CN111493912B - 一种dr机器人系统及应用其的操作步骤 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种DR机器人系统及应用其的操作步骤，包括有机器人底盘、机械臂、DR机和电子设备，所述机器人底盘运输所述DR机，所述DR机包括有摄片控制器，所述机械臂设置于所述DR机上，且驱动所述摄片控制器移动，所述电子设备控制所述机器人底盘移动，且控制所述DR机进行医学影像。上述系统降低DR摄片的工作强度，提高操作便捷程度。医护人员远程操纵机器完成医疗图像的获取，隔绝了受到病患者感染的风险，通过智能图像处理中心，可以实现常见病症的诊断，还可以通过网络共享数据帮助有经验的医生进行远程诊断，提高了诊断的效率与效果。

Description

一种DR机器人系统及应用其的操作步骤

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其是一种DR机器人系统及应用其的操作步骤。

背景技术

在日常诊疗病患的过程中，一般会通过DR机（数字减影X线拍片机）为病人拍摄医疗图像辅助治疗。然而由于DR机本身自重较大，重达数百公斤，即便有助力工具，医护人员在移动时需要一定力量推动、并且在操作时需要对探测仪器进行操纵，此类动作劳神费力，也需要一定的熟练程度；在DR机操作摄片过程中，医护人员需要在病患者身边操作，存在着被病患者感染的极大风险；目前DR机的图像只能保存在计算机中，然后等待专科医生诊断，难以快速得到相应的诊断结果。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种DR机器人系统及应用其的操作步骤，能够方便医护人员操作，降低医护人员感染风险。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种DR机器人系统，包括有机器人底盘、机械臂、DR机和电子设备，所述机器人底盘运输所述DR机，所述DR机包括有摄片控制器，所述机械臂设置于所述DR机上，且驱动所述摄片控制器移动，所述电子设备控制所述机器人底盘移动，且控制所述DR机进行医学影像。

优选地，其进一步包括有数据中心，所述数据中心储存所述DR机的医学影像信息。

优选地，其进一步包括有智能图像处理中心，所述智能图像处理中心对所述数据中心中的医学影像信息进行分析处理。

本申请的另外一种方案是这样实现：一种上述的DR机器人系统的操作步骤，如以下步骤所示：

S1、启动DR机器人；

S2、输入任务；

S3、DR机器人根据任务行驶到指定地点；

S4、远程操控DR机器人进行医学影像；

S5、上传医学影像数据至云端；

S6、对医学影像数据进行分析。

优选地，在步骤S4中，工作人员通过操控所述电子设备控制所述机械臂通过所述DR机进行拍摄医学影像。

优选地，其进一步包括有步骤S7，DR机器人拍摄完医学影像后，根据下一个任务行驶到指定地点。

优选地，在步骤S7中，当DR机器人完成任务后，回到指定位置等待新的任务。

优选地，在步骤S2中，DR机器人自检能否完成当前任务。

优选地，在步骤S2中，DR机器人认为无法当前任务时，则提醒工作人员修改任务安排。

本发明的有益效果在于：

1.降低DR摄片的工作强度，提高操作便捷程度。通过自主行走机器人与DR机的有效结合，不需要人工参予而自行控制DR机的使用地点，同时在使用过程中可以通过机电一体化子系统，实现DR摄片极高程度的自主操作。

2.在摄片过程中，医护人员远程操纵机器完成医疗图像的获取，隔绝了受到病患者感染的风险。

3.通过智能图像处理中心，可以实现常见病症的诊断，还可以通过网络共享数据帮助有经验的医生进行远程诊断，提高了诊断的效率与效果。

4.通过机械臂能够对病患者从任意角度进行拍片操作，对于立式与卧式两个常用的拍片位置，能够快速定位按钮，以方便用户操控使用。

附图说明

图1为本发明涉及的DR机器人系统的框架示意图；

图2为本发明涉及的DR机器人系统的操作步骤的线框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述：

如图1所示，一种DR机器人系统，包括有机器人底盘1、机械臂2、DR机3、电子设备4、数据中心5和智能图像处理中心6，机器人底盘1运输DR机3移动，DR机3包括有摄片控制器，机械臂2设置于DR机3上，且驱动摄片控制器移动，电子设备4控制机器人底盘1移动，且控制DR机3进行医学影像，机器人底盘1、机械臂2和DR机3形成DR机器人，数据中心5储存来自DR机3的医学影像信息，智能图像处理中心6对来自DR机3的医学影像信息进行分析处理。

机器人底盘1采用型号为Mir500的机器人，作为运输DR机3移动的底盘，Mir500是新一代的自主移动机器人，Mir500可运输高达500公斤的物件。可在机器人底盘1的平面顶部根据需要安装任何定制的模块，如料箱、机架、传送带、甚至是协作机械臂等，在本实施例中机器人底盘1用于搭载DR机3去拍X光片。用户在使用前只要将医院环境的CAD文件下载到电子设备4中，就可以让机器人底盘1按照实际环境进行自主智能规划移动路线。机器人底盘1可通过内置的传感器、摄像头和激光雷达自动识别周围环境，安全地避开行动路径上的人和各种障碍物，并能够顺利穿过各种门道、进出电梯等，自主选择最有效的路线到达目的地。

