本發明屬于醫療器械技術領域，尤其是涉及一種能夠自動仿形的支架系統及其實現方法。

背景技術：

現有的CT，影像工作臺都是平板，病人在拍攝CT，影像時，人體某些部位需要固定，而現在一般讓病人直接躺在一塊平板上進行簡易固定，無法貼合人體的輪廓細節，這導致病人體位通常處于無法完全放松的狀態，影響拍攝區域的血流、肌肉狀態。即使應用現有的可記憶電動護理床和腰椎頸椎調理床只是對某個部位的角度、位置等的簡單、局部的調節，也無法達到貼合人體輪廓細節的目的。

技術實現要素：

為解決上述問題，本發明公開了一種自動仿形CT支架系統及其實現方法，使得設備能夠自動貼合人體曲線。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種自動仿形CT支架系統，包括計算機、圖像拍攝裝置、控制系統、調節系統、仿形支架、零壓床墊，所述計算機與圖像拍攝裝置、路由器、控制系統具有數據連接，所述液壓系統與仿形支架相連，所述零壓床墊設置在仿形支架上；所述圖像拍攝裝置用于對身體進行拍照，所述計算機用于對照片進行輪廓識別，并計算出比例，形成控制指令，然后傳輸至控制系統，控制系統用于控制調節系統調整仿形支架的高低和/或左右位置，

所述仿形支架包括多個排成一列的仿形支架片，各片仿形支架片各自獨立調節；

或

所述仿形支架包括多個陣列式分布的仿形支架柱，每個仿形支架柱各自獨立調節。

進一步的，還包括壓力傳感器，所述壓力傳感器設置在仿形支架上。

進一步的，每個仿形支架片連接有一縱向液壓桿，所述縱向液壓桿用于調節仿形支架片的高低，并由液壓系統控制。

進一步的，每個仿形支架片連接有一橫向液壓桿，所述橫向液壓桿用于調節仿形支架片的左右位置，并由液壓系統控制。

進一步的，每個仿形支架柱連接有一液壓閥門，所述液壓閥門用于調節仿形支架柱的高低，并由液壓系統控制。

進一步的，還包括人體部位固定裝置。

本發明還提供了自動仿形CT支架系統的實現方法，包括如下步驟：

1），拍攝人體照片，通過計算機軟件進行識別輪廓，并計算出人體各部分的比例數據，經過3維成像處理，并進行等比例調節，形成與人體實際尺寸大小一致的三維立體人體模型，再進行網格分割，向控制系統發送指令；

2），控制系統根據指令控制液壓系統選取合適的仿形支架片，并調整每個仿形支架片的高低和/或左右位置；

或

控制系統根據指令控制液壓系統選取合適的仿形支柱，并調整每個仿形支架片的高低；

3），然后在仿形支架片上墊上零壓床墊，使得支架輪廓與人體部位更加貼合。

進一步的，在人體躺好后再拍一組照片，與之前拍攝后計算得到的數據進行比對修正后，通過控制系統控制仿形支架進行調整。

進一步的，在步驟2）之后還包括如下步驟：在仿形支架片上分布式配置壓力傳感器，檢測每個人體接觸部位的壓力情況并傳輸給計算機，計算機分析后發出調整指令，在病人躺下后對仿形支架片進行微調，使得支架輪廓與人體部位更加貼合。

進一步的，所述控制系統對每個病人的輪廓信息進行存儲。

與現有技術相比，本發明具有如下優點和有益效果：

本發明提供的自動仿形CT支架系統，能夠根據病人身體的拍攝數據進行輪廓識別后，再對各個仿形支架片進行高度和位置調整，從而使得調整后的仿形支架片完全貼合人體，且壓力均衡，尤其是采用仿形支柱時可以形成全方位的立體貼合人體的曲面，配合零壓床墊，使得仿形支架整體輪廓與人體部位更加貼合舒適，不會造成病人的二次傷害，且令病人各部位得到充分放松，從而得到最為準確的CT圖像。

附圖說明

圖1為本發明提供的自動仿形CT支架系統結構示意圖。

圖2為人體和仿形支架的示意圖。

具體實施方式

以下將結合具體實施例對本發明提供的技術方案進行詳細說明，應理解下述具體實施方式僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。

如圖1所示，本發明提供的自動仿形CT支架系統，其特征在于：包括計算機、攝像機、無線路由器、控制系統、調節系統、仿形支架、零壓床墊。攝像機用于拍攝人體圖像，也可采用其他的如手機等各類圖像拍攝裝置。調節系統用于調節仿形支架中各部件的高度和位置，可采用液壓系統或氣壓系統等，本例以液壓系統為例進行說明。

仿形支架可以有兩種形式：一是多個片狀部件，寬度至少應大于一般人體寬度，它們排成一排，彼此之間具有一定的距離，對人體從頭到腳進行整體承托。每片仿形支架片下方均應連接一縱向液壓桿，通過縱向液壓桿能夠改變仿形支架片的高度，從而能夠適應不同人體的曲線，每個仿形支架片能夠獨立調節高度和/或左右位置，當支架片夠密集時，僅需調節高度即可，當支架片密集度不夠時，還需要微調其在平面上的前后左右位置。當需要調節平面位置時，每片仿形支架片還應連接一橫向液壓桿，通過橫向液壓桿能夠改變每片仿形支架片的左右位置，進行微調，以便其盡量貼合人體。整套仿形支架片可設置在一整體液壓升降臺上，進行整臺面升降，方便病人上下床。系統根據不同年齡階段、男女和體型（高矮胖瘦）配有多套仿形支架片組合。仿形支架可以還可以是陣列式分布的多個仿形支柱，一個仿形支架柱2CM X 2CM，頂部略呈圓弧形。CT平臺尺寸為100CM X 220CM，支架柱的數量為50 X 110 = 5500個，每一個對應一個液壓閥門控制，在液壓泵啟動加壓后，計算機通過對控制系統發送控制指令，讓控制系統中的執行機構發執行指令控制每個液壓閥門的開關，使得液體流入流出，從而使得相應對應仿形支架柱的升高，或降低。仿形支架是塑料材料，不影響CT掃描。

