技术领域
[0001] 本实用新型
实施例涉及医学成像技术，尤其涉及一种头部线圈装置。
背景技术
[0002] 目前，MR或PET-MR等医学成像设备被广泛应用于脑的结构与功能临床诊断和研究中，在获取脑部医学图像时，需要在受检者头部放置一个能够接收射频
信号的头部线圈。为了获取高
分辨率PET脑部图像和多对比的MR脑部图像，PET-MR扫描时间会相对较长。在长时间扫描中，受检者难免会不自觉地头动，导致PET脑部图像和MR脑部图像产生运动伪影；同时较长的扫描时间容易导致受检者难以保持睁眼或闭眼单一状态，进而影响了脑功能网络状态。为了矫正运动产生的伪影及去除睁眼或闭眼对脑功能网络的影响，需要实时精确地监测受检者头部运动信息，并根据运动信息重建出没有伪影的图像，及需要根据睁眼或闭眼状态处理相关功能图像，计算出正确的脑功能网络。
[0003] 但是，目前的头部线圈不具备实时监测受检者头部运动及眼部状态信息。通常，为了保证图像
质量，技师会在扫描后回顾性地监测图像质量，如果图像质量不合格，会重新对受检者进行扫描。这一过程耗时且费
力，在给技师扫描增加了负担的同时，降低了受检者的舒适度。实用新型内容
[0004] 本实用新型实施例提供一种头部线圈装置，以实现在对受检者进行头部成像扫描的过程中，实时监测受检者眼睛的睁眼或闭眼的状态，以及头部运动情况，从而增加获取脑功能图像的成功率。
[0005] 本实用新型实施例提供了一种头部线圈装置，该头部线圈包括：
[0006] 头部线圈本体；
[0007] 光学发射单元，设置于所述头部线圈本体上，用于向受检者的面部发射结构
光信号；
[0008] 光学接收单元，设置于所述头部线圈本体上，并与所述光学发射单元间隔预设距离，用于接收经反射的反射结构光信号并获取所述受检者的面部图像；
[0009] 其中，所述结构光信号、所述反射结构光信号及所述面部图像用于确定所述受检者的面部信息。
[0010] 可选的，所述面部信息包括眼睛状态和头部运动信息。
[0011] 可选的，所述光学发射单元和/或所述光学接收单元设于所述头部线圈本体内部。
[0012] 可选的，所述光学发射单元和/或所述光学接收单元设于所述头部线圈本体外部。
[0013] 可选的，所述光学发射单元和/或所述光学接收单元设于所述头部线圈本体外部，包括：
[0014] 当所述头部线圈本体上有开孔时，所述光学发射单元和所述光学接收单元固定于所述开孔上方或开孔处，使所述光学发射单元发射的结构光通过所述开孔射到受检者，并使所述光学接收单元通过所述开孔接收到所述反射结构光。
[0015] 可选的，所述光学发射单元为激光发射单元，所述激光发射单元发射的激光光束的
波长选自预设波谱范围内的任意波长。
[0016] 可选的，所述光学接收单元的感光波段包括所述激光发射单元发射的激光光束的波长。
[0017] 可选的，所述光学接收单元包括CCD阵列。
[0018] 可选的，所述结构光投射在所述受检者的面部时形成预设图案，所述预设图案包括点图、棋盘斑图和条纹斑图。
[0019] 本实用新型实施例通过在头部线圈本体上设置发射结构光的光学发射单元及接受反射结构光的光学接收单元，以使头部线圈在接收头部感应信号同时获取受检者面部的3D结构光信息以及面部图像，用以对目标图像进行重建和优化，解决了现有头部线圈不能实时监测受检者的眼睛状态和头部运动信息，影响脑功能网络状态，导致获取到的目标医学图像存在运动伪影的问题；可以在获取头部扫描数据的过程中同步监测受检者的眼睛状态和头部运动信息，从而增加获取医学图像的成功率。
附图说明
[0020] 图1是本实用新型实施例中的头部线圈装置的结构示意图；
[0021] 图2是本实用新型实施例中的头部线圈装置的结构示意图；
[0022] 图3是本实用新型实施例中的头部线圈装置工作的示意图。
具体实施方式
[0023] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
[0024] 实施例
[0025] 图1和图2为本实用新型实施例中的头部线圈装置的结构示意图，本实施例的头部线圈装置可用于监测受检者的面部信息，以便进一步获取脑部医学图像并确认脑功能网络状态。
[0026] 如图1所示，头部线圈装置包含如下结构：
[0027] 头部线圈本体101，用于罩在受检者的头部，接收扫描装置的感应信号。在实际的使用场景中，头部线圈本体101是一个三维的立体结构，是可以罩住受检者头部的腔体。在本实施例中，为了说明头部线圈装置功能结构仅以头部线圈装置的侧视图进行说明。
[0028] 光学发射单元102，设置于头部线圈本体101上，用于向受检者的面部发射结构光信号；光学接收单元103，设置于头部线圈本体101上，并与光学发射单元102间隔预设距离，用于接收经反射的反射结构光信号并获取受检者的面部图像。其中，结构光信号、反射结构光信号及面部图像用于确定所述受检者的面部信息。
