CN113951909A - 一种固定dr自适应患者体型的定位装置及其定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固定DR自适应患者体型的定位装置及其定位方法。属于机械医疗设备技术领域,该装置包括立柱、电动U臂组件、电动球管组件、成像系统、固态面阵激光雷达、激光定位灯、语音播报系统、运动控制器及上位机。本发明所述的一种固定DR自适应患者体型的定位装置中的固态面阵激光雷达,能进行大面积区域障碍物信息扫描,且含有深度信息,可以计算出患者的体型、位置和站姿;另外,本装置包含绝对值式编码器,分辨率高,实现高精度定位;本发明的自适应患者体型的定位装置可以根据所选拍摄部位,结合患者体型自动调节到合适的摄影位置,使得摄影摆位过程无需使用者介入,自动适应患者体型,提高摄影效率。
Description
技术领域
本发明属于机械医疗设备技术领域,涉及一种固定DR自适应患者体型的定位装置、及其定位方法。
背景技术
目前,在医疗器械领域的固定DR中,已基本具有U臂电动升降、球管电动平移功能,其在医疗工作中,不仅给医护人员带来了诸多的便利,也极大的方便了患者的诊疗过程;目前已经常规的应用于与诊疗过程中,但是其缺点是:在使用的过程中,需要使用者根据每个患者的体型进行位置调节,每拍摄一个患者,使用者都要进入DR室对机器进行调节,从而大大降低了使用者的工作效率;因此。如何解决上述问题就成为现下技术人员需要考虑的事情了。
发明内容
发明目的:本发明的目的是提供了一种固定DR自适应患者体型的定位装置,其可以自动适应患者体型并自动定位,本发明的另一目的是还提供一种自适应患者体型的定位方法。
技术方案:本发明所述的一种固定DR自适应患者体型的定位装置,包括底座,在所述底座上固定安设有立柱(1),在所述立柱(1)上安设有电动U臂组件(2);所述电动U臂组件(2)包括一侧的U臂直臂侧及另一侧的U臂弯臂侧;
在所述一侧的U臂直臂侧上安设有U臂(21),所述的U臂(21)通过有线线路连接有U臂电机(22)及U臂电机编码器(23);
在所述U臂(21)上安设有电动球管组件(3);
所述电动球管组件(3)包括通过有线线路相连接的球管组件(31)、球管电机(32)及球管电机编码器(33)。
进一步的,在所述U臂弯臂侧的另一侧安设有成像系统(4),在所述成像系统(4)上安设有固态面阵激光雷达(5);
在所述U臂弯臂侧的内部安设有语音播报系统(7);在所述U臂弯臂侧的外部及成像系统(4)的底部均分别安设有激光定位灯(6)。
进一步的,所述U臂电机(22)通过钢丝绳(24)安设在立柱(1)的顶端,所述U臂电机编码器(23)安装在U臂电机(22)上。
进一步的,所述U臂电机(22)和U臂电机编码器(23)通过有线线路与运动控制器(8)相连;在所述运动控制器(8)另一端通过有线线路还连接有上位机(9)。
进一步的,所述的运动控制器(8)通过有线线路还分别连接在电动球管组件(3)、固态面阵激光雷达(5)、激光定位灯(6)及语音播报系统(7)上。
进一步的,一种固定DR自适应患者体型的定位装置的定位方法;
(1)、上位机(9)选择需要拍摄的人体部位和开始定位指令发送给运动控制器(8),运动控制器(8)点亮激光定位灯(6),语音播报系统(7)提示患者面向成像系统(4)站立,站立点即为地面一字激光交汇点;
(2)、固态面阵激光雷达(5)对患者体型进行扫描,获取患者的体型数据,运动控制器(8)根据患者体型数据计算出患者各身体部位的空间位置信息,以及患者站姿是否合适;
(3)、当患者正位与成像系统(4)的夹角大于δ度时,会影响成像效果,固态面阵激光雷达(5)扫描到的患者形体会出现左右不对称,此时通过语音播报系统(7)提示患者进行微调站姿;(4)、运动控制器(8)根据患者体型的空间位置和选定的摄影部位,控制电动U臂组件(2)运动到最佳摄影高度;
(5)、运动控制器(8)根据选定的摄影部位控制电动球管组件(3)运动到预设位置;
