通过图像系统控制的磁疗设备及其控制方法与流程

1.本发明涉及磁疗技术领域，特别涉及通过图像系统控制的磁疗设备及其控制方法。


背景技术：

2.磁疗设备是利用人造磁场对人体经络、肌肉、穴位等部位进行刺激或治疗的仪器。目前，一般由用户或医护人员操作磁疗仪器，使磁疗仪器产生的人造磁场能够对准用户的治疗部位，对治疗部位按照特定轨迹进行按压或照射，实现磁疗效果。然而，人工操作磁疗时，无法严格地按照特定轨迹移动磁疗仪器，降低磁疗效果。


技术实现要素：

3.本发明目的在于提供一种通过图像系统控制的磁疗设备及其控制方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
4.为解决上述技术问题所采用的技术方案：
5.一种通过图像系统控制的磁疗设备，包括：
6.工作台；
7.图像处理装置，其设于所述工作台，所述图像处理装置设有摄像机，所述摄像机拍摄人体图像，所述图像处理装置基于所述人体图像建立坐标系并定位目标部位；
8.控制器，其电性连接于所述图像处理装置，所述控制器储存有所述目标部位的磁疗运行轨迹；
9.机械手，其设于所述工作台，所述机械手电性连接于所述控制器，所述机械手具有执行器，所述执行器在所述坐标系中按照所述磁疗运行轨迹运动；
10.磁疗头，其设于所述执行器。
11.本发明的有益效果是：通过图像处理装置基于摄像机拍摄用户的人体图像建立坐标系，并且定位用户的目标部位，随后将目标部位在坐标系上的位置以及坐标系发送给控制器，控制器调取目标部位的磁疗运行轨迹并发送到机械手，机械手控制执行器按照磁疗运行轨迹运动，使得执行器上的磁疗头对用户进行磁疗，进而提高磁疗效果。
12.作为上述技术方案的进一步改进，所述机械手还包括压力传感器，所述压力传感器设于所述执行器。
13.执行器上设有压力传感器，能够帮助机械手判断执行器按压用户的力度，使执行器按压用户的力度适中。
14.作为上述技术方案的进一步改进，所述机械手还包括距离传感器，所述距离传感器设于所述执行器。
15.在使用磁疗头照射用户目标部位的过程中，执行器上的距离传感器有助于机械手判断执行器距离用户的距离，避免照射距离错误降低磁疗效果，且距离传感器有助于机械手判断执行器与障碍物之间的距离，避免执行器撞击障碍物。
16.一种磁疗设备的控制方法，包括如上述的通过图像系统控制的磁疗设备，所述控制器存储有人体模型以及多个所述磁疗运行轨迹，所述人体模型具有多个磁疗部位，多个所述磁疗部位与多个所述磁疗运行轨迹一一对应，所述控制方法还包括以下步骤：
17.s1、所述摄像机拍摄用户躺卧姿势的所述人体图像；
18.s2、根据所述目标部位选择对应所述磁疗部位的所述磁疗运行轨迹；
19.s3、所述控制器将所述磁疗运行轨迹输出到所述机械手。
20.摄像机拍摄用户躺卧姿势的人体图像，用户能够在躺卧姿势下保持较长时间，能够减少用户活动造成的偏差，确保执行器按照磁疗运行轨迹运动时准确对应用户的目标部位；而且，用户根据其目标部位在人体模型中选择对应的磁疗部位，从而调取准确的磁疗运行轨迹，以确保机械手按照正确的磁疗运行轨迹移动执行器。
21.作为上述技术方案的进一步改进，所述用户躺卧姿势包括平卧、左侧卧、右侧卧、俯卧，所述人体模型有多个，每个所述用户躺卧姿势对应有一个所述人体模型。
22.由于人体的脏器或组织在不同的躺卧状态下露出，则设定多种用户的躺卧姿势如平卧、左侧卧、右侧卧、俯卧，每个用户躺卧姿势对应一个对应姿势的人体模型，以便于在对应的人体模型下选用与目标部位相对应磁疗部位的磁疗运行轨迹，提高磁疗效果。
23.作为上述技术方案的进一步改进，在所述步骤s1与s2之间，所述控制器将任意一个所述人体模型与所述用户躺卧姿势进行对比后得出每个所述人体模型的近似度，在所述步骤s2中，所述控制器选用近似度最高的所述人体模型。
