CN112274166A - 一种医学诊疗设备的控制方法、系统及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种医学诊疗设备的控制方法，所述方法包括：获取医学诊疗设备的虚拟模型，其中，所述医学诊疗设备包括至少一个可运动的第一部件，相应地，所述虚拟模型包括模拟所述第一部件的第二部件，所述第一部件所在的设备坐标系与所述第二部件所在的模型坐标系具有映射关系；获取所述医学诊疗设备的第一部件和所述虚拟模型的第二部件其中之一者的当前运动信息；所述医学诊疗设备的第一部件和虚拟模型的第二部件的其中另一者，与获取运动指令的所述医学诊疗设备的第一部件和虚拟模型的第二部件的其中之一者执行相同的运动。
Description
技术领域
本申请涉及信号控制技术领域，特别涉及一种医学诊疗设备的控制方法、系统及装置。
背景技术
医学诊疗设备(如，X射线摄影设备、血管造影机等)的工作环境往往与操作者相互隔离，操作者在使用医学诊疗设备进行医学诊疗操作(如，影像采集)时，往往只依靠控制指令来控制其执行诊疗动作。通常情况下，医学诊疗过程中，操作者不能实时观察医学诊疗设备的具体运动情况，也无法获知医学诊疗设备上的运动部件的运动参数。
因此，有必要提出一种医学诊疗设备的控制方法，增强操作者与医学诊疗设备之间的交互性。
发明内容
本说明书一方面提供一种医学诊疗设备的控制方法，所述方法包括：获取医学诊疗设备的虚拟模型，其中，所述医学诊疗设备包括至少一个可运动的第一部件，相应地，所述虚拟模型包括模拟所述第一部件的第二部件，所述第一部件所在的设备坐标系与所述第二部件所在的模型坐标系具有映射关系；获取所述医学诊疗设备的第一部件和所述虚拟模型的第二部件其中之一者的当前运动信息；所述医学诊疗设备的第一部件和虚拟模型的第二部件的其中另一者，与获取运动指令的所述医学诊疗设备的第一部件和虚拟模型的第二部件的其中之一者执行相同的运动。
本说明书另一方面提供一种医学诊疗设备的控制系统，所述系统包括：模型获取模块，用于获取医学诊疗设备的虚拟模型，其中，所述医学诊疗设备包括至少一个可运动的第一部件，相应地，所述虚拟模型包括模拟所述第一部件的第二部件，所述第一部件所在的设备坐标系与所述第二部件所在的模型坐标系具有映射关系；运动信息获取模块，用于获取所述医学诊疗设备的第一部件和所述虚拟模型的第二部件其中之一者的当前运动信息；运动执行模块，用于所述医学诊疗设备的第一部件和虚拟模型的第二部件的其中另一者，与获取运动指令的所述医学诊疗设备的第一部件和虚拟模型的第二部件的其中之一者执行相同的运动。
本说明书另一方面提供一种医学诊疗设备的控制方法，所述方法包括：基于X射线摄影机架的实体结构获取所述X射线摄影机架的模型，并基于所述X射线摄影机架的实体结构的运动轨迹，采用所述X射线摄影机架的模型进行相对应的模型运动轨迹的模拟；获取当前X射线摄影机架的实体结构的运动指令，所述运动指令包括当前X射线摄影机架的其中一个部位需要运动到达的目标位置以及相关的运动时间信息；所述X射线摄影机架的实体结构基于所述运动指令到达目标位置，所述X射线摄影机架的模型基于所述运动指令，基于所述运动时间信息同步进行模型运动轨迹的模拟；以及将所述模型运动轨迹的模拟显示在显示设备上。
本说明书另一方面提供一种医学诊疗设备的控制系统，所述系统包括：运动模拟模块，用于基于X射线摄影机架的实体结构获取所述X射线摄影机架的模型，并基于所述X射线摄影机架的实体结构的运动轨迹，采用所述X射线摄影机架的模型进行相对应的模型运动轨迹的模拟；指令获取模块，用于获取当前X射线摄影机架的实体结构的运动指令，所述运动指令包括当前X射线摄影机架的其中一个部位需要运动到达的目标位置以及相关的运动时间信息；模拟控制模块，用于控制所述X射线摄影机架的实体结构基于所述运动指令到达目标位置，所述X射线摄影机架的模型基于所述运动指令，基于所述运动时间信息同步进行模型运动轨迹的模拟；显示模块，用于将所述模型运动轨迹的模拟显示在显示设备上。
本说明书另一方面提供一种医学诊疗设备的控制方法，所述方法包括：获取当前X射线摄影机架的实体结构的运动指令，所述运动指令包括当前X射线摄影机架的其中一个部位需要运动到达的目标位置以及相关的运动时间信息；X射线摄影机架的实体结构基于所述运动指令到达目标位置，X射线摄影机架的模型基于所述运动指令，基于所述运动时间信息同步进行模型运动轨迹的模拟；以及将所述模型运动轨迹的模拟显示在显示设备上。
本说明书另一方面提供一种医学诊疗设备的控制系统，所述系统包括：指令获取模块，用于获取当前X射线摄影机架的实体结构的运动指令，所述运动指令包括当前X射线摄影机架的其中一个部位需要运动到达的目标位置以及相关的运动时间信息；模拟控制模块，用于控制X射线摄影机架的实体结构基于所述运动指令到达目标位置，X射线摄影机架的模型基于所述运动指令，基于所述运动时间信息同步进行模型运动轨迹的模拟；显示模块，用于将所述模型运动轨迹的模拟显示在显示设备上。
本说明书另一方面提供一种医学诊疗设备的控制装置，包括处理器，所述处理器用于执行计算机指令，以实现医学诊疗设备的控制方法。
附图说明
本申请将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，
其中：
图1是根据本申请一些实施例所示的一种医学诊疗设备的控制方法的流程图；
图2A是根据本申请一些实施例所示的医学诊疗设备的结构示意图；
