CN108042218A - 一种神经外科手术病人头部标记自动视觉定位装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种神经外科手术病人头部标记自动视觉定位装置及方法,包括定位装置本体，在定位装置本体上设有环形支架、环形轨道、检测探头、移动床垫、检测装置基座、标记定位盘、检测系统、环形支架驱动轨道、计算机，在检测系统上设有主控制器，与主控制器协同工作的还有视觉传感系统、定位差分计算模块、位置比较模块、自跟踪标记模块，定位装置本体采用检测探头、标记定位盘对患者的头部进行定位标记，经过对信息的扫描、建模，最终将数据生成图像呈现出来，本发明简化了医生的操作，提高了手术的效率，为抢救病人争取了更多的时间，也提高了标记定位的精度，进而提高了注册的精度，增加了手术的安全性、可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及自动视觉定位装置技术领域，具体为一种神经外科手术病人头部标记自动视觉定位装置。
背景技术
立体定向神经外科手术中一个很关键的技术就是病人头部的注册，也就是获取医学图像空间和手术设备空间的对应关系。医学图像空间是指用CT或 MRI断层图像重建的病人脑部空间，其包含病人大脑内部的重要信息；手术设备空间是指医疗机器人或其它医疗设备所在的空间。只有实现病人头部的注册，才能使手术设备准确定位患者脑部病患位置，顺利完成手术。
注册的方法可以分为有框架式和无框架式两种方式，其中有框架式定位方式需要将框架固定在病人的颅骨上，病人脑部相对框架固定，因此可以用框架建立医学图像空间和手术设备空间的对应关系；无框架式定位方式不使用框架定位，而是通过贴在病人脑部或固定在颅骨上的标记建立医学图像空间和手术设备空间的对应关系。有框架方式定位方式的缺点是，固定在头部的框架会对病人造成额外的伤害，并且其安装过程复杂，它在CT或MRI中的成像会影响病人脑部的成像效果。现在普遍采用的是无框架式定位方式，即获取两种空间下的标记坐标，通过标记匹配组成标记对，利用标记对就可以得到两种空间的对应关系。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简化了医生的操作，提高了手术的效率，为抢救病人争取了更多的时间，也提高了标记定位的精度，进而提高了注册的精度，增加了手术的安全性、可靠性的一种神经外科手术病人头部标记自动视觉定位装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种神经外科手术病人头部标记自动视觉定位装置,包括，所述定位装置本体上设有计算机，所述计算机的一侧设有检测装置基座，所述检测装置基座的上方设有移动床垫，移动床垫的左端中间设有标记定位盘，所述移动床垫的左端设有环形支架，环形支架为半圆弧状，环形支架与移动床垫的连接端设有环形支架驱动轨道。
优选的，所述环形支架的中间设有环形轨道，所述环形轨道的内部设有检测探头，检测探头采用无线网络与计算机连接。
优选的，所述标记定位盘为圆饼状，所述标记定位盘的内部设有检测系统。
优选的，所述检测系统上设有主控制器，所述主控制器的左端设有图像生成系统，所述图像生成系统的左端设有显示系统，所述主控制器的一连接端与网络模块连接，所述主控制器的右侧设有视觉传感系统、定位差分计算模块、位置比较模块，所述位置比较模块的另一端设有视觉控制模块，所述主控制器的一端设有自动跟踪标记模块。
优选的，所述标记定位盘上设有右脑定位器、左脑定位器，所述右脑定位器、左脑定位器在同一水平位置，所述右脑定位器、左脑定位器的下方设有颈椎定位器。
优选的，所述视觉传感系统上设有扫描系统、坐标建立子系统、信息获取单元，扫描系统、坐标建立子系统、信息获取单元均与主控制器连接。
优选的，定位方法包括以下步骤：
A、将患者放置在移动床垫上，将患者的头部放置在标记定位盘的中间位置；
B、标记定位盘中的检测系统自动追踪标记模块与左脑定位器、右脑定位器协同处理，准确快速的对患者头部进行定位；
C、同时环状轨道上的检测探头在环形轨道的内部来回移动，多角度拍摄患者头部，作为180度全方位扫描；
D、经过定位装置本体内部的硬件控制系统，结合计算机的软件系统，将采集的数据经过软件系统进行数字信号处理、建立坐标、图像生成系统处理后生成直观的图像。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明简化了医生的操作，提高了手术的效率，为抢救病人争取了更多的时间，也提高了标记定位的精度，进而提高了注册的精度，增加了手术的安全性、可靠性。
附图说明
图1为本发明定位装置本体结构示意图；
图2为本发明标记定位盘示意图；
图3为本发明检测系统示意图。
