本发明专利技术涉及一种移动位置检测装置、移动位置检测方法及系统配准方法，移动位置检测装置包括被检测对象、检测组件和测距传感器。被检测对象能够沿着第一轴向或者第二轴向移动，第一轴向和第二轴向相互垂直，且第一轴向和第二轴向构成一坐标平面。检测组件设置于被检测对象，且检测组件包括一个或多个检测单元，一个或多个检测单元沿第一轴向或第二轴向分布于被检测对象。测距传感器能够检测检测单元上的测距点与测距传感器的距离，且测距传感器测出的距离与被检测对象的移动位置具有预设对应关系。移动位置检测装置的操作简单且使用更加安全，有效解决了现有的用于监测CT扫描床运动的装置操作复杂且安全性不高的问题。的装置操作复杂且安全性不高的问题。的装置操作复杂且安全性不高的问题。
【技术实现步骤摘要】
移动位置检测装置、移动位置检测方法及系统配准方法
[0001]本专利技术涉及医疗设备
，特别是涉及一种移动位置检测装置、移动位置检测方法及系统配准方法。
技术介绍
[0002]CT影像引导介入穿刺已在临床上广泛应用于肿瘤检测及肿瘤治疗，随着机器人技术的发展，手术机器人被越来越多的用于辅助医生进行介入穿刺手术。在这类系统中，机器人引导穿刺或自动穿刺时均需要确定机器人和患者的相对位置关系，通过独立光学追踪系统或CT影像配准引导可实现机器人坐标系和患者影像坐标系间的配准变换关系。对于光学追踪系统，需要在患者体表安装光学追踪标记，使手术工作流繁琐不易操作，此外由于CT Gantry的遮挡难以保证CT孔径内的患者位置追踪。对于CT影像配准引导方式，通过机器人末端安装的诸如BRW框架类配准框架及CT影像扫描，可实现位姿配准变换关系计算。但在介入手术工作流中患者扫描和穿刺执行，扫描床位置通常会进行移动，对于独立于CT扫描床的机器人系统，相对位置配准变换关系就发生变化，从而造成机器人引导穿刺或自动穿刺失效。
[0003]CT作为影像类医疗器械，一般不对外开放扫描床运动信息接口，对于CT影像配准引导介入穿刺机器人需提供一套监测CT扫描床运动装置，在配准变换关系确定后，通过扫描床的移动对配准变换矩阵进行平移变换，确保机器人辅助穿刺入针点定位准确性。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，有必要提供一种操作简单且更加安全的移动位置检测装置、移动位置检测方法及系统配准方法，解决现有的用于监测CT扫描床运动的装置操作复杂且安全性不高的问题。
[0005]本专利技术提供一种移动位置检测装置，用于检测至少可沿一个方向运动的被被检测对象的运动，被检测对象能够沿着第一轴向或者第二轴向移动，第一轴向和第二轴向相互垂直，且第一轴向和第二轴向构成一坐标平面。该移动位置检测装置包括检测组件和测距传感器。检测组件设置于被检测对象，且检测组件包括一个或多个检测单元，一个或多个检测单元沿第一轴向或第二轴向分布于移动组件。测距传感器能够检测检测单元上的测距点与测距传感器的距离，且测距传感器测出的距离与被检测对象的移动位置具有预设对应关系。
[0006]于本专利技术的一实施例中，检测单元设有检测面，检测面与坐标平面垂直设置，检测面在坐标平面内的投影线与第一轴向或第二轴向呈夹角设置。如此设置，有利于降低测距传感器的测量难度。
[0007]于本专利技术的一实施例中，投影线在第一轴向上具有第一投影长度，投影线在第二轴向上具有第二投影长度，且第一投影长度或第二投影长度小于被检测对象的最小移动距离。如此设置，有利于更好地区分被检测对象朝向第一轴向移动还是第二轴向移动。
[0008]于本专利技术的一实施例中，被检测对象沿着第一轴向或第二轴向设有多个重复排列的检测单元，相邻检测单元在首尾相连。如此设置，有利于减小单个检测单元的体积，进而减小整个移动位置检测装置的体积。
