CN107913106B - 导向通道的定位方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本申请是关于一种导向通道的定位方法及设备，其中，定位方法包括当光学探测器处于第一位置时，获取预设光束与光学探测器的探测区域上任意位置相交形成的第一相交点的空间坐标，预设光束指向体内靶点；当光学探测器由第一位置移动至第二位置时，获取预设光束与探测区域在任意位置相交形成的第二相交点的空间坐标，以根据第一相交点和第二相交点的空间坐标确定预设光束的空间传播路径；根据空间传播路径，将导向通道的轴线调整至与预设光束重合。本申请可以通过光学探测器确定指向于体内靶点的预设光束的空间传播路径，无需在术中进行CT扫描，减少辐射，而且利用光学探测器的高精度探测的性能，可以提高对导向通道定位的精准度。

Description

导向通道的定位方法及设备
技术领域
本申请涉及医疗技术领域，尤其涉及一种导向通道的定位方法及设备。
背景技术
当前，在医疗技术领域中，当需要通过外部手术器械针对体内靶点实施手术操作时，通常都需要在手术器械上设置标记点，然后由外部拍摄设备获取该标记点的实时位置，以判定手术器械在体内的位置，确定该手术是否碰及周边神经系统或者确定该手术器械是否以及抵达体内靶点。
发明内容
本申请提供一种导向通道的定位方法及设备，以解决相关技术中的不足。
根据本申请实施例的第一方面，提供一种导向通道的定位方法，包括：
当光学探测器处于第一位置时，获取预设光束与所述光学探测器的探测区域上任意位置相交形成的第一相交点的空间坐标，所述预设光束指向体内靶点；
当所述光学探测器由所述第一位置移动至第二位置时，获取所述预设光束与所述探测区域在所述任意位置相交形成的第二相交点的空间坐标，以根据所述第一相交点和所述第二相交点的空间坐标确定所述预设光束的空间传播路径；
根据所述空间传播路径，将导向通道的轴线调整至与所述预设光束重合。
可选的，所述第一相交点位于所述探测区域的中心点。
可选的，所述将导向通道的轴线调整至与所述预设光束重合，包括：
比较所述导向通道的轴线与所述预设光束之间的空间相对位置关系；
当所述导向通道的轴线与所述预设光束平行时，根据所述光学探测器与所述导向通道之间的相对位置关系，平移所述导向通道以使得所述预设光束与所述导向通道的轴线重合。
可选的，所述将导向通道的轴线调整至与所述预设光束重合，包括：
比较所述导向通道的轴线与所述预设光束之间的相对空间位置关系；
当所述导向通道的轴线与所述预设光束之间相交且成非零夹角时，以所述导向通道的轴线与所述预设光束的相交点为旋转中心、在所述导向通道的轴线与所述预设光束所成平面内将所述导向通道的轴线旋转所述非零夹角，使得所述导向通道轴线与所述预设光束重合。
可选的，所述将导向通道的轴线调整至与所述预设光束重合，包括：
比较所述导向通道的轴线与所述预设光束之间的相对空间位置关系；
当所述导向通道的轴线与所述预设光束之间相交且成非零夹角时，获取所述预设光束与每一坐标轴之间的光束夹角参数、所述导向通道的轴线与每一坐标轴之间的通道夹角参数；
根据所述光束夹角参数与所述通道夹角参数之间的对应关系，使得所述导向通道依次绕任一坐标轴进行旋转，直至该导向通道的轴线与预设光束重合。
可选的，所述将导向通道的轴线调整至与所述预设光束重合，包括：
比较所述导向通道的轴线与所述预设光束之间的空间相对位置关系；
当所述导向通道的轴线与所述预设光束不相交且不平行时，平移和/或旋转所述导向通道，以使得所述导向通道的轴线与所述预设光束重合。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现如上述任一项实施例所述方法的步骤。
根据本申请实施例的第三方面，提供一种导向通道的定位设备，包括：
固定机构和安装于所述固定机构的执行机构；
光学探测器，所述光学探测器可在所述执行机构的驱动下实现空间运动；其中，在所述光学探测器处于第一位置、第二位置时，所述光学探测器的探测区域上的任意位置可与指向体内靶点的预设光束相交，以分别形成位于所述任意位置处的第一相交点、第二相交点，且所述预设光束的空间传播路径与所述第一相交点、所述第二相交点的空间坐标相关；
导向通道，所述导向通道可由所述执行机构根据所述空间传播路径进行驱动，使得所述导向通道的轴线与所述预设光束重合。
可选的，所述第一相交点位于所述探测区域的中心点。
