CN112971814B - C型臂定位方法及成像方法 - Google Patents

C型臂定位方法及成像方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种C型臂定位方法及成像方法，所述C型臂定位方法包括以下步骤：C型臂在定位光束的指引下自动摆位到第一透视位；在第一透视位获得第一透视图像，在第一透视图像上对目标区域的位置进行标注；获得步骤S2中标注的位置与第一透视图像上目标位置的第一距离，进而获得C型臂的扫描起始位置；C型臂自动由第一透视位转动至第二透视位；在第二透视位获得第二透视图像，在第二透视图像上对目标区域的位置进行标注；获得步骤S5中标注的位置与第二透视图像上目标位置的第二距离，进而获得C型臂的扫描终止位置；根据扫描起始位置及扫描终止位置修正扫描路线。

Description

C型臂定位方法及成像方法
技术领域
本发明涉及领域医疗器械领域，尤其涉及一种C型臂定位方法及成像方法。
背景技术
3D扫描成像中，需要从若干连续密集的不同角度对患者的同一个部位进行成像，进而获得该部位的3D图像。
一般地，移动式C型臂可以根据C型臂的几何中心和成像中心的相对位置分为等中心结构与非等中心结构两种。等中心结构的成像中心与几何中心在C型臂旋转过程中保持重合，当C型臂绕其几何中心进行旋转时，其成像中心的位置也保持不变，但是这种方式机械结构设计复杂，不易实现且成本高昂。
非等中心结构的C型臂的几何中心与成像中心偏离，C型臂的旋转会导致成像中心位置的变动，需要另外手动移动C型臂的位置以调节其成像中心的位置，操作者需要自行将运动分解到各关节，根据C型臂要移动到的目标位置，来相应调整C型臂各关节运动。由于完全依靠操作者来操作，需要较大的力量推动，不但消耗了医生及医生助手的体力，增加了他们的疲劳度，而且降低了C型臂的操控性，一方面影响C型臂调节的位置精度，无法准确定位，另一方面降低工作效率。
在3D扫描成像的应用中，C型臂摆位方法一般由4个步骤组成：正位摆位、侧位摆位、防碰撞测试及3D扫描，而现有的技术方案中，正位摆位、侧位摆位均通过观察透视图像，然后采用手动方式把目标物体调整到目标图像位置，定位不够精确；通过多次透视图像来实现精确定位又会大量的增加患者和操作者的辐射剂量；而且，现有技术不能通过图像标注的方式，自动计算并提供用户指引，来实现精确摆位；另外，现有技术的用户指引为文字描述，使得操作较复杂。
因此，有必要设计一种C型臂定位方法及成像方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作方便的C型臂定位方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种C型臂定位方法，用于非等中心C型臂的定位，其特征在于，包括以下步骤：
S1、C型臂在定位光束的指引下自动摆位到第一透视位；
S2、在第一透视位向感兴趣区域投射检测光束，获得第一透视图像，在第一透视图像上对目标区域的位置进行标注；
S3、获得步骤S2中标注的位置与第一透视图像上目标位置的第一距离，根据第一距离计算C型臂实际移动距离，进而获得C型臂的扫描起始位置；
S4、C型臂自动由第一透视位转动至第二透视位；
S5、在第二透视位向感兴趣区域投射检测光束，获得第二透视图像，在第二透视图像上对目标区域的位置进行标注；
S6、获得步骤S5中标注的位置与第二透视图像上目标位置的第二距离，根据第二距离计算C型臂实际移动距离，进而获得C型臂的扫描终止位置；
S7、根据扫描起始位置及扫描终止位置修正扫描路线。
作为本发明进一步改进的技术方案，步骤S1及步骤S4中，所述定位光束为激光。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一透视图像及第二透视图像中的目标位置分别为第一透视图像及第二透视图像的中心，所述目标区域为所述感兴趣区域在所述第一透视图像或第二透视图像上的成像位置。
