一種關(guān)節(jié)定位識別系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人視覺定位技術(shù)，尤其涉及一種關(guān)節(jié)定位識別系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]應(yīng)用骨科正骨設(shè)備對患者進(jìn)行骨折康復(fù)治療時(shí)，醫(yī)生會(huì)根據(jù)X光片成像的骨折情況，將患者骨折部位及其相鄰部位關(guān)節(jié)擺放正確位置后才進(jìn)行正骨治療，患者各關(guān)節(jié)部位的擺放準(zhǔn)確度往往極大影響治療效果。目前，多數(shù)骨科正骨設(shè)備采用的關(guān)節(jié)定位方式是依靠醫(yī)生個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，人為調(diào)節(jié)各關(guān)節(jié)擺放位置。存在缺陷是:(I)關(guān)節(jié)定位精度不高，完全依靠醫(yī)生個(gè)人經(jīng)驗(yàn)去調(diào)節(jié)患者關(guān)節(jié)擺放位置，僅僅依靠感覺，無法實(shí)現(xiàn)精確定位，對治療效果產(chǎn)生很大影響(2)關(guān)節(jié)擺放位置調(diào)節(jié)耗時(shí)費(fèi)力。在以往正骨治療前，醫(yī)生需反復(fù)調(diào)節(jié)患者關(guān)節(jié)擺放位置。治療過程中，如關(guān)節(jié)擺放位置出現(xiàn)變化，需重新調(diào)節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)骨科正骨設(shè)備中在對病人關(guān)節(jié)定位時(shí)存在的定位準(zhǔn)確度不高和尋找定位目標(biāo)較慢的問題，提出一種關(guān)節(jié)定位識別系統(tǒng)。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]—種關(guān)節(jié)定位識別系統(tǒng)，包括:信息處理單元、圖像采集單元、機(jī)器人控制單元及軸控制單元，其中，圖像采集單元及機(jī)器人控制單元分別與信息處理單元通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；機(jī)器人控制單元與軸控制單元?jiǎng)t通過CAN總線通訊連接；圖像采集單元，用于采集患者的骨折數(shù)字信息；信息處理單元，用于接收圖像采集單元發(fā)送的骨折數(shù)字信息，分析患者骨折處正確牽引位置信息；機(jī)器人控制單元，用于根據(jù)正確牽引位置信息，向軸控制單元發(fā)送動(dòng)作指令信息；軸控制單元實(shí)現(xiàn)對驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制。
[0006]優(yōu)選的，圖像采集單元包括圖像獲取單元和圖像轉(zhuǎn)換單元，圖像獲取單元用于獲取患者骨折圖像；圖像轉(zhuǎn)換單元用于接收患者骨折處圖像，將該圖像轉(zhuǎn)換為包含像素點(diǎn)的數(shù)字信息。
[0007]優(yōu)選的，信息處理單元包括一數(shù)字信息接收單元、專家信息存儲(chǔ)單元及信息比較單元；數(shù)字信息接收單元接收所述圖像采集單元發(fā)送的包含像素點(diǎn)的數(shù)字信息；信息比較單元同時(shí)獲取該數(shù)字信息和預(yù)先保存在專家信息存儲(chǔ)單元中的專家信息，將兩個(gè)信息相比較，得到關(guān)節(jié)正確牽引位置信息。
[0008]優(yōu)選的，還包括一視覺處理單元，該視覺處理單元與信息處理單元通過以太網(wǎng)通訊連接。
[0009]優(yōu)選的，視覺處理單元實(shí)時(shí)獲取正在校正過程中的患者骨折信息，并抽取當(dāng)前患者關(guān)節(jié)處的特征信息，將該特征信息傳送回信息處理單元，信息處理單元將該特征信息跟之前的正確牽引位置信息進(jìn)行比較，按照比較結(jié)果重新規(guī)劃牽引位置信息。
[0010]本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)具有如下的有益效果:
[0011 ] 1、本發(fā)明技術(shù)方案相對于以往關(guān)節(jié)定位方式，克服了以往依靠人為定位關(guān)節(jié)位置準(zhǔn)確度不高、耗時(shí)費(fèi)工缺陷，增加了骨科患者關(guān)節(jié)定位的可靠性與準(zhǔn)確性。
[0012]2、本發(fā)明應(yīng)用信息處理單元與機(jī)器人控制器組成的機(jī)器人雙主板控制系統(tǒng)，將運(yùn)動(dòng)控制與其他控制功能分開，在控制層次上更加分明，同時(shí)在軟件編程上也更加利于實(shí)現(xiàn)模塊化。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一種關(guān)節(jié)定位識別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，而不應(yīng)當(dāng)理解為對本發(fā)明的限制。