可选的，所述执行机构与所述光学探测器的信号输出端电连接，并根据所述光学探测器分别在所述第一位置和所述第二位置处输出的采样电流值，确定所述预设光束是否与所述探测区域在所述任意位置处形成所述第一相交点和所述第二相交点。
可选的，所述执行机构包括平移驱动部件，在所述导向通道的轴线与所述预设光束平行时，所述平移驱动部件用于驱动所述导向通道进行平移，以令所述导向通道的轴线重合于所述预设光束。
可选的，所述执行机构包括旋转驱动部件，在所述导向通道的轴线与所述预设光束相交时，所述旋转驱动部件用于驱动所述导向通道以所述预设光束与所述导向通道的轴线的相交点为旋转中心、在所述导向通道的轴线与所述预设光束所成的平面内进行旋转，以令所述导向通道的轴线重合于所述预设光束。
可选的，所述执行机构包括旋转驱动部件，在所述导向通道的轴线与所述预设光束相交时，所述旋转驱动部件用于根据所述预设光束与每一坐标轴之间的光束夹角参数、所述导向通道的轴线与每一坐标轴之间的通道夹角参数，驱动所述导向通道根据所述通道夹角参数与所述光束夹角参数之间的对应关系进行旋转，以令所述导向通道的轴线重合于所述预设光束。
可选的，所述执行机构包括旋转驱动部件和平移驱动部件，在所述导向通道的轴线与所述预设光束不相交且不平行时，所述旋转驱动部件用于驱动所述导向通道进行旋转、所述平移驱动部件用于驱动所述导向通道进行旋转，以令所述导向通道的轴线重合于所述预设光束。
可选的，所述光学探测器与所述导向通道可由所述执行机构驱动进行同步运动。
可选的，所述光学探测器与所述导向通道之间固定连接。
可选的，所述光学探测器包括位置传感器。
可选的，所述执行机构包括六自由度机械臂。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
由上述实施例可知，本申请可以通过光学探测器确定指向于体内靶点的预设光束的空间传播路径，根据该空间传播路径将导向通道的轴线调整至与预设光束重合，确定了该导向通道在空间中的位置，无需在术中进行CT扫描，减少辐射，而且利用光学探测器的高精度探测的性能，可以提高对导向通道定位的精准度。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种导向通道的定位方法的流程图。
图2是根据一示例性实施例示出的另一种导向通道的定位方法流程图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种导向通道的定位方法的应用场景图。
图4是根据一示例性实施例示出的一种探测区域与第一相交点的位置关系图。
图5a是根据一示例性实施例示出的一种导向通道的移动示意图。
图5b是根据一示例性实施例示出的一种导向通道的轴线与预设光束之间的相对位置关系。
图6是根据一示例性实施例示出的另一种导向通道的轴线与预设光束之间的相对位置关系。
图7是根据一示例性实施例示出的又一种导向通道的轴线与预设光束之间的相对位置关系。
图8是根据一示例性实施例示出的还一种导向通道的轴线与预设光束之间的相对位置关系。
图9是根据一示例性实施例示出一种用于导向通道的定位装置的框图。
图10是根据一示例性实施例示出一种导向通道的定位装置的框图。
图11是根据一示例性实施例示出一种导向通道的定位设备的示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
图1是根据一示例性实施例示出的一种导向通道的定位方法。如图1所示，该定位方法可以包括以下步骤：
在步骤101中，当光学探测器处于第一位置时，获取预设光束与光学探测器的探测区域上任意位置相交形成的第一相交点的空间坐标，所述预设光束指向体内靶点。
在本实施例中，该第一相交点可以位于光学探测器探测区域上的任意位置，该任意位置可以包括探测区域的中心点或者探测区域的左上角或者右上角等，本申请并不对此进行限制。
在步骤102中，当光学探测器由第一位置移动至第二位置时，获取预设光束与探测区域在任意位置相交形成的第二相交点的空间坐标，以根据第一相交点和第二相交点的空间坐标确定预设光束的空间传播路径。
在本实施例中，由于光学探测器可以根据预设光束在探测区域的不同照射位置得到不同的采样电流值，因此，可以在光学探测器处于第一位置时得到对应于该第一位置的采样电流值，而在光学探测器由第一位置开始的移动过程中，若光学探测器在任一空间位置的实时采样电流值等于第一位置时的采样电流值，可以将该任一空间位置确定为光学探测器的第二位置，并且认为此时预设光束与光学探测器的探测区域相交于任意位置(即第一位置处预设光束与探测区域之间的相交位置)，如此，可以根据第一位置与第二位置之间的相对位置关系以及第一相交点的空间坐标，得到第二相交点处的空间坐标。