图2B是根据本申请一些实施例所示的虚拟模型的结构示意图；
图3是根据本申请一些实施例所示的另一种医学诊疗设备的控制方法的流程图；
图4是根据本申请一些实施例所示的另一种医学诊疗设备的控制方法的流程图；
图5是根据本申请一些实施例所示的一种医学诊疗设备的控制系统的模块示意图；
图6是根据本申请一些实施例所示的另一种医学诊疗设备的控制系统的模块示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模组”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
虽然本申请对根据本申请的实施例的系统中的某些模块或单元做出了各种引用，然而，任何数量的不同模块或单元可以被使用并运行在客户端和/或服务器上。所述模块仅是说明性的，并且所述系统和方法的不同方面可以使用不同模块。
本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
本申请一个或多个实施例的医学诊疗设备的控制方法及系统可以应用于各种医学诊疗设备。所述医学诊疗设备包括但不限于血管造影机(Digital SubtractionAngiography，DSA)、数字乳腺断层摄影(Digital Breast Tomosynthesis，DBT)、锥形束CT(CBCT)、直接数字化X射线摄影系统(DR)、X射线计算机断层摄影(CT)、移动C形臂等等。
仅作为示例，用血管造影机进行说明：血管造影机在执行摄影任务时，由于其工作环境的限制，操作人员无法实时观察到血管造影机机架各关节或结构的具体运动位置。本申请实施例的医学诊疗设备的控制方法及系统可以将血管造影机机架的运动同步显示到可视化的显示设备，通过模型对血管造影机的运动进行同步显示，便于操作者观察以及监控血管造影机机架的运动情况以及运动参数。本申请一些实施例的医学诊疗设备的控制方法及系统还可以通过控制显示设备中的模型的运动来控制血管造影机机架的运动，进一步提高血管造影机与用户的交互性，便于操作者使用。
应当理解的是，本申请的医学诊疗设备的控制方法及系统的应用场景仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其它类似情景，例如，工业上使用的机械臂或机器人。
图1是根据本申请一些实施例所示的一种医学诊疗设备的控制方法的流程图。在一些实施例中，流程100包括：
步骤110，获取医学诊疗设备的虚拟模型。在一些实施例中，步骤110可以由模型获取模块510执行。
所述医学诊疗设备可以是执行医学诊疗任务的自动化设备。在一些实施例中，所述医学诊疗任务可以包括但不限于医学摄影任务、手术任务、康复治疗任务等等。在一些实施例中，医学诊疗设备可以包括X射线摄影系统、数字血管减影设备(DSA)等。在一些实施例中，所述医学诊疗设备包括至少一个可运动的第一部件。在一些实施例中，当所述医疗诊疗设备为X射线摄影系统时，所述第一部件可以包括X射线摄影机架，即X射线摄影系统的机架。在一些实施例中，X射线摄影机架可以包括多个部位，所述多个部位可以包括但不限于球管、探测器、所述球管的支撑元件以及所述探测器的支撑元件中的一个或多个。
所述虚拟模型是由处理设备构建的医学诊疗设备(例如，X射线摄影系统)的虚拟外形结构。在一些实施例中，虚拟模型可以具有与医学诊疗设备的实体结构相同或相近的外观。在一些实施例中，虚拟模型可以通过显示设备进行可视化的显示。在一些实施例中，虚拟模型可以是三维的，也可以是二维的。在一些实施例中，虚拟模型可以包括与医学诊疗设备的第一部件相对应的第二部件。在一些实施例中，所述第一部件所在的设备坐标系与所述第二部件所在的模型坐标系具有映射关系。所述设备坐标系是指依据医学诊疗设备所处的实际环境构建的坐标系，所述模型坐标系是指虚拟模型中构建的坐标系。在一些实施例中，所述映射关系可以是第一部件上的任意一个点在设备坐标系中的坐标与第二部件上相对应的点在模型坐标系中的坐标之间的对应关系。在一些实施例中，所述对应关系可以是坐标值相同。例如，第一部件上的点A在设备坐标系中的坐标为(10,10,10)，相对应的，第二部件上相对应的点A’在模型坐标系中的坐标为(10,10,10)，则点A与点A’具有对应关系。
在一些实施例中，虚拟模型可以通过对医学诊疗设备的数据进行建模得到。在一些实施例中，用于建模的数据可以是医学诊疗设备的实体结构的几何数据(例如，各端点的几何坐标、各边线的长度等)。例如，处理设备可以基于医学诊疗设备的实体结构的几何数据按照一定比例进行缩放后，在虚拟建模环境中构建医学诊疗设备的虚拟模型。
在一些实施例中，虚拟模型可以基于医学诊疗设备的实体结构的图像获得。示例性的，在一些实施例中，处理设备可以获取拍摄装置拍摄到的医学诊疗设备的图像或影像。在一些实施例中，处理设备可以通过预设算法提取所述图像或影像的特征点。所述特征点可以是能够表达医学诊疗设备的空间分布和表面特性的点。在一些实施例中，所述预设算法可以包括但不限于Harris算法、Sift算法、SURF算法等。在一些实施例中，处理设备可以提取大量的特征点，并形成点云(Point Cloud)。在一些实施例中，处理设备可以对点云进行重建获得医学诊疗设备的虚拟模型。在一些实施例中，重建过程可以基于迭代最近点(Iterative Closest Point，ICP)算法实现。
