一种光捕与惯捕结合的碎石系统

1.本发明属于结石破碎技术领域，具体涉及一种光捕与惯捕结合的碎石系统。


背景技术：

2.在大多数冲击波碎石过程中，需先用超声及x光确定结石的位置，然后确定波源的位置及冲击波的路线。但在确定波源的位置及冲击波的路线的过程中，需操作者有丰富的经验。在确定波源的位置及冲击波的路线后，需要重新采用超声定位结石进行实时监测，但这一步骤较繁琐，也给操作者带来一定的麻烦。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光捕与惯捕结合的碎石系统。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
5.一种光捕与惯捕结合的结石定位碎石方法，包括以下步骤：
6.通过在诊断室内设有若干光学动作捕捉器，计算机根据光学动作捕捉器获得的信息，建立空间坐标系，再通过设有超声装置，并在超声装置上设有惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统，超声取像装置上可以检测到超声探头至结石的距离，惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统均用于捕捉超声探头在空间中的位置，并将捕捉到的数据实时反馈至计算机内，再向计算机内输入已知的超声探头至结石的距离，通过计算机对所有数据进行计算，得到结石在空间中的位置信息，即结石空间坐标；
7.冲击波波源上也设有惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统，冲击波波源上也设有惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统也与计算机连接，惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统实时捕捉冲击波波源位置信息，计算机再根据结石的在空间中的位置计算得到通过冲击波波源空间坐标；
8.移动冲击波波源至指定位置即可开始碎石。
9.一种光捕与惯捕结合的碎石系统，
10.包括空间坐标系建立模块：通过在诊断室内设有若干光学动作捕捉器，计算机根据光学动作捕捉器获得的信息，建立空间坐标系；
11.取像模块：用于获得超声探头至结石的距离；
12.结石位置定位模块：超声上设有惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统，通过取像模块获得超声探头至结石的距离的同时，惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统捕捉超声探头在空间中的位置，并将捕捉到的数据实时反馈至计算机内，计算机对所有数据进行计算，得到结石在空间中的位置信息；
13.波源位置定位模块：通过在冲击波波源上设有惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统，得到实时捕捉冲击波波源位置信息实时反馈至计算机内，计算机再根据结石的在空间中的位置计算得到通过冲击波波源空间坐标；
14.碎石模块：将冲击波波源移动至指定位置即可开始碎石。
15.进一步的，所述取像模块具体为超声。
16.进一步的，所述结石定位碎石系统还包括控制单元，用于控制各个模块的运行和数据传输。
17.一种终端设备，包括存储器、处理器及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序，所述存储器中存储有能够在处理器上运行的计算机程序，所述处理器加载并执行计算机程序时，采用了一种光捕与惯捕结合的结石定位碎石方法。
18.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载并执行时，采用了一种光捕与惯捕结合的结石定位碎石方法。
19.本发明的有益效果：
20.本发明通过将光捕与惯捕结合，将结石的位置在空间中转化为坐标，使得结石的位置更加直观。超声定位好结石后，直接调节波源作用结石，省去反复定位及改变体位带来的麻烦，减少患者在定位过程中的辐射量，加快碎石效率。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本发明系统定位破碎系统框图；
23.图2是本发明定位破碎方法流程图；
24.图3是本发明结石定位碎石装置结构图。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
26.如图2所示，一种光捕与惯捕结合的结石定位破碎方法，通过在诊断室内设有多个光学捕捉器，光学捕捉器捕捉到的信息同步至计算机内，计算机根据获得的信息建立空间坐标系，
27.再通过设有取像模块，取像模块具体为超声，其中取像模块通过超声获得结石的影像信息，检测到超声探头至结石的距离和方向，超声上设有光学动作捕捉器和惯性动作捕捉器，惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统均用于捕捉超声探头在空间中的位置，并将捕捉到的数据实时反馈至计算机内，再向计算机内输入已知的超声探头至结石的距离，在建立的空间坐标系中，结石的方向确定，距离确定，超声探头在空间中的位置确定，通过计算机对所有数据进行计算，得到结石在空间中的位置信息，即结石空间坐标；