其中，可以将预设光束近似地认为是空间当中传播的一条直线，所以，根据第一相交点和第二相交点的空间坐标，可以得到该预设光束所在直线的直线方程，亦即确定了预设光束的空间传播路径。
在步骤103中，根据空间传播路径，将导向通道的轴线调整至与预设光束重合。
在本实施例中，可以根据预设光束的空间传播路径与导向通道轴线之间的相对位置关系，将导向通道的轴线调整至于该预设光束重合，而由于预设光束指向体内靶点，从而重合于预设光束的导向通道轴线必然也是指向体内靶点，由此，医护人员可以通过该导向通道针对体内靶点实施医护操作。
其中，根据导向通道轴线与预设光束之间不同的相对位置关系，可能存在不同的调整方式，所以，可以通过比较导向通道的轴线与预设光束之间的空间相对位置关系，具体而言，可以通过比较导向通道的轴线所处直线与预设光束所处直线之间的相对位置关系，确定出对应的针对导向通道的调整方式。
在一实施例中，当导向通道的轴线与预设光束平行时，亦即当导向通道的轴线所处的直线对应的方向向量与预设光束所处的直线对应的方向向量平行时，可以根据光学探测器与导向通道之间的相对位置关系，平移导向通道以使得预设光束与导向通道的轴线重合。
在另一实施例中，当导向通道的轴线与预设光束之间相交且成一个非零夹角时，可以以导向通道的轴线与预设光束的相交点为旋转中心、在导向通道的轴线与预设光束所构成的平面内将导向通道的轴线旋转该非零夹角，使得导向通道的轴线与预设光束重合。
在又一实施例中，当导向通道的轴线与预设光束之间相交且成一个非零夹角时，可以根据预设光束所处直线对应的方向向量计算得到该预设光束与每一坐标轴之间的光束夹角参数、根据导向通道的轴线所处直线对应的方向向量计算得到该轴线与每一坐标轴之间的通道夹角参数，从而由光束夹角参数与通道夹角参数之间的对应关系，使得导向通道依次绕任一坐标轴进行旋转，直至该导向通道的轴线与预设光束重合。
在还一实施例中，当导向通道的轴线与预设光束之间既不平行也不相交时，此时，由于导向通道的轴线为有限线段，所以导向通道的轴线与预设光束之间可能共面也可能异面；其中，当导向通道的轴线与预设光束之间共面时，可以通过平移和旋转导向通道，使得导向通道的轴线与预设光束之间重合；当导向通道的轴线与预设光束之间异面时，可以通过平移导向通道使得该导向通道的轴线被调整至与预设光束处于同一平面内，然后通过平移或者旋转或者平移与旋转的方式将导向通道的轴线调整至于预设光束重合。
由上述实施例可知，本申请可以通过光学探测器确定指向于体内靶点的预设光束的空间传播路径，根据该空间传播路径将导向通道的轴线调整至与预设光束重合，确定了该导向通道在空间中的位置，无需在术中进行CT扫描，减少辐射，而且利用光学探测器的高精度探测的性能，可以提高对导向通道定位的精准度。
为便于对本申请中导向通道的定位方法进行详细描述，下述将结合具体实施过程进行详细说明。如图2所示，该定位方法可以包括以下步骤：
在步骤201中，将光学探测器移动至第一位置。
在本实施例中，如图3所示，该光学探测器1可以被安装于执行机构2上，从而通过执行机构2的运动驱动该光学探测器1进行运动。其中，光学探测器1可以包括任意能够对光线位置进行检测的传感器，例如，位置传感器等，本申请并不对此进行限制、
在步骤202中，获取探测区域与预设光束3在任意位置相交的第一相交点的空间坐标、光学探测器的电流参数值。
在本实施例中，仍以图3所示，假定P1处为光学探测器1的初始位置(P1点可以为光学探测器1探测区域的中心点)，由于光学探测器1的探测区域与预设光束3之间并没有相交，从而光学探测器1并不会产生电流变化；当移动光学探测器1至第一位置P2点处时，此时预设光束3与光学探测器1的探测区域相交形成第一相交点M1，并可以得到该第一相交点M1处产生的电流参数值。
其中，假定是以P2点为坐标中心、以垂直于探测区域的方向为任一坐标轴方向建立空间坐标系XYZ，那么P2点的空间坐标为(0，0，0)。基于光学探测器1在第一相交点M1处得到的电流参数值，可以得到M1点在探测区域上的位置信息，结合探测区域在空间坐标系XYZ内的位置信息，可以得到点M1的空间坐标。