[0029] 这里需要说明的是，光学发射单元102与光学接收单元103之间的预设距离是在两者固定于头部线圈本体时确定的，预设距离可以是几个毫米单位，也可以是几个厘米单位，根据实际头部线圈本体情况而定。
[0030] 面部信息包括眼睛状态和头部运动信息。其中，眼睛状态包括眼睛的睁开和闭合的状态，或是眼睛睁开程度不同而表现出的不同状态，如半睁半闭。头部运动信息则包括受检者的头部是否发生了移动，如向左或向右摆动。此外，面部信息还可以包括受检者的面部表情信息，睡眠状态，及受检者眼睛的大小和轮廓信息等。
[0031] 光学发射单元102与光学接收单元103的数量均为至少一个，当有多个光学发射单元102时，各光学发射单元102可发射不同的结构光，即结构光投射到受检者身上时，可形成不同的图案结构，例如棋盘格和点阵图。光学接收单元103在接收反射结构光的同时还可以接收白光，即可同时获取反射结构光和受检者的图像。当有多个光学接收单元103时，可从其中至少一个光学接收单元103获取反射结构光，从其他的光学接收单元103中获取受检者的图像。
[0032] 在图1中，示例性的示出了一个光学发射单元102与一个光学接收单元103。在图1所示的头部线圈装置中，光学发射单元102和/或光学接收单元103设于头部线圈本体101内部。
[0033] 在另一种实施方式中，光学发射单元102和/或光学接收单元103设于头部线圈本体101外部。具体的，可参考如图2所示的头部线圈装置，在头部线圈本体101上有开孔，光学发射单元102和光学接收单元103通过固定部件104固定于开孔上方(也可以固定于开孔处)，使光学发射单元102发射的结构光通过开孔射到受检者，并使光学接收单元103通过开孔接收到反射结构光。
[0034] 可选的，光学发射单元102为激光发射单元，激光发射单元发射的激光光束的波长选自预设波谱范围内的任意波长，如
近红外光。那么，光学接收单元103的感光波段包括所述激光发射单元发射的激光光束的波长。可选的，光学接收单元103包括CCD阵列。
[0035] 具体的，结构光信号和反射结构光信号为3D结构光，其中，结构光信号是通过光学发射单元102具有一定结构的特征及特定波长的散斑光线投射到受检者的头部，反射结构光是通过光学接收单元103采集散斑光线的反射光，例如，图3中所示的通过光学发射单元102投射在受检者头部的结构光的为棋盘，反射结构光则为由光学接收单元103接收到的一系列形变程度不同的棋盘光斑。这是由于具备一定结构的光线会因为被射物体的不同深度区域形成不同的图像
相位信息，通过计算机设备中的运算单元可将这种结构光的变化换算成深度信息，其运算原理为三
角定位算法，因此，当将结构光照射到受检者头部时，根据反射结构光信号可确定受检者面部深度的变化，从而根据深度变化确定受检者的头部运动信息。这里需要说明的是，结构光投射时形成具有结构特征的预设图案，还可以包括点图和条纹斑图。最终，由图像重建装置根据扫描数据和面部信息进行图像重建，以得到目标图像，目标图像中的运动伪影是经过校正补偿的。
[0036] 图3是本实用新型实施例中的头部线圈装置工作的示意图。当有受检者需要进行头部扫描获取头部医学图像时，受检者便会躺在扫描床上，并佩戴好头部线圈装置，在扫描床的带动下进入扫描装置的扫描腔。在头部线圈装置获取扫描数据的过程中，光学发射单元102向受检者面部向受检者面部发出结构光，该结构光投射在受检者面部形成的图案为棋盘格，进而通过光学接收单元103接收反射结构光，反射结构光的图案则为一系列
变形程度不同的棋盘格。与此同时，光学接收单元103还可以获取受检者的面部图像，以供计算机设备中的
图像识别单元对受检者的面部进行识别，以确定受检者头部的运动信息。计算机设备的运算单元则根据光学发射单元102发射的结构光、光学接收单元103接收的反射结构光、光学发射单元102与光学接收单元103之间的预设距离基于三角定位算法确定受检者面部深度变化，进一步的，根据深度变化确定受检者头部的运动信息。最终，根据扫描数据、受检者头部的运动信息及受检者头部的运动信息，重建受检者头部医学图像，减小头部运动伪影对头部医学图像的影响。
[0037] 本实用新型实施例通过在头部线圈本体上设置发射结构光的光学发射单元及接受反射结构光的光学接收单元，以使头部线圈在接收头部感应信号同时获取受检者面部的3D结构光信息以及面部图像，用以对目标图像进行重建和优化，解决了现有头部线圈不能实时监测受检者的眼睛状态和头部运动信息的问题；本实施例可以在获取头部扫描数据的过程中同步监测受检者的眼睛状态和头部运动信息，从而增加获取医学图像的成功率。
[0038] 注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的
权利要求范围决定。
