CN109171960A - 光束定位方法、导向通道定位方法和定位机构 - Google Patents

光束定位方法、导向通道定位方法和定位机构 Download PDF

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Abstract

本申请是关于一种光束定位方法、导向通道定位方法和定位机构。光束定位方法包括获取光束与光学探测装置上探测区域相交形成的第一相交点的位置信息,所述光束包括定位光束和干扰光束,所述定位光束指向患肢靶点;获取所述干扰光束与所述光学探测装置上探测区域相交形成的第二相交点的位置信息;根据所述第一相交点的位置信息和所述第二相交点的位置信息,计算所述定位光束在所述探测区域上的坐标。

Description

光束定位方法、导向通道定位方法和定位机构
技术领域
本申请涉及医疗技术领域,尤其涉及一种光束定位方法、导向通道定位方法和定位机构。
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抵达体内靶点。
在相关技术中,可以利用指向体内靶点的光束确定手术器械的位置。但是,在该相关技术中,由于环境光或者照明设备的照射光线影响,容易出现光束定位不准、精度低的弊端,不利于后续对手术器械的定位,容易出现多次手术,延长手术时间,导致患者状态不佳,情绪降低。
发明内容
本申请提供一种光束定位方法、导向通道定位方法和定位机构,以解决相关技术中的不足。
根据本申请实施例的第一方面,提供一种光束定位方法,包括:
获取光束与光学探测装置上探测区域相交形成的第一相交点的位置信息,所述光束包括定位光束和干扰光束,所述定位光束指向患肢靶点;
获取所述干扰光束与所述光学探测装置上探测区域相交形成的第二相交点的位置信息;
根据所述第一相交点的位置信息和所述第二相交点的位置信息,计算所述定位光束在所述探测区域上的坐标。
可选的,所述光学探测装置包括单个位置传感器;
在具有所述定位光束时,单个所述位置传感器用于检测所述第一相交点的位置信息,在无所述定位光束时,单个所述位置传感器用于检测所述第二相交点的位置信息。
可选的,所述光学探测装置包括多个位置传感器,所述多个位置传感器中的一个用于检测所述第一相交点的位置信息,其他位置传感器用于检测所述第二相交点的位置信息。
可选的,检测所述第二相交点位置信息的位置传感器、与检测所述第一相交点位置信息的位置传感器之间间隔距离小于预设距离。
可选的,所述获取所述干扰光束与所述光学探测装置上探测区域相交形成的第二相交点的位置信息,包括:
获取所述干扰光束与对应的每一位置传感器探测区域相交点的位置子信息;
根据各个位置子信息计算所述第二相交点的位置信息。
可选的,包括至少三个位置传感器用于检测所述第二相交点的位置信息;
所述根据各个位置子信息计算所述第二相交点的位置信息,包括:
计算各个位置子信息之间的差值,确定异常的位置子信息;
根据除异常的位置子信息以外的其他各个位置子信息,计算所述第二相交点的位置信息。
可选的,所述第一相交点的位置信息包括所述第一相交点在所述探测区域上的坐标信息,所述第二相交点的位置信息包括所述第二相交点在所述探测区域上的坐标信息;
所述根据所述第一相交点的位置信息和所述第二相交点的位置信息,计算所述定位光束在所述探测区域上的坐标,包括:
获取第一相交点坐标信息中的每一坐标值与所述第二相交点坐标信息中的对应坐标值之差;
根据每一坐标值与对应坐标值之差,计算所述定位光束在所述探测区域上的坐标。
可选的,所述第一相交点的位置信息包括所述光学探测装置产生的第一光敏电流,所述第二相交点的位置信息包括所述光学探测装置产生的第二光敏电流;
所述根据所述第一相交点的位置信息和所述第二相交点的位置信息,计算所述定位光束在所述探测区域上的坐标,包括:
根据所述第一光敏电流和所述第二光敏电流,计算所述定位光束对应的第三光敏电流;
根据所述第三光敏电流计算所述定位光束在所述探测区域上的坐标。
根据本公开实施例的第二方面,提供一种导向通道的定位方法,包括:
当所述光学探测装置处于第一位置时,采用如上述任一项实施例所述方法的步骤,获取所述定位光束关于所述光学探测装置探测区域的坐标;
当所述光学探测装置处于第二位置时,采用如上述任一项实施例所述方法的步骤,获取所述定位光束关于所述光学探测装置探测区域的坐标;
根据第一位置所述定位光束对应的坐标和第二位置时所述定位光束对应的坐标,确定所述定位光束的空间位置;
根据所述述定位光束的空间位置,将所述导向通道调整至与所述定位光束重合。
根据本公开实施例的第三方面,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任一项所述方法的步骤。