[0015]在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“內(nèi)”、“外”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不應(yīng)當(dāng)理解為對本發(fā)明的限制。
[0016]本發(fā)明提供一種關(guān)節(jié)定位識別系統(tǒng)。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明一實(shí)施例關(guān)節(jié)定位識別系統(tǒng)包括:信息處理單元100、圖像采集單元200、機(jī)器人控制單元300及軸控制單元500。其中，圖像采集單元200及機(jī)器人控制單元300分別與信息處理單元100通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；機(jī)器人控制單元300與軸控制單元500則通過CAN總線通訊連接。
[0018]圖像采集單元200采集患者的骨折數(shù)字信息；信息處理單元100接收圖像采集單元發(fā)送的骨折數(shù)字信息，分析患者骨折處正確牽引位置信息；機(jī)器人控制單元300根據(jù)正確牽引位置信息，向軸控制單元500發(fā)送動(dòng)作指令信息；軸控制單元500實(shí)現(xiàn)對驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制。
[0019]優(yōu)選的，上述關(guān)節(jié)定位識別系統(tǒng)還包括一視覺處理單元400，該視覺處理單元400與信息處理單元通過以太網(wǎng)通訊連接。所述視覺處理單元400實(shí)時(shí)獲取正在校正過程中的患者骨折信息，并抽取當(dāng)前患者關(guān)節(jié)處的特征信息，將該特征信息傳送回信息處理單元100，信息處理單元100將該特征信息跟之前的正確牽引位置信息進(jìn)行比較，按照比較結(jié)果重新規(guī)劃牽引位置信息。
[0020]下面將對本發(fā)明提出的一種關(guān)節(jié)定位識別系統(tǒng)各組成部分及工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0021]圖像采集單元200，包括圖像獲取單元201和圖像轉(zhuǎn)換單元202，圖像獲取單元201用于獲取患者骨折圖像；圖像轉(zhuǎn)換單元202用于接收患者骨折處圖像，利用X光數(shù)字成像與處理技術(shù)，將該圖像轉(zhuǎn)換為包含像素點(diǎn)的數(shù)字信息。
[0022]信息處理單元100根據(jù)圖像采集單元200發(fā)送的骨折圖像信息，分析患者骨折處正確牽引位置信息。具體的，該信息處理單元100包括一數(shù)字信息接收單元101、專家信息存儲(chǔ)單元102及信息比較單元103。數(shù)字信息接收單元101接收圖像采集單元200發(fā)送的包含像素點(diǎn)的數(shù)字信息；信息比較單元103同時(shí)獲取該數(shù)字信息和預(yù)先保存在專家信息存儲(chǔ)單元102中的專家信息，將兩個(gè)信息相比較，得到關(guān)節(jié)正確牽引位置信息。
[0023]機(jī)器人控制單元300將正確的牽引位置信息，通過指令方式發(fā)送給軸控制單元。
[0024]軸控制單元500根據(jù)機(jī)器人控制單元300發(fā)送的指令信息，對各驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行控制。
[0025]進(jìn)一步的，該關(guān)節(jié)定位識別系統(tǒng)還包括一視覺處理單元400，所述視覺處理單元400實(shí)時(shí)獲取正在校正過程中的患者骨折信息，并抽取當(dāng)前患者關(guān)節(jié)處的特征信息，將該特征信息傳送回信息處理單元100中的信息比較單元103，信息比較單元103將該特征信息跟之前的正確牽引位置信息進(jìn)行比較，將按照比較結(jié)果重新規(guī)劃的牽引位置信息再次發(fā)送給機(jī)器人控制單元300實(shí)現(xiàn)對驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制。
[0026]本專利多用于骨科正骨設(shè)備。此外，還可以應(yīng)用于神經(jīng)外科手術(shù)、內(nèi)科手術(shù)等醫(yī)用設(shè)備上。針對于不同應(yīng)用，只需根據(jù)實(shí)際需求增加或減少板卡和部分手術(shù)器具，無需更改系統(tǒng)的情況下即能實(shí)現(xiàn)精確定位。如在神經(jīng)外科手術(shù)系統(tǒng)中，將視覺定位控制系統(tǒng)與神經(jīng)外科手術(shù)系統(tǒng)整合即能實(shí)現(xiàn)手術(shù)過程中對手術(shù)器械的跟蹤定位。