举例而言，如图4所示，根据M1点在探测区域所构成的平面内的坐标为(X1，Y1)，而空间坐标系XYZ的坐标原点位于P2处，从而可知M1点的空间坐标为(X1，Y1，0)；当M1点位于探测区域的中心即与P2点重合时，M1点的空间坐标为(0，0，0)。当然，在其他一些实施例中，也可以是以P1点为坐标中心以垂直于探测区域的方向为任一坐标轴方向建立空间坐标系，如此，可以根据P1点移动至P2点处所产生的位移获取P2点的空间坐标，以进一步获得第一相交点M1的空间坐标，在此不再赘述。
在步骤203中，调整光学探测器1的位置。
在本实施例中，可以通过调整执行机构2的运动驱动光学探测器1的位置发生变化。
在步骤204中，确定光学探测器1的实时电流值是否等于电流参数值。
在本实施例中，当光学探测器1的实时电流值等于第一相交点M1处的电流参数值时，转入步骤205；当光学探测器1的实时电流值与第一相交点M1处的电流参数值不相等时，转入步骤203，继续调整光学探测器1的位置。
其中，当光学探测器1的实时电流值等于电流参数值时，可以将光学探测器1的当前位置确定为第二位置P3，并在该第二位置P3处光学探测器1的探测区域与预设光束31相交形成第二相交点M2，该第二相交点M2在探测区域中的相对位置对应于第一相交点M1在探测区域中的相对位置。
在步骤205中，获取第二相交点M2的空间坐标。
在本实施例中，可以根据P2点移动至P3点的移动过程中产生的位移和第一相交点M1的空间坐标，计算得到第二相交点M2的空间坐标。
举例而言，假定仍以空间坐标系XYZ为例，且M1点位于探测区域的中心P2点处，若P2点平移至P3点的过程中，沿X轴产生位移Xd、沿Y轴产生位移Yd、沿Z轴产生位移Zd，那么在空间坐标系XYZ中，M2点的坐标可以被确定为(Xd，Yd，Zd)。
在步骤206中，获取预设光束3的空间传播路径。
在本实施例中，由于第一相交点M1和第二相交点M2均位于预设光束所处的直线的上，所以，以M1和M2分别位于探测区域的额中心点为例，可以根据M1(0，0，0)、M2(Xd，Yd，Zd)，计算得到预设光束所处直线L1的直线方程为：
Figure GDA0004131689970000091
在步骤207中，比较预设光束3与导向通道4的轴线之间的空间相对位置关系。
在本实施例中，可以根据导向通道4的轴线所处直线的直线方程和预设光束3所处直线的直线方程，比较预设光束3与导向通道4的轴线之间的空间相对位置关系。
假定获取到的预设光束所处直线L1的直线方程的一般形式为：A1x+B1y+C1z+D1＝0、导向通道4的轴线所处直线L2的方程一般形式为：A2x+B2y+C2z+D2＝0，从而可以根据直线L1和直线L2之间的关系，判断导向通道4的轴线与预设光束3之间的空间相对位置关系。
需要说明的是：导向通道4可以由执行机构2进行驱动，以将导向通道4的轴线调整至于预设光束3重合。因此，当执行机构2驱动光学探测器1进行运动的过程中，导向通道4亦可以随之进行同步运动，所以，导向通道4的轴线所处直线L2的直线方程，可以根据导向通道4的轴线与光学探测器1之间的空间相对位置关系，以及后续光学探测器1的运动位移计算得到。
在步骤208中，导线通道的轴线所处的直线与预设光束3所处直线平行。
在本实施例中，根据预设光束3所处直线L1的一般方程A1x+B1y+C1z+D1＝0可知，直线L1的方向向量为(A1，B1，C1)，根据导线通道4的轴线所处直线L2的一般方程A2x+B2y+C2z+D2＝0可知，直线L2的方向向量为(A2，B2，C2)，那么，当A1/A2＝B1/B2＝C1/C2时，说明方向向量(A1，B1，C1)与方向向量(A2，B2，C2)平行，L1平行于L2，从而预设光束3与导向通道4的轴线平行。
在步骤209中，获取预设光束3与导向通道4的轴线之间的位置关系。
在步骤210中，平移导向通道4，使得导向通道4的轴线与预设光束3重合。
在本实施例中，导线通道的轴线与预设光束3平行，从而必然可以通过导向通道4在空间中的平移运动，使得到导向通道4的轴线与预设光束3重合。
例如，当导向通道4与光学探测器1之间能够进行同步运动，从而保持相对固定的位置关系时，可以通过获取光学探测器1与导向通道4之间的相对位置关系，确定预设光束3与导向通道4的轴线之间的位置关系。
具体而言，如图5a所示，在空间坐标系XYZ中，光学探测器1的中心P3与导向通道4的中心所构成的平面平行于XP2Y平面，即在沿Z轴方向上，光M2点与导向通道4的中心点坐标相等；而由光学探测器1与导向通道4之间相对固定的位置关系可知，在沿X轴方向上，M2点与导向通道4的轴线中心点的相差Xe，在沿Y轴方向上，M2点与导向通道4的轴线中心点的相差Ye，从而可以将导向通道4沿X轴方向平移Xe、沿Y轴方向Ye，得到如图5a中虚线所示图例，使得导向通道4的轴线过M2点、导向通道4的轴线与预设光束3重合。
