步地，根据本申请的一个实施例，所述获取模块还被配置为：从所述CT机获取计算范围，所述计算范围是所述CT机确定的沿水平方向的断层扫描范围，所述断层扫描范围由所述CT机从所述平片扫描生成的平片图像确定、且位于所述平片扫描范围内，所述计算模块进一步被配置为：从所述传感器的测量结果确定距离轮廓曲线，所述距离轮廓曲线指示与所述测量范围内的每一点对应的传感器到所述受检者的距离；基于所述计算范围，从所述距离轮廓曲线确定更新的轮廓曲线，所述更新的轮廓曲线指示与所述计算范围内的每一点对应的所述传感器到所述受检者的距离；并且基于所述更新的轮廓曲线、所述传感器的高度以及与所述测量范围内的所述计算范围对应的所述检查床的实时高度，计算与所述测量范围对应的所述器官中心高度。

以这种方式，通过利用CT机确定的断层扫描范围作为用于高精度计算的计算范围，不仅可以实现器官中心高度的高精度计算、受检者垂直高度的高精度调节，同时还避免了对测量范围进行额外的处理，从而简化了受检者垂直高度的调节过程。

进一步地，根据本申请的一个实施例，所述传感器包括单个传感器单元、或者包括多个传感器单元构成的阵列。

以这种方式，可以根据调节精度的需要，选择单个传感器单元、或者包括多个传感器单元构成的阵列进行距离测量。例如，可以采用单个飞行时间传感器进行逐点测量，或者采用多个飞行时间传感器的阵列进行逐行、或逐段测量。

根据本申请的另一方面，还提供了一种CT系统，其包括：上述受检者垂直定位装置，以及CT机，包括：检查床，能够在所述受检者垂直定位装置的控制下进行垂直移动；以及扫描架，被配置为对所述扫描架内的受检者进行平片扫描或断层扫描，其中，所述受检者垂直定位装置的传感器附接至所述扫描架，并且所述传感器的信号发射方向与所述扫描架的等中心轴线相交。

以这种方式，能够实现可以对受检者的垂直高度进行高精度调节、从而最小化受检者的辐射剂量并提高CT成像质量的CT系统。此外，根据本申请的CT系统可以自动对受检者进行垂直定位、而无需操作人员的手动操作，从而大大提高临床工作流程的效率。尤其是在多部位扫描的情况下自动针对每一部位调节对应的受检者高度，使得在减小受检者的辐射剂量的同时避免了CT系统工作时间的延长。而且，本CT系统将传感器与扫描架集成在一起，与传统基于3D摄像头的解决方案相比，更易于安装和维护。此外，通过结合基于传感器的垂直自动定位和基于RGB摄像头的水平自动定位，可以以低成本的方式为入门级CT产品提供全自动定位系统。

在本申请实施例中，提供了通过设置传感器、在检查床的移动期间利用传感器测量到受检者的垂直距离，从而利用与待检测器官对应的多个垂直距离来测量待检测器官的中心在垂直方向上的平均高度，进而通过调节检查床的高度使得调节后的器官中心高度等于扫描架的等中心的高度的技术方案，以至少解决现有技术中，难以在不影响CT工作效率的同时对受检者进行高精度垂直定位的问题，从而实现在不影响CT工作效率的同时最小化受检者的辐射剂量并提高CT成像质量的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的受检者垂直定位方法的流程图；

图2是根据本申请实施例的受检者垂直定位装置的结构示意图；

图3是本申请实施例的包括受检者垂直定位装置的CT系统的结构示意图；

图4是根据本申请实施例的受检者垂直定位装置中的传感器在CT扫描架上的安装示意图；

图5是示出根据本申请实施例的受检者垂直定位装置中的传感器在CT扫描架上的多种安装位置的示意图；

图6是根据本申请实施例的利用飞行时间传感器对受检者进行距离测量的原理示意图；

图7是根据本申请第一示例性实施例的利用飞行时间传感器对受检者进行距离测量的示意图；

图8是根据本申请第二示例性实施例的利用飞行时间传感器对受检者进行距离测量的示意图；

图9是根据本申请第三示例性实施例的利用飞行时间传感器对受检者进行距离测量的示意图；

图10是根据本申请实施例的利用飞行时间传感器对受检者进行距离测量后进行高度调整的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

