【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及智能機器人領域，且更具體地涉及一種用于骨科沖擊波治療的智能機器人系統。
技術介紹
1、沖擊波是一種介于藥物和手術之間的非侵入性治療方法，安全、有效、操作簡便。在骨科沖擊波應用常用于治療股骨頭壞死、脛骨、跖骨、股骨等骨折不愈合、延遲愈合，具有良好的效果。
2、沖擊波治療通過使用沖擊波的力量，刺激人體的自我修復能力，有助于緩解痛苦和促進康復，在治療過程中需要醫生對儀器輸出進行精確位置定位，使治療能量覆蓋病灶范圍，此步至關重要，很少有醫生能在沒有參照對比下手動解決，很難保證治療時的精度，進而影響治療的效果。
3、因此，本專利技術公開了一種用于骨科沖擊波治療的智能機器人系統，通過導航設備將患者股骨的外形圖像與內部三維模型建立關聯，并通過預設治療模型確定運動機器人的運功軌跡和沖擊波的強度，提高治療的準確性，同時通過物聯網平臺將患者治療前或治療中的影像進行實時展示和共享，讓操作人員隨時知道治療的位置同病患解剖結構的關系，同時又得到導航幫助，提高治療服務的質量和效率。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術公開了一種用于骨科沖擊波治療的智能機器人系統，采用位置傳感器實時反饋沖擊波探頭的位置信息，運動機器人通過沖擊波探頭將沖擊波傳導至患者股骨的患處，通過ct、mri掃描儀和三維相機采集患者股骨信息，通過圖像比對模型建立患者股骨的外形圖像與內部三維模型的關聯，通過預設治療模型確定運動機器人的運功軌跡和沖擊波的強度，提高治療的準確性；通過電極產生高壓電場
2、本專利技術采用以下技術方案：
3、一種用于骨科沖擊波治療的智能機器人系統，所述系統包括：
4、運動機器人，用于實現對沖擊波探頭的精準定位和實施沖擊波治療，所述運動機器人采用位置傳感器實時反饋沖擊波探頭的位置信息，所述運動機器人通過沖擊波探頭將沖擊波傳導至患者股骨的患處；
5、導航設備，用于實現對患者股骨內部和外部運動的實時觀測，自動調整沖擊波的位置和強度，所述導航設備包括視覺模塊、數據存儲模塊和治療規劃模塊，所述視覺模塊通過ct(計算機斷層掃描)掃描儀、mri(核磁共振成像)掃描儀和三維相機采集患者股骨信息，所述視覺模塊通過圖像比對模型建立患者股骨的外形圖像與內部三維模型的關聯，所述數據存儲模塊通過存儲器實現患者股骨的外形圖像與內部三維模型數據的存儲，所述治療規劃模塊通過預設治療模型確定運動機器人的運功軌跡和沖擊波的強度；
6、沖擊波治療設備，用于生產治療使用的沖擊波，所述沖擊波治療設備包括治療設備平臺、沖擊波發生器和沖擊波傳導器，所述沖擊波發生器的輸出端與所述沖擊波傳導器的輸入端連接，所述沖擊波發生器和沖擊波傳導器安置在所述治療設備平臺中；
7、固定平臺，用于智能機器人系統整體承載，所述固定平臺包括底盤、輪胎和升降型平臺，所述輪胎安置在所述底盤的下端四角，所述升降型平臺安置在所述底盤的上端；
8、驅動模塊，用于控制運動機器人的運動，所述驅動模塊包括驅動接口和執行器，所述驅動接口的輸出端與所述執行器的輸入端連接；
9、共享展示平臺，用于共享和遠程展示治療前或治療中的影像，所述共享展示平臺通過物聯網平臺將患者治療前或治療中的影像進行實時展示和共享；
10、所述沖擊波治療設備設置在所述固定平臺的上端，所述運動機器人設置在所述沖擊波治療設備的上端，所述驅動模塊設置在所述運動機器人的下端，所述導航設備設置在所述運動機器人的上端，所述共享展示平臺設置在所述沖擊波治療設備的上端右側。
11、作為本專利技術進一步的技術方案，所述圖像比對模型的構建包括以下步驟：
12、步驟一、獲取患者股骨的ct或mri二維圖像；
13、所述圖像比對模型采用ct或mri掃描儀對患者股骨進行掃描，并根據患者的具體情況和病癥選擇合適的掃描參數，獲取患者股骨的ct或mri二維圖像，所述掃描參數包括掃描區域、掃描層數和掃描方式；
14、步驟二、構建患者股骨的內部三維模型；
15、所述圖像比對模型通過圖像處理函數對患者股骨圖像數據進行預處理，并采用濾波反投影算法進行三維重建，建立出包含患者股骨的內部三維模型，所述濾波反投影算法通過濾波處理和反投影計算將ct或mri二維圖像轉換為三維模型，所述濾波反投影算法通過引入正則化項，實現平衡圖像平滑和噪聲印制，所述濾波反投影算法的公式為：
16、f(x)＝∫[∫∫f(x，y)δ(xcosθ+ysinθ-r)dxdy]·tdt+λ||w||_1?????(1)
17、在公式(1)中，f(x，y)是ct或mri二維圖像的灰度值，δ(x)為dirac拉普拉斯分布函數，(x，y)為投影點的坐標，θ為投影角度，r為投影的距離，t為掃描時間，λ為正則化參數，w為模型參數，||·||_1為l1范數；
18、步驟三、獲取患者股骨的三維圖像；
19、所述圖像比對模型通過三維相機對患者的股骨進行拍攝，將實際的人體股骨外形轉換為三維圖像；