28.冲击波波源上也设有惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统，冲击波波源上也设有惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统也与计算机连接，惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统实时捕捉冲击波波源位置信息，计算机再根据结石的在空间中的位置计算得到通过冲击波波源空间坐标；
29.移动冲击波波源至指定位置，瞄准及锁定结石，瞄准的区域可以是预选设定的的一个区域，也可以是根据结石大小选择的一个区域，瞄准后输入信号至震波发射模块，发射冲击波将结石进行击碎，发射模块可以以一个特定频率对瞄准区击发能量，此特定频率并可以选择为介于每分钟60～240次的特定频率即可开始碎石。
30.一种光捕与惯捕结合的结石定位破碎方法进一步包括控制单元，用于控制各个模块的运行和数据传输。控制单元可以是计算机或嵌入式系统，具有处理和分析数据的能力，并与其他医疗设备或系统进行通信
31.光学动作捕捉系统包括多个摄像头和传感器，用于捕捉手术器械的位置和运动信息，惯性动作捕捉系统包括惯性测量单元(imu)等传感器，安装在手术设备上，用于获取设备的姿态和运动数据。
32.光学动作捕捉系统是基于摄像机的捕捉系统，由一组摄像机与数据处理服务器组成，相机发出红外光，在场景中特殊材质做成maker球上发生反射，从而捕获到场景中maker点的绝对位置信息。
33.惯性动作捕捉：惯性动作捕捉系统是通过惯性传感器来捕捉超声探头与冲击波波源旋转信息。每个惯性传感器可以直接测量xyz轴的转动量以及加速度，
34.每个惯性传感器测量单元包含陀螺仪、加速度计、磁传感器以及其他数字信号处理和转化装置，加速度测量重力向量获得roll、pitch参考量，磁传感器通过地磁测量获得yaw的参考方向，通过采用陀螺仪传感器对运动进行测量，最后这些采集的数据同样是通过算法去还原成超声探头与冲击波波源姿态的。
35.将光学动作捕捉系统和惯性动作捕捉系统获取的数据进行融合，生成准确和稳定的位置和姿态信息，根据融合后的数据，确定结石在患者体内的位置，并提供实时的结石位置反馈，结合光学动作捕捉和惯性动作捕捉系统的数据，医生能够更精确地操作手术设备进行结石破碎，定位精度的提高使得手术更加精细化，能够更好地破碎结石，减少了手术时间和患者的不适；系统能够实时监测手术设备和结石的位置和运动状态，如果有任何异常或偏差，系统可以即时发出警报并提供调整建议。这使得医生能够快速作出反应，避免潜在的手术风险；由于系统提供了精确的结石定位和实时反馈，医生能够更迅速地进行破碎操作，减少手术时间和操作次数，提高手术效率和患者的康复速度，该系统不仅适用于结石定位和破碎手术，还可以应用于其他需要精确操作和定位的医疗手术，例如神经外科、关节置换等领域。
36.如图1所示，一种光捕与惯捕结合的碎石系统，
37.包括空间坐标系建立模块：通过在诊断室内设有若干光学动作捕捉器，计算机根据光学动作捕捉器获得的信息，建立空间坐标系；
38.包括取像模块：用于获得超声探头至结石的距离；
39.结石位置定位模块：超声上设有惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统，通过取像模块获得超声探头至结石的距离的同时，惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统捕捉超声探头在空间中的位置，并将捕捉到的数据实时反馈至计算机内，计算机对所有数据进行计算，得到结石在空间中的位置信息；
40.波源位置定位模块：通过在冲击波波源上设有惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统，得到实时捕捉冲击波波源位置信息实时反馈至计算机内，计算机再根据结石的在空
间中的位置计算得到通过冲击波波源空间坐标；
41.碎石模块：将冲击波波源移动至指定位置即可开始碎石。
42.所述结石定位碎石系统还包括控制单元，用于控制各个模块的运行和数据传输，所述取像模块具体为超声。
43.光捕与惯捕结合的结石定位系统为一种计算机应用系统，包括个人计算机、工业计算机、嵌入式计算机等并可以具有软件、硬件及应用程序的组合，具有容易组装、应用弹性大、建构成本便宜及使用需求空间小的优点，非常适合震波碎石医疗设备结合使用。
44.如图3所示，一种结石定位碎石装置，包括冲击波波源1和超声探头3，冲击波波源1上安装有第一定位器2，第一定位器2包括惯性动作捕捉器与光学动作捕捉器，冲击波波源1与机械臂连接，机械臂同样与计算机5连接，计算机5可以控制机械臂移动，进而通过机械臂自由调控冲击波波源1的位置，超声探头3上设有第二定位器4，第二定位器3同样包括惯性动作捕捉器与光学动作捕捉器，超声装置3与超声机器6连接，超声机器6与计算机5连接，计算机5还与冲击波波源1连接，计算机5用于接收处理惯性动作捕捉器与光学动作捕捉器获得的位置信息，装置使用时位于诊疗室7内，诊疗室7内还设有若干光学捕捉器，用于获得构建一个空间坐标系，诊疗室7内的光学捕捉器获得到的信息也实时同步至计算机5内，根据诊疗室7内的光学捕捉器再结合第一定位器2和第二定位器4上的惯性动作捕捉器与光学动作捕捉器分别获得冲击波波源1和结石的空间位置信息。
45.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
46.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

