一種關節定位識別系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及機器人視覺定位技術，尤其涉及一種關節定位識別系統。
【背景技術】
[0002]應用骨科正骨設備對患者進行骨折康復治療時，醫生會根據X光片成像的骨折情況，將患者骨折部位及其相鄰部位關節擺放正確位置后才進行正骨治療，患者各關節部位的擺放準確度往往極大影響治療效果。目前，多數骨科正骨設備采用的關節定位方式是依靠醫生個人經驗，人為調節各關節擺放位置。存在缺陷是:(I)關節定位精度不高，完全依靠醫生個人經驗去調節患者關節擺放位置，僅僅依靠感覺，無法實現精確定位，對治療效果產生很大影響(2)關節擺放位置調節耗時費力。在以往正骨治療前，醫生需反復調節患者關節擺放位置。治療過程中，如關節擺放位置出現變化，需重新調節。
【發明內容】
[0003]本發明旨在解決現有技術骨科正骨設備中在對病人關節定位時存在的定位準確度不高和尋找定位目標較慢的問題，提出一種關節定位識別系統。
[0004]為解決上述問題，本發明采用的技術方案為:
[0005]—種關節定位識別系統，包括:信息處理單元、圖像采集單元、機器人控制單元及軸控制單元，其中，圖像采集單元及機器人控制單元分別與信息處理單元通過無線網絡進行數據交互；機器人控制單元與軸控制單元則通過CAN總線通訊連接；圖像采集單元，用于采集患者的骨折數字信息；信息處理單元，用于接收圖像采集單元發送的骨折數字信息，分析患者骨折處正確牽引位置信息；機器人控制單元，用于根據正確牽引位置信息，向軸控制單元發送動作指令信息；軸控制單元實現對驅動電機的控制。
[0006]優選的，圖像采集單元包括圖像獲取單元和圖像轉換單元，圖像獲取單元用于獲取患者骨折圖像；圖像轉換單元用于接收患者骨折處圖像，將該圖像轉換為包含像素點的數字信息。
[0007]優選的，信息處理單元包括一數字信息接收單元、專家信息存儲單元及信息比較單元；數字信息接收單元接收所述圖像采集單元發送的包含像素點的數字信息；信息比較單元同時獲取該數字信息和預先保存在專家信息存儲單元中的專家信息，將兩個信息相比較，得到關節正確牽引位置信息。
[0008]優選的，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通訊連接。
[0009]優選的，視覺處理單元實時獲取正在校正過程中的患者骨折信息，并抽取當前患者關節處的特征信息，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行比較，按照比較結果重新規劃牽引位置信息。
[0010]本發明較現有技術具有如下的有益效果:
[0011 ] 1、本發明技術方案相對于以往關節定位方式，克服了以往依靠人為定位關節位置準確度不高、耗時費工缺陷，增加了骨科患者關節定位的可靠性與準確性。
[0012]2、本發明應用信息處理單元與機器人控制器組成的機器人雙主板控制系統，將運動控制與其他控制功能分開，在控制層次上更加分明，同時在軟件編程上也更加利于實現模塊化。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明實施例一種關節定位識別系統結構圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合具體實施例及附圖對本發明作進一步詳細說明。下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標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施例是示例性的，僅用于解釋本發明的技術方案，而不應當理解為對本發明的限制。
[0015]在本發明的描述中，術語“內”、“外”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明而不是要求本發明必須以特定的方位構造和操作，因此不應當理解為對本發明的限制。
[0016]本發明提供一種關節定位識別系統。
[0017]如圖1所示，本發明一實施例關節定位識別系統包括:信息處理單元100、圖像采集單元200、機器人控制單元300及軸控制單元500。其中，圖像采集單元200及機器人控制單元300分別與信息處理單元100通過無線網絡進行數據交互；機器人控制單元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采集患者的骨折數字信息；信息處理單元100接收圖像采集單元發送的骨折數字信息，分析患者骨折處正確牽引位置信息；機器人控制單元300根據正確牽引位置信息，向軸控制單元500發送動作指令信息；軸控制單元500實現對驅動電機的控制。
[0019]優選的，上述關節定位識別系統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通訊連接。所述視覺處理單元400實時獲取正在校正過程中的患者骨折信息，并抽取當前患者關節處的特征信息，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行比較，按照比較結果重新規劃牽引位置信息。
