本發明涉及經顱磁刺激領域，尤其涉及一種經顱磁刺激治療儀定位系統及方法。

背景技術：

經顱磁刺激(transcranialmagneticstimulation,tms)是一種通過脈沖磁場在局部大腦皮層中產生電流以暫時激活或抑制該皮層的技術，可以治療精神分裂癥、抑郁癥、強迫癥、創傷后應激障礙等精神疾病，但是經顱磁刺激治療儀的定位是診斷與治療過程中的關鍵問題，一般采用兩種方法，第一種是手動定位，刺激時手持經顱磁刺激治療儀線圈，人工調節經顱磁刺激治療儀線圈位置，但因治療過程需要很長時間，對使用者會造成嚴重負荷，第二種是把經顱磁刺激治療儀線圈固定在支架上，但是當患者頭部移動時，經顱磁刺激治療儀無法進行位置跟蹤與補償，從而影響治療效果。

因此，現有技術中存在著無法自動、準確對經顱磁刺激治療儀線圈進行定位的技術問題。

技術實現要素：

本發明的主要目的在于提出一種經顱磁刺激治療儀定位系統及方法，旨在解決現有技術中存在的無法自動、準確對經顱磁刺激治療儀線圈進行定位的技術問題。

為實現上述目的，本發明第一方面提供一種經顱磁刺激治療儀定位系統，所述定位系統包括視覺導航裝置、通信電路、機械臂裝置、經顱磁刺激治療儀線圈；

所述機械臂裝置包括機械臂及機械臂控制器；

所述機械臂與所述經顱磁刺激治療儀線圈相連；

所述視覺導航裝置基于所述通信電路與所述機械臂控制器進行通訊，所述機械臂基于所述機械臂控制器的操控對所述經顱磁刺激治療儀線圈進行移動，使得所述經顱磁刺激治療儀線圈貼合至患者頭部。

可選地，所述定位系統還包括第一反光球及第二反光球，所述第一反光球用于黏貼至所述患者頭部，所述第二反光球設置于所述經顱磁刺激治療儀線圈上。

可選地，所述第一反光球及所述第二反光球都用于反射所述視覺導航裝置發出的紅外光。

可選地，所述視覺導航裝置包括兩個紅外攝像頭及處理器；

所述兩個紅外攝像頭用于基于所述第一反光球反射的紅外光獲取第一反光球的影像，并將所述第一反光球的影像發送至所述處理器；

所述兩個紅外攝像頭還用于基于所述第二反光球反射的紅外光獲取第二反光球的影像，并將所述第二反光球的影像發送至所述處理器。

可選地，所述視覺導航裝置包括一個紅外攝像頭、一個激光測距儀及處理器；

所述紅外攝像頭用于基于所述第一反光球反射的紅外光獲取第一反光球的影像并將所述第一反光球的影像發送至所述處理器，所述紅外攝像頭還用于基于所述第二反光球反射的紅外光獲取第二反光球的影像，并將所述第二反光球的影像發送至所述處理器；

所述激光測距儀用于測定與所述第一反光球之間的第一距離，及與所述第二反光球之間的第二距離，并將所述第一距離與所述第二距離發送至所述處理器。

可選地，所述機械臂為六自由度機械臂。

可選地，所述機械臂采用柔軟驅動器作為關節。

為實現上述目的，本發明第二方面提供一種經顱磁刺激治療儀定位方法，所述方法適用于如權利要求1至7任意一項所述的定位系統，所述方法包括：

兩個紅外攝像頭獲取黏貼至患者頭部的第一反光球的影像，并將所述第一反光球的影像發送至處理器，所述處理器基于所述第一反光球的影像實時測量出所述患者頭部的位置信息；

兩個紅外攝像頭獲取設置在經顱磁刺激治療儀線圈上的第二反光球的影像，并將所述第二反光球的影像發送至所述處理器，所述處理器基于所述第二反光球的影像實時測量出所述經顱磁刺激治療儀線圈的位置信息；

所述處理器對所述患者頭部的位置信息及所述經顱磁刺激治療儀線圈的位置信息進行位置疊加處理，得到位置疊加數據；

所述處理器將包含所述位置疊加數據的移動指令發送至機械臂控制器，所述機械臂控制器執行所述移動指令，機械臂基于所述機械臂控制器的操控對所述經顱磁刺激治療儀線圈進行移動，使得所述經顱磁刺激治療儀線圈貼合至所述患者頭部。