24.控制器能够对比任意一个人体模型与用户躺卧姿势，得出每个人体模型与用户躺卧姿势的近似度，并选用近似度最高的人体模型提供给用户选择合适的磁力部位，使得磁疗设备的使用更加便捷。
25.作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤s2还包括：
26.s21、所述控制器将任意一个所述磁疗部位在所述人体模型中的位置与所述目标部位在所述人体图像中的位置进行对比；
27.s22、得出每个所述磁疗部位的近似度；
28.s23、所述控制器选择近似度最高的所述磁疗部位对应的所述磁疗运行轨迹。
29.控制器将任意一个磁疗部位在人体模型的位置与目标部位在人体图像的位置进行对比，然后选用近似度最高的磁疗部位，将该磁疗部位的磁疗运行轨迹输送到机械手，机械手按照磁疗运行轨迹移动执行器对用户进行磁疗，无需用户选择，使得磁疗设备的使用更佳便捷。
30.作为上述技术方案的进一步改进，所述人体模型具有经络图像，所述磁疗运行轨迹沿着所述经络图像绘制。
31.磁疗运行估计沿着人体模型的经络图像绘制，使得机械手的执行器带动磁疗头沿着人体的经络运行，提高磁疗效果。
32.作为上述技术方案的进一步改进，所述控制器还包括编辑模块，所述编辑模块用于对所述磁疗运行轨迹进行编辑。
33.编辑模块使用户能够对磁疗运行轨迹进行编辑，用户能够根据实际情况修改磁疗运行轨迹，使磁疗设备的使用更加灵活。
34.作为上述技术方案的进一步改进，所述图像处理装置定位所述目标部位的方法
为：
35.将所述执行器移动到所述目标部位的上方，测量所述执行器与所述目标部位的距离，以所述执行器在所述坐标系中的位置确定所述目标部位的位置。
36.可以通过读取执行器在坐标系的位置，根据距离运算并准确定位在目标部位在坐标系的位置，通过人工定位的方式准确定位目标部位。
附图说明
37.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；
38.图1是本发明所提供的图像系统控制的磁疗设备，其一实施例的结构示意图。
39.10、人体，11、目标部位，100、工作台，200、图像处理装置，210、摄像机，300、控制器，400、机械手，410、执行器，500、磁疗头。
具体实施方式
40.本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
41.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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发明和简化描述，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发明的限制。
42.在本发明的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。
43.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
44.参照图1，本发明的图像系统控制的磁疗设备作出如下实施例：
45.图像系统控制的磁疗设备包括工作台100、图像处理装置200、控制器300、机械手400、磁疗头500。
46.图像处理装置200、控制器300、机械手400均设置于工作台100上，在工作台100的底部设置滑轮，使得工作台100能够带动图像处理装置200、控制器300、机械手400移动到不同治疗房间中，并且在工作台100的底部设置用于锁止滑轮的锁紧机构，当工作台100移动到合适位置后，通过锁紧机构锁定滑轮，避免工作台100移动。
47.在本实施例中，工作台100可以移动到护理床的旁侧，用户能够躺卧在护理床上。并且可以在工作台100上设置用于连接护理床的连接架，通过锁紧机构锁定滑轮后，工作台100通过连接架连接于护理床，使工作台100与护理床上用户身体的相对位置固定，避免工作台100相对于用户身体偏移。