20、步驟四、進行比對和拼接；
21、所述圖像比對模型通過圖像識別算法將三維圖像與內部三維模型進行比對和拼接，完成外形圖像與內部三維模型的相關聯，所述圖像識別算法的公式為：
22、w＝γ*∑αi·||si-r*ti-l||2??????????????????????(2)
23、在公式(2)中，w為內部三維模型的點集和外形三維圖像的點集的距離，γ為迭代補償系數，αi為點si和ti的權重，si為內部三維模型點集的第i個元素，ti為外形三維圖像點集的第i個元素，r為旋轉矩陣，l為平移向量，當w值小時，則內部三維模型和外形三維圖像匹配，若匹配正確，則執行下一步驟，若匹配錯誤，則重復此步驟；
24、步驟五、重構內部三維模型；
25、所述圖像比對模型通過旋轉矩陣和平移向量將原內部三維模型的點集進行變換，獲得新的點集，并使用新點集重新構建成三維模型，實現股骨與內部三維模型的相關聯。
26、作為本專利技術進一步的技術方案，所述預設治療模型的構建包括以下步驟：
27、步驟1、獲取預設目標點的位置信息；
28、所述預設治療模型根據治療方案輸入預設目標點和沖擊波強度參數，所述預設治療模型通過圖像識別算法確定輸入的預設目標點的位置信息，確定所述運動機器人到達的位置；
29、步驟2、確定運動機器人的運動軌跡；
30、所述預設治療模本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于骨科沖擊波治療的智能機器人系統，其特征在于：所述系統包括：
2.根據權利要求1所述的一種用于骨科沖擊波治療的智能機器人系統，其特征在于：所述圖像比對模型的構建包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述的一種用于骨科沖擊波治療的智能機器人系統，其特征在于：所述預設治療模型的構建包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的一種用于骨科沖擊波治療的智能機器人系統，其特征在于：所述治療設備平臺采用金屬框架形成存放空間，實現沖擊波治療儀器的安置存放，所述沖擊波發生器通過電極產生高壓電場，并根據電場的電擊效應產生沖擊波，所述沖擊波傳導器采用聚焦傳導的方式將產生的沖擊波在傳導器內部進行聚焦，并通過沖擊波探頭將聚焦后的沖擊波直接傳導至患者股骨的患處。
5.根據權利要求1所述的一種用于骨科沖擊波治療的智能機器人系統，其特征在于：所述底盤通過金屬材料剪裁形成平面，實現升降型平臺的放置，所述輪胎采用萬向輪實現智能機器人多方向移動，所述升降型平臺通過液壓裝置實現固定平臺的上升或下降。
6.根據權利要求1所述的一種用于骨科沖擊波治療的智能機器
7.根據權利要求1所述的一種用于骨科沖擊波治療的智能機器人系統，其特征在于：所述物聯網平臺包括數據連接模塊、數據預處理模塊、數據展示模塊和數據共享模塊，所述數據連接模塊通過文件傳輸協議將物聯網平臺與導航設備的數據存儲模塊建立聯系，并獲取患者股骨治療前或治療中的影像數據，所述數據預處理模塊通過小波變換法和去噪算法實現對患者股骨治療前或治療中影像數據的增強和去除噪聲，所述數據展示模塊通過可視化算法和圖形渲染方法將患者股骨的治療前或治療中的影像數據轉化為可視化影像實現實時展示，所述數據共享模塊通過互聯網通信服務將患者股骨治療前或治療中的影像數據傳輸至其他終端設備上實現遠程共享和訪問。
...【技術特征摘要】
1.一種用于骨科沖擊波治療的智能機器人系統，其特征在于：所述系統包括：
2.根據權利要求1所述的一種用于骨科沖擊波治療的智能機器人系統，其特征在于：所述圖像比對模型的構建包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述的一種用于骨科沖擊波治療的智能機器人系統，其特征在于：所述預設治療模型的構建包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的一種用于骨科沖擊波治療的智能機器人系統，其特征在于：所述治療設備平臺采用金屬框架形成存放空間，實現沖擊波治療儀器的安置存放，所述沖擊波發生器通過電極產生高壓電場，并根據電場的電擊效應產生沖擊波，所述沖擊波傳導器采用聚焦傳導的方式將產生的沖擊波在傳導器內部進行聚焦，并通過沖擊波探頭將聚焦后的沖擊波直接傳導至患者股骨的患處。
5.根據權利要求1所述的一種用于骨科沖擊波治療的智能機器人系統，其特征在于：所述底盤通過金屬材料剪裁形成平面，實現升降型平臺的放置，所述輪胎采用萬向輪實現智能機器人多方向移動，所述...
【專利技術屬性】
技術研發人員：邢更彥，劉仲燾，
申請(專利權)人：深圳新喙醫療設備有限公司，
類型：發明
國別省市：
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