(6)、U臂(21)和电动球管组件(3)到位后,运动控制器(8)通知上位机(9)摆位完成,进行曝光,使用者根据提示进行曝光操作,获得图像,摄影完成。
有益效果:本发明与现有技术相比,本发明的特点::1、本发明上述的一种固定DR自适应患者体型的定位装置,可实现自动适应患者的体型,并将机器自动调整到合适的拍摄摆位,无需人为操作,提高工作效率;2、本发明中的固态面阵激光雷达,能进行大面积区域障碍物信息扫描,且含有深度信息,可以计算出患者的体型、位置和站姿;3、本发明的装置包含绝对值式编码器,分辨率高,实现高精度定位。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明中成像系统的结构示意图;
图中,1是立柱;
2是电动U臂组件,21是U臂,22是U臂电机,23是U臂电机编码器,24是钢丝绳;
3是电动球管组件,31是球管组件,32是球管电机,33是球管电机编码器;
4是成像系统;5是固态面阵激光雷达;6是激光定位灯;7是语音播报系统;8是运动控制器;9是上位机。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图所示,本发明所述的一种固定DR自适应患者体型的定位装置,包括底座,在所述底座上固定安设有立柱1,在所述立柱1上安设有电动U臂组件2;所述电动U臂组件2包括一侧的U臂直臂侧及另一侧的U臂弯臂侧;
在所述一侧的U臂直臂侧上安设有U臂21,所述的U臂21通过有线线路连接有U臂电机22及U臂电机编码器23;
在所述U臂21上安设有电动球管组件3;
所述电动球管组件3包括通过有线线路相连接的球管组件31、球管电机32及球管电机编码器33。
进一步的,在所述U臂弯臂侧的另一侧安设有成像系统4,在所述成像系统4上安设有固态面阵激光雷达5;成像系统4中除固态面阵激光雷达5外,其他区域用E来表示,E为成像系统成像区域;
在所述U臂弯臂侧的内部安设有语音播报系统7;在所述U臂弯臂侧的外部及成像系统4的底部均分别安设有激光定位灯6。
进一步的,所述U臂电机22通过钢丝绳24安设在立柱1的顶端,所述U臂电机编码器23安装在U臂电机22上。
进一步的,所述U臂电机22和U臂电机编码器23通过有线线路与运动控制器8相连;在所述运动控制器8另一端通过有线线路还连接有上位机9。
进一步的,所述的运动控制器8通过有线线路还分别连接在电动球管组件3、固态面阵激光雷达5、激光定位灯6及语音播报系统7上。
具体的,一种固定DR自适应患者体型的定位装置和方法,包括立柱1、电动U臂组件2、电动球管组件3、成像系统4、固态面阵激光雷达5、激光定位灯6、语音播报系统7、运动控制器8及上位机9;其中,所述电动U臂组件2和电动球管组件包含绝对值式编码器(U臂电机编码器23、球管电机编码器33);
首先,使用者通过上位机9选择所需拍摄的人体部位,然后选择开始定位,运上位机9将使用者的指令发送给动控制器8,运动控制器8控制激光定位灯6点亮,两个一字的激光定位灯6在地面交汇形成患者初始站位P,患者站在P点,面向成像系统4站定后,运动控制器8通知固态面阵激光雷达5对患者形体进行扫描,得到患者体型数据,计算出患者各个部位的空间位置信息;
根据使用者所选需要拍摄的人体部位,运动控制器8控制U臂21和球管组件31运动到拍摄患者相应部位所需的合适位置;
所述电动U臂组件2安装在立柱1上,可使U臂21沿立柱1的立柱导轨做垂直升降,电动球管组件3安装在U臂21上,可使球管组件31沿U臂21的U臂导轨做往复运动,成像系统4安装在电动U臂组件2上;所述固态面阵激光雷达5安装在成像系统4水平中心上方非成像区域,面向电动球管组件3,用于获取患者当前站立位置、体型特征数据,激光定位灯6安装在成像系统4的下方和电动U臂组件2的U臂弯臂侧的外部的下方,为一字光束,两个激光定位灯6的激光束在地面的交汇点即为患者站立点,所述绝对值编码器用于反馈当前U臂21的高度和球管组件31焦点距离成像系统4的距离,用于获得当前U臂21高度和SID,U臂21的高度是在成像系统4垂直于地面时,成像系统4中心距离地面的高度,SID是球管组件31焦点距离成像系统4表面的距离;所述运动控制器8分别与固态面阵激光雷达5、电动U臂组2件、电动球管组件3、激光定位灯6、语音播报系统7及上位机9通过有线线路的信号相连接。