48.图像处理装置200包括图像处理系统与摄像机210，图像处理系统设置于工作台100上，摄像机210通过支撑架连接于工作台100的顶部，支撑架向上延伸并向工作台100的
外部折弯，使得支撑架的顶端伸出于护理床的上方，摄像机210连接于支撑架的顶端，摄像机210的镜头朝向下方，以便于摄像机210对护理床上的用户人体进行拍摄，以获取用户的人体图像。
49.摄像机210与图像处理系统电性连接，摄像机210将用户的人体图像发送到图像处理系统中，图像处理系统对人体图像进行识别，识别出用户的四肢及关节位置，该识别方法及相关的软件均属于本领域技的现有技术，例如公开号为cn115170911a的《一种基于图像识别的人体关键部位定位系统及方法》、公开号为cn113326778a的《基于图像识别的人体姿态检测方法、装置和存储介质》以及公开号为cn102028482a的《人体检查图像处理方法和人体检查设备》等专利，均公开了对人体身体部位进行识别的方法。
50.图像处理系统根据用户人体图像识别结果，定位出用户磁疗的目标部位11，确定目标部位11在人体图像中的位置，并且根据人体图像建立坐标系，并确定目标部位11在坐标系中的坐标。
51.用户躺卧在护理床上的姿势有平卧、左侧卧、右侧卧、俯卧。
52.控制器300设置于工作台100上，控制器300的内部储存有四个人体模型，四个人体模型分别对应平卧姿势、左侧卧姿势、右侧卧姿势、俯卧姿势。
53.其中，每个人体模型上对应有多个磁疗部位，多个磁疗部位可以是脏器、关节、肢体等等部位，且每个人体模型上设置有经络图像，多个磁疗部位与经络图像同时体现在人体模型上。
54.每个磁疗部位设定有一个磁疗运行轨迹，磁疗运行轨迹以磁疗部位周围的经络图像为基础进行描绘。该磁疗运行轨迹是基于预设坐标系而确定的，当图像处理装置200建立坐标系后，磁疗运行轨迹的坐标系同步更新。
55.其中，控制器300可以是计算机，计算机中设置三维图形绘制工具例如solidworks、proe、ug等，通过三维图形绘制工具建立人体模型以及绘制磁疗运行轨迹。
56.而控制器300设置编辑模块，编辑模块可以是键盘、鼠标、触控板等能够在三维图形绘制工具上修改人体模型或修改磁疗运行轨迹的工具；或者编辑模块可以是三维图形绘制工具自身，通过软件更改人体模型或修改磁疗运行轨迹的坐标点进行编辑。
57.机械手400为常见的工业机械手，优选为多轴机械手，使机械手400能够在立体空间中的活动，机械手400的末端设置执行器410，机械手400通过各个关节的转动或移动实现执行器410在立体空间中的运动。
58.执行器410上设置距离传感器、压力传感器、磁疗头500，距离传感器及压力传感器均设置于磁疗头500的外部，避免磁疗头500产生的磁场影响距离传感器及压力传感器的正常工作，并且距离传感器有多个，多个距离传感器设置于磁疗头500的外周，多个距离传感器检测磁疗头500与障碍物或人体的距离，以帮助机械手400判断执行器410相对于人体或障碍物的位置。而压力传感器与磁疗头500齐平，当机械手400驱动执行器410的磁疗头500按压用户的身体时，压力传感器能够检测磁疗头500按压用户身体的力度，进而帮助机械手400调整执行器410的动力，使磁疗头500按压的力度更加适中。
59.控制器300与机械手400电性连接，控制器300将坐标系以及磁疗运行轨迹输送到机械手400中，使机械手400带动执行器410在坐标系中沿着磁疗运行轨迹运动。
60.本发明的磁疗设备的控制方法作出如下实施例：
