CN106580355A - 一种定位方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于医疗器械领域,提供了一种定位方法,包括:通过牛头上安装的摄像头采集视频图像,计算牛头上安装的束光器发射的X射线的成像区域,并获取成像区域的中心位置,按照预置显示方式显示视频图像和成像区域,接收拍摄指令,获取所述拍摄指令中的目标拍摄区域,根据所述目标拍摄区域和所述中心位置计算所述牛头的运动轨迹,并控制所述牛头按照所述运动轨迹进行运动,以使所述中心位置定位至所述目标拍摄区域。通过本实施例,医用人员可以在拍摄前通过显示的视频图像和X射线的成像区域实时观察拍摄位置是否合适,并通过输入拍摄指令达到拍摄定位的目的,不需要多次进入机房对牛头进行摆动,只要输入拍摄指令即可实现自动定位的目的。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械领域,尤其涉及一种定位方法及系统。
背景技术
摆位,指的是医用人员以患者需要拍摄的部位为基准,将牛头及探测器移动到合适的位置,以达到拍摄的目的。在医疗器械领域,摆位是医用DR(Digital Radiography,直接数字平板X线成像系统)首要也是最重要的工作流程之一,牛头(DR设备中能够产生X射线的球馆总部件,主要部分为高压球馆)与平板(能够接受X射线并能够产生图像的探测器)所处的位置直接影响了拍摄部位,因此正确与准确的摆位才能准确的拍摄到正确的部位。国内现有DR设备主要采用了人工手动移动的方式,即通过医用人员观察进行摆位,拍摄后才能准确的确认拍摄的位置是否完全正确。在拍摄过程中,当拍摄患者的不同部位时要多次进入X射线屏蔽房,工作效率较低而且面临着接受更多辐射的危险,当动态拍摄时,医用人员在操作台处无法准确观察患者与设备之间的距离及位置。
国内DR主要采用的是人工观察、手动或者半自动摆位的方法,但是无论是手动还是半自动的方法,都需要医用人员先要进入机房摆好牛头的位置或者平板的位置,然后移动平板或者牛头的位置,具有反复性,如需要确认位置是否正确还需要进入机房进行观察,达不到全自动摆位,导致医用人员反复进入机房会接触不必要的射线,同时降低了工作效率,拍摄时间过长给患者带来更多辐射和等待时间。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种定位方法记系统,旨在解决现有技术中医用人员需要手动或者半自动摆位,达不到全自动摆位的问题。
本发明是这样实现的,一种定位方法,其特征在于,包括:
通过牛头上安装的摄像头采集视频图像;
计算所述牛头上安装的束光器发射的X射线的成像区域,并获取所述成像区域的中心位置;
按照预置显示方式显示所述视频图像和所述成像区域,使得用户按照显示的所述视频图像和所述成像区域选择拍摄指令;
接收拍摄指令,获取所述拍摄指令中的目标拍摄区域;
根据所述目标拍摄区域和所述中心位置计算所述牛头的运动轨迹,并控制所述牛头按照所述运动轨迹进行运动,以使所述中心位置定位至所述目标拍摄区域。
进一步地,所述计算所述牛头上安装的束光器发射的X射线的成像区域包括:
获取所述牛头的高度位置信息及探测器的位置信息;
根据所述牛头的高度位置信息和所述探测器的位置信息计算所述束光器发射的X射线的成像区域。
进一步地,所述按照预置显示方式显示所述视频图像和所述成像区域包括:
在视频显示区域显示所述视频图像,并在所述视频显示区域以红虚线的形式显示所述成像区域。
进一步地,所述根据所述目标拍摄区域和所述中心位置计算所述牛头的运动轨迹,并控制所述牛头按照所述运动轨迹进行运动包括:
以所述目标拍摄区域为基准,计算所述中心位置的相对位置;