作为本发明进一步改进的技术方案，C型臂实际需移动的距离等于目标位置与目标区域的位置的像素距离/图形放大率，其中目标区域的位置为目标区域的中心点所在位置。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一透视位为C型臂正位位置，所述第二透视位为C型臂侧位位置。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一透视位为C型臂侧位位置，所述第二透视位为C型臂正位位置。
作为本发明进一步改进的技术方案，步骤S1之前还包括：C型臂在定位光束的指引下自动摆位到第二透视位。
本发明的目的还在于提供一种操作方便的C型臂定位方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种C型臂定位方法，其包括以下步骤：
S1、C型臂在定位光束的指引下自动摆位到第一透视位；
S2、在第一透视位向感兴趣区域投射检测光束，获得第一透视图像，在第一透视图像上对目标区域的位置进行标注；
S3、获得步骤S2中标注的位置与第一透视图像上目标位置的第一距离，根据第一距离计算C型臂实际移动距离，进而获得C型臂的扫描起始位置；
S4、C型臂自动由第一透视位转动至第二透视位；
S5、在第二透视位向感兴趣区域投射检测光束，获得第二透视图像，在第二透视图像上对目标区域的位置进行标注；
S6、获得步骤S5中标注的位置与第二透视图像上目标位置的第二距离，根据第二距离计算C型臂实际移动距离，进而获得C型臂的扫描终止位置；
S7、根据扫描起始位置及扫描终止位置修正扫描路线；
S8、C型臂由侧位位置自动运动到扫描起始位置，并沿扫描轨迹进行扫描成像。
本发明的目的还在于提供一种操作方便的成像方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种成像方法，其包括以下步骤：
S1、C型臂在定位光束的指引下自动摆位到第二透视位；
S2、在第二透视位向感兴趣区域投射检测光束，获得第二透视图像，在第二透视图像上对目标区域的位置进行标注；
S3、获得步骤S2中标注的位置与第二透视图像上目标位置的第二距离，根据第二距离计算C型臂实际移动距离，进而获得C型臂的扫描起始位置；
S4、C型臂自动由第二透视位转动至第一透视位；
S5、在第一透视位向感兴趣区域投射检测光束，获得第一透视图像，在第一透视图像上对目标区域的位置进行标注；
S6、获得步骤S5中标注的位置与第一透视图像上目标位置的第一距离，根据第一距离计算C型臂实际移动距离，进而获得C型臂的扫描终止位置；
S7、根据扫描起始位置及扫描终止位置修正扫描路线；
S8、C型臂由侧位位置自动运动到扫描起始位置，并沿扫描轨迹进行扫描成像。
作为本发明进一步改进的技术方案，还包括：在C型臂自动移动步骤之前给出用户指引；所述用户指引为图形指引。
由以上技术方案可知，本发明的C型臂定位方法在第一透视位和第二透视位分别通过标注目标区域的位置并计算目标区域与目标位置之间的实际距离，自动控制C型臂的移动，使得C型臂的移动精确，操作方便，进一步使得成像结果更清晰。
附图说明
图1为本发明C型臂定位方法的流程图。
图2为本发明成像方法的第一种实施方式的流程图。
图3为本发明成像方法的第二种实施方式的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
请参图1所示，本发明还提供了一种C型臂定位方法，用于非等中心 C型臂的定位，其包括以下步骤：
S1、C型臂在定位光束的指引下自动摆位到第一透视位；
S2、在第一透视位向感兴趣区域投射检测光束，获得第一透视图像，在第一透视图像上对目标区域的位置进行标注；
S3、获得步骤S2中标注的位置与第一透视图像上目标位置的第一距离，根据第一距离计算C型臂实际移动距离，进而获得C型臂的扫描起始位置；
S4、C型臂自动由第一透视位转动至第二透视位；
S5、在第二透视位向感兴趣区域投射检测光束，获得第二透视图像，在第二透视图像上对目标区域的位置进行标注；
S6、获得步骤S5中标注的位置与第二透视图像上目标位置的第二距离，根据第二距离计算C型臂实际移动距离，进而获得C型臂的扫描终止位置；
S7、根据扫描起始位置及扫描终止位置修正扫描路线。
本发明中，C型臂为非等中心结构，当C型臂由正位位置自动运动至侧位位置时，产生等中心偏离，因此，需要计算等中心偏移量，通过C型臂的移动补偿偏移误差。