61.控制器300的内部储存有四个人体模型，四个人体模型分别对应平卧姿势、左侧卧姿势、右侧卧姿势、俯卧姿势；获取四个人体模型的方式可以通过三维扫描技术扫描出人体在每种躺卧姿势下的外部模型，然后通过人体在不同躺卧姿势在核磁共振设备中的断层数据重建三维的内部模型，以确保人体内部的脏器、组织、骨骼等能够准确定位；最后将外部模型与内部模型整合出人体模型，以便于提供准确的人体模型。
62.建立人体模型后，由于经络与穴位等部位无法从三维扫描技术或核磁共振技术中直接形成，需要通过三维图形绘制工具在人体模型中绘制经络与穴位的示意结构，以显示出经络图像及穴位图像。
63.然后对每个人体模型设定多个磁疗部位，磁疗部位可以是脏器、肌肉、骨骼、关节、四肢等部位，然后根据每个磁疗部位及其周边的经络图像与穴位图像，在三维图形绘制工具中绘制出磁疗运行轨迹，则磁疗运行轨迹与磁疗部位相对应。
64.用户躺卧在护理床上，用户躺卧的姿势可以是平卧、左侧卧、右侧卧、俯卧中的一种，随后用户的身体保持静止，避免用户的身体相对于工作台100出现偏差。
65.图像处理装置200的摄像机210对用户的身体进行拍摄，记录用户躺卧姿势的图像，然后图像处理装置200的图像处理系统根据人体图像识别出用户的四肢及关节位置，该识别方法及相关的软件均属于本领域技的现有技术，例如公开号为cn115170911a的《一种基于图像识别的人体关键部位定位系统及方法》、公开号为cn113326778a的《基于图像识别的人体姿态检测方法、装置和存储介质》以及公开号为cn102028482a的《人体检查图像处理方法和人体检查设备》等专利，均公开了对人体身体部位进行识别的方法。
66.图像处理系统根据用户人体图像识别结果，定位出用户磁疗的目标部位11，确定目标部位11在人体图像中的位置，并且根据人体图像建立坐标系，并确定目标部位11在坐标系中的坐标。
67.图像处理装置200将人体图像发送到控制器300中，控制器300对人体图像与四个人体模型的俯视图进行对比。
68.通过拟合外形的方法，确定人体图像与每个人体模型的近似度，例如平卧与俯卧的外形相对于左侧卧与右侧卧的外形明显存在差异，先进行初步判断并给出第一近似度，第一近似度得50分。
69.根据图像处理装置200识别的身体部位，选定特定部位进行下一步的对比，例如选定眼球作为基准进行对比，并给出第二近似度，第二近似度从高往低排列依次为人体图像出现两个眼球得75分、一个眼球得25分、无眼球得0分。
70.将第一近似度与第二近似度相加，进而得出人体图像与四个人体模型的近似度。例如，用户处于平卧时，平卧姿势的人体模型第一近似度50分加上第二近似度75分总共为125分，俯卧姿势的人体模型第一近似度50分加上第二近似度0分总共为50分，左侧卧姿势与右侧卧姿势的人体模型第一近似度0分加上第二近似度25分总共为25分。
71.并且，根据选定的特定部位相对于人体图像的位置进行下一步对比，例如选定眼球，左侧卧姿势与右侧卧姿势的眼球位置在人体图像的位置有差异，匹配人体图像的眼球位置与人体模型的眼球位置，进而给出第三近似度。
72.将第一近似度、第二近似度、第三近似度相加，进而得出人体图像与四个人体模型的近似度，控制器300选择近似度最高的人体模型。
73.然后控制器300将多个磁疗部位在人体模型中的位置与目标部位11在人体图像的位置进行对比，同样可以采用图像匹配的方法得出近似度，控制器300选择近似度最高的磁疗部位，然后调取出该磁疗部位的磁疗运行轨迹。
74.控制器300将调取的磁疗运行轨迹输送到机械手400中，并且控制执行器410上的距离传感器、压力传感器、磁疗头500启动，机械手400驱动执行器410沿着磁疗运行轨迹移动，磁疗头500沿着磁疗运行轨迹对用户的目标部位11进行磁疗。
75.在一些实施例中，采用人工定位目标部位11的方式确定目标部位11的位置，图像处理装置200定位目标部位11时，通过人工操作的方式使机械手400移动执行器410到目标部位11的正上方，根据距离传感器测量目标部位11与执行器410之间的距离，确定目标部位11在坐标系中的坐标。