[0009]本专利技术还提供一种移动位置检测方法，采用以上实施例所述的CT扫描穿刺系统，移动位置检测方法包括以下步骤：测距传感器实时检测检测组件的运动，并获得检测数据；分析检测数据的变化规律，根据检测数据的变化规律确定被检测对象的位置变化，被检测对象的位置变化包括移动方向和移动距离。
[0010]于本专利技术的一实施例中，检测数据包括多组采集数据，分析检测数据的变化规律包括：计算相邻采集数据之间的第一差值以及计算初始采集数据与终点采集数据之间的第二差值；获得多个第一差值，并分析得到多个第一差值的连续变化规律。如此设置，有利于通过检测数据快速分析得出被检测对象的变化规律。
[0011]于本专利技术的一实施例中，根据第一差值、第二差值以及多个第一差值连续变化规律确定被检测对象的位置变化具体包括以下步骤：根据第二差值确定被检测对象的移动方向，其中被检测对象的移动方向包括第一轴向以及第二轴向；根据第一差值确定被检测对象的移动方向的正方向或负方向；根据第二差值和第一差值的连续变化规律确定被检测对象的移动距离。
[0012]于本专利技术的一实施例中，根据第二差值确定被检测对象的移动方向包括以下步骤：当检测组件沿第一轴向设置时，第二差值的绝对值小于或等于第一阈值，则确定被检测对象的移动方向为第一轴向；当第二差值的绝对值大于第一阈值，则确定被检测对象的移动方向为第二轴向；当检测组件沿第二轴向设置时，当第二差值的绝对值小于或等于第一阈值，则确定被检测对象的移动方向为第二轴向；当第二差值的绝对值大于第一阈值，则确定被检测对象的移动方向为第一轴向。
[0013]于本专利技术的一实施例中，根据第一差值确定被检测对象的移动方向的正方向或负方向包括：
[0014]检测组件沿第一轴向设置，且确定被检测对象沿第一轴向移动时，当第一差值的绝对值小于或等于第二阈值时，且第一差值为正数，则确定被检测对象为在第一轴向上向正方向移动，第一差值为负数，则确定被检测对象为在第一轴向上向负方向移动；当第一差值的绝对值大于第二阈值时，第一差值为正数，则确定被检测对象为在第一轴向上向负方向移动，第一差值为负数，则确定被检测对象为在第一轴向上向正方向移动；
[0015]检测组件沿第一轴向设置，且确定被检测对象沿第二轴向移动时，根据第一差值的大小确定移动方向的正方向或负方向；
[0016]检测组件沿第二轴向设置，且确定被检测对象沿第二轴向移动时，当第一差值的绝对值小于或等于第二阈值时，且第一差值为正数，则确定被检测对象为在第二轴向上向正方向移动，第一差值为负数，则确定被检测对象为在第二轴向上向负方向移动；当第一差值的绝对值大于第二阈值时，第一差值为正数，则确定被检测对象为在第二轴向上向负方向移动，第一差值为负数，则确定被检测对象为在第二轴向上向正方向移动；
[0017]检测组件沿第二轴向设置，且确定被检测对象沿第一轴向移动时，根据第一差值的大小确定移动方向的正方向或负方向。
[0018]于本专利技术的一实施例中，根据第二差值和第一差值连续变化规律确定被检测对象
的移动距离包括：
[0019]检测组件沿第一轴向设置，且确定被检测对象沿第一轴向移动时，计算第一轴向的移动距离包括：
[0020]确定第一差值变化规律中第一差值大小的跳变次数；
[0021]根据第二差值和跳变次数计算获得被检测对象的位移距离；
[0022]检测组件沿第一轴向设置，且确定被检测对象沿第二轴向移动时，第二轴向的移动距离为第二差值；
[0023]检测组件沿第二轴向设置，且确定被检测对象沿第二轴向移动时，计算第二轴向的移动距离包括：
[0024]确定第一差值变化规律中第一差值大小的跳变次数；
[0025]根据第二差值和跳变次数计算获得移动的移动距离；
[0026]检测组件沿第二轴向设置，且确定被检测对象沿第一轴向移动时，第一轴向的移动距离为第二差值。