再例如，如图5b所示，可以计算直线L2与直线L1之间的距离，然后根据获取到的距离平移导向通道4，使得导向通道4的轴线与预设光束3相重合。
在步骤211中，预设光束3所处直线L1与到导向通道4的轴线相交且成非零夹角。
在本实施例中，如图6所示，如果直线L1的方向向量(A1，B1，C1)与直线L2的方向向量(A2，B2，C2)与不平行，且直线L1：A1x+B1y+C1z+D1＝0与直线L2：A2x+B2y+C2z+D2＝0存在交点时，可以认为直线L1和直线L2位于同一平面内，从而联立直线L1和直线L2的参数方程式，得到该两条直线的交点坐标。
需要说明的是：本申请技术方案中所述的导向通道4的轴线为有限线段，所以，需要根据得到的直线L1与直线L2之间的交点坐标、导向通道4的轴线这一有限线段对应的各个坐标轴方向上的取值范围，确定L1与L2的交点坐标是否位于该有限线段上，若是，则认为预设光束3与导向通道4的轴线相交。
在步骤212中，获取预设光束3与导向通道4的轴线与每一坐标轴之间的夹角。
在本实施例中，可以根据直线L1的方向向量(A1，B1，C1)计算预设光束3与每一坐标轴之间的夹角、根据直线L2与方向向量(A2，B2，C2)计算导向通道4的轴线与每一坐标轴之间的夹角。例如，在空间坐标系XYZ上，Z轴方向上的单位方向向量为(0，0，1)，从而可以根据夹角余弦公式计算得到Z轴与直线L1夹角。同理可以计算得到直线L1与X和Y轴的夹角、直线L2与X、Y、Z轴的夹角。
在步骤213中，旋转导向通道4，使得导向通道4的轴线与预设光束3重合。
在本实施例中，根据对应坐标轴上导向通道4的轴线所成夹角与预设光束3所成夹角之差，驱动导向通道4在对应坐标轴上进行旋转，从而使得预设光束3与导向通道4的轴线之间进行重合。例如，假定L1与Z轴所成的夹角为α，L2与Z轴所成的夹角为β，那么可以根据夹角α夹与夹角β之间的度数差，使得导向通道4的轴线绕Z轴转动，直至直线L1与Z所成的夹角为α。
需要说明的是，在另一实施例中也可以通过坐标转换，求得直线L1与直线L2在其所成平面内的夹角，以L1和L2的交点为旋转中心，使得导向通道4的轴线在所成平面转动的角度等于两者之间的夹角，从而使得导向通道4的轴线与预设光束31重合。
在步骤214中，导向通道4的轴线与预设光束3之间的不平行且不相交。
在本实施例中，若求得直线L1与直线L2之间存在相交点，但是，该相交点对应与任一坐标轴的坐标值不处于导向通道4的轴线这一有限线段在对应坐标轴方向上的取值范围内，则仍然认为导向通道4的轴线与预设光束3不平行且不相交。
在另一实施例中，如图8所示，当直线L1与直线L2之间不存在相交点、且直线L2与直线L2之间不平行时，则可以认为直线L1与直线L2为异面直线，亦即导向通道4的轴线与预设光束3异面。
在步骤215中，确定导向通道4的轴线与预设光束3是否异面。
在本实施例中，当导向通道4的轴线与预设光束3之间异面时，转入步骤216；当导向通道4的轴线与预设光束3之间共面时，则转入步骤217。
在步骤216中，将导向通道4的轴线与预设光束3调整至同一平面内。
在本实施例中，可以调整导向通道4，使得导向通道4的轴线经过直线L1上的任意一点，以使得L1与L2共面。例如，如以图8所示，可以调整导向通道4的位置，使得导向通道4的轴线经过点M2，当然，也可以是经过点M1或者其他任意一点，本申请并不对此进行限制。或者，也可以先旋转导向通道4，使得直线L2与直线L1相平行，本申请并不对此进行限制。
在步骤217中，平移和旋转导向通道4，使得导向通道4的轴线与预设光束3重合。
在本实施例中，当导向通道4的轴线与直线L2之间为如图7所示实施例的情况时，可以根据导向通道4与光学探测以1之间的相对位置关系，平移导向通道4，使得导向通道4的轴线经过直线L1上的一点，例如，点M1或者点M2或者其他任意一点，然后根据L1与每一坐标轴之间的夹角、直线L2与每一坐标轴之间的夹角，旋转导向通道4，使得导向通道4的轴线与直线L1重合。