其中，步骤S1及步骤S4为自动过程，可通过脚控开关或者按钮等控制，本发明优选通过按钮启动。定位光束为激光，其获得的图像可以为点、直线或十字，在此不予限制。优选地，所述定位光束及检测光束的照射位置相同，如此设置，定位光束及检测光束可以随C型臂同步移动。
第一透视图像及第二透视图像中的目标位置分别为第一透视图像及第二透视图像的中心，目标区域为感兴趣区域在第一透视图像或第二透视图像上的成像位置。第一透视图像及第二透视图像中的目标位置为自定义的位置，一般地，优选为第一透视图像及第二透视图像的中心，即C型臂的成像中心。
在本实施例的C型臂定位方法中，第一透视位具体为C型臂正位位置，第二透视位为C型臂侧位位置，C型臂正位位置指C型臂的开口朝向水平一侧设置，C型臂侧位位置指C型臂的开口朝上设置。在其他实施例中，第一透视位可以为C型臂侧位位置，第二透视位为C型臂正位位置。如此设置，步骤S1之前还需包括步骤：C型臂在定位光束的指引下自动摆位到第二透视位。
步骤S3及步骤S6中，C型臂实际需移动的距离等于目标位置与目标区域的位置的像素距离/图形放大率，其中目标区域的位置特指目标区域的中心点所在位置。需要注意的是，C型臂位于第一透视位时，C型臂的平移在第一透视图像所在平面内进行，位于第二透视位时，C型臂的平移在第一透视图像所在平面内进行。
步骤S2及步骤S5中，所述标注为图像标注，即通过透视图像标注目标区域在第一透视图像及第二透视图像中的位置。
请参图2所示，本发明还提供了一种成像方法，其应用了上述的C型臂定位方法，成像方法具体包括以下步骤：
S1、C型臂在定位光束的指引下自动摆位到第一透视位；
S2、在第一透视位向感兴趣区域投射检测光束，获得第一透视图像，在第一透视图像上对目标区域的位置进行标注；
S3、获得步骤S2中标注的位置与第一透视图像上目标位置的第一距离，根据第一距离计算C型臂实际移动距离，进而获得C型臂的扫描起始位置；
S4、C型臂自动由第一透视位转动至第二透视位；
S5、在第二透视位向感兴趣区域投射检测光束，获得第二透视图像，在第二透视图像上对目标区域的位置进行标注；
S6、获得步骤S5中标注的位置与第二透视图像上目标位置的第二距离，根据第二距离计算C型臂实际移动距离，进而获得C型臂的扫描终止位置；
S7、根据扫描起始位置及扫描终止位置修正扫描路线；
S8、C型臂由侧位位置自动运动到扫描起始位置，并沿扫描轨迹进行扫描成像。
请参图3所示，为本发明提供的另一种成像方法，其应用了上述的C 型臂定位方法，本实施例的成像方法具体包括以下步骤：
S1’、C型臂在定位光束的指引下自动摆位到第二透视位；
S2’、在第二透视位向感兴趣区域投射检测光束，获得第二透视图像，在第二透视图像上对目标区域的位置进行标注；
S3’、获得步骤S2中标注的位置与第二透视图像上目标位置的第二距离，根据第二距离计算C型臂实际移动距离，进而获得C型臂的扫描起始位置；
S4’、C型臂自动由第二透视位转动至第一透视位；
S5’、在第一透视位向感兴趣区域投射检测光束，获得第一透视图像，在第一透视图像上对目标区域的位置进行标注；
S6’、获得步骤S5’中标注的位置与第一透视图像上目标位置的第一距离，根据第一距离计算C型臂实际移动距离，进而获得C型臂的扫描终止位置；
S7’、根据扫描起始位置及扫描终止位置修正扫描路线；
S8’、C型臂由侧位位置自动运动到扫描起始位置，并沿扫描轨迹进行扫描成像。
上述两种成像方法中还包括：在C型臂自动移动步骤之前给出用户指引；所述用户指引为图形指引。用户指引可以为文字指引或者图形指引，本发明用户指引优选为图形指引，如此设置，方便操作者理解及操作。
本发明中，扫描起始位置为第一透视位，扫描终止位置为第二透视位。在其他实施方式中，扫描起始位置及扫描终止位置可以设置为C型臂转动范围内其他位置，在此不予限制。
综上所述，本发明的C型臂定位方法在第一透视位和第二透视位分别通过标注目标区域的位置并计算目标区域与目标位置之间的实际距离，自动控制C型臂的移动，使得C型臂的移动精确，操作方便，进一步使得成像结果更清晰。
以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种C型臂定位方法，用于非等中心C型臂的定位，其特征在于，包括以下步骤：