[0027]本专利技术还提供一种系统配准方法，该系统配准方法包括以下步骤：根据上述实施例所述的移动位置检测方法计算获得的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种移动位置检测装置，用于检测至少可沿一个方向运动的被检测对象(1)的运动，被检测对象(1)能够沿着第一轴向或者第二轴向移动，所述第一轴向和所述第二轴向相互垂直，且所述第一轴向和所述第二轴向构成一坐标平面，其特征在于，包括检测组件(2)，所述检测组件(2)设置于所述被检测对象(1)，且所述检测组件(2)包括一个或多个检测单元(3)，一个或多个所述检测单元(3)沿第一轴向或第二轴向分布于所述被检测对象(1)；以及测距传感器(4)，能够检测所述检测单元(3)上的测距点与所述测距传感器(4)的距离，且所述测距传感器(4)测出的距离与所述被检测对象(1)的移动位置具有预设对应关系。2.根据权利要求1所述的移动位置检测装置，其特征在于，所述检测单元(3)设有检测面(31)，所述检测面(31)与所述坐标平面垂直设置，所述检测面(31)在所述坐标平面内的投影线与所述第一轴向或所述第二轴向呈夹角设置。3.根据权利要求2所述的移动位置检测装置，其特征在于，所述投影线在第一轴向上具有第一投影长度，所述投影线在所述第二轴向上具有第二投影长度，且所述第一投影长度或所述第二投影长度小于所述被检测对象(1)的最小移动距离。4.根据权利要求1所述的移动位置检测装置，其特征在于，所述被检测对象(1)沿着所述第一轴向或第二轴向设有多个重复排列的检测单元(3)，相邻所述检测单元(3)在首尾相连。5.一种移动位置检测方法，其特征在于，采用如权利要求1
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4任意一项所述的移动位置检测装置，所述移动位置检测方法包括以下步骤：所述测距传感器(4)实时检测所述检测组件(2)的运动，并获得检测数据；分析检测数据的变化规律，根据检测数据的变化规律确定所述被检测对象(1)的位置变化，所述被检测对象(1)的位置变化包括移动方向和移动距离。6.根据权利要求5所述的移动位置检测方法，其特征在于，所述检测数据包括多组采集数据，分析检测数据的变化规律包括：计算相邻采集数据之间的第一差值以及计算初始采集数据与终点采集数据之间的第二差值；获得多个第一差值，并分析得到多个第一差值的连续变化规律。7.根据权利要求6所述的移动位置检测方法，其特征在于，根据第一差值、第二差值以及多个第一差值连续变化规律确定被检测对象(1)的位置变化具体包括以下步骤：根据第二差值确定所述被检测对象(1)的移动方向，其中所述被检测对象(1)的移动方向包括第一轴向以及第二轴向；根据第一差值确定所述被检测对象(1)的移动方向的正方向或负方向；根据第二差值和第一差值的连续变化规律确定所述被检测对象(1)的移动距离。8.根据权利要求7所述的移动位置检测方法，其特征在于，根据第二差值确定所述被检测对象(1)的移动方向包括以下步骤：当所述检测组件(2)沿第一轴向设置时，所述第二差值的绝对值小于或等于第一阈值，则确定所述被检测对象(1)的移动方向为第一轴向；当所述第二差值的绝对值大于第一阈值，则确定所述被检测对象(1)的移动方向为第二轴向；当所述检测组件(2)沿第二轴向设置时，当所...
【专利技术属性】
技术研发人员：柯贤锋，谢强，
申请(专利权)人：武汉联影智融医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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