根据本公开实施例的第四方面,提供一种定位机构,包括:
固定座;
光学探测装置,所述光学探测装置连接于所述固定座,包括多个位置传感器,所述多个位置传感器中的一个用于检测光束的位置信息,其他位置传感器用于检测干扰光束的位置信息,所述光束包括定位光束和干扰光束;
控制器,所述控制器用于根据所述光束的位置信息和所述干扰光束的位置信息,计算所述定位光束关于对应位置传感器探测区域的坐标。
可选的,检测所述第二相交点位置信息的位置传感器、与检测所述第一相交点位置信息的位置传感器之间间隔距离小于预设距离。
可选的,检测所述第二相交点位置信息的位置传感器、与检测所述第一相交点位置信息的位置传感器采用下述至少之一的方式排布;
并列排布、对称排布、环绕排布。
可选的,当检测所述第二相交点位置信息的位置传感器环绕检测所述第一相交点位置信息的位置传感器时,用于检测干扰光束坐标的位置传感器形成下述一种形状:
多边形、圆形。
本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
本申请中可以通过定位光束与干扰光束共同作用情况下的位置信息、和干扰光束单独作用的情况下的位置信息,得到定位光束的坐标,从而可以排除干扰光束的影响,得到无干扰情况下定位光束的位置,提高检测结果的准确性,从而提高后续导向通道的位置精度,有利于缩短手术时长,缓解患者情绪。
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光束定位方法流程图。
图2是根据一示例性实施例示出的另一种光束定位方法流程图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种位置传感器的示意图。
图4是根据一示例性实施例示出的又一种光束定位方法流程图。
图5是根据一示例性实施例示出的一种导向通道定位方法流程图。
图6是根据一示例性实施例示出的一种定位机构的结构示意图。
图7是根据一示例性实施例示出的一种位置传感器的排布示意图。
图8A是根据一示例性实施例示出的另一种位置传感器的排布示意图。
图8B是根据一示例性实施例示出的另一种位置传感器的排布示意图。
图8C是根据一示例性实施例示出的另一种位置传感器的排布示意图。
图9是根据一示例性实施例提供的一种设备的示意结构图。
图10是根据一示例性实施例示出的一种光束定位装置的框图。
图11是根据一示例性实施例提供的另一种设备的示意结构图。
图12是根据一示例性实施例示出的一种导向通道定位装置的框图。
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光束定位方法的流程图。如图1所示,该定位方法可以包括:
在步骤101中,获取光束与光学探测装置上探测区域相交形成的第一相交点的位置信息,该光束包括定位光束和干扰光束,该定位光束指向患肢靶点。
在本实施例中,光学探测装置可以以探测区域上任意一点为坐标原点,然后根据光束照射探测区域时所形成的光敏电流,确定基于坐标原点的第一相交点的位置信息。例如,可以是以光学探测装置上探测区域的几何中心为原点,获取第一相交点的位置信息。其中,定位光束可以包括通过激光设备照射的激光光束,或者也可以是其他目标设备所发出的条状光束,该定位光束指向患肢靶点,使得后续能够通过定位光束定位患肢靶点的位置;干扰光束可以包括背景光束,例如环境光或者室内照明设备所发出的光线等,本申请并不对此进行限制。
在步骤102中,获取干扰光束与光学探测装置上探测区域相交形成的第二相交点的位置信息。
在本实施例中,可以是在没有定位光束的状态下,获取干扰光束与探测区域相交形成的第二相交点的位置信息。
在一实施例中,该光学探测装置可以包括单个位置传感器,该位置传感器可以包括PSD传感器,通过该PSD传感器可以在具有定位光束的情况下,通过该单个位置传感器对应的探测区域检测第一相交点的位置信息,在没有定位光束的情况下,通过该单个位置传感器对应的探测区域检测第二相交点的位置信息。
在另一实施例中,该光学探测装置可以包括多个位置传感器,对于光学探测装置而言,每一位置传感器所对应的坐标原点相同,例如,在每一位置传感器对应的探测区域规格相同的情况下,均以各个探测区域的几何中心为坐标原点。该多个位置传感器中的一个可以用于检测第一相交点的位置信息、其他位置传感器可以用于检测第二相交点的位置信息,从而可以在同一时刻得到对第一相交点和第二相交点的位置信息,提高效率。
在本实施例中,检测第二相交点位置信息的位置传感器,与检测第一相交点位置信息的位置传感器之间间隔距离小于预设距离,尽可能使得检测第二相交点位置信息的位置传感器所检测到的干扰光束、与检测第一相交点位置信息的位置传感器所检测到的干扰光束相似或者相同,提高结果的精准性。