当导向通道4的轴线与直线L2之间为如图8所示实施例的情况时，若在步骤216中是通过旋转直线L1使之与直线L2位于同一平面内，则步骤217中可以通过平移使得导向通道4的轴线与预设光束3重合，若在步骤216中是通过平移直线L1使之与直线L2位于同一平面内，则步骤217中可以通过旋转使得导向通道4与预设光束3重合。其中，针对导向通道4的平移与旋转可以参考前述实施例，在此不再赘述。
图9是一示例性实施例提供的一种设备的示意结构图。请参考图9，在硬件层面，该设备包括处理器902、内部总线904、通讯接口906、内存908以及非易失性存储器910，当然还可能包括其他业务所需要的硬件。处理器902从非易失性存储器910中读取对应的计算机程序到内存908中然后运行，在逻辑层面上形成导向通道4定位装置1000。当然，除了软件实现方式之外，本说明书一个或多个实施例并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。
请参考图10，在软件实施方式中，该导向通道4的定位装置1900可以包括：
第一获取模块1001，当光学探测器处于第一位置时，获取预设光束与所述光学探测器的探测区域上任意位置相交形成的第一相交点的空间坐标，所述预设光束指向体内靶点；
第二获取模块1002，当所述光学探测器由所述第一位置移动至第二位置时，获取所述预设光束与所述探测区域在所述任意位置相交形成的第二相交点的空间坐标，以根据所述第一相交点和所述第二相交点的空间坐标确定所述预设光束的空间传播路径；
调整模块1003，根据所述空间传播路径，将导向通道4的轴线调整至与所述预设光束重合。
调整模块1003可以包括：
第一比较单元，比较所述导向通道的轴线与所述预设光束之间的空间相对位置关系；
第一调整单元，当所述导向通道的轴线与所述预设光束平行时，根据所述光学探测器与所述导向通道之间的相对位置关系，平移所述导向通道以使得所述预设光束与所述导向通道的轴线重合。
调整模块1003可以包括：
第二比较单元，比较所述导向通道的轴线与所述预设光束之间的相对空间位置关系；
第二调整单元，当所述导向通道的轴线与所述预设光束之间相交且成非零夹角时，以所述导向通道的轴线与所述预设光束的相交点为旋转中心、在所述导向通道的轴线与所述预设光束所成平面内将所述导向通道的轴线旋转所述非零夹角，使得所述导向通道轴线与所述预设光束重合。
调整模块1003可以包括：
第三比较单元，比较所述导向通道的轴线与所述预设光束之间的相对空间位置关系；
第三调整单元，当所述导向通道的轴线与所述预设光束之间相交且成非零夹角时，获取所述预设光束与每一坐标轴之间的光束夹角参数、所述导向通道的轴线与每一坐标轴之间的通道夹角参数；
根据所述光束夹角参数与所述通道夹角参数之间的对应关系，使得所述导向通道依次绕任一坐标轴进行旋转，直至该导向通道的轴线与预设光束重合。
调整模块1003可以包括：
第四比较单元，比较所述导向通道的轴线与所述预设光束之间的空间相对位置关系；
第四调整单元，当所述导向通道的轴线与所述预设光束不相交且不平行时，平移和/或旋转所述导向通道，以使得所述导向通道的轴线与所述预设光束重合。
基于本申请的技术方案，还提供一种导向通道4的定位设备，如图11所示，该定位设备可以包括光学探测器1、执行机构2、导向通道4和固定机构5；其中，执行机构2安装于固定机构5上、光学探测器1安装于执行机构2上；其中，光学探测器1可在执行机构2的驱动下实现空间运动；其中，在光学探测器1处于第一位置或第二位置时，光学探测器1的探测区域上的任意位置可与指向体内靶点的预设光束相交，以分别形成位于任意位置处的第一相交点、第二相交点，且预设光束的空间传播路径与所述第一相交点、所述第二相交点的空间坐标相关；导向通道4亦安装于执行机构2上，以由执行机构2根据获取到的空间传播路径进行驱动，使得导向通道4的轴线与预设光束相重合，从而医护人员可以通过该导向通道4针对体内靶点实施医护操作。其中，第一相交点可以位于光学探测器上探测区域的任意位置，例如可以是探测区域的中心点，本申请并不对此进行限制。
由上述实施例可知，本申请可以通过光学探测器确定指向于体内靶点的预设光束的空间传播路径，根据该空间传播路径将导向通道的轴线调整至与预设光束重合，确定了该导向通道在空间中的位置，无需在术中进行CT扫描，减少辐射，而且利用光学探测器的高精度探测的性能，可以提高对导向通道定位的精准度。
