[發(fā)明專利]一種基于雙機(jī)械臂協(xié)同的術(shù)中X光影像系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410342888.7
• 申請(qǐng)日: 2014-07-18
• 公開（公告）號(hào): CN104116517A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王豫;朱罡;趙向蕊;裴葆青;喬惠婷;陳向前
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B6/00
• 分類號(hào): A61B6/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于雙機(jī)械臂協(xié)同的術(shù)中X光影像系統(tǒng)，其特征在于：使用雙機(jī)械臂代替C型臂結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)發(fā)射端、數(shù)字平板與術(shù)中病人的相對(duì)定位，從而完成X光透視成像，硬件設(shè)備包括：發(fā)射端機(jī)械臂(1)、接收端機(jī)械臂(2)、PC上位機(jī)(3)、數(shù)字平板(4)、X射線發(fā)射源(5)、把手(6)、位置傳感器(7)，其中發(fā)射端機(jī)械臂(1)與接收端機(jī)械臂(2)為兩個(gè)六自由度機(jī)械臂，安裝在手術(shù)床(8)兩側(cè)且可沿床滑動(dòng)，機(jī)械臂基座裝有位置傳感器(7)，保證發(fā)射端機(jī)械臂(1)與接收端機(jī)械臂(2)相對(duì)于手術(shù)床(8)位置已知，發(fā)射端機(jī)械臂(1)與接收端機(jī)械臂(2)的末端位姿信息、基座位置信息可傳輸至PC上位機(jī)(3)；發(fā)射端機(jī)械臂(1)末端安裝有X射線發(fā)射源(5)，X射線發(fā)射源(5)側(cè)面裝有把手(6)，允許操作者抓握；接收端機(jī)械臂(2)末端安裝有數(shù)字平板(4)；操作者通過可以通過遙控模式下輸入拍攝的位置與姿態(tài)參數(shù)或在手動(dòng)模式下抓握X射線發(fā)射源(5)側(cè)面的把手(6)直接拖拽，控制X射線發(fā)射源(5)到達(dá)預(yù)期的透視位置，確定后通過定位算法計(jì)算接收端機(jī)械臂(2)及數(shù)字平板(4)的對(duì)應(yīng)空間位置，控制接收端機(jī)械臂(2)達(dá)到位置，保證X射線發(fā)射源(5)與數(shù)字平板(4)軸線重合，距離滿足成像要求，實(shí)現(xiàn)X光透視成像。

2.如權(quán)利要求1所述一種基于雙機(jī)械臂協(xié)同的術(shù)中X光影像系統(tǒng)，其定位算法特征在于：定義發(fā)射源坐標(biāo)系，以X射線發(fā)射源(5)中心為原點(diǎn)O，X軸與發(fā)射端機(jī)械臂(1)末端坐標(biāo)系X軸平行，Z軸為X射線發(fā)射源(5)中心軸線；定義接收端坐標(biāo)系，以數(shù)字平板(4)中心為原點(diǎn)O’，X’軸與接收端機(jī)械臂(2)末端坐標(biāo)系X軸平行，Z’軸與數(shù)字平板(4)平面法線方向重合；發(fā)射端機(jī)械臂(1)依據(jù)輸入拍攝的位置與姿態(tài)參數(shù)運(yùn)動(dòng)或跟隨操作者拖拽運(yùn)動(dòng)到達(dá)拍攝位置后，末端位姿信息X、Y、Z、Rx、Ry、Rz傳至PC上位機(jī)(3)，控制軟件基于C++環(huán)境，利用坐標(biāo)變換矩陣完成“發(fā)射端機(jī)械臂-手術(shù)床-接收端機(jī)械臂”坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；依據(jù)拍攝需求，發(fā)射端機(jī)械臂(1)與接收端機(jī)械臂(2)末端應(yīng)保證其發(fā)射源坐標(biāo)系與接收端坐標(biāo)系X軸與X’軸重合，Y軸與Y’軸、Z軸與Z’軸反向重合，且兩坐標(biāo)系間原點(diǎn)距離固定為焦距L，見附圖2，以此計(jì)算出接收端機(jī)械臂(2)的理論空間位姿X、Y、Z、Rx、Ry、Rz，由PC上位機(jī)(3)控制接收端機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)，完成拍攝；過程中，手術(shù)床(8)及患者所在空間位置被定義為危險(xiǎn)區(qū)域，當(dāng)發(fā)射端機(jī)械臂(1)、接收端機(jī)械臂(2)的位姿坐標(biāo)X、Y、Z在設(shè)定的范圍內(nèi)，系統(tǒng)將終止運(yùn)動(dòng)并提示操作者有可能發(fā)生碰撞。