正電子發(fā)射斷層成像設(shè)備(PET)是一種可以在分子水平進(jìn)行成像的先進(jìn)核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備，其掃描圖像能從分子水平上反映人體組織的生理、病理、生化、代謝等功能性變化和體內(nèi)受體的分布情況。但要求在檢查期間受檢者要盡可能地保持不動，且一次全身PET掃描需要10~15分鐘，因此對于受檢者造成苛刻挑戰(zhàn)。掃描過程中由于受檢者運(yùn)動產(chǎn)生的偽影也會對后續(xù)診療造成困擾。

本項(xiàng)目中，我們將實(shí)現(xiàn)一種無標(biāo)記的PET掃描運(yùn)動探測識別系統(tǒng)。小組將從結(jié)構(gòu)、硬件、軟件、算法等方面對基于2D攝像頭自然圖像的運(yùn)動監(jiān)控與檢測做工程化實(shí)現(xiàn)，完成對PET受檢者的運(yùn)動監(jiān)控與檢測，并能夠在聯(lián)影的PET/CT上進(jìn)行部署，從而實(shí)現(xiàn)簡潔高效的PET掃描過程中的運(yùn)動甄別。系統(tǒng)能夠正確識別頭部周期運(yùn)動，同時(shí)在誤差方面要求人體頭部平移誤差小于5mm ，角度誤差小于5°。

小組實(shí)現(xiàn)了基于面部特征點(diǎn)的頭部運(yùn)動監(jiān)測算法。通過基于Dlib人臉模型的特征點(diǎn)提取算法提取面部特征點(diǎn)，同時(shí)利用基于相機(jī)參數(shù)的圖像配準(zhǔn)算法，將深度圖配準(zhǔn)至RGB圖像，并獲取特征點(diǎn)對應(yīng)的三維空間坐標(biāo)，后續(xù)通過低通濾波與小波變換優(yōu)化數(shù)據(jù)，并根據(jù)剛體運(yùn)動算法與綜合運(yùn)動幅值評估算法計(jì)算得到頭部運(yùn)動幅度與強(qiáng)度，同時(shí)開發(fā)了對應(yīng)的可視化界面程序。小組在聯(lián)影公司PET掃描設(shè)備上實(shí)現(xiàn)了真人測試，通過頭部左右轉(zhuǎn)動、上下轉(zhuǎn)動、保持靜止以及綜合運(yùn)動以驗(yàn)證系統(tǒng)可靠性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，能夠準(zhǔn)確估計(jì)頭部轉(zhuǎn)動的周期性，平移誤差為2.5mm，角度誤差為2°，滿足企業(yè)需求。