在本实施例中，光学探测器1与导向通道4可以分别安装于执行机构2上，从而通过执行机构2进行同步运动，便于后续通过导向通道4与光学探测器1之间相对固定的位置关系，获取导向通道4的轴线所处直线的直线方程以及平移该导向通道4的轴线。当然，在其他一些实施例中，也可以是光学探测器1与导向通道4之间进行固定连接，从而使得光学探测器1与导向通道4之间的相对位置关系固定，便于后续调整导向通道4的位置，使得导向通道4的轴线重合于预设光束。其中，该光学探测器1可以包括位置传感器，执行机构2可以包括六自由度(或其他任意数量的自由度)机械臂，本申请并不对此进行限制。
在上述各个实施例中，执行机构2与光学探测器1的信号输出端电连接，并且，该执行机构2可以根据光学探测器1分别在第一位置和第二位置处输出的采样电流值，确定出预设光束是否与光学探测器1的探测区域在任意位置处形成述第一相交点和第二相交点。当确定预设光束与光学探测器1的的探测区域在任意位置处形成述第一相交点和第二相交点时，根据第一相交点和第二相交点的空间坐标获取到预设光束的空间传播路径，比较该空间传播路径与导向通道4的轴线所处直线的直线方程，确定针对导向通道4的调整方式。其中，该执行机构2可以包括平移驱动部件和旋转驱动部件；该平移驱动部件可以用于驱动导向通道4沿X、Y、Z轴中的任意一条进行平移，该旋转驱动部件可以用于驱动导向通道4绕X、Y、Z轴中的任意一条进行旋转。
在一实施例中，当导向通道4的轴线与预设光束平行时，即导向通道4的轴线对应的方向向量与预设光束对应的方向向量平行，从而可以根据光学探测器1与导向通道4之间的相对位置关系，通过平移驱动区间驱动导向通道4进行平移，以使得预设光束与导向通道4的轴线重合。
在另一实施例中，当导向通道4的轴线与预设光束之间相交且成一个非零夹角时(该非零夹角可以通过导向通道4的轴线对应的方向向量与预设光束对应的方向向量计算得到)，可以以导向通道4的轴线与预设光束的相交点为旋转中心、在导向通道4的轴线与预设光束所构成的平面内，通过旋转驱动部件驱动导向通道4的轴线旋转该非零夹角，使得导向通道4的轴线与预设光束重合。
在又一实施例中，当导向通道4的轴线与预设光束之间相交且成一个非零夹角时，可以根据预设光束对应的方向向量计算得到该预设光束与每一坐标轴之间的光束夹角参数、根据导向通道4的轴线对应的方向向量计算得到该轴线与每一坐标轴之间的通道夹角参数，从而由光束夹角参数与通道夹角参数之间的对应关系，通过旋转驱动部件驱动导向通道4依次绕任一坐标轴进行旋转，直至该导向通道4的轴线与预设光束重合。
在还一实施例中，当导向通道4的轴线与预设光束之间既不平行也不相交时，此时，导向通道4的轴线与预设光束之间可能共面也可能异面；其中，当导向通道4的轴线与预设光束之间共面时，可以通过平移驱动部件驱动导向通道4进行平移、旋转驱动部件动导向通道4进行旋转，使得导向通道4的轴线与预设光束之间重合；当导向通道4的轴线与预设光束之间异面时，可以通过平移驱动部件驱动导向通道4进行平移，使得该导向通道4的轴线被调整至与预设光束处于同一平面内，然后根据同一平面内的导向通道4的轴线与预设光束之间相对位置关系，通过平移或者旋转或者平移与旋转的方式将导向通道4的轴线调整至于预设光束重合。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (18)

1.一种导向通道的定位方法，其特征在于，包括：
当光学探测器处于第一位置时，获取预设光束与所述光学探测器的探测区域上任意位置相交形成的第一相交点的空间坐标，所述预设光束指向体内靶点；
当所述光学探测器由所述第一位置移动至第二位置时，获取所述预设光束与所述探测区域在所述任意位置相交形成的第二相交点的空间坐标，以根据所述第一相交点和所述第二相交点的空间坐标确定所述预设光束的空间传播路径；
根据所述空间传播路径，将导向通道的轴线调整至与所述预设光束重合。
2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述第一相交点位于所述探测区域的中心点。
3.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述将导向通道的轴线调整至与所述预设光束重合，包括：
比较所述导向通道的轴线与所述预设光束之间的空间相对位置关系；
当所述导向通道的轴线与所述预设光束平行时，根据所述光学探测器与所述导向通道之间的相对位置关系，平移所述导向通道以使得所述预设光束与所述导向通道的轴线重合。
4.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述将导向通道的轴线调整至与所述预设光束重合，包括：