机械臂2为六轴机械臂，用于控制摄片控制器的拍摄角度。机械臂2由六组不同位置的伺服电机驱动，每个电机都能提供一个轴向的旋转运动，从而使固定在机械臂2末端的摄片控制器可以到达空间中任何位置及角度。本模块将以西门子的伺服机电设备为硬件，以垂直串联六关节工业机器臂为核心，将机器视觉、机器人运动控制、光机电综合等技术有机地进行整合，采用模块化结构，实现对固定在机械臂2末端的摄片控制器的任意位置控制。在本实施例中，机械臂2可以帮助医护人员完成包括立位、卧位以及病人所有姿态下的X光摄片作业。

DR机3用于X光摄片DR(Digital Radiography，数字放射摄影技术)，即直接数字化X射线摄影系统，是由电子暗盒、扫描控制器、系统控制器、影像监示器、摄像控制器等组成，直接将X线光子通过电子暗盒转换为数字化图像，是一种广义上的数字化X线摄影。DR将X线影像信息转化为数字影像信息，其曝光宽容度相对于传统的X光增感屏-胶片系统体现出较大优势：DR采用数字技术，动态范围广，具有很宽的曝光宽容度，因而允许照相中的技术误差，即使在一些曝光条件难以掌握的部位，也能比传统X光拍片获得很好的图像；DR还可以根据临床需要进行各种图像后处理，如各种图像滤波，窗宽窗位调节、放大漫游、图像拼接以及距离、面积、密度测量等丰富的功能，为影像诊断中的细节观察、前后对比、定量分析提供灵活的技术支持。在本实施例中DR机3为深圳安健科技的移动平板DR,该DR装备了高清无线的平板探测器，可以满足ICU、隔离病房、放射科等多个场景的拍片需求。通过机器人底盘的自主行走，可以让DR很方便地移动至指定的地点，并由医护人员远程操控使用。

电子设备4可以为智能联网平板或PC电脑。电子设备4为通用的平板及PC电脑，主要提供给用户用于操控机器人底盘1、机械臂2和DR机3。用户将通过SaaS应用的云端操控界面，电子设备4以网络浏览器形式方便地与底盘1、机械臂2、DR机3、数据中心5和智能图像处理中心6进行连接，帮助用户实现对机器人的远程控制、数据的共享使用、以及获取人工智能辅助诊断结果等功能。

数据中心5用于处理医疗图像数据。在本实施例中，数据中心5以云计算中心为基础，采用Linux、Hadoop等国际流行的开源操作系统与大数据软件，灵活地开发用于本发明的数据库系统，有效地为医疗图像的存储与共享提供服务。随着DR机3拍摄的医疗图像数据逐渐丰富，医学影像信息被数字化、数据化后形成了丰富多样的、存储量庞大的医数据集中存储中心，形成一个医疗图像大数据中心，随时通过局域网或互联网等形式进行在线查询，为医生对病人的正确诊断提供可靠的数据保障。

智能图像处理中心6，能够运用人工智能技术分析医学影像，并将影像与医学文本记录进行交叉对比，就能够极大地降低医学诊断上的失误，帮助医生精准诊断。在本实施例中主要是利用当前国际主流人工智能平台Tensorflow为基础，而自我开发的的人工智能图像分析系统，针对具体疾病的诊断，根据DR机所获取到的临床影像学大数据，开发基于X-ray影像学的疾病（如：新型冠状病毒肺炎）AI筛查和辅助诊断系统。该人工智能图像处理中心能对特定疾病（如：新冠病毒肺炎）进行快速诊断，并能判定疾病的分级和严重程度，可协助医疗机构加速辨别疾病感染者，为快速隔离、诊断、治疗争取时间。在智能图像处理中心6中，X-Ray与其他模态影像（如：CT）的AI分析可以连用，也可以单独使用。该中心的AI筛查和辅助诊断系统既可部署在医院内网中使用，又可通过加密上传至云端，利用云计算系统架构，最大限度满足医疗机构等的易用性需求。在系统应用过程初始阶段，医生通过会诊系统对所上传的病例进行分析处理，对所有图像文件都进行标注处理，智能图像处理中心6将根据标注结果完成相关病症图像的深度学习，这样经过一定的量的数据积累、深度学习之后，智能图像处理中心6能够根据学习结果对常见病症进行自主判断，辅助医生进行医疗图像的诊断分析。

如图2所示，本发明还提供了另外一种方案：一种应用于上述DR机器人系统的操作步骤，如以下步骤所示：

步骤1、启动DR机器人；

步骤2、输入任务，DR机器人自检能否完成当前任务，DR机器人认为无法当前任务时，则提醒工作人员修改任务安排；

由医护人员通过局域网布置一个或多个摄片任务，每个任务中包含指定地点及相应的摄片类型。任务队列安排之后，DR机器人将根据工作量、路径规划进行电量等工作状态的检查，以确认是否可以完成相应的任务，当DR机器人认为无法当前任务时，则提醒工作人员修改任务安排。