76.以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。

技术特征：
1.一种通过图像系统控制的磁疗设备，其特征在于：包括：工作台；图像处理装置，其设于所述工作台，所述图像处理装置设有摄像机，所述摄像机拍摄人体图像，所述图像处理装置基于所述人体图像建立坐标系并定位目标部位；控制器，其电性连接于所述图像处理装置，所述控制器储存有所述目标部位的磁疗运行轨迹；机械手，其设于所述工作台，所述机械手电性连接于所述控制器，所述机械手具有执行器，所述执行器在所述坐标系中按照所述磁疗运行轨迹运动；磁疗头，其设于所述执行器。2.根据权利要求1所述的通过图像系统控制的磁疗设备，其特征在于：所述机械手还包括压力传感器，所述压力传感器设于所述执行器。3.根据权利要求1所述的通过图像系统控制的磁疗设备，其特征在于：所述机械手还包括距离传感器，所述距离传感器设于所述执行器。4.一种磁疗设备的控制方法，其特征在于：包括如权利要求1至3中任一项所述的通过图像系统控制的磁疗设备，所述控制器存储有人体模型以及多个所述磁疗运行轨迹，所述人体模型具有多个磁疗部位，多个所述磁疗部位与多个所述磁疗运行轨迹一一对应，所述控制方法还包括以下步骤：s1、所述摄像机拍摄用户躺卧姿势的所述人体图像；s2、根据所述目标部位选择对应所述磁疗部位的所述磁疗运行轨迹；s3、所述控制器将所述磁疗运行轨迹输出到所述机械手。5.根据权利要求4所述的磁疗设备的控制方法，其特征在于：所述用户躺卧姿势包括平卧、左侧卧、右侧卧、俯卧，所述人体模型有多个，每个所述用户躺卧姿势对应有一个所述人体模型。6.根据权利要求5所述的磁疗设备的控制方法，其特征在于：在所述步骤s1与s2之间，所述控制器将任意一个所述人体模型与所述用户躺卧姿势进行对比后得出每个所述人体模型的近似度，在所述步骤s2中，所述控制器选用近似度最高的所述人体模型。7.根据权利要求4所述的磁疗设备的控制方法，其特征在于：所述步骤s2还包括：s21、所述控制器将任意一个所述磁疗部位在所述人体模型中的位置与所述目标部位在所述人体图像中的位置进行对比；s22、得出每个所述磁疗部位的近似度；s23、所述控制器选择近似度最高的所述磁疗部位对应的所述磁疗运行轨迹。8.根据权利要求4所述的磁疗设备的控制方法，其特征在于：所述人体模型具有经络图像，所述磁疗运行轨迹沿着所述经络图像绘制。9.根据权利要求4所述的磁疗设备的控制方法，其特征在于：所述控制器还包括编辑模块，所述编辑模块用于对所述磁疗运行轨迹进行编辑。10.根据权利要求4所述的磁疗设备的控制方法，其特征在于：所述图像处理装置定位所述目标部位的方法为：将所述执行器移动到所述目标部位的上方，测量所述执行器与所述目标部位的距离，以所述执行器在所述坐标系中的位置确定所述目标部位的位置。

技术总结
本发明公开了一种通过图像系统控制的磁疗设备，包括：工作台；图像处理装置，其设于工作台，图像处理装置设有摄像机；控制器，其电性连接于图像处理装置，控制器储存有目标部位的磁疗运行轨迹；机械手，其设于工作台，机械手电性连接于控制器，机械手具有执行器；磁疗头。本发明的通过图像系统控制的磁疗设备，机械手控制执行器按照磁疗运行轨迹运动，使得执行器上的磁疗头对用户进行磁疗，进而提高磁疗效果。本发明还公开了一种磁疗设备的控制方法。用户根据其目标部位在人体模型中选择对应的磁疗部位，从而调取准确的磁疗运行轨迹，以确保机械手按照正确的磁疗运行轨迹移动执行器。本发明可应用于磁疗技术领域中。明可应用于磁疗技术领域中。明可应用于磁疗技术领域中。


技术研发人员：叶爔文 赵世伟 李久峰 李宁 陈卫国 何玉明 魏粦兴 何玉芬
受保护的技术使用者：佛山玉玄宫科技股份有限公司
技术研发日：2023.06.08
技术公布日：2023/9/9