比较所述导向通道的轴线与所述预设光束之间的相对空间位置关系；
当所述导向通道的轴线与所述预设光束之间相交且成非零夹角时，以所述导向通道的轴线与所述预设光束的相交点为旋转中心、在所述导向通道的轴线与所述预设光束所成平面内将所述导向通道的轴线旋转所述非零夹角，使得所述导向通道轴线与所述预设光束重合。
5.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述将导向通道的轴线调整至与所述预设光束重合，包括：
比较所述导向通道的轴线与所述预设光束之间的相对空间位置关系；
当所述导向通道的轴线与所述预设光束之间相交且成非零夹角时，获取所述预设光束与每一坐标轴之间的光束夹角参数、所述导向通道的轴线与每一坐标轴之间的通道夹角参数；
根据所述光束夹角参数与所述通道夹角参数之间的对应关系，使得所述导向通道依次绕任一坐标轴进行旋转，直至该导向通道的轴线与预设光束重合。
6.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述将导向通道的轴线调整至与所述预设光束重合，包括：
比较所述导向通道的轴线与所述预设光束之间的空间相对位置关系；
当所述导向通道的轴线与所述预设光束不相交且不平行时，平移和/或旋转所述导向通道，以使得所述导向通道的轴线与所述预设光束重合。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述方法的步骤。
8.一种导向通道的定位设备，其特征在于，包括：
固定机构和安装于所述固定机构的执行机构；
光学探测器，所述光学探测器可在所述执行机构的驱动下实现空间运动；其中，在所述光学探测器处于第一位置、第二位置时，所述光学探测器的探测区域上的任意位置可与指向体内靶点的预设光束相交，以分别形成位于所述任意位置处的第一相交点、第二相交点，且所述预设光束的空间传播路径与所述第一相交点、所述第二相交点的空间坐标相关；
导向通道，所述导向通道可由所述执行机构根据所述空间传播路径进行驱动，使得所述导向通道的轴线与所述预设光束重合。
9.根据权利要求8所述的定位设备，其特征在于，所述第一相交点位于所述探测区域的中心点。
10.根据权利要求8所述的定位设备，其特征在于，所述执行机构与所述光学探测器的信号输出端电连接，并根据所述光学探测器分别在所述第一位置和所述第二位置处输出的采样电流值，确定所述预设光束是否与所述探测区域在所述任意位置处形成所述第一相交点和所述第二相交点。
11.根据权利要求8所述的定位设备，其特征在于，所述执行机构包括平移驱动部件，在所述导向通道的轴线与所述预设光束平行时，所述平移驱动部件用于驱动所述导向通道进行平移，以令所述导向通道的轴线重合于所述预设光束。
12.根据权利要求8所述的定位设备，其特征在于，所述执行机构包括旋转驱动部件，在所述导向通道的轴线与所述预设光束相交时，所述旋转驱动部件用于驱动所述导向通道以所述预设光束与所述导向通道的轴线的相交点为旋转中心、在所述导向通道的轴线与所述预设光束所成的平面内进行旋转，以令所述导向通道的轴线重合于所述预设光束。
13.根据权利要求8所述的定位设备，其特征在于，所述执行机构包括旋转驱动部件，在所述导向通道的轴线与所述预设光束相交时，所述旋转驱动部件用于根据所述预设光束与每一坐标轴之间的光束夹角参数、所述导向通道的轴线与每一坐标轴之间的通道夹角参数，驱动所述导向通道根据所述通道夹角参数与所述光束夹角参数之间的对应关系进行旋转，以令所述导向通道的轴线重合于所述预设光束。
14.根据权利要求8所述的定位设备，其特征在于，所述执行机构包括旋转驱动部件和平移驱动部件，在所述导向通道的轴线与所述预设光束不相交且不平行时，所述旋转驱动部件用于驱动所述导向通道进行旋转、所述平移驱动部件用于驱动所述导向通道进行旋转，以令所述导向通道的轴线重合于所述预设光束。
15.根据权利要求8所述的定位设备，其特征在于，所述光学探测器与所述导向通道可由所述执行机构驱动进行同步运动。
16.根据权利要求8所述的定位设备，其特征在于，所述光学探测器与所述导向通道之间固定连接。
17.根据权利要求8所述的定位设备，其特征在于，所述光学探测器包括位置传感器。
18.根据权利要求8所述的定位设备，其特征在于，所述执行机构包括六自由度机械臂。
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