在一些实施例中，虚拟模型可以通过显示界面进行可视化的显示。在一些实施例中，显示界面可以是显示设备上的可视化界面，显示设备可以包括但不限于电脑、移动终端、公用显示屏或者投影屏幕等等。
步骤120，获取所述医学诊疗设备的第一部件和所述虚拟模型的第二部件其中之一者的当前运动信息。在一些实施例中，步骤120可以由运动信息获取模块520执行。
所述当前运动信息是指第一部件和/或第二部件执行当前运动时产生的信息。在一些实施例中，当前运动信息可以包括第一部件和/或第二部件中任意一个或多个部分的运动信息。在一些实施例中，当前运动信息可以包括但不限于位置、时间或速度信息，诸如，包括但不限于起始位置、目标位置、运动时间以及运动速度等中的一个或多个。
在一些实施例中，医学诊疗设备的第一部件收到将执行所述当前运动的运动控制信息，第一部件可以基于该运动控制信息执行当前运动。在一些实施例中，该运动控制信息包括第一部件的自动运动的控制指令或者对第一部件的手动操作。例如，第一部件可以从医疗任务中获取自动运动的控制指令，并基于该控制指令自动执行相应的医疗任务。又例如，医学诊疗设备的操作者可以手动操作第一部件进行运动。在一些实施例中，当第一部件执行当前运动时，处理设备可以获取第一部件的当前运动信息。
在一些实施例中，虚拟模型的第二部件收到将执行所述当前运动的运动控制信息，第二部件可以基于该运动控制信息执行当前运动。在一些实施例中，该运动控制信息可以由鼠标、键盘、语音、手势或者通过触控的方式输入。例如，系统中可以包括触控屏，操作者可以在触控屏上点击或拖动进行输入。又例如，系统中可以包括麦克风，操作者可以通过使用麦克风进行语音输入。又例如，系统中可以包括摄像头，所述摄像头可以获取操作者的手势作为输入。又例如，系统中可以包括外接鼠标，操作者可以通过鼠标进行输入。又例如，系统中可以包括外接键盘，操作者可以通过键盘进行文字输入。示例性的，操作者可以通过触控屏拖动第二部件的其中一个部分从而产生运动控制信息，第二部件基于该运动控制信息执行当前运动。在一些实施例中，当第二部件执行当前运动时，处理设备可以获取第二部件的当前运动信息。
在一些实施例中，第二部件在当前运动下的实时位置信息也在所述显示界面上显示并随着运动更新。例如，显示界面上可以显示第二部件的其中一个部分的高度信息。关于显示界面的显示内容具体可以参见图2B的相关描述，此处不在赘述。
步骤130，所述医学诊疗设备的第一部件和虚拟模型的第二部件的其中另一者，与获取运动指令的所述医学诊疗设备的第一部件和虚拟模型的第二部件的其中之一者执行相同的运动。在一些实施例中，步骤130可以由运动执行模块530执行。
运动指令是指医学诊疗设备的第一部件或虚拟模型的第二部件接收到的、将执行所述当前运动的运动控制信息。
在一些实施例中，当医学诊疗设备的第一部件接收到运动指令执行当前运动时，虚拟模型的第二部件将执行相同的运动。在一些实施例中，当虚拟模型的第二部件接收到运动指令执行当前运动时，医学诊疗设备的第一部件也将执行相同的运动。在一些实施例中，执行相同的运动的过程可以基于所述第一部件所在的设备坐标系与所述第二部件所在的模型坐标系具有映射关系实现。例如，当第一部件执行当前运动时，处理设备可以获取第一部件的当前运动信息，并将第一部件的当前运动信息中的位置信息(如，设备坐标系中的坐标)映射至模型坐标系，进而基于映射后的位置信息(如，模型坐标系中的坐标)控制第二部件运动至该位置。
在一些实施例中，所述相同的运动可以是同步运动。在一些实施例中，处理设备可以从执行当前运动的一者的当前运动信息中获取位置和/或速度信息，诸如，起始位置、目标位置和/或速度信息，并基于这些信息控制另一者进行运动，以此来实现同步运动。在一些实施例中，处理设备可以从执行当前运动的一者的当前运动信息中按照预设的时间间隔进行采样，获取执行当前运动的一者的采样位置，并基于采样位置控制另一者运动至相对应的位置。当预设的时间间隔足够小或者小于阈值(例如，0.1秒、0.01秒或0.001秒等)时，二者的运动的同步性更佳。
在一些实施例中，所述相同的运动也可以不是同步运动，一者的当前运动和另一者的相同的运动之间可以存在时间间隔。例如，时间间隔可以是5秒或者更长。在一些实施例中，处理设备可以基于两者的实时位置来实现相同的运动。在一些实施例中，处理设备可以仅基于执行当前运动的一者的起始位置和目标位置来生成相同的运动。在一些实施例中，处理设备也可以基于执行当前运动的一者的起始位置、目标位置以及运动时间来生成相同的运动。在一些实施例中，处理设备还可以基于执行当前运动的一者的起始位置、目标位置以及运动速度来生成相同的运动。
在一些实施例中，当第一部件的其中一个部位执行当前运动时，所述显示界面上突出显示与所述第一部件的其中一个部位相对应的所述第二部件的一部分的运动轨迹。所述运动轨迹即为第二部件的一部分执行与第一部件的其中一个部位相同的运动时所产生的轨迹。
图2A是根据本申请一些实施例所示的医学诊疗设备的结构示意图；图2B是根据本申请一些实施例所示的虚拟模型的结构示意图。
如图2A所示，医学诊疗设备可以是X射线摄影机架。X射线摄影机架可以包括探测器组件201、导轨202、射线源组件203以及床板204，探测器组件201和射线源组件203构成摄影模块，其中射线源组件203通常包括高压发生器、球管和限束元件。其中，探测器单元201可以在竖立的导轨202上运动，射线源模块203可以通过支架201在悬吊的、横向的导轨202上滑动，且可以相对于支架201在竖直方向上移动或旋转，床板204可以相对于地面升降。
