一种C形臂控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开一种C形臂控制系统及控制方法。控制系统包括：控制器和电机组件，电机组件包括第一电机、第二电机、第三电机及第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器；控制器根据C形臂的规划轨迹得出C形臂的位置序列，将C形臂的位置序列分解为控制信号，控制信号包括第一电机控制信号、第二电机控制信号和第三电机控制信号；第一驱动器根据第一电机控制信号驱动第一电机工作，第二驱动器根据第二电机控制信号驱动第二电机工作，第三驱动器根据第三电机控制信号驱动第三电机工作。本发明专利技术的C形臂控制系统及控制方法，通过多轴联动，可实现C形臂匀速、高精度的移动，保证采集图像的有效性。

A C-arm Control System and Control Method

The invention discloses a C-arm control system and a control method. The control system includes: controller and electrical components, motor components include the first motor, the second motor, the third motor and the first driver, the second driver and the third driver; the controller obtains the position sequence of the C-arm according to the planned trajectory of the C-arm, decomposes the position sequence of the C-arm into control signals, and the control signals include the control signals of the first motor and the control signals of the second motor. The first driver drives the first motor according to the control signal of the first motor, the second driver drives the second motor according to the control signal of the second motor, and the third driver drives the third motor according to the control signal of the third motor. The C-arm control system and control method of the invention can realize uniform and high-precision movement of the C-arm through multi-axis linkage, and ensure the validity of image acquisition.

【技术实现步骤摘要】
一种C形臂控制系统及控制方法
本专利技术属于医疗设备领域，尤其涉及一种C形臂控制系统及控制方法。
技术介绍
在进行临床介入手术时，需通过X射线造影设备对病患区进行检测，常用的X射线造影设备包括C形臂和导管床。在对病人进行检测时，C形臂与导管床的相对运动，使得C形臂由导管床的床头至床尾移动对病人检测。在移动过程中C形臂进行曝光和图像采集，移动结束后将所有图像拼接，组成一张病人全身的二维影像。现在的C形臂无法实现对病人的三维立体图像建模，主要原因在于：(1)C形臂的直线移动精度差，二维图像是三维图像的基础，在二维图像采集的过程中，要求C臂能够严格沿着导管床的中心线进行运动，位置偏离会导致相邻两张影像间存在图像错位，给图像拼接带来难度，甚至导致拼接失败。(2)C形臂与导管床的相对运动，很难实现匀速运动。(3)多张二维图像建模才能形成立体三维图像，如果每张的二维图像的中心误差过大，在三维建模的时候会直接导致建模失败。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出一种新型的C形臂控制系统及控制方法，通过多轴的联动，实现C形臂在三维空间中高精度运动，保证曝光、采集影像的有效性，方便图像拼接。