200： 受检者垂直定位装置

201： 获取模块

205： 传感器

207： 计算模块

209： 调节模块

211： 摄像头

300： CT系统

310： CT机

301： 检查床

303： 扫描架

600： 受检者

C： 扫描架的等中心

Za： 扫描架的等中心轴线

I1： 摄像头拍摄的受检者的俯视图像

I2： CT机的平片扫描生成的平片图像

S0： 摄像头拍摄的俯视图像上确定的图像范围

a1： 图像范围的起始像素坐标

b1： 图像范围的终止像素坐标

S1： 飞行时间传感器的测量范围

P1： 测量范围的起始点

P2： 测量范围的终止点

S2： 计算范围

P3： 计算范围的起始点

P4： 计算范围的终止点

具体实施方式

为使需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本申请。

图1是根据本申请实施例的受检者垂直定位方法的流程图。如图1所示，CT机附接有用于测量到受检者的距离的传感器，受检者垂直定位方法包括：

S101，在受检者水平摆位完成时，获取CT机的检查床的初始位置；

S103，获取检查床上与受检者的待检测器官对应的传感器的测量范围，测量范围包括沿水平方向的起始点和终止点；

S105，在检查床朝向CT机的扫描架移动期间，当起始点到达传感器的测量位置时使传感器开始测量、当终止点到达测量位置时停止传感器的测量，并在传感器测量的同时获取与测量范围对应的检查床的实时高度；

S107，基于传感器对到受检者的距离的测量结果、传感器的高度以及与测量范围对应的检查床的实时高度计算器官中心高度，器官中心高度表示与测量范围对应的待检测器官的中心在垂直方向上的平均高度；以及

S109，基于所计算的器官中心高度调节检查床的高度，以使调节后的器官中心高度等于扫描架的等中心的高度。

以这种方式，能够利用传感器的距离测量来调节受检者的垂直高度，使得调节后的器官中心高度等于扫描架的等中心的高度。由此，最小化受检者的辐射剂量并提高CT成像质量。

图2是根据本申请实施例的受检者垂直定位装置的结构示意图。如图2所示，受检者垂直定位装置200包括：获取模块201，被配置为在受检者水平摆位完成时，从CT机获取CT机的检查床的初始位置，并获取检查床上与受检者的待检测器官对应的测量范围，测量范围包括沿水平方向的起始点和终止点；传感器205，附接至CT机的扫描架、并且传感器的信号发射方向与扫描架的等中心轴线相交，传感器205被配置为：在检查床朝向扫描架移动期间，当起始点到达传感器的测量位置而开始测量到受检者的距离，并且当终止点到达传感器的测量位置而停止测量；其中，获取模块201还被配置为在传感器测量的同时获取与测量范围对应的检查床的实时高度；计算模块207，被配置为基于传感器的测量结果、传感器的高度以及与测量范围对应的检查床的实时高度计算器官中心高度，器官中心高度表示与测量范围对应的待检测器官的在垂直方向上的平均高度；以及调节模块209，被配置为基于所计算的器官中心高度调节检查床的高度，以使调节后的器官中心高度等于扫描架的等中心的高度。