进一步地,当存在至少两个位置传感器检测干扰光束时,可以获取干扰光束与对应的每一位置传感器探测区域相交点的位置子信息,然后根据各个位置子信息计算第二相交点的位置信息。具体而言,可以是将各个位置子信息的平均值作为第二相交点的位置信息;或者,为了避免个别位置传感器所处位置检测的干扰光束出现突变,本申请中还可以计算各个位置子信息之间的差值,确定出异常的位置子信息,然后根据该异常的位置子信息以外的其他位置子信息计算第二相交点的位置信息,提高精准性。
在步骤103中,根据第一相交点的位置信息和第二相交点的位置信息,计算定位光束在探测区域上的坐标。
在本实施例中,可以根据第一相交点的位置信息和第二相交点的位置信息,将干扰光束进行排除,得到定位光束在探测区域上的坐标,从而确定定位光束在空间的传播路径。
在一实施例中,该第一相交点的位置信息可以包括第一相交点在探测区域上的坐标信息,相类似的,第二相交点的位置信息可以包括第二相交点在探测区域上的坐标信息,从而可以根据第一相交点坐标信息中的每一坐标值与第二相交点坐标信息中的对应坐标值之差,计算定位光束在探测区域上的坐标。
在另一实施例中,第一相交点的位置信息可以包括光学探测装置产生的第一光敏电流,第二相交点的位置信息可以包括光学探测装置产生的第二光敏电流;可以根据该第一光敏电流和第二光敏电流计算定位光束对应的第三光敏电流,然后根据该第三光敏电流计算定位光束在探测区域上的坐标。
由上述实施例可知,本申请中可以通过定位光束与干扰光束共同作用情况下的位置信息、和干扰光束单独作用的情况下的位置信息,得到定位光束的坐标,从而可以排除干扰光束的影响,得到无干扰情况下定位光束的位置,提高检测结果的准确性,从而提高后续导向通道的位置精度,提高进针精度,避免患者多次承受进针,有利于缓解患者情绪。
为便于对本申请技术方案进行详细阐述,下述将结合具体操作流程就行详细说明。图2是根据一示例性实施例示出的另一种光束定位方法流程图,如图2所示,该方法可以包括:
在步骤201中,激光设备照射激光光束。
在本实施例中,该激光光束可以包括激光对应的波长范围内、处于任意波长区间内的射线。例如,可以为可见光,包括红外线等。该激光设备可以是悬挂于C臂机上,发出指向患肢靶点的定位光束。
在步骤202中,通过PSD检测第一相交点D1对应的光敏电流。
在步骤203中,计算第一相交点D1的坐标信息。
在本实施例中,可以在照射有激光光束的情况下,通过PSD检测定位光束与PSD探测区域相交形成的第一相交点对应的光敏电流。具体而言,该PSD可以包二维PSD,如图3所示,在此可以假定以二维PSD的几何中心为原点建立平面坐标系XOY,当激光光束同干扰光束共同作用照射探测区域时,可以在探测区域形成光斑,该光斑的质心即为第一相交点D1(DX1,DY1),假定激光光束同干扰光束共同作用时,二维PSD上的引脚X1输出的电流为IX11、引脚X2输出的电流为IX12、引脚Y1输出的电流为IY13、引脚Y2输出的电流为IY14,那么,可以根据下述方式求得:
DX1=((IY13+IX12-IX11-IY14)/(IX11+IX12+IY13+IY14))*L/2;
DY2=((IX12+IY14-IX11-IY13)/(IX11+IX12+IY13+IY14))*L/2。
在步骤204中,关闭激光设备。
在步骤205中,通过PSD检测第二相交点D2对应的光敏电流。
在步骤206中,计算第二相交点D2的坐标信息。
在本实施例中,当关闭激光设备后,可以测得干扰光束与二维PSD相交的第二相交点的坐标D1(DX2,DY2);在此,可以假定当仅存在干扰光束照射时,引脚X1输出的电流为IX21、引脚X2输出的电流为IX22、引脚Y1输出的电流为IY23、引脚Y2输出的电流为IY24,那么:
DX2=((IY23+IX22-IX21-IY24)/(IX21+IX22+IY23+IY24))*L/2;
DY2=((IX22+IY24-IX21-IY23)/(IX21+IX22+IY23+IY24))*L/2。
其中,L为探测区域的长度。
需要说明的是:在其他一些实施例中,步骤201-步骤203可以与步骤204-步骤206的执行顺序进行更换,先测量无定位光束时的位置信息、然后测量存在定位光束时的位置信息;类似的,也可以是在步骤202和步骤205均执行完成以后,执行步骤203和步骤206,本申请并不对此进行限制。
在步骤207中,根据D1和D2的坐标信息,计算对应坐标值之差。
在步骤208中,根据每一差值得到定位光束在对应坐标轴上的坐标。
在本实施例中,假定在仅存在定位光束的情况下,其能够与二维PSD的探测区域相交形成相交点D(DX,DY),那么,该:
DX=DX1-DX2
DY=DY1-DY2