图中：1、定位装置本体；2、环形支架；3、环形轨道；4、检测探头；5、移动床垫；6、检测装置基座；7、标记定位盘；8、检测系统；9、环形支架驱动轨道；10、计算机；11、右脑定位器； 12、左脑定位器；13、颈椎定位器；14、主控制器；15、数字信号处理器；16、存储模块；17、视觉传感系统；18、扫描系统；19、坐标建立子系统；20、信息获取单元；21、定位差分计算模块；22、位置比较模块；23、视觉控制模块；24、图像生成系统；25、显示系统；26、网络模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3,本发明提供一种技术方案：一种神经外科手术病人头部标记自动视觉定位装置,包括定位装置本体1，定位装置本体1上设有计算机 10，计算机10的一侧设有检测装置基座6，检测装置基座6的上方设有移动床垫5，移动床垫5的左端中间设有标记定位盘7，标记定位盘7为圆饼状，标记定位盘7的内部设有检测系统8，移动床垫5的左端设有环形支架2，环形支架2为半圆弧状，环形支架2与移动床垫5的连接端设有环形支架驱动轨道9，环形支架2的中间设有环形轨道3，环形轨道3的内部设有检测探头4，检测探头4采用无线网络与计算机10连接，定位装置本体1内部的硬件控制系统，结合计算机10的软件系统，将采集的数据经过软件系统进行数字信号处理、建立坐标、图像生成系统处理后生成直观的图像。
本发明中，检测系统8上设有主控制器14，主控制器14的左端设有图像生成系统24，图像生成系统24的左端设有显示系统25，主控制器14的一连接端与网络模块26连接，主控制器14的右侧设有视觉传感系统17、定位差分计算模块21、位置比较模块22，位置比较模块22的另一端设有视觉控制模块23，主控制器14的一端设有自动跟踪标记模块24，视觉传感系统 17上设有扫描系统18、坐标建立子系统19、信息获取单元20，扫描系统18、坐标建立子系统19、信息获取单元20均与主控制器14连接。
本发明中，标记定位盘7上设有右脑定位器11、左脑定位器12，右脑定位器11、左脑定位器12在同一水平位置，右脑定位器11、左脑定位器12 的下方设有颈椎定位器13。
本发明简化了医生的操作，提高了手术的效率，为抢救病人争取了更多的时间，也提高了标记定位的精度，进而提高了注册的精度，增加了手术的安全性、可靠性。
本发明的定位方法包括以下步骤：
A、将患者放置在移动床垫5上，将患者的头部放置在标记定位盘7的中间位置；
B、标记定位盘7中的检测系统自动追踪标记模块与左脑定位器、右脑定位器协同处理，准确快速的对患者头部进行定位；
C、同时环状轨道3上的检测探头4在环形轨道3的内部来回移动，多角度拍摄患者头部，作为180度全方位扫描；
D、经过定位装置本体1内部的硬件控制系统，结合计算机10的软件系统，将采集的数据经过软件系统进行数字信号处理、建立坐标、图像生成系统处理后生成直观的图像。
本发明简化了医生的操作，提高了手术的效率，为抢救病人争取了更多的时间，也提高了标记定位的精度，进而提高了注册的精度，增加了手术的安全性、可靠性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种神经外科手术病人头部标记自动视觉定位装置,包括定位装置本体(1)，其特征在于：所述定位装置本体(1)上设有计算机(10)，所述计算机(10)的一侧设有检测装置基座(6)，所述检测装置基座(6)的上方设有移动床垫(5)，移动床垫(5)的左端中间设有标记定位盘(7)，所述移动床垫(5)的左端设有环形支架(2)，环形支架(2)为半圆弧状，环形支架(2)与移动床垫(5)的连接端设有环形支架驱动轨道(9)。
2.根据权利要求1所述的一种神经外科手术病人头部标记自动视觉定位装置，其特征在于：所述环形支架(2)的中间设有环形轨道(3)，所述环形轨道(3)的内部设有检测探头(4)，检测探头(4)采用无线网络与计算机(10)连接。
3.根据权利要求1所述的一种神经外科手术病人头部标记自动视觉定位装置，其特征在于：所述标记定位盘(7)为圆饼状，所述标记定位盘(7)的内部设有检测系统(8)。
4.根据权利要求3所述的一种神经外科手术病人头部标记自动视觉定位装置，其特征在于：所述检测系统(8)上设有主控制器(14)，所述主控制器(14)的左端设有图像生成系统(24)，所述图像生成系统(24)的左端设有显示系统(25)，所述主控制器(14)的一连接端与网络模块(26)连接，所述主控制器(14)的右侧设有视觉传感系统(17)、定位差分计算模块(21)、位置比较模块(22)，所述位置比较模块(22)的另一端设有视觉控制模块(23)，所述主控制器(14)的一端设有自动跟踪标记模块(24)。
5.根据权利要求1所述的一种神经外科手术病人头部标记自动视觉定位装置，其特征在于：所述标记定位盘(7)上设有右脑定位器(11)、左脑定位器(12)，所述右脑定位器(11)、左脑定位器(12)在同一水平位置，所述右脑定位器(11)、左脑定位器(12)的下方设有颈椎定位器(13)。
6.根据权利要求4所述的一种神经外科手术病人头部标记自动视觉定位装置，其特征在于：所述视觉传感系统(17)上设有扫描系统(18)、坐标建立子系统(19)、信息获取单元(20)，扫描系统(18)、坐标建立子系统(19)、信息获取单元(20)均与主控制器(14)连接。
7.实现权利要求1所述的一种神经外科手术病人头部标记自动视觉定位装置的定位方法,其特征在于：定位方法包括以下步骤：
A、将患者放置在移动床垫(5)上，将患者的头部放置在标记定位盘(7)的中间位置；
B、标记定位盘(7)中的检测系统自动追踪标记模块与左脑定位器、右脑定位器协同处理，准确快速的对患者头部进行定位；
C、同时环状轨道(3)上的检测探头(4)在环形轨道(3)的内部来回移动，多角度拍摄患者头部，作为180度全方位扫描；
D、经过定位装置本体(1)内部的硬件控制系统，结合计算机(10)的软件系统，将采集的数据经过软件系统进行数字信号处理、建立坐标、图像生成系统处理后生成直观的图像。
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