為實現上述目的，本發明第三方面提供一種經顱磁刺激治療儀定位方法，所述方法適用于如權利要求1至7任意一項所述的定位系統，所述方法包括：

紅外攝像頭獲取黏貼至患者頭部的第一反光球的影像，并將所述第一反光球的影像發送至處理器，激光測距儀測定與所述患者頭部之間的第一距離，并將所述第一距離發送至所述處理器，所述處理器基于所述第一反光球的影像及所述第一距離實時測量出所述患者頭部的位置信息；

紅外攝像頭獲取設置在經顱磁刺激治療儀線圈上的第二反光球的影像，并將所述第二反光球的影像發送至所述處理器，所述激光測距儀測定與所述第二反光球之間的第二距離，并將所述第二距離發送至所述處理器，所述處理器基于所述第二反光球的影像及所述第二距離實時測量出所述經顱磁刺激治療儀線圈的位置信息；

所述處理器對所述患者頭部的位置信息及所述經顱磁刺激治療儀線圈的位置信息進行位置疊加處理，得到位置疊加數據；

所述處理器將包含所述位置疊加數據的移動指令發送至機械臂控制器，所述機械臂控制器執行所述移動指令，機械臂基于所述機械臂控制器的操控對所述經顱磁刺激治療儀線圈進行移動，使得所述經顱磁刺激治療儀線圈貼合至所述患者頭部。

本發明提出的一種經顱磁刺激治療儀定位系統，所述定位系統包括視覺導航裝置、通信電路、機械臂裝置、經顱磁刺激治療儀線圈，所述機械臂裝置包括機械臂及機械臂控制器，所述機械臂與所述經顱磁刺激治療儀線圈相連，所述視覺導航裝置基于所述通信電路與所述機械臂控制器進行通訊，所述機械臂基于所述機械臂控制器的操控對所述經顱磁刺激治療儀線圈進行移動，使得所述經顱磁刺激治療儀線圈貼合至患者頭部。跟現有技術相比，本發明實施例中利用機械臂對所述經顱磁刺激治療儀線圈進行移動，因機械臂具有多自由度的特點，可以將經顱磁刺激治療儀線圈以合適的力度貼合至患者頭部，從而可以自動、準確地對經顱磁刺激治療儀線圈進行定位。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明第一實施例提供的一種經顱磁刺激治療儀定位系統的細化結構示意圖；

圖2為本發明第二實施例提供的一種經顱磁刺激治療儀定位系統的細化結構示意圖；

圖3為圖2所示實施例中的視覺導航裝置101的細化結構示意圖；

圖4為圖2所示實施例中的視覺導航裝置101的另一細化結構示意圖；

圖5為本發明第三實施例提供的一種經顱磁刺激治療儀定位方法的流程示意圖；

圖6為本發明第四實施例提供的一種經顱磁刺激治療儀定位方法的流程示意圖。

具體實施方式

為使得本發明的發明目的、特征、優點能夠更加的明顯和易懂，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而非全部實施例。基于本發明中的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

為了說明本發明的技術方案，下面通過具體實施例來進行說明。

請參閱圖1，圖1為本發明第一實施例提供的一種經顱磁刺激治療儀定位系統的細化結構示意圖，所述定位系統包括視覺導航裝置101、通信電路102、機械臂裝置103、經顱磁刺激治療儀線圈104；

所述機械臂裝置103包括機械臂1031及機械臂控制器1032；

所述機械臂1031與所述經顱磁刺激治療儀線圈104相連；

所述視覺導航裝置101基于所述通信電路102與所述機械臂控制器1032進行通訊，所述機械臂1031基于所述機械臂控制器1032的操控對所述經顱磁刺激治療儀線圈104進行移動，使得所述經顱磁刺激治療儀線圈104貼合至患者頭部。

在本發明實施例中，定位系統包括視覺導航裝置101、通信電路102、機械臂裝置103及經顱磁刺激治療儀線圈104。

其中，視覺導航技術是采用攝像頭拍攝圖像，運用機器視覺等相關技術識別路徑，實現自動導航的一種新興導航方法。

其中，機械臂1031為多自由度機械臂，機械臂1031采用柔軟驅動器作為關節，柔軟驅動器使得機械臂1031在人機交互中保證了安全性與穩定性，并且，機械臂1031結構緊湊、重量輕，可以很方便的集成在經顱磁刺激治療儀中，此外，柔軟驅動器使得經顱磁刺激治療儀線圈104以合適的接觸力壓在患者頭部，其中，通過對柔軟驅動器的參數的調整從而調整接觸力的大小。