以此,便得到了在无干扰情况下,定位光束在二维PSD探测区域上的坐标。相对于现有技术中,以存在干扰光束和定位光束共同作用时的坐标作为定位光束的位置信息的情况,能够提高对定位光束的定位准确性。
尽管,在相关技术中,亦存在考虑了滤除干扰光束影响的情况,例如,在一相关技术中,可以在PSD的感光面上加上一个与信号光源波长相同的带通滤光片,以过滤与信号光源波长不同的背景光。但是,在该相关技术中,对于单个的二维PSD而言,需要使之结构复杂化,例如,需要考虑带通滤光片的安装,以及带通滤光片本身的滤光效果;而且会提高生产成本。
在另一相关技术中,可以将光源以某一固定的频率调制成脉冲,对输出信号用锁相放大器进行同步检波,滤去背景光成分,经过处理得到输出信号。显然,在该相关技术中,增加了处理器的处理难度以及处理量;而且需要增加硬件结构,例如锁相放大器和脉冲调制器等,不利于降低成本。
图4是根据一示例性实施例示出的另一种光束定位方法流程图。如图4所示,该方法包括:
在步骤401中,激光设备照射激光光束。
在本实施例中,步骤401可以参考图2所实施例中的步骤201,在此不再赘述。
在步骤402中,第一PSD检测光敏电流I1
在步骤403中,第二PSD检测光敏电流I2;第三PSD检测光敏电流I3;第四PSD检测光敏电流I4
在本实施例中,假定第一PSD、第二PSD、第三PSD和第四PSD均采用如图3中所示的结构,那么,光敏电流I1可以包括多个电流,其分别为引脚X1输出的电流I11、引脚X2输出的电流I12、引脚Y1输出的电流I13、引脚Y2输出的电流I14
相类似的,光敏电流I2包括:引脚X1输出的电流I21、引脚X2输出的电流I22、引脚Y1输出的电流I23、引脚Y2输出的电流I24
光敏电流I3包括:引脚X1输出的电流I31、引脚X2输出的电流I32、引脚Y1输出的电流I33、引脚Y2输出的电流I34
光敏电流I4包括:引脚X1输出的电流I41、引脚X2输出的电流I42、引脚Y1输出的电流I43、引脚Y2输出的电流I44
在步骤404中,计算I2、I3、I4的均值得到I0
在本实施例中,可以根据对应关系计算光敏电流I0,相应的,该光敏电流I0可以包括:
I01=(I21+I31+I41)/4;
I02=(I22+I32+I42)/4;
I03=(I23+I33+I43)/4;
I04=(I24+I34+I44)/4。
由此,可以通过多个二维PSD对干扰光束进行检测,避免由于环境光束分布不均,导致测量结果的误差偏大,最终导致对定位光束的定位不准。当然在其他一些实施例中,也可以是采用区别于检测第一相交点的二维PSD的单个二维PSD来检测干扰光束,此在不再详细阐述。
需要说明的是,在干扰光束中,尤其在干扰光束包括环境背景光时,极有可能由于个别二维PSD所对应的干扰光束较其他二维PSD的干扰光束强,由此亦可能造成测量结果的不准确。
因此,在一些实施例中,可以计算I21、I31、I41之间的各个差值,当出现差值异常时,认为该差值异常的光敏电流多对应的二维PSD的检测不准确,从而后续在计算均值时,将其排除。
举例而言,假定I21、I31之间的差值为0.1mA,而I41与I21、I41与I31的差值达到了0.5mA甚至更高时,可以认为此时第四PSD的检测有误,从而只根据第二PSD和第三PSD的光敏电流计算I0。当有四个或者四个以上的PSD检测干扰光束时,可以通过各个光敏电流之间的差值,确定出哪个PSD出现异常,例如,各差值均在0.1mA±0.05mA的范围内,那么,当出现0.5mA或者0.6mA时,可以认为该差值为异常,从而确定出异常的PSD。
在步骤405中,根据I0和I1,计算定位光束对应的光敏电流In
在本实施例中,定位光束对应的光敏电流In可以包括:
In1=I11-I01
In2=I12-I02
In3=I13-I03
In4=I13-I04
在步骤406中,根据光敏电流I3计算定位光束的坐标D(DX,DY)。
在本实施例中,仍以图2中所示的二维PSD为例,D(DX,DY)可以通过下述方式计算获得:
DX=((In3+In2-In1-In4)/(In1+In2+In3+In4))*L/2;
DY=((In2+In4-In1-In3)/(In1+In2+In3+In4))*L/2。
当然,在一些实施例中,也可以采用下述方式计算获得:
DX=((In2-In1)/(In2+In1))*L;
DY=((In4-In3)/(In4+In3))*L。
进一步地,二维PSD可以采用二面型的PSD、或者四边形的PSD,或者枕形的PSD,本申请并不对此进行限制。
基于本公开的光束定定位方法,如图5所示,还提供一种导向通道的定位方法,如图5所示,该方法可以包括以下步骤:
在步骤501中,当所述光学探测装置处于第一位置时,获取所述定位光束关于所述光学探测装置探测区域的坐标。
在步骤502中,当所述光学探测装置处于第二位置时,获取所述定位光束关于所述光学探测装置探测区域的坐标。
在本实施例中,可以采用图1-图4中任一实施例所示的方法,获取定位光束关于探测区域的坐标。
在步骤503中,根据第一位置所述定位光束对应的坐标和第二位置时所述定位光束对应的坐标,确定所述定位光束的空间位置。
在步骤504中,根据所述述定位光束的空间位置,将所述导向通道调整至与所述定位光束重合。
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,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,排出干扰光束的影响,可以提高对导向通道定位的精准度。
基于上述光束定位方法,本申请还提供一种定位机构,如图6所示,定位机构100可以包括固定座1、光学探测装置2和控制器3。其中,光学探测装置2被固定于固定座1上,该光学探测装置2可以包括多个位置传感器,其中,多个位置传感器中的一个用于检测光束的位置信息,该光束包括定位光束和干扰光束,其他位置传感器用于检测干扰光束的位置信息。
举例而言,仍以图6所示,光学探测装置2可以包括检测定位光束和干扰光束的第一位置传感器21、和检测干扰光束的第二位置传感器22,该第二位置传感器22可以与第一位置传感器21并列排布,并且两者之间的间隔距离不小于预设距离,以尽可能使得第一位置传感器21所检测到的干扰光束与第二位置传感器11所检测到的干扰光束相近或者相同。其中,第一位置传感器21和第二位置传感器22之间的间隔距离是指两者中心之间存在的距离。
举例而言,当二维PSD的规格为9mm*9mm时,该预设距离可以为10-20mm,亦即相邻两个PSD上相对设置的边缘之间有1-11mm的距离。在本申请中,可以基于相邻两个PSD上相对设置的边缘之间的距离、和PSD的规格共同决定相邻两个PSD之间的间隔距离。其中,PSD的规格也可以是8mm*8mm,或者10mm*10mm,本申请并不对此进行限制;相邻两个PSD上相对设置的边缘之间的距离可以是不大于15mm,例如,可以是5mm、8mm、10mm等,本申请并不对此进行限制。
控制器3可以根据光束的位置信息和干扰光束的位置信息,计算定位光束关于对应位置传感器探测区域的坐标。即,控制器3可以根据第一位置传感器21检测到的位置信息和第二位置传感器22检测到的位置信息,计算定位光束在第一位置传感器21上的坐标。
在本实施例中,当存在多个第二位置传感器22时,该多个第二位置传感器22与第一位置传感器21之间可以采用如图6中所示的并列排布的方式;或者,也可以如图7所示,采用对称排布的方式,再或者如图8A中所示的环绕排布的方式。当采用环绕方式进行排布时,该多个地位位置传感器可以环绕形成多边形,例如如图8A中所示的三角形;或者还可以是如图8B所示的四边形;当然,也可以是环绕形成如图8C所示的圆形,本申请并不对此进行限制。
与前述的光束定位方法的实施例相对应,本申请还提供了光束定位装置的实施例。
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、网络接口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的光束定位装置900。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,该导向通道的光束定位装置900可以包括第一获取模块1001、第二获取模块1002和计算模块1003;其中:
第一获取模块1001,被配置为获取光束与光学探测装置上探测区域相交形成的第一相交点的位置信息,所述光束包括定位光束和干扰光束,所述定位光束指向患肢靶点;
第二获取模块1002,被配置为获取所述干扰光束与所述光学探测装置上探测区域相交形成的第二相交点的位置信息;
计算模块1003,被配置为根据所述第一相交点的位置信息和所述第二相交点的位置信息,计算所述定位光束在所述探测区域上的坐标。
可选的,所述光学探测装置包括单个位置传感器;
在具有所述定位光束时,单个所述位置传感器用于检测所述第一相交点的位置信息,在无所述定位光束时,单个所述位置传感器用于检测所述第二相交点的位置信息。
可选的,所述光学探测装置包括多个位置传感器,所述多个位置传感器中的一个用于检测所述第一相交点的位置信息,其他位置传感器用于检测所述第二相交点的位置信息。
可选的,检测所述第二相交点位置信息的位置传感器、与检测所述第一相交点位置信息的位置传感器之间间隔距离小于预设距离。
可选的,第二获取模块1002还用于:
获取所述干扰光束与对应的每一位置传感器探测区域相交点的位置子信息;
根据各个位置子信息计算所述第二相交点的位置信息。
可选的,包括至少三个位置传感器用于检测所述第二相交点的位置信息;,第二获取模块1002还用于:
所述根据各个位置子信息计算所述第二相交点的位置信息,包括:
计算各个位置子信息之间的差值,确定异常的位置子信息;
根据除异常的位置子信息以外的其他各个位置子信息,计算所述第二相交点的位置信息。
可选的,所述第一相交点的位置信息包括所述第一相交点在所述探测区域上的坐标信息,所述第二相交点的位置信息包括所述第二相交点在所述探测区域上的坐标信息;计算模块1003还用于:
获取第一相交点坐标信息中的每一坐标值与所述第二相交点坐标信息中的对应坐标值之差;
根据每一坐标值与对应坐标值之差,计算所述定位光束在所述探测区域上的坐标。
可选的,所述第一相交点的位置信息包括所述光学探测装置产生的第一光敏电流,所述第二相交点的位置信息包括所述光学探测装置产生的第二光敏电流;可选的,计算模块1003还用于:
所述根据所述第一相交点的位置信息和所述第二相交点的位置信息,计算所述定位光束在所述探测区域上的坐标,包括:
根据所述第一光敏电流和所述第二光敏电流,计算所述定位光束对应的第三光敏电流;
根据所述第三光敏电流计算所述定位光束在所述探测区域上的坐标。
与前述的光束定位方法的实施例相对应,本申请还提供了光束定位装置的实施例。
图11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11,在硬件层面,该设备包括处理器1102、内部总线1104、网络接口1106、内存1108以及非易失性存储器1110,当然还可能包括其他业务所需要的硬件。处理器1102从非易失性存储器1110中读取对应的计算机程序到内存1108中然后运行,在逻辑层面上形成导向通道的定位装置1100。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12,在软件实施方式中,该导向通道的定位装置1100可以包括第三获取模块1201、第四获取模块1202、确定模块1203和调整模块1204;其中:
第三获取模块1201,被配置为当所述光学探测装置处于第一位置时,采用如上述任一项实施例所述方法的步骤,获取所述定位光束关于所述光学探测装置探测区域的坐标;
第四获取模块1202,被配置为当所述光学探测装置处于第二位置时,采用如上述任一项实施例所述方法的步骤,获取所述定位光束关于所述光学探测装置探测区域的坐标;
确定模块1203,被配置为根据第一位置所述定位光束对应的坐标和第二位置时所述定位光束对应的坐标,确定所述定位光束的空间位置;
调整模块1204,被配置为根据所述述定位光束的空间位置,将所述导向通道调整至与所述定位光束重合。
关于上述实施例中的装置,其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述,此处将不做详细阐述说明。
对于装置实施例而言,由于其基本对应于方法实施例,所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
在示例性实施例中,还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质,例如包括指令的存储器910,上述指令可由电子设备的处理器902执行以完成上述方法。再例如包括指令的存储器1110,上述指令可由电子设备的处理器1102执行以完成上述方法。例如,所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
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 (14)

1.一种光束定位方法,其特征在于,包括:
获取光束与光学探测装置上探测区域相交形成的第一相交点的位置信息,所述光束包括定位光束和干扰光束,所述定位光束指向患肢靶点;
获取所述干扰光束与所述光学探测装置上探测区域相交形成的第二相交点的位置信息;
根据所述第一相交点的位置信息和所述第二相交点的位置信息,计算所述定位光束在所述探测区域上的坐标。
2.根据权利要求1所述的定位方法,其特征在于,所述光学探测装置包括单个位置传感器;
在具有所述定位光束时,单个所述位置传感器用于检测所述第一相交点的位置信息,在无所述定位光束时,单个所述位置传感器用于检测所述第二相交点的位置信息。
3.根据权利要求1所述的定位方法,其特征在于,所述光学探测装置包括多个位置传感器,所述多个位置传感器中的一个用于检测所述第一相交点的位置信息,其他位置传感器用于检测所述第二相交点的位置信息。