步骤3、DR机器人根据任务行驶到指定地点；

DR机器人将根据预置的地图及任务的优先程度进行路径及任务的规划，行走至指定的区域及病房。

步骤4、远程操控DR机器人进行医学影像；

当DR机器人到达在指定位置后，通过操控所述电子设备4控制所述机械臂2通过所述DR机3进行拍摄医学影像。

在实际操作中，DR机器人到达指定位置后，由医生通过DR机3上安装的摄像头，实时观察机器周边的环境，并在超声波避障雷达的保护下，利用与电子设备4连接的操作手柄，远程操控DR机4上机械臂2伸展开来，以使得DR机3上的X光机摄像头最终到达能够对病人指定部位进行X光片拍摄的合适位置，并远程操控DR机3上的X光机摄像头快门，完成X光片的拍摄工作。为了快速完成机械臂的伸展工作，可以事先预设好几个X光机摄像头最终到达的拍摄位置。在远程控制过程中，医生可以通过对实时观察到的周边环境情况的判断，决定是否采用以及采用哪一个拍摄位置，让机械臂2在超声波避障雷达的保护下，按照既定程序和步骤，使得机械臂2到达事先预设好的拍摄位置。此时，医生可以视具体情况，决定是否需要通过手动远程控制方式，对机械臂的位置进行微调，使得X光机摄像头最终到达拍摄的合适位置。在拍摄完成之后，可以由医生在DR机3上安装的摄像头实时拍摄到的环境视频的帮助下，利用操作手柄，远程控制逐步收回机械臂2，使其最终回复到初始位置，也可以在超声波避障雷达的保护下，按照既定程序和步骤，自动收回机械臂2。

步骤5、上传医学影像数据至云端；

DR机器人并通过网络将图像数据上传至数据中心5。

步骤6、对医学影像数据进行分析。

智能图像处理中心6对采集的医疗图像数据，通过深度学习算法进行分析，并对有关分析结果进行不中断的调整，使分析结果越来越精准，以帮助将来的图像辅助诊断。

步骤7，DR机器人拍摄完医学影像后，根据下一个任务行驶到指定地点，当DR机器人完成任务后，回到指定位置等待新的任务。

以上所述实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明的实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。

Claims (1)

1.一种DR机器人系统的操作方法，所述DR机器人系统包括机器人底盘（1）、机械臂（2）、DR机（3）、电子设备（4）、数据中心（5）和智能图像处理中心（6）；

所述机器人底盘（1）运输所述DR机（3）移动；

所述DR机（3）包括有摄片控制器；

所述机械臂（2）设置于所述DR机（3）上，并驱动所述摄片控制器移动，所述机械臂为六轴机械臂，用于控制摄片控制器的拍摄角度，机械臂由六组不同位置的伺服电机驱动，每个电机都能提供一个旋转运动，从而使固定在机械臂末端的摄片控制器到达空间中任何位置及角度；

所述电子设备（4）控制所述机器人底盘（1）移动，且控制所述DR机（3）进行医学影像，所述数据中心（5）储存所述DR机（3）的医学影像信息；

所述智能图像处理中心（6）对所述数据中心（5）中的医学影像信息进行分析处理；

其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1、启动DR机器人系统；

S2、输入任务，由医护人员通过局域网布置一个或多个摄片任务，每个任务中包含指定地点及相应的摄片类型，任务队列安排之后，DR机器人系统将根据工作量、路径规划进行包括电量的工作状态的检查，以确认是否可以完成相应的任务，当DR机器人系统认为无法当前任务时，则提醒工作人员修改任务安排；

S3、根据任务行驶到指定地点，DR机器人系统将根据预置的地图及任务的优先程度进行路径及任务的规划，行走至指定的区域及病房；

S4、远程操控DR机器人系统进行医学影像，DR机器人系统到达指定位置后，由医生通过DR机上安装的摄像头，实时观察机器周边的环境，并在超声波避障雷达的保护下，利用与电子设备连接的操作手柄，远程操控DR机上机械臂伸展开来，以使得DR机上的X光机摄像头最终到达能够对病人指定部位进行X光片拍摄的合适位置，并远程操控DR机上的X光机摄像头快门，完成X光片的拍摄工作，在远程控制过程中，医生可以通过对实时观察到的周边环境情况的判断，决定是否采用以及采用哪一个拍摄位置，让机械臂在超声波避障雷达的保护下，按照既定程序和步骤，使得机械臂到达事先预设好的拍摄位置，医生视具体情况决定是否需要通过手动远程控制方式，对机械臂的位置进行微调，使得X光机摄像头最终到达拍摄的合适位置，在拍摄完成之后，由医生在DR机上安装的摄像头实时拍摄到的环境视频的帮助下，利用操作手柄，远程控制逐步收回机械臂，使其最终回复到初始位置，或者，在超声波避障雷达的保护下，按照既定程序和步骤，自动收回机械臂；

S5、上传医学影像数据至数据中心；

S6、对医学影像数据进行分析，智能图像处理中心对采集的医疗影像数据，通过深度学习算法进行分析；

S7、DR机器人系统拍摄完医学影像后，根据下一个任务行驶到指定地点，等待新的任务。

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