所述的电动U臂组件2包括U臂21、U臂电机22和U臂电机编码器23,所述U臂电机22用于驱动U臂21的升降,所述U臂电机编码器23为多圈绝对值式,用于获取当前U臂电机转子的位置,从而计算出U臂21中心距离地面的高度,运动控制器8用于获取U臂电机编码器23信息并驱动U臂电机22动作;
所述U臂电机22安装在立柱1顶端,通过钢丝绳24吊起U臂21,U臂电机编码器23安装在U臂电机22上,U臂电机22和U臂电机编码器23与运动控制器8相连,用于驱动U臂21沿立柱1做垂直运动,成像系统4安装在U臂21的弓形侧顶端(另一侧的U臂弯臂侧),成像系统4水平中心线和U臂21直臂部分中心线重合,U臂21与地面平行时,其垂直中心高度即为成像系统4的垂直中心高度;U臂电机编码器23获取U臂电机转子位置,计算出成像系统4的垂直中心高度,根据固态面阵激光雷达5获得的患者体型数据和计算出的患者身体部位的空间分布数据,结合使用者选定的需要拍摄的人体部位,驱动U臂21运动到合适高度。
为了获得最佳的图像效果,电动球管组件3将根据上位机9所选人体部位运动到合适的SID位置。
所述球管电机32固定在U臂21的U臂直臂侧的内腔,通过链条驱动球管组件31沿U臂水平移动,球管电机编码器33安装在球管电机32上,用于获取球管电机32的转子位置,从而计算出当前球管组件31的焦点距离成像系统4的距离,即SID,运动控制器8控制电动球管组件3运动到预设的SID位置。
所述电动球管组件3包括球管组件31、球管电机32和球管电机值编码器33,所述球管电机32用于驱动球管组件31横向移动,所述球管电机编码器33为多圈绝对值式,用于获取当前球管电机转子的位置,从而计算出当前球管组件31焦点距离成像系统4的实际距离,运动控制器8用于获取球管电机编码器33信息并驱动球管电机32动作。
所述固态面阵激光雷达5,是基于ToF原理的大视野高分辨率激光雷达,安装在成像系统4上方水平中心非成像区域,面向电动球管组件3,固态面阵激光雷达5可以获取前方一定区域内的患者体型信息,大视野可以涵盖儿童到成人的各种体型,生成患者体型数据,运动控制器8根据面阵数据计算出患者头部、颈部、胸部、腰部、四肢等部位的空间位置信息,分析患者的姿态是否合适。
所述激光定位灯6为一字激光定位灯,共2个,其一安装在成像系统4下方水平中心位置,斜面向电动球管组件3,在地面上打出与U臂21平行的一字激光束;其二安装在U臂弓形区域(U臂弯臂侧)下方,距离成像系统4水平距离为L,面向地面,在地面上打出与U臂21垂直的一字激光束,两个一字激光束交汇处即为患者站立中心点。
所述语音播报系统7安装在(U臂弯臂侧)中,能根据运动控制器8发出的指令指导患者站位。
所述运动控制器8能和上位机9通讯,可以接收上位机9指令和上传当前设备信息,获取并处理固态面阵激光雷达5的数据,计算患者体型数据,控制U臂电机22、球管电机32的动作,解析U臂电机编码器23、球管电机编码器33的数据。
进一步的,一种固定DR自适应患者体型的定位装置的定位方法;
(1)、上位机9选择需要拍摄的人体部位和开始定位指令发送给运动控制器8,运动控制器8点亮激光定位灯6,语音播报系统7提示患者面向成像系统4站立,站立点即为地面一字激光交汇点;
(2)、固态面阵激光雷达5对患者体型进行扫描,获取患者的体型数据,运动控制器8根据患者体型数据计算出患者各身体部位的空间位置信息,以及患者站姿是否合适;
(3)、当患者正位与成像系统4的夹角大于δ度时,会影响成像效果,固态面阵激光雷达5扫描到的患者形体会出现左右不对称,此时通过语音播报系统7提示患者进行微调站姿;
(4)、运动控制器8根据患者体型的空间位置和选定的摄影部位,控制电动U臂组件2运动到最佳摄影高度;
(5)、运动控制器8根据选定的摄影部位控制电动球管组件3运动到预设位置;