4.根据权利要求3所述的定位方法,其特征在于,检测所述第二相交点位置信息的位置传感器、与检测所述第一相交点位置信息的位置传感器之间间隔距离小于预设距离。
5.根据权利要求3所述的定位方法,其特征在于,所述获取所述干扰光束与所述光学探测装置上探测区域相交形成的第二相交点的位置信息,包括:
获取所述干扰光束与对应的每一位置传感器探测区域相交点的位置子信息;
根据各个位置子信息计算所述第二相交点的位置信息。
6.根据权利要求5所述的定位方法,其特征在于,包括至少三个位置传感器用于检测所述第二相交点的位置信息;
所述根据各个位置子信息计算所述第二相交点的位置信息,包括:
计算各个位置子信息之间的差值,确定异常的位置子信息;
根据除异常的位置子信息以外的其他各个位置子信息,计算所述第二相交点的位置信息。
7.根据权利要求1所述的定位方法,其特征在于,所述第一相交点的位置信息包括所述第一相交点在所述探测区域上的坐标信息,所述第二相交点的位置信息包括所述第二相交点在所述探测区域上的坐标信息;
所述根据所述第一相交点的位置信息和所述第二相交点的位置信息,计算所述定位光束在所述探测区域上的坐标,包括:
获取第一相交点坐标信息中的每一坐标值与所述第二相交点坐标信息中的对应坐标值之差;
根据每一坐标值与对应坐标值之差,计算所述定位光束在所述探测区域上的坐标。
8.根据权利要求1所述的定位方法,其特征在于,所述第一相交点的位置信息包括所述光学探测装置产生的第一光敏电流,所述第二相交点的位置信息包括所述光学探测装置产生的第二光敏电流;
所述根据所述第一相交点的位置信息和所述第二相交点的位置信息,计算所述定位光束在所述探测区域上的坐标,包括:
根据所述第一光敏电流和所述第二光敏电流,计算所述定位光束对应的第三光敏电流;
根据所述第三光敏电流计算所述定位光束在所述探测区域上的坐标。
9.一种导向通道的定位方法,其特征在于,包括:
当所述光学探测装置处于第一位置时,采用如权利要求1-8中任一项所述方法的步骤,获取所述定位光束关于所述光学探测装置探测区域的坐标;
当所述光学探测装置处于第二位置时,采用如权利要求1-8中任一项所述方法的步骤,获取所述定位光束关于所述光学探测装置探测区域的坐标;
根据第一位置所述定位光束对应的坐标和第二位置时所述定位光束对应的坐标,确定所述定位光束的空间位置;
根据所述述定位光束的空间位置,将所述导向通道调整至与所述定位光束重合。
10.一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1-9中任一项所述方法的步骤。
11.一种定位机构,其特征在于,包括:
固定座;
光学探测装置,所述光学探测装置连接于所述固定座,包括多个位置传感器,所述多个位置传感器中的一个用于检测光束的位置信息,其他位置传感器用于检测干扰光束的位置信息,所述光束包括定位光束和干扰光束;
控制器,所述控制器用于根据所述光束的位置信息和所述干扰光束的位置信息,计算所述定位光束关于对应位置传感器探测区域的坐标。
12.根据权利要求11所述的定位机构,其特征在于,检测所述第二相交点位置信息的位置传感器、与检测所述第一相交点位置信息的位置传感器之间间隔距离小于预设距离。
13.根据权利要求11所述的定位机构,其特征在于,检测所述第二相交点位置信息的位置传感器、与检测所述第一相交点位置信息的位置传感器采用下述至少之一的方式排布;
并列排布、对称排布、环绕排布。
14.根据权利要求13所述的定位方法,其特征在于,当检测所述第二相交点位置信息的位置传感器环绕检测所述第一相交点位置信息的位置传感器时,用于检测干扰光束坐标的位置传感器形成下述一种形状:
多边形、圆形。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1279506A (zh) * 1999-07-05 2001-01-10 日本电气株式会社 平面研磨装置
CN1968558A (zh) * 2005-11-17 2007-05-23 建美电子股份有限公司 更新可携式电子装置的发光组件的发光亮度的方法
CN101214142A (zh) * 2007-12-26 2008-07-09 北京理工大学 一种基于多光谱图像的医学手术导航跟踪装置
CN102464166A (zh) * 2010-11-03 2012-05-23 中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司 冷藏集装箱冷机、冷藏集装箱及冷藏集装箱冷机控制方法
CN102589419A (zh) * 2011-11-14 2012-07-18 施宝忠 一种基于psd的测量方法和测量装置