優選地，機械臂1031為六自由度機械臂。

在本發明實施例中，與現有技術相比，利用機械臂1031對經顱磁刺激治療儀線圈104進行移動，因機械臂1031具有多自由度的特點，可以將經顱磁刺激治療儀線圈104以合適的力度貼合至患者頭部，從而可以自動、準確地對經顱磁刺激治療儀線圈104進行定位。

請參閱圖2，圖2為本發明第二實施例提供的一種經顱磁刺激治療儀定位系統的細化結構示意圖，所述定位系統包括視覺導航裝置101、通信電路102、機械臂裝置103、經顱磁刺激治療儀線圈104、第一反光球201及第二反光球202，具體的：

所述定位系統還包括第一反光球201及第二反光球202，所述第一反光球201用于黏貼至所述患者頭部，所述第二反光球202設置于所述經顱磁刺激治療儀線圈上。

所述第一反光球201及所述第二反光球202都用于反射所述視覺導航裝置101發出的紅外光。

在本發明實施例中，將第一反光球201黏貼至患者頭部，第二反光球202設置于經顱磁刺激治療儀線圈104上，視覺導航裝置101發射出紅外光，第一反光球201及第二反光球202反射視覺導航裝置101發射出的紅外光，視覺導航裝置101通過獲取到的第一反光球201反射的紅外光可以實時獲取第一反光球201的影像，并基于第一反光球201的影像確定患者頭部的位置信息，視覺導航裝置101通過獲取到的第二反光球202反射的紅外光可以實時獲取第二反光球202的影像，并基于第二反光球202的影像確定經顱磁刺激治療儀線圈104的位置信息，其中，現有技術中通常直接獲取經顱磁刺激治療儀線圈104的影像從而確定經顱磁刺激治療儀線圈104的位置信息，基于第二反光球202的影像確定經顱磁刺激治療儀線圈104的位置信息比直接獲取經顱磁刺激治療儀線圈104的影像確定經顱磁刺激治療儀線圈104的位置信息更加準確。

優選地，第一反光球201黏貼至患者頭部的眉心處，也可根據實際情況進行位置調整。

請參閱圖3，為本發明圖2所示實施例中的視覺導航裝置101的細化結構示意圖，所述視覺導航裝置101包括兩個紅外攝像頭301及處理器302；

所述兩個紅外攝像頭301用于基于所述第一反光球201反射的紅外光獲取第一反光球201的影像，并將所述第一反光球201的影像發送至所述處理器302；

在本發明實施例中，有兩個紅外攝像頭301，兩個紅外攝像頭301分別獨立工作，將各自測得的經緯儀的俯仰角和方位角通過串口或網絡傳送到處理器302中。例如，兩個紅外攝像頭301同時基于第一反光球201反射的紅外光獲取第一反光球201的影像，將各自測得的經緯儀的俯仰角和方位角通過串口或網絡傳送到處理器302，處理器302基于第一反光球201的影像可以確定患者頭部的位置信息，完成對患者頭部的定位。

所述兩個紅外攝像頭301還用于基于所述第二反光球202反射的紅外光獲取第二反光球202的影像，并將所述第二反光球202的影像發送至所述處理器302。

在本發明實施例中，紅外攝像頭301可以基于第二反光球202反射的紅外光獲取第二反光球202的影像，并將第二反光球202的影像發送至處理器302，處理器302基于第二反光球202的影像可以確定經顱磁刺激治療儀線圈104的位置信息，完成對經顱磁刺激治療儀線圈104的定位，處理器302對患者頭部的位置信息及經顱磁刺激治療儀線圈104的位置信息進行位置疊加處理，得到位置疊加數據，處理器302將包含位置疊加數據的移動指令發送至機械臂控制器1032，機械臂控制器1032執行移動指令，機械臂1031基于機械臂控制器1032的操控對經顱磁刺激治療儀線圈104進行移動，使得經顱磁刺激治療儀線圈104貼合至患者頭部。

