经颅磁刺激导航过程的路径规划方法及相关装置制造方法及图纸

本申请适用于医疗技术领域，提供一种经颅磁刺激导航过程的路径规划方法及相关装置，其中方法主要包括：确定患者头部的头部中心点P

【技术实现步骤摘要】
经颅磁刺激导航过程的路径规划方法及相关装置


[0001]本申请属于医疗
，尤其涉及一种经颅磁刺激导航过程的路径规划方法及相关装置。

技术介绍

[0002]经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation，TMS)技术是一种无创、无明确副作用的神经调控技术，其基本原理是：利用脉冲磁场作用于中枢神经系统(主要是大脑皮层)，脉冲磁场产生的感应电流会改变皮层神经细胞的膜电位，进而影响脑内代谢活动和神经活动。目前经颅磁刺激技术的刺激模式主要有：单脉冲、双脉冲以及重复性脉冲三种刺激模式。单脉冲和双脉冲刺激模式常用于常规电生理检查。重复性脉冲模式可应用于运动障碍类疾病、精神类疾病、病理性疼痛、癫痫、成瘾以及神经系统受损后的功能性恢复等方面的治疗。
[0003]在经颅磁刺激技术的磁刺激自动导航过程中，对患者头部进行治疗的磁刺激自动导航执行机构一般为机械臂，机械臂的自由端携带磁刺激线圈按照规划路径的指引到达患者头部进行治疗。然而，现有技术中较少对应经颅磁刺激导航过程的机械臂路径规划的技术方案。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种经颅磁刺激导航过程的路径规划方法及相关装置，丰富目前经颅磁刺激导航过程的路径规划的技术方案。
[0005]第一方面，本申请提供一种经颅磁刺激导航过程的路径规划方法，应用于机械臂，包括：
[0006]确定患者头部的头部中心点P
c
、所述患者头部的目标磁刺激点P
e
、所述机械臂的工具中心点的初始位置点P
s
；
[0007]以所述头部中心点P
c
为球心，预设长度R为半径,创建空间半球体，所述空间半球体包裹所述患者头部的所有磁刺激点；
[0008]将所述空间半球体的外表面作为安全平面S；
[0009]连接所述头部中心点P
c
与所述目标磁刺激点P
e
，得到直线L，所述直线L与所述安全平面S存在交点P
m
；
[0010]根据预设算法生成所述机械臂的工具中心点从所述初始位置点P
s
移动到所述交点P
m
的第一段路径；
[0011]计算所述交点P
m
到所述目标磁刺激点P
e
的距离d，得到第二段路径；
[0012]按先后顺序连接所述第一段路径与所述第二段路径，得到所述机械臂的规划路径。
[0013]可选的，所述确定患者头部中心点的头部中心点P
c
包括：
[0014]使用AABB包围盒算法对所述患者头部进行包围计算，得到对所述患者头部的包围
盒；
[0015]计算所述包围盒的中心点坐标；
[0016]将所述包围盒的中心点坐标视为所述患者头部中心点的所述头部中心点P
c
的坐标。
[0017]可选的，所述预设长度R包括：
[0018][0019]其中所述(X
c
，Y
c
，Z
c
)表示所述头部中心点P
c
的坐标；
[0020]所述(X
n
，Y
n
，Z
n
)表示所述包围盒上到所述头部中心点P
c
距离最大的包围盒最远点的坐标。
[0021]可选的，计算所述交点P
m
到所述目标磁刺激点P
e
的距离d包括：
[0022][0023]其中所述(X
m
，Y
m
，Z
m
)表示所述交点P
m
的坐标；
[0024]所述(X
e
，Y
e
，Z
e
)表示所述目标磁刺激点P
e
的坐标。
[0025]可选的，所述机械臂的末端适配安装有磁刺激线圈，所述机械臂的工具中心点位于所述磁刺激线圈的自由端表面，所述机械臂的工具中心点的坐标值等于所述机械臂自由端中心点坐标加上磁刺激线圈厚度值所对应的坐标值。
[0026]可选的，还包括：
[0027]设所述机械臂的工具中心点为起点，所述患者头部中心点为终点，形成向量M；
[0028]将所述向量M应用于所述机械臂的所述磁刺激线圈，使得所述机械臂的控制所述磁刺激线圈始终朝向所述患者头部中心点。
[0029]可选的，在将所述向量M应用于所述机械臂的所述磁刺激线圈之后，所述方法还包括：