如图2B所示，显示界面210可以显示X射线摄影机架的虚拟模型，X射线摄影机架的虚拟模型具有与X射线摄影机架相近的结构。X射线摄影机架的虚拟模型可以包括探测器组件模型211、导轨模型212、射线源组件模型213以及床板模型214。其中，探测器组件模型211、导轨模型212、射线源组件模型213以及床板模型214在虚拟模型中的位置与探测器组件201、导轨202、射线源组件203以及床板204在X射线摄影机架中的位置一一对应。在一些实施例中，当X射线摄影机架的其中任意一个部位运动时，X射线摄影机架的虚拟模型也执行相同的运动。
在一些实施例中，显示界面210中还可以显示X射线摄影机架的虚拟模型中各部分的参数，该参数即可反映出X射线摄影机架的各部位的当前运动信息。例如，显示界面210中可以显示射线源组件的支架所在水平位置540mm，该参数即可表示X射线摄影机架的射线源组件的支架201的当前水平位置为540mm。又例如，显示界面210中可以显示方向指示，用于指示出虚拟模型中各部分的运动方向，该运动方向即为X射线摄影机架的各部件的当前运动方向。
图3是根据本申请一些实施例所示的另一种医学诊疗设备的控制方法的流程图。在一些实施例中，流程300包括：
步骤310，基于X射线摄影机架的实体结构获取所述X射线摄影机架的模型，并基于所述X射线摄影机架的实体结构的运动轨迹，采用所述X射线摄影机架的模型进行相对应的模型运动轨迹的模拟。
在一些实施例中，步骤310可以由运动模拟模块610执行。
X射线摄影机架是指X射线摄影设备的外形结构。在一些实施例中，所述X射线摄影机架可以包括多个部件，所述多个部件可以包括但不限于X射线摄影设备的基座、支架、床板、导轨、操控台、机械臂、显示模块、球管、探测器、球管的支撑元件以及探测器的支撑元件等中的一个或多个。在一些实施例中，所述多个部件可以包括一个或多个驱动装置，用于驱动所述多个部位中的一个或多个进行运动。
X射线摄影机架的实体结构是指X射线摄影机架的真实外形结构。X射线摄影机架的模型(即虚拟模型)是由处理设备构建的X射线摄影机架的虚拟外形结构。在一些实施例中，X射线摄影机架的模型可以具有与X射线摄影机架的实体结构相同或相近的外观。在一些实施例中，X射线摄影机架的模型可以通过显示设备进行可视化的显示。在一些实施例中，X射线摄影机架的模型可以是三维的，也可以是二维的。在一些实施例中，X射线摄影机架的模型可以包括与X射线摄影机架的实体结构的一个或多个部位相对应的一个或多个模型部分。在一些实施例中，所述一个或多个模型部分可以在X射线摄影机架的模型中相对于模型的其它部分运动。
在一些实施例中，X射线摄影机架的模型获得方式可以参见本申请图1中描述的虚拟模型的获得方式类似得到，此处不在赘述。
在一些实施例中，处理设备获取X射线摄影机架的模型后，可以采用X射线摄影机架的模型对X射线摄影机架的实体结构的运动轨迹进行模拟。所述X射线摄影机架的实体结构的运动轨迹是指X射线摄影机架任意一个部位从当前位置运动至目标位置时所产生的轨迹。所述模拟是指通过X射线摄影机架的模型在虚拟环境中复现X射线摄影机架的实体结构的运动轨迹的过程。在一些实施例中，处理设备可以建立X射线摄影机架的实体结构的真实坐标与X射线摄影机架的模型的虚拟坐标的对应关系，并基于所述对应关系实现所述模拟。在一些实施例中，所述模拟的具体方法可以进一步参见步骤320、步骤330的相关说明。
步骤320，获取当前X射线摄影机架的实体结构的运动指令，所述运动指令包括当前X射线摄影机架的其中一个部件需要运动到达的目标位置以及相关的运动时间信息。
在一些实施例中，步骤320可以由指令获取模块620执行。
当前X射线摄影机架是指当前正在执行摄影操作的X射线摄影机架。在一些实施例中，所述运动指令可以是控制当前X射线摄影机架执行摄影操作的指令。在一些实施例中，运动指令可以根据当前X射线摄影机架的医疗任务确定。例如，当前医疗任务为腰椎拍摄，则运动指令包括将X射线摄影机架的摄影模块移动至患者的腰椎附近。在一些实施例中，运动指令包括当前X射线摄影机架的至少其中一个部件需要运动到达的目标位置。例如，运动指令可以是控制摄像模块运动到达摄影区域。又例如，运动指令也可以是控制摄像模块(例如，球管的几何中心)运动到达指定的坐标点(405,100,405)。
在一些实施例中，前述的相关运动时间信息可以是基于历史数据确定所述当前X射线摄影机架的其中一个部位到达所述目标位置需要的运动时间。处理设备可以获取当前X射线摄影机架的历史数据，所述历史数据包括当前X射线摄影机架接收历史运动指令时，当前X射线摄影机架的其中一个部件到达所述目标位置的历史运动时间，例如：2秒或者0.5秒等，该时间与当前X射线摄影机架所处的位置以及历史运动指令相关。例如，历史运动指令可以包括当前X射线摄影机架的运动速度，历史运动时间可以基于当前X射线摄影机架所处的位置、目标位置以及运动速度确定。在一些实施例中，处理设备可以基于所述历史运动时间确定当前X射线摄影机架的其中一个部件到达所述目标位置需要的运动时间。在一些实施例中，所述部件可以包括但不限于基座、操控台、机械臂以及摄影模块。在一些实施例中，处理设备也可以基于所述历史运动时间确定当前X射线摄影机架的多个部件到达所述目标位置需要的运动时间。例如，处理设备可以计算多个历史运动时间的平均值确定所述运动时间。通过确定运动时间对X射线摄影机架的运动轨迹进行模拟，可以使X射线摄影机架的模型与X射线摄影机架的实体结构的运动轨迹同步性更好，因此能够使模拟更加平滑。可以理解，在一些实施例中，前述的相关运动时间信息可以包括所述当前X射线摄影机架的其中一个部位到达所述目标位置途径的多个位置相关的多个实时时间点。