图2示出的受检者垂直定位装置200用来执行图1所示的垂直定位方法，并能够实现在不影响CT工作效率的同时最小化受检者的辐射剂量并提高CT成像质量的效果。

进一步，根据本申请的一个实施例，受检者垂直定位装置200还可以包括：摄像头211(如图7所示)，被配置为在受检者定位在检查床上后拍摄受检者的俯视图像；并且获取模块201进一步被配置为：从俯视图像确定与待检测器官对应的图像范围，图像范围由沿水平方向的像素起始坐标和像素终止坐标限定；基于摄像头的成像参数和检查床的初始位置，将像素起始坐标映射为检查床上的起始点的初始位置，并且将像素终止坐标映射为检查床上的终止点的初始位置；以及从起始点和终止点确定测量范围。

图3是本申请实施例的包括受检者垂直定位装置的CT系统的结构示意图。如图3所示，CT系统300包括：图2所示的受检者垂直定位装置200，以及CT机310，CT机310包括：检查床301，能够在受检者垂直定位装置200的控制下进行垂直移动；以及扫描架303，被配置为对扫描架303内的受检者600进行平片扫描或断层扫描；其中，受检者垂直定位装置200的传感器205附接至扫描架303，并且传感器205的信号发射方向与扫描架303的等中心轴线Za相交。

以下将参考图4至图10具体描述根据本申请实施例的受检者垂直定位方法、受检者垂直定位装置、以及包括该装置的CT系统。在图4至图10中，传感器205是飞行时间传感器，例如飞行时间激光雷达传感器。但本领域技术人员将理解，也可以使用其他的测距传感器。

图4是根据本申请实施例的受检者垂直定位装置中的飞行时间传感器在CT扫描架上的安装示意图。图4的(a)示出了CT机310与飞行时间传感器205的侧视示意图，其中，检查床301沿z方向布置，飞行时间传感器205固定在CT机310的扫描架303上、位于检查床301的上方，以测量该传感器到CT机的检查床301上受检者的距离。应注意，在下文中，将检查床301的水平移动方向固定为z方向，检查床301的垂直(高度)方向固定为y方向，且将检查床301的左右方向固定为x方向。

图4的(b)示出了CT机310与飞行时间传感器205的顶视图，其中，飞行时间传感器205的信号传输方向与扫描架303的等中心轴线Za(等中心轴线Za沿z方向定位且穿过扫描架的等中心C，Za的x坐标与检查床301的x中心坐标重合)相交，以测量到检查床301上的x方向中心位置处的受检者的距离。

图5是示出根据本申请实施例的受检者垂直定位装置中的飞行时间传感器在CT扫描架上的多种安装位置的示意图。在图5的(a)～(d)中的每一个内，上部示出了关于扫描架303的yz方向的侧视图，且下部示出了关于扫描架303的xz方向的侧视图。

图5的(a)示出了飞行时间传感器205安装在扫描架303的上部中心的情况。飞行时间传感器205在x方向上与扫描架303的等中心C的x坐标重合，在y方向上位于扫描架303的较高位置处，且在z方向上位于扫描架303最靠近检查床301的外表面处。此时，飞行时间传感器205垂直向下发射测量信号(例如红外激光)，以测量到受检者体表的距离。

图5的(b)示出了飞行时间传感器205安装在扫描架303的外部的情况。在扫描架303上沿z方向延伸出支架，飞行时间传感器205安装在该支架的端部。即，与图5的(a)相比，在图5的(b)中，飞行时间传感器205在z方向上更靠近检查床301。此时，飞行时间传感器205垂直向下发射测量信号，以测量到受检者体表的距离。

图5的(c)示出了飞行时间传感器205安装在扫描架303的上部偏离中心位置处的情况。飞行时间传感器205的y、z方向的位置与图5的(a)中相同，但是x方向的位置从图5的(a)中的x位置向右偏移。此时，飞行时间传感器205向左下方发射测量信号，该信号方向与等中心轴线Za相交，以测量到受检者体表的距离。

图5的(d)示出了飞行时间传感器205安装在扫描架303的内表面的情况。此时，飞行时间传感器205安装在环形的扫描架303的内表面上。即与图5的(a)的情况相比，飞行时间传感器205在y方向上的高度降低。此时，飞行时间传感器205垂直向下发射测量信号，以测量到受检者体表的距离。

