【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及醫學影像，尤其涉及一種醫學影像系統及其定位方法。
技術介紹
1、傳統的醫學影像系統(如dr機或動態影像機)大多是在影像室內放置一個可以移動的x射線球管和一個可升降移動的平板探測器。拍攝時，患者在醫師的引導下進入到影像室的指定拍攝位置，然后通過對平板探測器高度及x射線球管位置的調節，使得x射線球管、平板探測器能朝向患者待拍攝的部位。但這種方式下，醫師與患者的接觸較多，在引導時，有可能患者需經過與醫師的多次溝通才能進入到指定拍攝位置，這無疑增加了醫師的工作強度；且對于平板探測器的放置高度、x射線球管移動位置的把控，通常也是醫師通過目測或臨床經驗預估的，拍攝位置精度不高。
技術實現思路
1、為克服上述缺點，本專利技術的目的在于提供一種醫學影像定位系統及其定位方法，能有效降低醫師工作強度，提高拍片效率，且通過機械配合提升了醫學影像拍片位置的準確性。
2、為了達到以上目的，本專利技術采用的技術方案之一是：一種醫學影像系統，包括
3、視覺引導機構，包括地面標識線、多視角追蹤組件，其中，所述地面標識線用以引導患者自影像室的進出口進入到等待拍攝區域，所述多視角追蹤組件用以追蹤患者在影像室內的位置；
4、影像拍攝機構，包括安裝在六軸機械臂末端的x射線球管、安裝在電動立式胸片架上的平板探測器，所述x射線球管、平板探測器分別位于所述等待拍攝區域的兩側；所述六軸機械臂上還安裝有深度相機，所述深度相機用以追蹤位于等待拍攝區域的患者的待拍片部位；
6、上位機控制多視角追蹤組件對影像室內的患者位置進行追蹤定位，并將患者的位置重建到世界坐標系內，以判斷患者是否沿既定的地面標識線行走；當患者行走至等待拍攝區域時，上位機控制深度相機拍攝患者的待拍片部位，并將待拍片部位重建到世界坐標系內；根據待拍片部位在世界坐標系內的三維坐標信息，上位機控制六軸機械臂帶動x射線球管移動至最佳拍攝位置，并控制電動立式胸片架移動至相應的高度。
7、本專利技術醫學影像系統的有益效果在于：
8、1、通過視覺引導機構對患者的位置進行追蹤，以利于引導患者進入到等待拍攝區域；然后通過深度相機獲取患者的待拍片部位，并通過六軸機械臂驅動x射線球管移動至待拍片部位所對應的最佳拍攝位置，同時通過電動立式胸片架帶動平板探測器升降至合適的高度，以利于平板探測器接收x射線球管對患者待拍片部位拍攝的影像。
9、2、在視覺引導機構中，通過地面標識線引導患者在影像室內的行走軌跡，通過多視角追蹤組件能對進入到影像室內的患者進行追蹤，以便于控制機構判斷患者是否沿地面標識線行走，相較于現有技術中的人工引導，視覺引導機構的設置能實現無人化引導，在降低人工工作強度的同時，提高了引導效率。
10、3、在影像拍攝機構中，通過深度相機的設置能快速追蹤到患者的待拍片部位，利于患者待拍片部位在世界坐標系中的骨架重建，并通過控制機構獲取待拍片部位在世界坐標系內的三維坐標信息；然后通過控制機構換算出六軸機械臂所對應的坐標、電動立式胸片架所對應的高度坐標，并驅動六軸機械臂、電動立式胸片架帶動x射線球管、平板探測器移動至相應的位置。
11、4、在控制機構中，通過上位機與多視角追蹤組件、平板探測器、x射線球管、六軸機械臂、電動立式胸片架、深度相機的通訊連接，既能對多視角追蹤組件、深度相機、平板探測器傳輸的圖像信息進行處理分析，又能驅動六軸機械臂、電動立式胸片架的移動。
12、進一步來說，多視角追蹤組件包括多個沿著地面標識線間隔布設在影像室內的單目相機，多個單目相機的視角范圍能覆蓋影像室內的全部空間，以使得影像室內任意點位均能被多視角追蹤組件追蹤到。
13、進一步來說，多個單目相機位于影像拍攝機構的同一側，且當患者進入到影像室內時，至少兩個單目相機能拍攝到患者。由于單目相機只能獲取平面坐標信息，因此，通過兩個單目相機的聯合標定能基于三角定位方法獲得相應的深度信息，以利于獲取患者位置的三維坐標。
14、進一步來說，多個單目相機中，任意兩個單目相機的鏡頭射線的相交角為60～120°。以盡可能減少兩個單目相機兩兩標定的誤差。
15、進一步來說，平板探測器固定在電動立式胸片架的探測器盒內，且電動立式胸片架通過步進電機驅動探測器盒上升或下降。
16、進一步來說，探測器盒上安裝有光源朝下的激光位移傳感器，激光位移傳感器與六軸機械臂通訊連接。通過激光位移傳感器與六軸機械臂的通訊連接便于實現六軸機械臂與探測器盒(及平板探測器)移動的聯合控制，以保證兩者聯動性移動。
17、本專利技術采用的技術方案之二是：一種醫學影像系統的定位方法，包括
18、s1、多視角追蹤組件對患者進行追蹤和空間位置引導；
19、s2、根據多視角追蹤組件的追蹤結果判斷患者是否進入到等待拍攝區域，若進入到等待拍攝區域則進行s3，反之返回s1；