根据所述相对位置,通过电机运动算法计算用于控制所述牛头运动的控制器的运动轨迹,所述运动轨迹包括所述控制器的各个轴的运动方向和运动距离;
生成包含所述运动轨迹的电机控制指令,将所述控制指令发送给所述控制器,以使所述控制器对所述控制指令进行解析得到运动轨迹,并根据所述运动轨迹控制行电机运动。
进一步地,所述将所述控制指令发送给所述控制器包括:
通过预置通信线缆将所述控制指令发送给所述控制器。
本发明还提供了一种定位系统,包括:
图像采集单元,用于通过牛头上安装的摄像头采集视频图像;
区域计算单元,用于计算所述牛头上安装的束光器发射的X射线的成像区域,并获取所述成像区域的中心位置;
图像显示单元,用于按照预置显示方式显示所述视频图像和所述成像区域,使得用户按照显示的所述视频图像和所述成像区域选择拍摄指令;
指令接收单元,用于接收拍摄指令,获取所述拍摄指令中的目标拍摄区域;
运动控制单元,用于根据所述目标拍摄区域和所述中心位置计算所述牛头的运动轨迹,并控制所述牛头按照所述运动轨迹进行运动,以使所述中心位置定位至所述目标拍摄区域。
进一步地,所述区域计算单元包括:
位置获取模块,用于获取所述牛头的高度位置信息及探测器的位置信息;
区域计算模块,用于根据所述牛头的高度位置信息和所述探测器的位置信息计算所述束光器发射的X射线的成像区域。
进一步地,所述图像显示单元具体用于:
在视频显示区域显示所述视频图像,并在所述视频显示区域以红虚线的形式显示所述成像区域。
进一步地,所述运动控制单元包括:
位置计算模块,用于以所述目标拍摄区域为基准,计算所述中心位置的相对位置;
轨迹计算模块,用于根据所述相对位置,通过电机运动算法计算用于控制所述牛头运动的控制器的运动轨迹,所述运动轨迹包括所述控制器的各个轴的运动方向和运动距离;
指令发送模块,用于生成包含所述运动轨迹的电机控制指令,将所述控制指令发送给所述控制器,以使所述控制器对所述控制指令进行解析得到运动轨迹,并根据所述运动轨迹控制行电机运动。
进一步地,所述指令发送模块具体用于:
通过预置通信线缆将所述控制指令发送给所述控制器。
本发明与现有技术相比,有益效果在于:本发明实施例通过牛头上安装的摄像头采集视频图像,并计算X射线的成像区域及成像区域的中心位置,在接收到拍摄指令后,将获取该拍摄指令中的目标拍摄区域,根据该目标拍摄区域和中心位置计算牛头的运动轨迹,并以此轨迹移动牛头,最后使该中心位置定位至该目标拍摄区域。通过本实施例,可以在拍摄前通过显示的视频图像和X射线的成像区域实时观察拍摄位置是否合适,并通过输入拍摄指令达到拍摄定位的目的,使得医用人员不需要多次进入机房对牛头进行摆动,只要输入拍摄指令即可实现自动定位的目的,提高了操作的便捷性。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种定位方法的流程图;
图2是本发明另一实施例提供的一种定位方法的流程图;
图3是本发明实施例进行定位前的示意图;
图4是本发明实施例提供定位后的效果图;
图5是本发明实施例提供的一种定位系统的结构示意图;
图6是本发明实施例提供的区域计算单元的结构示意图;
图7是本发明实施例提供的运动控制单元的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
图1示出了本发明提供的一实施例,一种定位方法,包括:
S101,通过牛头上安装的摄像头采集视频图像。
在本步骤中,定位系统通过牛头上安装的CCD(Charge-coupled Device,图像控制器)摄像头实时进行视频图像的采集。
S102,计算所述牛头上安装的束光器发射的X射线的成像区域,并获取所述成像区域的中心位置。