CN104215265A (zh) * 2014-08-18 2014-12-17 中国空间技术研究院 一种高精度的psd信号降噪方法
CN104605824A (zh) * 2015-02-10 2015-05-13 安徽信美医学工程科技有限公司 一种病变部位显像投影导航装置
DE102014210121A1 (de) * 2014-05-27 2015-08-27 Carl Zeiss Meditec Ag Operationsmikroskop und bildgeführtes Chirurgiesystem sowie Verfahren zu deren Betrieb
CN104887321A (zh) * 2015-05-08 2015-09-09 安徽信美医学工程科技有限公司 一种便携多模式医疗显微导航装置及其控制方法
CN107426890A (zh) * 2017-05-09 2017-12-01 江苏山水节能服务股份有限公司 一种路灯光控系统及方法
CN107913106A (zh) * 2017-12-19 2018-04-17 杭州三坛医疗科技有限公司 导向通道的定位方法及设备

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1279506A (zh) * 1999-07-05 2001-01-10 日本电气株式会社 平面研磨装置
CN1968558A (zh) * 2005-11-17 2007-05-23 建美电子股份有限公司 更新可携式电子装置的发光组件的发光亮度的方法
CN101214142A (zh) * 2007-12-26 2008-07-09 北京理工大学 一种基于多光谱图像的医学手术导航跟踪装置
CN102464166A (zh) * 2010-11-03 2012-05-23 中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司 冷藏集装箱冷机、冷藏集装箱及冷藏集装箱冷机控制方法
CN102589419A (zh) * 2011-11-14 2012-07-18 施宝忠 一种基于psd的测量方法和测量装置
DE102014210121A1 (de) * 2014-05-27 2015-08-27 Carl Zeiss Meditec Ag Operationsmikroskop und bildgeführtes Chirurgiesystem sowie Verfahren zu deren Betrieb
CN104215265A (zh) * 2014-08-18 2014-12-17 中国空间技术研究院 一种高精度的psd信号降噪方法
CN104605824A (zh) * 2015-02-10 2015-05-13 安徽信美医学工程科技有限公司 一种病变部位显像投影导航装置
CN104887321A (zh) * 2015-05-08 2015-09-09 安徽信美医学工程科技有限公司 一种便携多模式医疗显微导航装置及其控制方法
CN107426890A (zh) * 2017-05-09 2017-12-01 江苏山水节能服务股份有限公司 一种路灯光控系统及方法
CN107913106A (zh) * 2017-12-19 2018-04-17 杭州三坛医疗科技有限公司 导向通道的定位方法及设备

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李琳 等: "一种消除PSD背景光干扰的新方法", 《传感器与微系统》 *
袁红星 等: "PSD位置特性与光斑及背景的关系研究", 《东南大学学报》 *

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Denomination of invention: Beam positioning method, guiding channel positioning method, and positioning mechanism

Effective date of registration: 20230504

Granted publication date: 20201106

Pledgee: Zheshang Bank Co.,Ltd. Hangzhou Branch

Pledgor: HANGZHOU SANTAN MEDICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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