技术特征：
1.一种光捕与惯捕结合的碎石方法，其特征在于，包括以下步骤：通过在诊断室内设有若干光学动作捕捉器，计算机根据光学动作捕捉器获得的信息，建立空间坐标系，并通过设有超声装置，并在超声装置上设有惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统，超声取像装置上可以检测到超声探头至结石的距离，惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统均用于捕捉超声探头在空间中的位置，并将捕捉到的数据实时反馈至计算机内，再向计算机内输入已知的超声探头至结石的距离，通过计算机对所有数据进行计算，得到结石在空间中的位置信息，即结石空间坐标；冲击波波源上也设有惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统，冲击波波源上也设有惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统也与计算机连接，惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统实时捕捉冲击波波源位置信息，计算机再根据结石的在空间中的位置计算得到通过冲击波波源空间坐标；移动冲击波波源至指定位置即可开始碎石。2.一种光捕与惯捕结合的碎石系统，其特征在于，包括空间坐标系建立模块：通过在诊断室内设有若干光学动作捕捉器，计算机根据光学动作捕捉器获得的信息，建立空间坐标系；取像模块：用于获得超声探头至结石的距离；结石位置定位模块：超声上设有惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统，通过取像模块获得超声探头至结石的距离的同时，惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统捕捉超声探头在空间中的位置，并将捕捉到的数据实时反馈至计算机内，计算机对所有数据进行计算，得到结石在空间中的位置信息；波源位置定位模块：通过在冲击波波源上设有惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统，得到实时捕捉冲击波波源位置信息实时反馈至计算机内，计算机再根据结石的在空间中的位置计算得到通过冲击波波源空间坐标；碎石模块：将冲击波波源移动至指定位置即可开始碎石。3.根据权利要求2所述的一种光捕与惯捕结合的碎石系统，其特征在于，所述取像模块具体为超声。4.根据权利要求2所述的一种光捕与惯捕结合的碎石系统，其特征在于，所述结石定位碎石系统还包括控制单元，用于控制各个模块的运行和数据传输。5.一种终端设备，包括存储器、处理器及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述存储器中存储有能够在处理器上运行的计算机程序，所述处理器加载并执行计算机程序时，采用了权利要求1中所述的一种光捕与惯捕结合的结石定位碎石方法。6.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器加载并执行时，采用了权利要求1所述的一种光捕与惯捕结合的结石定位碎石方法。

技术总结
本发明公开一种光捕与惯捕结合的碎石系统，属于结石破碎技术领域，通过设有超声装置，通过在诊断室内设有若干光学动作捕捉器，计算机根据光学动作捕捉器获得的信息，建立空间坐标系，再通过设有超声装置，并在超声装置上设有惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统，超声取像装置上可以检测到超声探头至结石的距离，惯性动作捕捉系统与光学动作捕捉系统均用于捕捉超声探头在空间中的位置，并将捕捉到的数据实时反馈至计算机内，再向计算机内输入已知的超声探头至结石的距离，通过计算机对所有数据进行计算，得到结石在空间中的位置信息，即结石空间坐标。结石空间坐标。结石空间坐标。


技术研发人员：燕翔 许子豪 叶琦 孙正男 何康杰 金露露 罗涛
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/8/16