具体应用中,牛头上安装有能够进行高清摄像的CCD摄像头和用于发射X射线的束光器,在本步骤中,定位系统计算束光器发射的X射线的成像区域,并获取该成像区域的中心位置。
S103,按照预置显示方式显示所述视频图像和所述成像区域。
在步骤中,定位系统在视频显示区域按照预置显示方式显示该CCD摄像头采集的视频图像和计算出的成像区域。具体地,视频显示区域可以完全显示该CCD摄像头采集的视频图像,而为了能够使医用人员清楚的获悉当前束光器的成像区域,在视频显示区域中以红色虚线的形式显示该成像区域。实时显示该视频图像和该成像区域是为了方便医用人员了解当前的拍摄位置和当前束光器的成像区域,以使医用人员根据显示的视频图像和成像区域进行拍摄位置的选取。更具体地,假设CCD摄像头采集的视频图像在视频显示区域中显示的面积是A,束光器的当前成像区域是B,因为在实际应用中,束光器的成像区域B要小于CCD摄像头采集的视频图像的区域A,因此在视频显示区域显示的视频图像中,以红色虚线为边框显示出成像区域B,因此区分在视频显示区域显示的CCD摄像头采集的视频图像和束光器的成像区域。
S104,接收拍摄指令,获取所述拍摄指令中的目标拍摄区域。
在本步骤中,医用人员根据定位系统的视频显示区域获悉需要了解的信息,如当前束光器的成像区域等。医用人员可以根据实际需要进行操作,如选定目标拍摄区域并触发拍摄指令,当定位系统接收到拍摄指令后,将获取该拍摄指令中的目标拍摄区域。医用人员选定目标拍摄区域的方法包括使用鼠标选中视频显示区域的某一位置,鼠标选定的方式包括单点选定、多点选定或者框选等,此处不做具体限制。
S105,根据所述目标拍摄区域和所述中心位置计算所述牛头的运动轨迹,并控制所述牛头按照所述运动轨迹进行运动,以使所述中心位置定位至所述目标拍摄区域。
在本步骤中,定位系统根据目标拍摄区域和中心位置计算牛头的运动轨迹,在计算完毕后,将控制该牛头按照该运动轨迹进行运动,使束光器的X射线的成像区域的中心位置定位至该目标拍摄区域。
通过本实施例,医用人员可以在未进行曝光的情况下即可获知当前束光器发射的X射线的成像区域,并通过实时显示的视频图像获悉当前的拍摄位置。通过本实施例,医用人员不需要频率进入机房进行牛头或平板的摆位,只需要触发拍摄指令,定位系统将自动按照该拍摄指令进行牛头的摆位,实现了全自动摆位。
图2示出了本发明提供的第二实施例,一种定位方法,包括:
S201,通过牛头上安装的摄像头采集视频图像。
在本步骤中,定位系统通过安装在牛头上的CCD摄像头采集视频图像。
S202,获取所述牛头的高度位置信息及探测器的位置信息。
S203,根据所述牛头的高度位置信息和所述探测器的位置信息计算所述束光器发射的X射线的成像区域,并获取所述成像区域的中心位置。
因为牛头与探测器的距离会影响束光器发射的X射线的成像区域,因此在本步骤中,定位系统根据牛头的高度位置信息和探测器的位置信息计算出束光器发射的X射线的成像区域,并获取该成像区域的中心位置。
S204,在视频显示区域显示所述视频图像,并在所述视频显示区域以红虚线的形式显示所述成像区域。具体地,在实际应用中,除了用红虚线表示成像区域之外,还可以使用其他形式、其他颜色的线条表示该成像区域,此处不做具体限制。
S205,接收拍摄指令,获取所述拍摄指令中的目标拍摄区域。
在本步骤中,定位系统接收医用人员的拍摄指令并获取该拍摄指令中的目标拍摄区域。具体地,如图3所示,束光器发射的X射线的成像区域以虚线表示,CCD摄像头采集的视频图像的采集范围以虚线表示。
S206,以所述目标拍摄区域为基准,计算所述中心位置的相对位置;
S207,根据所述相对位置,通过电机运动算法计算用于控制所述牛头运动的控制器的运动轨迹,所述运动轨迹包括所述控制器的各个轴的运动方向和运动距离。