步骤330，所述X射线摄影机架的实体结构基于所述运动指令到达目标位置，所述X射线摄影机架的模型基于所述运动指令，基于运动时间信息同步进行模型运动轨迹的模拟。
在一些实施例中，步骤330可以由模拟控制模块630执行。
在一些实施例中，处理设备可以将所述运动指令输入到X射线摄影机架的一个或多个部位的驱动装置，所述驱动装置可以基于所述运动指令驱动X射线摄影机架的一个或多个部位运动至一个或多个目标位置。在此过程中，处理设备可以将所述运动指令同步输入到X射线摄影机架的模型中。在一些实施例中，处理设备可以将所述运动指令中的目标位置映射到摄影机架的模型中，以确定所述目标位置在模型中的具体位置。例如，处理设备可以基于所述目标位置的真实坐标与所述X射线摄影机架的模型中的虚拟坐标的对应关系确定所述目标位置在X射线摄影机架的模型中的具体位置。在一些实施例中，处理设备可以控制X射线摄影机架的模型中的一个或多个部分运动至所述具体位置，该过程所形成的轨迹即为模型运动轨迹。在一些实施例中，处理设备可以将确定的X射线摄影机架的实体结构的运动时间设定为X射线摄影机架的模型完成所述模型运动轨迹的时间，以使得X射线摄影机架的实体结构的运动轨迹与X射线摄影机架的模型的运动轨迹能够同时完成，提高模拟的实时准确性。如前所述，也可以通过在多个途径位置处跟踪机架和模型之间时间点的实时性来完成。
在一些实施例中，所述模拟还可以通过以下方式实现：在X射线摄影机架的机房内设置光学监控装置，用于监控X射线摄影机架的运动。例如，可以监控X射线摄影机架上的监控点相对于参考点的位置变化关系。所述监控点可以是X射线摄影机架上一个或多个部件上的端点，所述一个部件上可以有至少一个监控点。所述参考点可以是X射线摄影机架或机房中的某一个固定点。处理设备可以将光学监控装置监控到的X射线摄影机架的运动映射为X射线摄影机架的模型的动画，实现X射线摄影机架的运动轨迹的模拟。例如，可以基于监控点和参考点的位置变化关系进行映射。在该实施例中，需要将监控装置监控到的X射线摄影机架的运动映射为模型的动画后，才能实现控制模型模拟运动轨迹的效果。
步骤340，将所述模型运动轨迹的模拟显示在显示设备上。
在一些实施例中，步骤340可以由显示模块640执行。
在一些实施例中，显示设备可以包括但不限于电脑显示屏、手机显示屏、投影显示屏以及公用显示屏等等。在一些实施例中，显示设备可以位于X射线摄影机架的机房内部，也可以位于X射线摄影机架的机房外部。在一些实施例中，显示设备可以是本地的显示设备，也可以是远程的显示设备。例如，处理设备可以通过网络将模型运动轨迹发送至远程的显示设备进行显示。
在一些实施例中，显示设备还可以显示模型各部分的参数变化。在一些实施例中，所述参数可以包括但不限于高度、横向移动距离、纵向移动距离、位置坐标、设备型号等等。例如，显示设备可以在显示模型其中一部分的运动轨迹时，同步显示该部分的空间坐标变化。
在一些实施例中，显示设备可以包括多个显示区域。在一些实施例中，显示设备可以在多个显示区域的其中一个显示区域对模型的一部分进行突出显示。在一些实施例中，当X射线摄影机架的实体结构的其中一个部件运动时，显示设备可以在其中一个显示区域上突出显示与该部件相对应的X射线摄影机架的模型的一部分的运动轨迹。例如，显示设备可以包括一个用于显示模型整体的主显示区域，以及多个用于突出显示模型的一部分的显示区域。在一些实施例中，显示设备可以在多个显示区域的其中一个显示区域显示可选视角，操作者可以通过选择可选视角使显示设备从不同视角展示模型运动轨迹。
在一些实施例中，显示设备还可以接收操作者的交互数据。所述交互数据是操作者输入的，用于实现操作者与X射线摄影机架的实体结构及其模型之间的信息交换的指令。例如，操作者可以在显示设备中输入指令对X射线摄影机架的模型进行显示控制。在一些实施例中，显示设备可以包括触控屏，操作者可以在触控屏上操作输入交互数据。例如，操作者可以在触控屏上点击相应的列表或选项输入交互数据。又例如，操作者可以在触控屏上对控制X射线摄影机架的模型的显示进行放大或缩小。又例如，操作者可以在触控屏上拖动X射线摄影机架的模型的其中一个部分输入交互数据。在一些实施例中，处理设备可以基于用户在显示设备上输入的交互数据生成运动指令，并通过该运动指令控制X射线摄影机架的实体结构进行运动。例如，显示设备可以在多个显示区域的其中一个显示区域显示可选的医疗任务列表，操作者可以通过点击医疗任务列表中的医疗任务为X射线摄影机架生成相应的运动指令，进而控制X射线摄影机架运动。关于基于用户在显示设备上输入的交互数据控制X射线摄影机架的实体结构进行运动可以进一步参见图4的相关描述。
图4是根据本申请一些实施例所示的另一种医学诊疗设备的控制方法的流程图。在一些实施例中，流程400包括：
步骤410，通过所述显示设备获取交互数据。
所述交互数据是操作者输入的，用于实现操作者与X射线摄影机架的实体结构及其模型之间的信息交换的指令。在一些实施例中，操作者可以通过多种方式在显示设备中输入交互数据，所述多种方式包括但不限于触控输入、语音输入、图像识别输入以及外接设备输入。例如，显示设备可以包括触控屏，操作者可以在触控屏上点击或拖动进行输入。又例如，显示设备可以包括麦克风，操作者可以通过使用麦克风进行语音输入。又例如，显示设备可以包括摄像头，所述摄像头可以获取操作者的手势作为输入。又例如，显示设备可以包括外接鼠标，操作者可以通过鼠标进行输入。又例如，显示设备可以包括外接键盘，操作者可以通过键盘进行文字输入。