图6是根据本申请实施例的利用飞行时间传感器对受检者进行距离测量的原理示意图。图6中的飞行时间传感器205的位置对应于图5的(a)中所示的位置。如图6的(a)所示，受检者600在检查床301上完成水平摆位，此时检查床处于初始高度H0。在受检者随检查床水平向右移动的同时，使飞行时间传感器205发射红外光以测量到检查床301上的受检者600的距离，从而得到关于受检者600的距离轮廓曲线。

具体地，如图6的(a)所示，受检者600随检查床301一起向右移动。响应于在时刻t

图6的(c)示出了飞行时间传感器205从时刻t

接下来，利用图6所示的测量原理，将参考图7到图10详细描述由受检者垂直定位装置200控制执行的在不同实施例中利用飞行时间传感器205对受检者进行高度调整的方法。

应注意，在图7到图9中获得的距离轮廓曲线与图6所示的距离轮廓曲线的不同之处在于：图7到图9中获得的距离轮廓曲线的横坐标是检查床301的水平方向坐标(即z坐标)、而不是扫描时间。在一实施例中，检查床301的该z坐标由检查床301上的固定点(例如，检查床301的右上角的端点)与扫描架303的等中心C的水平距离来表示。

图7是根据本申请第一示例性实施例的利用飞行时间传感器对受检者进行距离测量的示意图。图7示出了使用飞行时间传感器205结合摄像头211来对受检者进行高度调整的方法，并且该方法在平片扫描前执行。

如图7的(a)所示，摄像头211安装在检查床301上方的固定位置(例如以一定距离附接至扫描架303)，以使其成像范围覆盖整个检查床301。

首先，对受检者600在检查床301上进行水平摆位。在水平摆位完成时，检查床301处于预设的初始高度H0，且其水平位置(z方向位置)已知。例如，通过将扫描架303的等中心C(或其他的固定点)设为z方向原点，可以获知初始时检查床301上每一点的水平位置z。另外，飞行时间传感器205处于固定位置，其高度Ht和水平位置Zt已知。等中心C的高度Hc和水平位置Zc也已知。

然后，使用摄像头211拍摄检查床301上的受检者600的俯视图像I1。

接下来，根据受检者待检测的器官(例如胸部)，在拍摄的图像I1上确定飞行时间传感器205在z方向上进行测量的图像范围S0(如图7的(b)所示)。该图像范围S0由图像I1上沿z方向的起始像素坐标a1和终止像素坐标a2限定。注意，在需要时，该图像范围S0也可由操作人员手动确定。

然后，基于摄像头211的成像参数、摄像头211至检查床301的距离等，将与所选的图像范围S0对应的起始像素坐标a1和终止像素坐标a2映射为检查床301上的坐标点的位置。所映射的坐标点的位置被确定为检查床301上的测量起始点P1和测量终止点P2。测量起始点P1和测量终止点P2限定检查床301上的测量范围S1。

然后，使检查床301朝向扫描架303移动。

在检查床301移动期间，响应于测量起始点P1到达飞行时间传感器205的测量位置(该响应可以基于时间或距离触发，例如，从CT机获取检查床301的实时z坐标，响应于该z坐标变化为某一值，在该值时起始点P1恰位于飞行时间传感器205的正下方，而触发传感器205的测量)，由飞行时间传感器205开始测量到受检者600的距离。响应于测量终止点P2到达飞行时间传感器205的测量位置，飞行时间传感器205停止测量。并在飞行时间传感器205测量的同时获取与测量范围S1对应的检查床301的实时高度H1。