20、s3、深度相機對患者的待拍片部位進行空間位置重建；
21、s4、六軸機械臂獲取待拍攝部位的坐標信息后，控制x射線球管運動至最佳拍攝位置，同時，電動立式胸片架獲取待拍攝部分坐標信息中的高度信息，控制平板探測器移動至相應的高度；
22、s5、上位機控制影像拍攝機構進行醫學拍攝。
23、本專利技術醫學影像系統的定位方法的有益效果在于：
24、通過世界坐標系能對處于影像室內的多視角追蹤組件、深度相機、六軸機械臂、x射線球管、電動立式胸片架、平板探測器及患者的位置進行統一的坐標標定；當患者進入到影像室內時，多視角追蹤組件實時追蹤患者的位置，并通過上位機判斷患者是否沿設定的地面標識線進入到等待拍攝區域，以實現無人化的引導；當患者進入到等待拍攝區域時，通過深度相機定位到患者的待拍片部位，并通過上位機將待拍片部位所對應的坐標信息轉換為六軸機械臂的最佳拍攝位置的坐標信息以及平板探測器的高度坐標信息，然后上位機控制六軸機械臂移動至最佳拍攝位置、平板探測器移動至相應的高度后，進行醫學拍攝。
25、本專利技術的定位方法能在無人參與的情況下，對患者在影像室內的行走軌跡進行自動引導，且能對患者待拍片部位進行自動定位，以及自動調節影像拍攝機構的拍攝位置，有效提高了醫學影像拍片的效率和安全性。
26、進一步來說，在s1中，多視角追蹤組件實時追蹤患者在影像室內的位置；并將追蹤到的位置信息重建到世界坐標系內，并判斷患者是否行走在地面標識線的對應方向上；若患者未行走在地面標識線上，則對患者進行行走方向的引導。
27、進一步來說，沿設定的行走軌跡上，將行走軌跡劃分為多個分段區域；根據任意分段區域的位置選定能拍攝到該分段區域的兩個單目相機作為深度標定相機；當患者進入到分段區域時，通過選定的兩個深度標定相機即可獲取患者在世界坐標系內的三維坐標信息。...
【技術保護點】
1.一種醫學影像系統，其特征在于：包括
2.根據權利要求1所述的醫學影像系統，其特征在于：所述多視角追蹤組件包括多個沿著地面標識線間隔布設在影像室內的單目相機，多個所述單目相機的視角范圍能覆蓋所述影像室內的全部空間。
3.根據權利要求2所述的醫學影像系統，其特征在于：多個所述單目相機位于所述影像拍攝機構的同一側，且當患者進入到影像室內時，至少兩個所述單目相機能拍攝到患者。
4.根據權利要求2所述的醫學影像系統，其特征在于：多個所述單目相機中，任意兩個所述單目相機的鏡頭射線的相交角為60～120°。
5.根據權利要求1所述的醫學影像系統，其特征在于：所述平板探測器固定在所述電動立式胸片架的探測器盒內，且所述電動立式胸片架通過步進電機驅動所述探測器盒上升或下降。
6.根據權利要求5所述的醫學影像系統，其特征在于：所述探測器盒上安裝有光源朝下的激光位移傳感器，所述激光位移傳感器與六軸機械臂通訊連接。
7.一種權利要求1-6任一所述醫學影像系統的定位方法，其特征在于：包括
8.根據權利要求7所述的醫學影像
9.根據權利要求8所述的醫學影像系統的定位方法，其特征在于：將患者沿地面標識線的行走軌跡劃分為多個分段區域；根據任意分段區域的位置選定能拍攝到該分段區域的兩個單目相機作為深度標定相機；當患者進入到所述分段區域時，通過選定的兩個深度標定相機即可獲取患者在世界坐標系內的三維坐標信息。
10.根據權利要求7所述的醫學影像系統的定位方法，其特征在于：在進行醫學拍攝時，六軸機械臂根據設定的拍攝模式生成自適應的拍攝軌跡，以獲取待拍片部位的多角度醫學圖像。
...【技術特征摘要】
1.一種醫學影像系統，其特征在于：包括
2.根據權利要求1所述的醫學影像系統，其特征在于：所述多視角追蹤組件包括多個沿著地面標識線間隔布設在影像室內的單目相機，多個所述單目相機的視角范圍能覆蓋所述影像室內的全部空間。
3.根據權利要求2所述的醫學影像系統，其特征在于：多個所述單目相機位于所述影像拍攝機構的同一側，且當患者進入到影像室內時，至少兩個所述單目相機能拍攝到患者。
4.根據權利要求2所述的醫學影像系統，其特征在于：多個所述單目相機中，任意兩個所述單目相機的鏡頭射線的相交角為60～120°。
5.根據權利要求1所述的醫學影像系統，其特征在于：所述平板探測器固定在所述電動立式胸片架的探測器盒內，且所述電動立式胸片架通過步進電機驅動所述探測器盒上升或下降。
6.根據權利要求5所述的醫學影像系統，其特征在于：所述探測器盒上安裝有光源朝下的激光位移傳感器，所述激光位移傳感器與...
【專利技術屬性】
技術研發人員：惠源，李錢，郝優，王冊，周少華，
申請(專利權)人：中科蘇州智能計算技術研究院，
類型：發明
國別省市：
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