步骤420，基于所述交互数据控制所述X射线摄影机架的实体结构进行运动。
在一些实施例中，所述交互数据可以包括改变X射线摄影机架的模型的显示状态的指令。例如，操作者可以基于交互数据切换X射线摄影机架的模型的显示视角。又例如，操作者可以基于交互数据多模型的显示进行放大或缩小。
在一些实施例中，所述交互数据可以包括改变X射线摄影机架的模型的运动状态的指令。例如，操作者可以通过使模型暂停运动或开始运动产生交互数据。又例如，操作者可以通过拖动模型的其中一个部分进行运动产生交互数据。在一些实施例中，处理设备可以基于这一类交互数据(改变X射线摄影机架的模型的运动状态的指令)生成相应的运动指令。生成的运动指令可以用于控制X射线摄影机架的实体结构执行与X射线摄影机架的模型相对应的运动。例如，当操作者在显示设备中将X射线摄影机架的模型的运动暂停时，对应地，X射线摄影机架的实体结构也暂停运动。在一些实施例中，当操作者在显示设备中拖动X射线摄影机架的模型的其中一个部分运动时，处理设备可以生成相对应的运动指令，基于该运动指令，X射线摄影机架的实体结构中与该部分相对应的部位也随着拖动轨迹运动。在一些实施例中，该运动指令可以基于如下方式生成：处理设备可以获取模型拖动轨迹上的多个采样点的坐标，并基于采样点的坐标确定X射线摄影机架的实体结构的多个目标位置及其顺序，进而生成运动指令。
图5是根据本申请一些实施例所示的一种医学诊疗设备的控制系统的模块示意图。
如图5所示，该医学诊疗设备的控制系统500可以包括模型获取模块510、运动信息获取模块520以及运动执行模块530。
在一些实施例中，模型获取模块510可以用于获取医学诊疗设备的虚拟模型，其中，所述医学诊疗设备包括至少一个可运动的第一部件，相应地，所述虚拟模型包括模拟所述第一部件的第二部件，所述第一部件所在的设备坐标系与所述第二部件所在的模型坐标系具有映射关系。
在一些实施例中，运动信息获取模块520可以用于获取所述医学诊疗设备的第一部件和所述虚拟模型的第二部件其中之一者的当前运动信息。在一些实施例中，运动信息获取模块520还可以用于获取所述医学诊疗设备的第一部件的当前运动信息；其中，在获取所述医学诊疗设备的第一部件的当前运动信息前，所述第一部件收到将执行所述当前运动的运动控制信息。在一些实施例中，运动信息获取模块520还可以用于获取所述虚拟模型的第二部件的当前运动信息；其中，在获取所述虚拟模型的第二部件的当前运动信息前，所述第二部件收到将执行所述当前运动的运动控制信息。
在一些实施例中，运动执行模块530可以用于所述医学诊疗设备的第一部件和虚拟模型的第二部件的其中另一者，与获取运动指令的所述医学诊疗设备的第一部件和虚拟模型的第二部件的其中之一者执行相同的运动。
图6是根据本申请一些实施例所示的另一种医学诊疗设备的控制系统的模块示意图。
如图6所示，该医学诊疗设备的控制系统600可以包括运动模拟模块610、指令获取模块620、模拟控制模块630以及显示模块640。
在一些实施例中，运动模拟模块610可以用于基于X射线摄影机架的实体结构获取所述X射线摄影机架的模型，并基于所述X射线摄影机架的实体结构的运动轨迹，采用所述X射线摄影机架的模型进行相对应的模型运动轨迹的模拟。
在一些实施例中，指令获取模块620可以用于获取当前X射线摄影机架的实体结构的运动指令，所述运动指令包括当前X射线摄影机架的其中一个部位需要运动到达的目标位置，基于历史数据确定所述当前X射线摄影机架的其中一个部位到达所述目标位置需要的运动时间。
在一些实施例中，模拟控制模块630可以用于控制所述X射线摄影机架的实体结构基于所述运动指令到达目标位置，所述X射线摄影机架的模型基于所述运动指令，在所述运动时间内同步进行模型运动轨迹的模拟。
在一些实施例中，显示模块640可以用于将所述模型运动轨迹的模拟显示在显示设备上。在一些实施例中，显示模块640还可以用于在所述显示设备上突出显示与所述X射线摄影机架的其中一个部位相对应的所述X射线摄影机架的模型的一部分的运动轨迹。
在一些实施例中，系统600还可以包括数据获取模块，可以用于通过所述显示设备获取交互数据。在一些实施例中，获取模块还可以用于在所述触控屏上通过触摸控制所述X射线摄影机架的模型，生成所述交互数据。
在一些实施例中，系统600还可以包括运动控制模块，用于基于所述交互数据控制所述当前X射线摄影机架的实体结构进行运动。
本申请实施例还提供一种医学诊疗设备的控制装置，包括处理器，所述处理器用于执行计算机指令，以实现本申请上述任意一个或多个实施例中的医学诊疗设备的控制方法。
本申请实施例可能带来的有益效果包括但不限于：(1)通过显示设备对医学诊疗设备的运动进行同步显示，便于操作者观察以及监控医学诊疗设备的运动情况及参数；(2)可以同步展示医学诊疗设备的诊疗进程，便于操作者准备或进行后续操作；(3)通过确定运动时间对X射线摄影机架的运动轨迹进行模拟，可以使X射线摄影机架的模型与X射线摄影机架的实体结构的运动轨迹同步，并能够使模拟更加平滑；(4)通过控制显示设备中的模型的运动来控制摄影设备的运动，可以进一步提高医学诊疗设备与用户的交互性，便于操作者使用。需要说明的是，不同实施例可能产生的有益效果不同，在不同的实施例里，可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合，也可以是其他任何可能获得的有益效果。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
