[发明专利]患者监测系统

说明书

描述了一种用于在远处监测患者(20)的位置的患者监测系统，包括能够操作以将光的图案投射到患者(20)的表面上的投影仪以及能够操作以获得患者(20)的图像的成像系统(46,50)，其中光的图案被投射到患者上。散热器(55)与投影仪(52)相关联。诸如电阻器阵列的热源(74)被配置为当投影仪(52)未被操作时将热量施加到散热器(55)，减少散热器(55)的温度变化，其进而减小监测系统的热膨胀和收缩的变化，这可能是用于确定正被监测的患者(20)的位置的潜在误差源。

技术领域

本申请涉及患者监测系统。更具体地，本申请涉及用于监测患者的定位和移动的患者监测系统。本发明特别适用于放射治疗装置和计算机断层扫描(CT)扫描仪等等，其中患者移动和呼吸的高度精确的定位和检测对于成功治疗而言是重要的。

背景技术

已经提出了许多用于在放射治疗和扫描期间监测患者的移动和呼吸的患者监测系统，以协助患者定位和监测。这些包括Vision RT的患者监测系统，该系统先前已在美国专利No.7,348,974、美国专利No.7,889,906、和美国专利No.9,028,422中描述，所有这些专利通过引用包含于此。在Vision RT的专利申请中描述的系统中，获得并处理患者的立体图像以生成标识与被成像患者的表面上的点相对应的大量点的3D位置的数据。这种表面数据可以与在之前场合下生成的数据进行比较，并用于以一致的方式定位患者，或者当患者移出位置时提供警告。

由于外部温度变化而引起的图像检测器之间的相对位置的非常小的变化可能导致像素漂移，这降低了基于立体摄像机的患者监测系统的准确性。随着图像传感器及其支架随温度的变化而膨胀和收缩，这种变化自然会发生。尽管这样的移动非常小，但它们使得传感器的校准可能变得错位，从而使得图像的一部分被记录在相邻的像素中。在图像传感器在远处对患者进行成像的情况下，这种非常小的位置变化被记录为被监测患者的表面的该部分的位置的大得多的变化。

为了解决这样的问题，Vision RT在美国专利申请No.2015/0062303中提出了一种立体摄像机，其中摄像机被配置为将图像检测器维持在环境室温以上的温度，从而基本上隔离摄像机内的图像检测器与温度的外部变化。这继而减少了由于热收缩和膨胀引起的图像检测器的相对位置和视角的变化。采用这种方法，Vision RT能够提高其监测系统的准确性，以便这些系统能够在0.5mm以内定位病人的位置。

然而，精度的进一步提高仍然是期望的。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于在远处监测患者的位置的患者监测系统，包括：投影仪，其能够操作以将光的图案投射到患者的表面上；成像系统，其能够操作以获得患者的图像，其中光的图案被投射到患者上；与投影仪相关联的散热器；以及热源，其被配置为当投影仪未被启动时将热量施加到散热器。当投影仪未被启动时向散热器施加热量减少了散热器温度的变化，从而减少整个监测系统的热收缩和膨胀的变化。采用这种方法，Vision RT提高了它们的监测系统的准确性，以使得它们的系统能够在0.15mm以内定位患者的位置。

该投影仪可以包括可操作以将散斑图案投射到患者表面上的投影仪。在这样的实施例中，投影仪可以包括诸如LED光源的光源，其中由光源产生的光经由其上设置有散斑图案的薄膜投射到患者的表面上。可替换地，投影仪可以包括可操作以将诸如网格图案或光线的结构光投射到患者表面上的投影仪。在投影仪被布置为将结构光投射到患者表面上的情况下，光源可以包括激光光源。

在本发明的实施例中，热源可以包括电阻器或电阻器阵列。可以基于投影仪的光源的功率消耗来选择电阻器的电阻，以使得热源和/或光源的操作基本上产生相同的热量。因此，当投影仪的光源和电阻器以反相操作时，基本上恒定的热量被施加到散热器。

在一些实施例中，监测系统可以包括可操作以测量散热器的温度的温度计，并且当投影仪未被启动时，热源可响应于温度计以将热量施加到散热器，以将散热器维持在基本恒定的温度。