本专利技术的目的之一是提供一种C形臂控制系统，包括：控制器和电机组件，所述电机组件包括第一电机、第二电机、第三电机及第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器；所述控制器根据所述C形臂的规划轨迹得出所述C形臂的位置序列，将所述C形臂的位置序列分解为控制信号，所述控制信号包括第一电机控制信号、第二电机控制信号和第三电机控制信号；所述第一驱动器根据所述控制器发送的所述第一电机控制信号驱动所述第一电机工作，所述第一电机带动所述C形臂的第一支架转动；所述第二驱动器根据所述控制器发送的所述第二电机控制信号驱动所述第二电机工作，所述第二电机带动所述C形臂的第二支架转动；所述第三驱动器根据所述控制器发送的所述第三电机控制信号驱动所述第三电机工作，所述第三电机带动所述C形臂的C臂沿滑车架滑动。作为本专利技术可选的方案，所述电机组件还包括第四电机和第四驱动器；所述控制信号还包括第四电机控制信号，所述第四驱动器根据所述控制器发送的所述第四电机控制信号驱动所述第四电机工作，所述第四电机带动所述滑车架转动。作为本专利技术可选的方案，所述电机组件还包括第五电机、第六电机和第五驱动器、第六驱动器；所述控制信号还包括第五电机控制信号和第六电机控制信号；所述第五驱动器根据所述控制器发送的所述第五电机控制信号驱动所述第五电机工作，所述第五电机带动所述C形臂的平板探测器旋转；所述第六驱动器根据所述控制器发送的所述第六电机控制信号驱动所述第六电机工作，所述第六电机带动所述C形臂的X射线发射器旋转。作为本专利技术可选的方案，所述控制器包括虚拟电机，所述虚拟电机将所述C形臂的位置序列分解为控制信号。作为本专利技术可选的方案，所述控制器包括显示单元和输入单元；所述显示单元用于显示输入对话框及所述电机组件的参数；所述输入单元用于输入所述C形臂的规划轨迹。本专利技术的另一目的是提供一种C形臂的控制方法，所述C形臂包括：控制器和电机组件，所述电机组件包括第一电机、第二电机、第三电机及第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器；所述控制方法包括步骤：所述控制器根据所述C形臂的规划轨迹得出所述C形臂的位置序列，将所述C形臂的位置序列分解为控制信号，所述控制信号包括第一电机控制信号、第二电机控制信号和第三电机控制信号；所述第一驱动器根据所述控制器发送的所述第一电机控制信号驱动所述第一电机工作，所述第一电机带动所述C形臂的第一支架转动；所述第二驱动器根据所述控制器发送的所述第二电机控制信号驱动所述第二电机工作，所述第二电机带动所述C形臂的第二支架转动；所述第三驱动器根据所述控制器发送的所述第三电机控制信号驱动所述第三电机工作，所述第三电机带动所述C形臂的C臂沿滑车架滑动。作为本专利技术可选的方案，所述电机组件还包括第四电机和第四驱动器，所述控制信号还包括第四电机控制信号；所述控制方法包括：所述第四驱动器根据所述控制器发送的所述第四电机控制信号驱动所述第四电机工作，所述第四电机带动所述滑车架转动。作为本专利技术可选的方案，所述电机组件还包括第五电机、第六电机和第五驱动器、第六驱动器，所述控制信号还包括第五电机控制信号和第六电机控制信号；所述控制方法包括：所述第五驱动器根据所述控制器发送的所述第五电机控制信号驱动所述第五电机工作，所述第五电机带动所述C形臂的平板探测器旋转；所述第六驱动器根据所述控制器发送的所述第六电机控制信号驱动所述第六电机工作，所述第六电机带动所述C形臂的X射线发射器旋转。作为本专利技术可选的方案，所述控制器通过虚拟电机将所述C形臂的位置序列分解为控制信号。作为本专利技术可选的方案，所述控制方法还包括：通过输入单元获取所述C形臂的规划轨迹。本专利技术的C形臂控制系统及控制方法，将C形臂的规划轨迹分解为多个部件的联动，各个部件的运动相互配合，C形臂的运动轨迹为多个部件运动的合成；通过多轴联动，可实现C形臂在三维空间中平稳的匀速运动，运动精度高，采集的影像清晰，方便图像拼接形成三维图像。附图说明图1是本专利技术实施例C形臂的结构图。图2是本专利技术实施例C形臂的简化图。图3是本专利技术实施例C形臂的控制系统的示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本专利技术的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本专利技术的限制。本专利技术中所述的“连接”，除非另有明确的规定或限定，应作广义理解，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连。