此外，本领域技术人员可以理解，本申请的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的工序、机器、产品或物质的组合，或对他们的任何新的和有用的改进。相应地，本申请的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。
计算机存储介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等，或合适的组合形式。计算机存储介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机存储介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、RF、或类似介质，或任何上述介质的组合。
本申请各部分操作所需的计算机程序编码可以用任意一种或多种程序语言编写，包括面向对象编程语言如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等，常规程序化编程语言如C语言、Visual Basic、Fortran 2003、Perl、COBOL 2002、PHP、ABAP，动态编程语言如Python、Ruby和Groovy，或其他编程语言等。该程序编码可以完全在用户计算机上运行、或作为独立的软件包在用户计算机上运行、或部分在用户计算机上运行部分在远程计算机运行、或完全在远程计算机或服务器上运行。在后种情况下，远程计算机可以通过任何网络形式与用户计算机连接，比如局域网(LAN)或广域网(WAN)，或连接至外部计算机(例如通过因特网)，或在云计算环境中，或作为服务使用如软件即服务(SaaS)。
此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
Claims (25)
1.一种医学诊疗设备的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取医学诊疗设备的虚拟模型，其中，所述医学诊疗设备包括至少一个可运动的第一部件，相应地，所述虚拟模型包括模拟所述第一部件的第二部件，所述第一部件所在的设备坐标系与所述第二部件所在的模型坐标系具有映射关系；
获取所述医学诊疗设备的第一部件和所述虚拟模型的第二部件其中之一者的当前运动信息；
所述医学诊疗设备的第一部件和虚拟模型的第二部件的其中另一者，与获取运动指令的所述医学诊疗设备的第一部件和虚拟模型的第二部件的其中之一者执行相同的运动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相同的运动包括同步运动。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述医学诊疗设备包括X射线摄影系统。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一部件包括X射线摄影系统的机架。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述机架包括球管、探测器或者所述球管的支撑元件或者所述探测器的支撑元件。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述医学诊疗设备的第一部件和所述虚拟模型的第二部件其中之一者的当前运动信息包括：
获取所述医学诊疗设备的第一部件的当前运动信息；
其中，在获取所述医学诊疗设备的第一部件的当前运动信息前，所述第一部件收到将执行所述当前运动的运动控制信息。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述运动控制信息包括第一部件的自动运动的控制指令或者对第一部件的手动操作。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述医学诊疗设备的第一部件和所述虚拟模型的第二部件其中之一者的当前运动信息包括：
获取所述虚拟模型的第二部件的当前运动信息；
其中，在获取所述虚拟模型的第二部件的当前运动信息前，所述第二部件收到将执行所述当前运动的运动控制信息。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述运动控制信息由鼠标、键盘或者语音输入或者通过触控输入。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述虚拟模型在显示界面上显示，且所述第二部件在当前运动下的实时位置信息也在所述显示界面上显示并随着运动更新。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述显示界面为电脑的或者移动终端的或者公用的显示界面。
12.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述虚拟模型通过对所述X射线摄影系统的机架的数据进行建模获得。