[0027]雖然本發(fā)明參照當(dāng)前的較佳實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)能理解，上述較佳實(shí)施方式僅用來解釋和說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非用來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，任何在本發(fā)明的精神和原則范圍之內(nèi)，所做的任何修飾、等效替換、變形、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種關(guān)節(jié)定位識別系統(tǒng)，其特征在于，包括:信息處理單元、圖像采集單元、機(jī)器人控制單元及軸控制單元，其中，圖像采集單元及機(jī)器人控制單元分別與信息處理單元通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；機(jī)器人控制單元與軸控制單元?jiǎng)t通過CAN總線通訊連接； 圖像采集單元，用于采集患者的骨折數(shù)字信息； 信息處理單元，用于接收圖像采集單元發(fā)送的骨折數(shù)字信息，分析患者骨折處正確牽引位置信息； 機(jī)器人控制單元，用于根據(jù)正確牽引位置信息，向軸控制單元發(fā)送動(dòng)作指令信息； 軸控制單元實(shí)現(xiàn)對驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制。2.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)定位識別系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集單元包括圖像獲取單元和圖像轉(zhuǎn)換單元，圖像獲取單元用于獲取患者骨折圖像；圖像轉(zhuǎn)換單元用于接收患者骨折處圖像，將該圖像轉(zhuǎn)換為包含像素點(diǎn)的數(shù)字信息。3.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)定位識別系統(tǒng)，其特征在于，所述信息處理單元包括一數(shù)字信息接收單元、專家信息存儲(chǔ)單元及信息比較單元； 數(shù)字信息接收單元接收所述圖像采集單元發(fā)送的包含像素點(diǎn)的數(shù)字信息；信息比較單元同時(shí)獲取該數(shù)字信息和預(yù)先保存在專家信息存儲(chǔ)單元中的專家信息，將兩個(gè)信息相比較，得到關(guān)節(jié)正確牽引位置信息。4.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)定位識別系統(tǒng)，其特征在于，還包括一視覺處理單元，該視覺處理單元與信息處理單元通過以太網(wǎng)通訊連接。5.如權(quán)利要求4所述的關(guān)節(jié)定位識別系統(tǒng)，其特征在于，所述視覺處理單元實(shí)時(shí)獲取正在校正過程中的患者骨折信息，并抽取當(dāng)前患者關(guān)節(jié)處的特征信息，將該特征信息傳送回信息處理單元，信息處理單元將該特征信息跟之前的正確牽引位置信息進(jìn)行比較，按照比較結(jié)果重新規(guī)劃牽引位置信息。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種關(guān)節(jié)定位識別系統(tǒng)，包括：信息處理單元、圖像采集單元、機(jī)器人控制單元及軸控制單元，其中，圖像采集單元及機(jī)器人控制單元分別與信息處理單元通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；機(jī)器人控制單元與軸控制單元?jiǎng)t通過CAN總線通訊連接；圖像采集單元，用于采集患者的骨折數(shù)字信息；信息處理單元，用于接收圖像采集單元發(fā)送的骨折數(shù)字信息，分析患者骨折處正確牽引位置信息；機(jī)器人控制單元，用于根據(jù)正確牽引位置信息，向軸控制單元發(fā)送動(dòng)作指令信息；軸控制單元實(shí)現(xiàn)對驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制。增加了骨科患者關(guān)節(jié)定位的可靠性與準(zhǔn)確性。
【IPC分類】B25J13/08, A61B5/00, G06T7/00
【公開號】CN105643640
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】李健, 徐方, 陳廷輝, 陳睿, 周楠, 鄧德智
【申請人】沈陽新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2014年11月12日