[0020]下面將對本發明提出的一種關節定位識別系統各組成部分及工作原理作進一步詳細描述。
[0021]圖像采集單元200，包括圖像獲取單元201和圖像轉換單元202，圖像獲取單元201用于獲取患者骨折圖像；圖像轉換單元202用于接收患者骨折處圖像，利用X光數字成像與處理技術，將該圖像轉換為包含像素點的數字信息。
[0022]信息處理單元100根據圖像采集單元200發送的骨折圖像信息，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包括一數字信息接收單元101、專家信息存儲單元102及信息比較單元103。數字信息接收單元101接收圖像采集單元200發送的包含像素點的數字信息；信息比較單元103同時獲取該數字信息和預先保存在專家信息存儲單元102中的專家信息，將兩個信息相比較，得到關節正確牽引位置信息。
[0023]機器人控制單元300將正確的牽引位置信息，通過指令方式發送給軸控制單元。
[0024]軸控制單元500根據機器人控制單元300發送的指令信息，對各驅動電機進行控制。
[0025]進一步的，該關節定位識別系統還包括一視覺處理單元400，所述視覺處理單元400實時獲取正在校正過程中的患者骨折信息，并抽取當前患者關節處的特征信息，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行比較，將按照比較結果重新規劃的牽引位置信息再次發送給機器人控制單元300實現對驅動電機的控制。
[0026]本專利多用于骨科正骨設備。此外，還可以應用于神經外科手術、內科手術等醫用設備上。針對于不同應用，只需根據實際需求增加或減少板卡和部分手術器具，無需更改系統的情況下即能實現精確定位。如在神經外科手術系統中，將視覺定位控制系統與神經外科手術系統整合即能實現手術過程中對手術器械的跟蹤定位。
[0027]雖然本發明參照當前的較佳實施方式進行了描述，但本領域的技術人員應能理解，上述較佳實施方式僅用來解釋和說明本發明的技術方案，而并非用來限定本發明的保護范圍，任何在本發明的精神和原則范圍之內，所做的任何修飾、等效替換、變形、改進等，均應包含在本發明的權利要求保護范圍之內。
【主權項】
1.一種關節定位識別系統，其特征在于，包括:信息處理單元、圖像采集單元、機器人控制單元及軸控制單元，其中，圖像采集單元及機器人控制單元分別與信息處理單元通過無線網絡進行數據交互；機器人控制單元與軸控制單元則通過CAN總線通訊連接； 圖像采集單元，用于采集患者的骨折數字信息； 信息處理單元，用于接收圖像采集單元發送的骨折數字信息，分析患者骨折處正確牽引位置信息； 機器人控制單元，用于根據正確牽引位置信息，向軸控制單元發送動作指令信息； 軸控制單元實現對驅動電機的控制。2.如權利要求1所述的關節定位識別系統，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換單元，圖像獲取單元用于獲取患者骨折圖像；圖像轉換單元用于接收患者骨折處圖像，將該圖像轉換為包含像素點的數字信息。3.如權利要求1所述的關節定位識別系統，其特征在于，所述信息處理單元包括一數字信息接收單元、專家信息存儲單元及信息比較單元； 數字信息接收單元接收所述圖像采集單元發送的包含像素點的數字信息；信息比較單元同時獲取該數字信息和預先保存在專家信息存儲單元中的專家信息，將兩個信息相比較，得到關節正確牽引位置信息。4.如權利要求1所述的關節定位識別系統，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通訊連接。5.如權利要求4所述的關節定位識別系統，其特征在于，所述視覺處理單元實時獲取正在校正過程中的患者骨折信息，并抽取當前患者關節處的特征信息，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行比較，按照比較結果重新規劃牽引位置信息。
【專利摘要】本發明涉及一種關節定位識別系統，包括：信息處理單元、圖像采集單元、機器人控制單元及軸控制單元，其中，圖像采集單元及機器人控制單元分別與信息處理單元通過無線網絡進行數據交互；機器人控制單元與軸控制單元則通過CAN總線通訊連接；圖像采集單元，用于采集患者的骨折數字信息；信息處理單元，用于接收圖像采集單元發送的骨折數字信息，分析患者骨折處正確牽引位置信息；機器人控制單元，用于根據正確牽引位置信息，向軸控制單元發送動作指令信息；軸控制單元實現對驅動電機的控制。增加了骨科患者關節定位的可靠性與準確性。
【IPC分類】B25J13/08, A61B5/00, G06T7/00
【公開號】CN105643640
【申請號】
【發明人】李健, 徐方, 陳廷輝, 陳睿, 周楠, 鄧德智
【申請人】沈陽新松機器人自動化股份有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2014年11月12日