13.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述虚拟模型通过以下方式获得：
获取所述X射线摄影系统中机架的图像；
提取所述图像的特征点；
基于所述特征点进行重建，获得所述模型。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一部件的其中一个部位运动时，所述显示界面上突出显示与所述第一部件的其中一个部位相对应的所述第二部件的一部分的运动轨迹。
15.一种医学诊疗设备的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
基于X射线摄影机架的实体结构获取所述X射线摄影机架的模型，并基于所述X射线摄影机架的实体结构的运动轨迹，采用所述X射线摄影机架的模型进行相对应的模型运动轨迹的模拟；
获取当前X射线摄影机架的实体结构的运动指令，所述运动指令包括所述当前X射线摄影机架的其中一个部位需要运动到达的目标位置和相关的运动时间信息；
所述X射线摄影机架的实体结构基于所述运动指令到达目标位置，所述X射线摄影机架的模型基于所述运动指令，基于所述运动时间信息同步进行模型运动轨迹的模拟；
以及将所述模型运动轨迹的模拟显示在显示设备上。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述模型通过对所述X射线摄影机架的数据进行建模获得。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述模型通过以下方式获得：
获取所述X射线摄影机架的图像；
提取所述图像的特征点；
基于所述特征点进行重建，获得所述模型。
18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述X射线摄影机架的其中一个部位运动时，所述将所述模型运动轨迹的模拟显示在显示设备上包括：
在所述显示设备上突出显示与所述X射线摄影机架的其中一个部位相对应的所述X射线摄影机架的模型的一部分的运动轨迹。
19.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述显示设备设置在所述X射线摄影机架的机房外，所述方法还包括：
通过所述显示设备获取交互数据；
基于所述交互数据控制所述当前X射线摄影机架的实体结构进行运动。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述显示设备包括触控屏，所述通过所述显示设备获取交互数据，包括：
在所述触控屏上通过触摸控制所述X射线摄影机架的模型，生成所述交互数据。
21.一种医学诊疗设备的控制系统，其特征在于，所述系统包括：
模型获取模块，用于获取医学诊疗设备的虚拟模型，其中，所述医学诊疗设备包括至少一个可运动的第一部件，相应地，所述虚拟模型包括模拟所述第一部件的第二部件，所述第一部件所在的设备坐标系与所述第二部件所在的模型坐标系具有映射关系；
运动信息获取模块，用于获取所述医学诊疗设备的第一部件和所述虚拟模型的第二部件其中之一者的当前运动信息；
运动执行模块，用于所述医学诊疗设备的第一部件和虚拟模型的第二部件的其中另一者，与获取运动指令的所述医学诊疗设备的第一部件和虚拟模型的第二部件的其中之一者执行相同的运动。
22.一种医学诊疗设备的控制系统，其特征在于，所述系统包括：
运动模拟模块，用于基于X射线摄影机架的实体结构获取所述X射线摄影机架的模型，并基于所述X射线摄影机架的实体结构的运动轨迹，采用所述X射线摄影机架的模型进行相对应的模型运动轨迹的模拟；
指令获取模块，用于获取当前X射线摄影机架的实体结构的运动指令，所述运动指令包括当前X射线摄影机架的其中一个部位需要运动到达的目标位置和相关的运动时间信息；
模拟控制模块，用于控制所述X射线摄影机架的实体结构基于所述运动指令到达目标位置，所述X射线摄影机架的模型基于所述运动指令，基于所述运动时间信息同步进行模型运动轨迹的模拟；
显示模块，用于将所述模型运动轨迹的模拟显示在显示设备上。
23.一种医学诊疗设备的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取当前X射线摄影机架的实体结构的运动指令，所述运动指令包括所述当前X射线摄影机架的其中一个部位需要运动到达的目标位置和相关的运动时间信息；
X射线摄影机架的实体结构基于所述运动指令到达目标位置，X射线摄影机架的模型基于所述运动指令，基于所述运动时间信息同步进行模型运动轨迹的模拟；
以及将所述模型运动轨迹的模拟显示在显示设备上。
24.一种医学诊疗设备的控制系统，其特征在于，所述系统包括：
指令获取模块，用于获取当前X射线摄影机架的实体结构的运动指令，所述运动指令包括当前X射线摄影机架的其中一个部位需要运动到达的目标位置和相关运动时间信息；
模拟控制模块，用于控制X射线摄影机架的实体结构基于所述运动指令到达目标位置，X射线摄影机架的模型基于所述运动指令，基于所述运动时间信息同步进行模型运动轨迹的模拟；
显示模块，用于将所述模型运动轨迹的模拟显示在显示设备上。
25.一种医学诊疗设备的控制装置，包括处理器，其特征在于，所述处理器用于执行计算机指令，以实现权利要求1～20中任一项所述的方法。
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