应注意，在本申请中，在检查床301朝向扫描架303移动期间，检查床303的高度可能发生变化。因此，需要在飞行时间传感器205测量的同时获取与测量范围S1中的每一点对应的检查床301的实时高度H1。检查床301的实时高度H1可从CT机获取。当检查床303移动期间高度保持不变时，仅获取检查床303的初始高度H0即可。

在飞行时间传感器205测量结束后，基于飞行时间传感器205的测量结果，获得受检者600在测量范围S1内的距离轮廓曲线。该轮廓曲线指示了与测量起始点P1至测量终止点P2中的每一点对应的飞行时间传感器205至受检者600的距离s。

基于距离轮廓曲线、飞行时间传感器205的高度Ht以及与测量范围S1对应的检查床303的实时高度H1，可以计算受检者600在测量范围S1内的器官中心高度H。器官中心高度H代表与测量范围S1对应的器官的中心在垂直方向(y方向)上的平均高度。例如，器官中心高度H等于器官平均厚度的一半与检查床303的当前高度H2之和。即，所计算的器官中心高度H是当前时刻的器官中心高度。

例如，通过将飞行时间传感器205的高度Ht减去距离轮廓曲线上的每一点对应的距离s、并减去与该每一点对应的检查床303的实时高度H1，可以得到与测量起始点P1至测量终止点P2中的每一点对应的受检者器官厚度Ht-s-H1。将与所有点对应的所有受检者器官厚度求平均，可以得到在测量范围S1内的受检者平均器官厚度Ha。因此，在当前时刻，器官中心高度H＝Ha/2+H2。

在计算出受检者600在测量范围S1内的器官中心高度H之后，可以将计算的器官中心高度H与扫描架303的等中心高度Hc进行比较。由于器官中心高度H代表待检测的器官的中心点的平均高度，因此理想的是器官中心高度H等于该等中心高度Hc。此时，待检测的器官的中心与扫描架303的等中心在y方向上重合，能够最小化接受CT检查的受检者的辐射剂量并提高成像的图像质量。

当计算出的器官中心高度H不等于等中心高度Hc时，调节检查床301的高度，以使调节后的器官中心高度H’等于等中心高度Hc。例如，当器官中心高度H＜等中心高度Hc时，将检查床301的高度升高Hc-H；当器官中心高度H＞等中心高度Hc时，将检查床301的高度降低H-Hc。

在调节检查床301的高度之后，待检测的器官的中心点的高度与扫描架303的等中心的高度重合。然后，保持检查床301的高度不变，对受检者600依次进行平片扫描和断层扫描。

图8是根据本申请第二示例性实施例的利用飞行时间传感器对受检者进行距离测量的示意图。图8示出了仅使用飞行时间传感器205对受检者进行高度调整的方法，并且该方法在平片扫描前执行。

图8所示的方法与图7所示的方法区别在于：在图8中在利用飞行时间传感器205测量之前，不使用摄像头来确定精确的飞行时间扫描范围。

首先，对受检者600在检查床301上进行水平摆位。水平摆位完成时，检查床301处于预设的初始高度H0，且其水平位置(z方向位置)已知。飞行时间传感器205处于固定位置，其高度Ht和水平位置Zt已知。扫描架303的等中心C的位置(Zc，Hc)已知。

根据待检测的器官，确定飞行时间传感器205的测量范围S1。该测量范围S1可以根据待扫描的器官预先确定。测量范围S1可以由受检者600身上(或与其对应的扫描床上)沿水平方向的测量起始点P1和测量终止点P2限定。为简单起见，起始点P1和测量终止点P2之间的水平距离(即扫描范围)也由S1表示。

在一示例性实施例中，测量起始点P1由平片扫描起始点确定。即，从CT机获取与待检测的器官对应的平片扫描范围，该平片扫描范围已由CT机预先存储。该平片扫描范围包括检查床301上沿水平方向的平片扫描起始点与平片扫描终止点。将该平片扫描起始点确定为飞行时间传感器205的测量起始点P1，如图8的(a)所示。