計算機通過攝像頭對身體的腿、手、腰和軀體進行拍照，通過計算機軟件進行輪廓識別，并計算出人體各部分的長度，凹凸面等的比例數據。每次拍照時,病人站的位置固定，計算機拍照是通過移動攝像頭進行多角度多方位拍照，相機高度和離病人距離由自制的步進電機控制的裝置做調整，數據通過無線網絡傳輸，計算機通過網絡給步進電機控制裝置發送調整指令，相機的位置信息傳回計算機作為照片信息，能夠得到相機與身體的距離，這樣可以幫助比例的計算，簡化輪廓識別,有利于凹凸位置和身高比例計算，大大減少識別的精確性、訓練次數和時間。計算機也可以與智能手機連接用于傳輸手機獲得的照片。上述通過不同拍攝方式取得的一組照片經過3維成像模塊的處理，并進行等比例調節，形成與人體實際尺寸大小一致的三維立體人體模型，再進行網格分割。這樣做的好處是能夠形成與支架平臺上仿形支柱排列一致的網格。這樣就形成了計算機的控制點數據。要調節人體某個部位的高低時，能夠直觀地找到相應位置的支架編號，從而可以有針對性地調節。計算出比例后根據計算機中知識庫事先存儲、訓練的人體各位置的高度，受力情況（產生某個點支架升高的高度，控制指令的參數，根據人體曲面可以計算出——支架升高的高度（人體輪廓最低點距離床面的距離B一般為設定值，加上人體輪廓某點相對人體輪廓最低點的距離，就得到支架升高的高度）；產生油壓的參數（根據人體的總總量除以受力支架的個數，和受力的權值大小，計算出每個支架的油壓大小）；并通過前期實驗智能學習得到參考值，形成控制指令），然后通過無線（也可以采取有線方式進行傳輸）傳輸給控制系統，控制系統根據計算機傳入的指令控制液壓系統選取與分割后的網格位置相符合的仿形支架片組合，并調整每個仿形支架片的高低和左右位置。在仿形支架片上應分布式地配置多個壓力傳感器，如條件允許可在每個仿形支架片上都進行配置。壓力傳感器能夠檢測到病人相應部位對支架形成的壓力。仿形支架片上墊有零壓床墊，使得仿形支架輪廓與人體部位更加貼合。這樣病人在做CT和拍片時才不會造成二次傷害。

此外，自動仿形CT支架系統上還應設置有人體固定裝置（如固定帶），人體固定裝置設置在零圧床墊上，便于固定病人身體，便于做CT和拍片。

上述系統的實現方法如下：

1），拍攝人體照片，通過計算機軟件進行識別輪廓，并計算出人體各部分的比例數據，經過3維成像處理，并進行等比例調節，形成與人體實際尺寸大小一致的三維立體人體模型，再進行網格分割，向控制系統發送指令；

2），控制系統根據指令控制液壓系統選取合適的仿形支架片，并調整每個仿形支架片的高低和/或左右位置；

或

控制系統根據指令控制液壓系統選取合適的仿形支柱，并調整每個仿形支架片的高低；

3），然后在仿形支架片上墊上零壓床墊，使得支架輪廓與人體部位更加貼合。

此外，還可以在人體躺好后再拍一組照片，與之前拍攝后計算得到的數據進行比對修正后，通過控制系統控制仿形支架進行調整。

本系統可以設定為全自動調節模式，可以先根據身體輪廓圖像建模分析后的數據進行預設每個支架位置，再通過壓力傳感器傳回的數據，進行微調。

進一步的，還可以在仿形支架片上墊上零壓床墊，并分布式配置壓力傳感器，檢測每個人體接觸部位的壓力情況，傳給計算機，供計算機分析后發出調整指令，在病人躺下后通過傳感器發的數據進行閉環式微調，通過三次樣條擬合形成壓力輪廓曲線與人工干預后形成數據，并生成調整指令后，發出調整指令。再根據病人躺下后的感受，進一步對仿形支架片進行微調，使得支架輪廓與人體部位更加貼合。

計算機可以根據預定壓力值對仿形支架片進行調整，以使得各傳感器的檢測值符合預定壓力值。計算機也可以調整仿形支架片后使各傳感器檢測值均達到它們初次檢測的平均值。操作員還可以根據實際情況，在電腦界面上選擇某幾個點或區域，控制這些部位的高低。計算機根據選取點在人體的位置，根據保存知識庫中事先訓練、制定的規則數據（根據不同的身高，身材，男女，胖瘦，年齡段等規劃的經驗值——每個支架高度，和油壓值），和要改變的高度等參數，形成控制指令，改變此點周邊相關面內的多點仿形支架柱的高低。當手動控制改變仿形支架高低后，必然會對各個仿形支架上的壓力值產生影響，

此外，系統具有記憶功能，對每個病人的輪廓信息存儲，第二次可以直接調用。

本系統提供了與現有體統工作臺固定的接口，在現有系統上安裝方便，只要提供電源就行。

本發明方案所公開的技術手段不僅限于上述實施方式所公開的技術手段，還包括由以上技術特征任意組合所組成的技術方案。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護范圍。