(6)、U臂21和电动球管组件3到位后,运动控制器8通知上位机9摆位完成,可以进行曝光,使用者根据提示进行曝光操作,获得图像,摄影完成。
进一步的,本实施例中,完整拍片过程通过以下步骤实现:
1、上位机9选定人体部位,下达定位指令;
2、激光定位灯6点亮,在地面形成患者初始站立位置点,语音播报系统7通过语音提示患者站到该位置点。
3、固态面阵激光雷达5扫描患者体型,运动控制器8根据固态面阵激光雷达5得到的患者体型数据进行处理,得到患者的各身体部位的空间位置数据,当计算出患者站姿不合适时,语音播报系统7通过语音提示患者进行微调;
4、根据上位机9选择的需要拍摄的人体部位,将U臂21和球管组件31自动定位到合适的拍摄位置,完成后通知上位机已到位;
5、上位机9得到运动到位信息后,提示操作者,操作者进行曝光操作,拍摄完成。
以上仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种固定DR自适应患者体型的定位装置,其特征在于,包括底座,在所述底座上固定安设有立柱(1),在所述立柱(1)上安设有电动U臂组件(2);所述电动U臂组件(2)包括一侧的U臂直臂侧及另一侧的U臂弯臂侧;
在所述一侧的U臂直臂侧上安设有U臂(21),所述的U臂(21)通过有线线路连接有U臂电机(22)及U臂电机编码器(23);
在所述U臂(21)上安设有电动球管组件(3);
所述电动球管组件(3)包括通过有线线路相连接的球管组件(31)、球管电机(32)及球管电机编码器(33)。
2.根据权利要求1所述的一种固定DR自适应患者体型的定位装置,其特征在于,
在所述U臂弯臂侧的另一侧安设有成像系统(4),在所述成像系统(4)上安设有固态面阵激光雷达(5);
在所述U臂弯臂侧的内部安设有语音播报系统(7);在所述U臂弯臂侧的外部及成像系统(4)的底部均分别安设有激光定位灯(6)。
3.根据权利要求1所述的一种固定DR自适应患者体型的定位装置,其特征在于,
所述U臂电机(22)通过钢丝绳(24)安设在立柱(1)的顶端,所述U臂电机编码器(23)安装在U臂电机(22)上。
4.根据权利要求1所述的一种固定DR自适应患者体型的定位装置,其特征在于,所述U臂电机(22)和U臂电机编码器(23)通过有线线路与运动控制器(8)相连;在所述运动控制器(8)另一端通过有线线路还连接有上位机(9)。
5.根据权利要求1和4所述的一种固定DR自适应患者体型的定位装置,其特征在于,所述的运动控制器(8)通过有线线路还分别连接在电动球管组件(3)、固态面阵激光雷达(5)、激光定位灯(6)及语音播报系统(7)上。
6.根据权利要求1-5所述的一种固定DR自适应患者体型的定位装置的定位方法,其特征在于,
(1)、上位机(9)选择需要拍摄的人体部位和开始定位指令发送给运动控制器(8),运动控制器(8)点亮激光定位灯(6),语音播报系统(7)提示患者面向成像系统(4)站立,站立点即为地面一字激光交汇点;
(2)、固态面阵激光雷达(5)对患者体型进行扫描,获取患者的体型数据,运动控制器(8)根据患者体型数据计算出患者各身体部位的空间位置信息,以及患者站姿是否合适;
(3)、当患者正位与成像系统(4)的夹角大于δ度时,会影响成像效果,固态面阵激光雷达(5)扫描到的患者形体会出现左右不对称,此时通过语音播报系统(7)提示患者进行微调站姿;
(4)、运动控制器(8)根据患者体型的空间位置和选定的摄影部位,控制电动U臂组件(2)运动到最佳摄影高度;
(5)、运动控制器(8)根据选定的摄影部位控制电动球管组件(3)运动到预设位置;
(6)、U臂(21)和电动球管组件(3)到位后,运动控制器(8)通知上位机(9)摆位完成,进行曝光,使用者根据提示进行曝光操作,获得图像,摄影完成。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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