在本专利技术的描述中，需要理解的是，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶端”、“底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。如图1和图2所示，本实施例的C形臂包括底座11、第一支架12、第二支架13、滑车架14、C臂15、平板探测器16、X射线发射器17。底座11固定在地面上，第一支架12通过第一转轴21可旋转的安装在底座11上。第二支架13通过第二转轴22可旋转的安装在第一支架12上。C臂15通过滑车架14安装在第二支架13上，C臂15通过导轨23可滑动的安装在滑车架14上。平板探测器16和X射线发射器17分别安装在C臂15的两端。X射线发射器17可发射出X射线，平板探测器16可接收X射线发射器17发射出的X射线。平板探测器16与X射线发射器17之间的连线即为X射线的探测区域。本专利技术实施例提供一种上述C形臂的控制系统，其包括：控制器3和电机组件400。控制器3用上向电机组件400输出控制信号，电机组件400带动C形臂的运动。本实施例的电机组件400包括第一电机41、第二电机42、第三电机43及第一驱动器51、第二驱动器52和第三驱动器53。控制器3分别连接第一驱动器51、第二驱动器52和第三驱动器53。第一驱动器51连接第一电机41，第一电机41可带动第一支架12旋转。第二驱动器52连接第二电机42，第二电机42可带动C形臂的第二支架13转动。第三驱动器53连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种C形臂控制系统，其特征在于，包括：控制器和电机组件，所述电机组件包括第一电机、第二电机、第三电机及第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器；所述控制器根据所述C形臂的规划轨迹得出所述C形臂的位置序列，将所述C形臂的位置序列分解为控制信号，所述控制信号包括第一电机控制信号、第二电机控制信号和第三电机控制信号；所述第一驱动器根据所述控制器发送的所述第一电机控制信号驱动所述第一电机工作，所述第一电机带动所述C形臂的第一支架转动；所述第二驱动器根据所述控制器发送的所述第二电机控制信号驱动所述第二电机工作，所述第二电机带动所述C形臂的第二支架转动；所述第三驱动器根据所述控制器发送的所述第三电机控制信号驱动所述第三电机工作，所述第三电机带动所述C形臂的C臂沿滑车架滑动。

【技术特征摘要】
1.一种C形臂控制系统，其特征在于，包括：控制器和电机组件，所述电机组件包括第一电机、第二电机、第三电机及第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器；所述控制器根据所述C形臂的规划轨迹得出所述C形臂的位置序列，将所述C形臂的位置序列分解为控制信号，所述控制信号包括第一电机控制信号、第二电机控制信号和第三电机控制信号；所述第一驱动器根据所述控制器发送的所述第一电机控制信号驱动所述第一电机工作，所述第一电机带动所述C形臂的第一支架转动；所述第二驱动器根据所述控制器发送的所述第二电机控制信号驱动所述第二电机工作，所述第二电机带动所述C形臂的第二支架转动；所述第三驱动器根据所述控制器发送的所述第三电机控制信号驱动所述第三电机工作，所述第三电机带动所述C形臂的C臂沿滑车架滑动。2.根据权利要求1所述C形臂控制系统，其特征在于，所述电机组件还包括第四电机和第四驱动器；所述控制信号还包括第四电机控制信号，所述第四驱动器根据所述控制器发送的所述第四电机控制信号驱动所述第四电机工作，所述第四电机带动所述滑车架转动。3.根据权利要求1所述C形臂控制系统，其特征在于，所述电机组件还包括第五电机、第六电机和第五驱动器、第六驱动器；所述控制信号还包括第五电机控制信号和第六电机控制信号；所述第五驱动器根据所述控制器发送的所述第五电机控制信号驱动所述第五电机工作，所述第五电机带动所述C形臂的平板探测器旋转；所述第六驱动器根据所述控制器发送的所述第六电机控制信号驱动所述第六电机工作，所述第六电机带动所述C形臂的X射线发射器旋转。4.根据权利要求1所述C形臂控制系统，其特征在于，所述控制器包括虚拟电机，所述虚拟电机将所述C形臂的位置序列分解为控制信号。5.根据权利要求1所述C形臂控制系统，其特征在于，所述控制器包括显示单元和输入单元；所述显示单元用于显示输入对话框及所述电机组件的参数；所述输入单元用于输...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝波，申海潮，董瑞鹏，邵瑞卓，解菁，
申请(专利权)人：北京唯迈医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11