在一示例性实施例中，测量终止点P2由平片扫描起始点确定。即，测量终止点P2的水平位置＝平片扫描起始点的水平位置-(Zc-Zt)。以此方式，当受检者移动到平片扫描起始位置时(即平片扫描起始点到达扫描架303的等中心C时)，测量终止点P2恰好到达飞行时间传感器205的测量位置，如图8的(b)所示。这样，当受检者600移动到平片扫描起始位置时，飞行时间传感器205的测量恰好结束，接下来可以直接开始平片扫描，而无需检查床301的额外的移动。

但应注意，上述测量起始点P1和测量终止点P2只是示例，可以确定任意的与待检测器官相对应的测量范围S1。

在确定测量范围S1后，使检查床301朝向扫描架303移动。

如图8的(a)所示，响应于测量起始点P1到达飞行时间传感器205的测量位置，飞行时间传感器205开始测量到受检者600的距离。该响应可以基于时间或距离触发。可替代地，在对受检者600水平摆位时使该测量起始点P1恰位于飞行时间传感器205的正下方。在这种情况下，在扫描架303开始移动的同时，飞行时间传感器205开始测量。

如图8的(b)所示，响应于测量终止点P2到达飞行时间传感器205的测量位置，飞行时间传感器205停止测量。在飞行传感器205测量期间，获取与测量范围S1对应的检查床303的实时高度H1。

如图8的(c)所示，基于飞行时间传感器205的测量结果，获得受检者600在测量范围S1内的距离轮廓曲线。该轮廓曲线指示了与测量起始点P1至测量终止点P2中的每一点对应的飞行时间传感器205至受检者600的距离s。

从该距离轮廓曲线上选择计算范围S2。该计算范围S2由计算起始点P3和计算终止点P4限定，计算起始点P3和计算终止点P4位于测量起始点P1至测量终止点P2之间。计算起始点P3和计算终止点P4之间的距离也由S2表示。通常，0.5S1＜S2≤S1。

基于所选的计算范围S2，得到更新的距离轮廓曲线，其指示与计算起始点P3到计算终止点P4中的每一点对应的飞行时间传感器205至受检者600的距离s。

然后，类似于图7所示方法的步骤，基于更新的距离轮廓曲线、飞行时间传感器205的高度Ht以及与测量范围S1内的计算范围S2对应的检查床303的实时高度H1，计算受检者600在计算范围S2内的器官中心高度H。

接下来，将计算的器官中心高度H与扫描架303的等中心高度Hc进行比较。当计算出的器官中心高度H不等于等中心高度Hc时，调节检查床301的高度，以使调节后的器官中心高度H’等于等中心高度Hc。

在调节检查床301的高度之后，对受检者600依次进行平片扫描和断层扫描。

图9是根据本申请第三示例性实施例的利用飞行时间传感器对受检者进行距离测量的示意图。图9示出了仅使用飞行时间传感器205对受检者进行高度调整的方法，并且该方法中，飞行时间传感器205的测量时段与平片扫描的时段部分重合。

首先，对受检者600在检查床301上进行水平摆位。水平摆位完成时，检查床301处于预设的初始高度H0，且其水平位置(z方向位置)已知。飞行时间传感器205处于固定位置，其高度Ht和水平位置Zt已知。扫描架303的等中心C的位置(Zc，Hc)已知。

然后，获取CT机的与待检测的器官对应的平片扫描的平片扫描范围，并基于该平片扫描范围确定飞行时间传感器205的测量范围S1。该平片扫描范围已在CT机中预先存储。该平片扫描范围包括检查床301上沿水平方向的平片扫描起始点与平片扫描终止点。在本实施例中，测量范围S1包含平片扫描范围。

在一示例性实施例中，测量范围S1的测量起始点P1由平片扫描起始点确定。例如，将平片扫描起始点确定为测量起始点P1。此时，飞行时间传感器205的测量早于平片扫描开始。