S1、C型臂在定位光束的指引下自动摆位到第一透视位；
S2、在第一透视位向感兴趣区域投射检测光束，获得第一透视图像，在第一透视图像上对目标区域的位置进行标注；
S3、获得步骤S2中标注的位置与第一透视图像上目标位置的第一距离，根据第一距离计算C型臂实际移动距离，进而获得C型臂的扫描起始位置；
S4、C型臂自动由第一透视位转动至第二透视位；
S5、在第二透视位向感兴趣区域投射检测光束，获得第二透视图像，在第二透视图像上对目标区域的位置进行标注；
S6、获得步骤S5中标注的位置与第二透视图像上目标位置的第二距离，根据第二距离计算C型臂实际移动距离，进而获得C型臂的扫描终止位置；
S7、根据扫描起始位置及扫描终止位置修正扫描路线；
其中，所述第一透视图像及第二透视图像中的目标位置分别为第一透视图像及第二透视图像的中心，所述目标区域为所述感兴趣区域在所述第一透视图像或第二透视图像上的成像位置。
2.根据权利要求1所述的C型臂定位方法，其特征在于，步骤S1中，所述定位光束为激光。
3.根据权利要求1所述的C型臂定位方法，其特征在于，C型臂实际需移动的距离等于目标位置与目标区域的位置的像素距离/图形放大率，其中目标区域的位置为目标区域的中心点所在位置。
4.根据权利要求1-3任一项所述的C型臂定位方法，其特征在于，所述第一透视位为C型臂正位位置，所述第二透视位为C型臂侧位位置。
5.根据权利要求1-3任一项所述的C型臂定位方法，其特征在于，所述第一透视位为C型臂侧位位置，所述第二透视位为C型臂正位位置。
6.根据权利要求5所述的C型臂定位方法，其特征在于，步骤S1之前还包括：C型臂在定位光束的指引下自动摆位到第二透视位。
7.一种成像方法，用于非等中心C型臂的定位，其特征在于，包括以下步骤：
S1、C型臂在定位光束的指引下自动摆位到第一透视位；
S2、在第一透视位向感兴趣区域投射检测光束，获得第一透视图像，在第一透视图像上对目标区域的位置进行标注；
S3、获得步骤S2中标注的位置与第一透视图像上目标位置的第一距离，根据第一距离计算C型臂实际移动距离，进而获得C型臂的扫描起始位置；
S4、C型臂自动由第一透视位转动至第二透视位；
S5、在第二透视位向感兴趣区域投射检测光束，获得第二透视图像，在第二透视图像上对目标区域的位置进行标注；
S6、获得步骤S5中标注的位置与第二透视图像上目标位置的第二距离，根据第二距离计算C型臂实际移动距离，进而获得C型臂的扫描终止位置；
S7、根据扫描起始位置及扫描终止位置修正扫描路线；
S8、C型臂由侧位位置自动运动到扫描起始位置，并沿扫描轨迹进行扫描成像；
其中，所述第一透视图像及第二透视图像中的目标位置分别为第一透视图像及第二透视图像的中心，所述目标区域为所述感兴趣区域在所述第一透视图像或第二透视图像上的成像位置。
8.一种成像方法，用于非等中心C型臂的定位，其特征在于，包括以下步骤：
S1、C型臂在定位光束的指引下自动摆位到第二透视位；
S2、在第二透视位向感兴趣区域投射检测光束，获得第二透视图像，在第二透视图像上对目标区域的位置进行标注；
S3、获得步骤S2中标注的位置与第二透视图像上目标位置的第二距离，根据第二距离计算C型臂实际移动距离，进而获得C型臂的扫描起始位置；
S4、C型臂自动由第二透视位转动至第一透视位；
S5、在第一透视位向感兴趣区域投射检测光束，获得第一透视图像，在第一透视图像上对目标区域的位置进行标注；
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S7、根据扫描起始位置及扫描终止位置修正扫描路线；
S8、C型臂由侧位位置自动运动到扫描起始位置，并沿扫描轨迹进行扫描成像；
其中，所述第一透视图像及第二透视图像中的目标位置分别为第一透视图像及第二透视图像的中心，所述目标区域为所述感兴趣区域在所述第一透视图像或第二透视图像上的成像位置。
9.根据权利要求7或8所述的成像方法，其特征在于，还包括：在C型臂自动运动步骤之前给出用户指引；所述用户指引为图形指引。
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