[0030]将所述向量M的方向作为所述磁刺激线圈所在的所述机械臂的末端坐标系的z轴方向。
[0031]可选的，得到所述机械臂的规划路径之后，所述方法还包括：
[0032]将所述规划路径转化为机械臂的空间坐标系下的运动路径；
[0033]将所述运动路径发送给所述机械臂，以使得所述机械臂的所述工具中心点沿着所述运动路径运动
[0034]第二方面，本申请提供一种经颅磁刺激导航过程的路径规划系统，应用于机械臂，包括：
[0035]确定单元，用于确定患者头部的头部中心点P
c
、所述患者头部的目标磁刺激点P
e
、所述机械臂的工具中心点的初始位置点P
s
；
[0036]创建单元，用于以所述头部中心点P
c
为球心，预设长度R为半径,创建空间半球体，所述空间半球体包裹所述患者头部的所有磁刺激点；
[0037]作为单元，用于将所述空间半球体的外表面作为安全平面S；
[0038]连接单元，用于连接所述头部中心点P
c
与所述目标磁刺激点P
e
，得到直线L，所述直线L与所述安全平面S存在交点P
m
；
[0039]生成单元，用于根据预设算法生成所述机械臂的工具中心点从所述初始位置点P
s
移动到所述交点P
m
的第一段路径；
[0040]计算单元，用于计算所述交点P
m
到所述目标磁刺激点P
e
的距离d，得到第二段路径；
[0041]连接单元，还用于按先后顺序连接所述第一段路径与所述第二段路径，得到所述机械臂的规划路径。
[0042]可选的，所述确定单元确定患者头部中心点的头部中心点P
c
时，具体用于：
[0043]使用AABB包围盒算法对所述患者头部进行包围计算，得到对所述患者头部的包围盒；
[0044]计算所述包围盒的中心点坐标；
[0045]将所述包围盒的中心点坐标视为所述患者头部中心点的所述头部中心点P
c
的坐标。
[0046]可选的，所述预设长度R包括：
[0047][0048]其中所述(X
c
，Y
c<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种经颅磁刺激导航过程的路径规划方法，其特征在于，应用于机械臂，包括：确定患者头部的头部中心点P
c
、所述患者头部的目标磁刺激点P
e
、所述机械臂的工具中心点的初始位置点P
s
；以所述头部中心点P
c
为球心，预设长度R为半径,创建空间半球体，所述空间半球体包裹所述患者头部的所有磁刺激点；将所述空间半球体的外表面作为安全平面S；连接所述头部中心点P
c
与所述目标磁刺激点P
e
，得到直线L，所述直线L与所述安全平面S存在交点P
m
；根据预设算法生成所述机械臂的工具中心点从所述初始位置点P
s
移动到所述交点P
m
的第一段路径；计算所述交点P
m
到所述目标磁刺激点P
e
的距离d，得到第二段路径；按先后顺序连接所述第一段路径与所述第二段路径，得到所述机械臂的规划路径。2.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，所述确定患者头部中心点的头部中心点P
c
包括：使用AABB包围盒算法对所述患者头部进行包围计算，得到对所述患者头部的包围盒；计算所述包围盒的中心点坐标；将所述包围盒的中心点坐标视为所述患者头部中心点的所述头部中心点P
c
的坐标。3.根据权利要求2所述的路径规划方法，其特征在于，所述预设长度R包括：其中所述(X
c
，Y
c
，Z
c
)表示所述头部中心点P
c
的坐标；所述(X
n
，Y
n
，Z
n
)表示所述包围盒上到所述头部中心点P
c
距离最大的包围盒最远点的坐标。4.根据权利要求3所述的路径规划方法，其特征在于，计算所述交点P
m
到所述目标磁刺激点P
e
的距离d包括：其中所述(X
m
，Y
m
，Z
m
)表示所述交点P
m
的坐标；所述(X
e
，Y
e
，Z
e
)表示所述目标磁刺激点P
e
的坐标。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦伟，徐恒，孙金铂，崔亚朋，龙戈农，
申请(专利权)人：西安科悦医疗股份有限公司，
类型：发明
国别省市：