在本步骤中,定位系统通过比较中心位置和目标拍摄区域,计算出相对位置后,将通过电机运动算法计算控制器的各个轴的运动方向和运动距离,以此生成运动轨迹。
S208,生成包含所述运动轨迹的电机控制指令,将所述控制指令发送给所述控制器,以使所述控制器对所述控制指令进行解析得到运动轨迹,并根据所述运动轨迹控制行电机运动,以使所述中心位置定位至所述目标拍摄区域。
在本步骤中,定位系统根据运动轨迹生成电机控制指令,并通过通信线缆将指令传输至控制器,控制器通过预置的解析协议对电机控制指令进行解析得到运动轨迹,并根据该运动轨迹进行电机控制,最后使该中心位置定位于该目标拍摄区域。更具体地,在实际应用中,在控制器控制牛头运动的过程中,定位系统实时获取成像区域的中心位置,当控制器的实际运动轨迹与计算出的运动轨迹不符时,将及时更新运动轨迹并发送给控制器,同时医用人员也可以随便变更目标拍摄区域,当医用人员变更目标拍摄区域时,定位系统将重新计算运动轨迹,并发送给控制器。最终定位系统的自动摆位后的效果如图4所示。更进一步地,定位系统在完成此次摆位后,将运动轨迹、拍摄指令等信息保存至预置的存储位置,可以方便后续实时调取,同时,在完成定位后,定位系统将发出提示信息,该提示信息用于提醒医用人员可以进行曝光。
通过本实施例,医用人员可以在拍摄前通过显示的视频图像和X射线的成像区域实时观察拍摄位置是否合适,并通过输入拍摄指令达到拍摄定位的目的,医用人员不需要多次进入机房对牛头进行摆动,只要输入拍摄指令即可实现自动定位的目的,提高了医用人员操作的便捷性。
图5示出了本发明提供的一种定位系统,包括:
图像采集单元501,用于通过牛头上安装的摄像头采集视频图像。
区域计算单元502,用于计算所述牛头上安装的束光器发射的X射线的成像区域,并获取所述成像区域的中心位置。
图像显示单元503,用于按照预置显示方式显示所述视频图像和所述成像区域。具体地,图像显示单元503用于在视频显示区域显示所述视频图像,并在所述视频显示区域以红虚线的形式显示所述成像区域。
指令接收单元504,用于接收拍摄指令,获取所述拍摄指令中的目标拍摄区域。
运动控制单元505,用于根据所述目标拍摄区域和所述中心位置计算所述牛头的运动轨迹,并控制所述牛头按照所述运动轨迹进行运动,以使所述中心位置定位至所述目标拍摄区域。
进一步地,如图6所示,区域计算单元502包括:
位置获取模块5021,用于获取所述牛头的高度位置信息及探测器的位置信息;
区域计算模块5022,用于根据所述牛头的高度位置信息和所述探测器的位置信息计算所述束光器发射的X射线的成像区域。
进一步地,如图7所示,运动控制单元505包括:
位置计算模块5051,用于以所述目标拍摄区域为基准,计算所述中心位置的相对位置;
轨迹计算模块5052,用于根据所述相对位置,通过电机运动算法计算用于控制所述牛头运动的控制器的运动轨迹,所述运动轨迹包括所述控制器的各个轴的运动方向和运动距离;
指令发送模块5053,用于生成包含所述运动轨迹的电机控制指令,将所述控制指令发送给所述控制器,以使所述控制器对所述控制指令进行解析得到运动轨迹,并根据所述运动轨迹控制行电机运动。具体地,指令发送模块5053具体通过预置通信线缆将所述控制指令发送给控制器。
通过本实施例,医用人员可以在未进行曝光的情况下即可获知当前束光器发射的X射线的成像区域,并通过实时显示的视频图像获悉当前的拍摄位置。通过本实施例,医用人员不需要频率进入机房进行牛头或平板的摆位,只需要触发拍摄指令,定位系统将自动按照该拍摄指令进行牛头的摆位,实现了全自动摆位。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种定位方法,其特征在于,包括:
通过牛头上安装的摄像头采集视频图像;
计算所述牛头上安装的束光器发射的X射线的成像区域,并获取所述成像区域的中心位置;
按照预置显示方式显示所述视频图像和所述成像区域,使得用户按照显示的所述视频图像和所述成像区域选择拍摄指令;
接收拍摄指令,获取所述拍摄指令中的目标拍摄区域;
根据所述目标拍摄区域和所述中心位置计算所述牛头的运动轨迹,并控制所述牛头按照所述运动轨迹进行运动,以使所述中心位置定位至所述目标拍摄区域。
2.如权利要求1所述的定位方法,其特征在于,所述计算所述牛头上安装的束光器发射的X射线的成像区域包括:
获取所述牛头的高度位置信息及探测器的位置信息;
根据所述牛头的高度位置信息和所述探测器的位置信息计算所述束光器发射的X射线的成像区域。
3.如权利要求1所述的定位方法,其特征在于,所述按照预置显示方式显示所述视频图像和所述成像区域包括:
在视频显示区域显示所述视频图像,并在所述视频显示区域以红虚线的形式显示所述成像区域。
4.如权利要求1所述的定位方法,其特征在于,所述根据所述目标拍摄区域和所述中心位置计算所述牛头的运动轨迹,并控制所述牛头按照所述运动轨迹进行运动包括:
以所述目标拍摄区域为基准,计算所述中心位置的相对位置;
根据所述相对位置,通过电机运动算法计算用于控制所述牛头运动的控制器的运动轨迹,所述运动轨迹包括所述控制器的各个轴的运动方向和运动距离;
生成包含所述运动轨迹的电机控制指令,将所述控制指令发送给所述控制器,以使所述控制器对所述控制指令进行解析得到运动轨迹,并根据所述运动轨迹控制行电机运动。
5.如权利要求4所述的定位方法,其特征在于,所述将所述控制指令发送给所述控制器包括:
通过预置通信线缆将所述控制指令发送给所述控制器。
6.一种定位系统,其特征在于,包括:
图像采集单元,用于通过牛头上安装的摄像头采集视频图像;
区域计算单元,用于计算所述牛头上安装的束光器发射的X射线的成像区域,并获取所述成像区域的中心位置;
图像显示单元,用于按照预置显示方式显示所述视频图像和所述成像区域,使得用户按照显示的所述视频图像和所述成像区域选择拍摄指令;
指令接收单元,用于接收拍摄指令,获取所述拍摄指令中的目标拍摄区域;
运动控制单元,用于根据所述目标拍摄区域和所述中心位置计算所述牛头的运动轨迹,并控制所述牛头按照所述运动轨迹进行运动,以使所述中心位置定位至所述目标拍摄区域。
7.如权利要求6所述的定位系统,其特征在于,所述区域计算单元包括:
位置获取模块,用于获取所述牛头的高度位置信息及探测器的位置信息;
区域计算模块,用于根据所述牛头的高度位置信息和所述探测器的位置信息计算所述束光器发射的X射线的成像区域。
8.如权利要求6所述的定位系统,其特征在于,所述图像显示单元具体用于:
在视频显示区域显示所述视频图像,并在所述视频显示区域以红虚线的形式显示所述成像区域。
9.如权利要求6所述的定位系统,其特征在于,所述运动控制单元包括:
位置计算模块,用于以所述目标拍摄区域为基准,计算所述中心位置的相对位置;
轨迹计算模块,用于根据所述相对位置,通过电机运动算法计算用于控制所述牛头运动的控制器的运动轨迹,所述运动轨迹包括所述控制器的各个轴的运动方向和运动距离;
指令发送模块,用于生成包含所述运动轨迹的电机控制指令,将所述控制指令发送给所述控制器,以使所述控制器对所述控制指令进行解析得到运动轨迹,并根据所述运动轨迹控制行电机运动。
10.如权利要求9所述的定位系统,其特征在于,所述指令发送模块具体用于:
通过预置通信线缆将所述控制指令发送给所述控制器。
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