在一示例性实施例中，测量范围S1的测量终止点P2由平片扫描终止点确定。例如，测量终止点P2的水平位置＝平片扫描终止点的水平位置-(Zc-Zt)。以此方式，当受检者600移动到平片扫描终止位置(即平片扫描终止点到达扫描架303的等中心C)时，测量终止点P2恰好到达飞行时间传感器205的测量位置。这样，当平片扫描结束时，飞行时间传感器205的测量同时结束。

在确定测量范围S1后，使检查床301朝向扫描架303移动。类似于图8中的步骤，飞行时间传感器205针对测量范围S1测量到受检者600的距离，并获得与测量范围S1对应的距离轮廓曲线(如图9的下部所示)。该轮廓曲线指示了与测量起始点P1至测量终止点P2中的每一点对应的飞行时间传感器205至受检者600的距离s。同时，扫描架303中的探测器对受检者600进行平片扫描，生成与平片扫描范围对应的平片图像I2。在飞行传感器205测量期间，还从CT机310获取与测量范围S1对应的检查床303的实时高度H1。

然后，获取计算范围S2、或者获取平片图像I2和计算范围S2(计算范围S2在平片扫描范围内)。该计算范围S2由水平方向上的计算起始点P3和计算终止点P4限定。

在一示例性实施例中，计算范围S2从CT机310获取。即，计算范围是CT机310确定的沿水平方向的断层扫描范围，断层扫描范围由CT机310从平片扫描生成的平片图像I2确定、且位于平片扫描范围内。由于测量范围S1包含平片扫描范围，因此计算范围S2的计算起始点P3和计算终止点P4必然位于测量起始点P1至测量终止点P2之间。为简单起见，计算起始点P3和计算终止点P4之间的距离也由S2表示。通常，0.5S1＜S2≤S1。

基于获取的计算范围S2，从测量得到的轮廓曲线确定更新的轮廓曲线，该更新的轮廓曲线指示与计算范围S2内的每一点(即计算起始点P3至计算终止点P4的每一点)对应的传感器205到受检者600的距离。

然后，类似于图7所示方法的步骤，基于更新的轮廓曲线、飞行时间传感器205的高度Ht以及与测量范围S1内的计算范围S2对应的检查床303的实时高度H1，计算受检者600在计算范围S2内的器官中心高度H。

将计算的器官中心高度H与扫描架303的等中心高度Hc进行比较。当计算出的器官中心高度H不等于等中心高度Hc时，调节检查床301的高度，以使调节后的器官中心高度H’等于等中心高度Hc。

在调节检查床301的高度之后，再对受检者进行断层扫描。

图10是根据本申请实施例的利用飞行时间传感器对受检者进行距离测量后进行高度调整的示意图。

如图10的(a)所示，在飞行时间传感器205对受检者600进行测量之前，检查床301处于初始高度H0。初始高度H0是一预设值。

如图10的(b)所示，在参照图7至图9的方法对利用飞行时间传感器205对受检者600进行高度测量和调整之后，将检查床301调节到优化的高度H’。此时，高度H与扫描架303的等中心C在y方向上重合，即H’＝Hc。

应注意，上述参照图7到图10的描述所使用的飞行时间传感器205均是单个飞行时间传感器，其朝向受检者600发射单束红外光等测量信号。本领域技术人员能够理解，飞行时间传感器205也可以由多个飞行时间传感器组成。该多个飞行时间传感器可以构成一行飞行时间传感器、或者构成飞行时间传感器的阵列。

应注意，采用参照图7到图10所描述的受检者垂直定位方法，可以至少将受检者待检测器官的垂直中心与CT扫描架303的等中心C的偏离距离减小到20mm以下。在采用高精度摄像头、或高精度飞行时间传感器的情况下，可由进一步减小器官的垂直中心与扫描架303的等中心C的偏移。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本申请的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。