進一步地，在刺激過程中如檢測到患者頭部移動，經顱磁刺激治療儀線圈104將產生告警并且會自動跟隨到新的位置上，保證刺激過程一直是有效的。

請參閱圖4，為本發明圖2所示實施例中的視覺導航裝置101的另一細化結構示意圖，所述視覺導航裝置101包括一個紅外攝像頭401、一個激光測距儀402及處理器403；

所述紅外攝像頭401用于基于所述第一反光球201反射的紅外光獲取第一反光球201的影像并將所述第一反光球201的影像發送至所述處理器403，所述紅外攝像頭401還用于基于所述第二反光球202反射的紅外光獲取第二反光球202的影像，并將所述第二反光球202的影像發送至所述處理器403；

所述激光測距儀402用于測定與所述第一反光球201之間的第一距離，及與所述第二反光球202之間的第二距離，并將所述第一距離與所述第二距離發送至所述處理器403。

在本發明實施例中，有一個紅外攝像頭401以及一個激光測距儀402，紅外攝像頭401獲取第一反光球201的二維影像并將第一反光球201的二維影像發送至處理器403，激光測距儀402測定與第一反光球201之間的第一距離，并將第一距離發送至處理器403，處理器403根據第一反光球201的二維影像及第一距離可以實現三維定位，從而獲取到患者頭部位置信息。同時，紅外攝像頭401基于紅外光獲取第二反光球202的二維影像并將第二反光球202的二維影像發送至處理器403，激光測距儀402測定與第二反光球202之間的第二距離，并將第二距離發送至處理器403，處理器403根據第二反光球202的二維影像及第二距離可以實現三維定位，從而獲取到經顱磁刺激治療儀線圈的位置信息，處理器403對患者頭部的位置信息及經顱磁刺激治療儀線圈的位置信息進行位置疊加處理，得到位置疊加數據，處理器403將包含位置疊加數據的移動指令發送至機械臂控制器1032，機械臂控制器1032執行移動指令，機械臂1031基于機械臂控制器1032的操控對經顱磁刺激治療儀線圈104進行移動，使得經顱磁刺激治療儀線圈104貼合至患者頭部。

請參閱圖5，為本發明第三實施例提供的一種經顱磁刺激治療儀定位方法的流程示意圖，所述方法適用于如權利要求1至7任意一項所述的定位系統，其特征在于，所述方法包括：

步驟s501、兩個紅外攝像頭獲取黏貼至患者頭部的第一反光球的影像，并將所述第一反光球的影像發送至處理器，所述處理器基于所述第一反光球的影像實時測量出所述患者頭部的位置信息；

在本發明實施例中，有兩個紅外攝像頭，其根據三角測距原理來測定距離的，兩個紅外攝像頭分別獨立工作，將各自測得的經緯儀的俯仰角和方位角通過串口或網絡傳送到處理器中。例如，兩個紅外攝像頭同時獲取第一反光球的影像，將各自測得的經緯儀的俯仰角和方位角通過串口或網絡傳送到處理器，處理器基于上述數據對患者頭部建立數據模型，產生一個以眉心為原點的頭部3d模型，處理器基于頭部3d模型確定患者頭部位置信息，完成對患者頭部的定位。

需要注意的是，第一反光球201黏貼至患者頭部的眉心處，也可根據實際情況進行位置調整。

步驟s502、兩個紅外攝像頭獲取設置在經顱磁刺激治療儀線圈上的第二反光球的影像，并將所述第二反光球的影像發送至所述處理器，所述處理器基于所述第二反光球的影像實時測量出所述經顱磁刺激治療儀線圈的位置信息；

在本發明實施例中，測量出經顱磁刺激治療儀線圈位置信息的流程與步驟s501中確定患者頭部位置信息的流程相似，此處不再贅述。

其中，基于第二反光球的影像確定經顱磁刺激治療儀線圈位置信息的定位方法比直接獲取經顱磁刺激治療儀線圈影像從而確定經顱磁刺激治療儀線圈位置信息的定位方法更加準確。

步驟s503、所述處理器對所述患者頭部的位置信息及所述經顱磁刺激治療儀線圈的位置信息進行位置疊加處理，得到位置疊加數據；

在本發明實施例中，對患者頭部的位置信息及經顱磁刺激治療儀線圈的位置信息進行位置疊加處理的過程即為構建數據模型的過程，得到的位置疊加數據即為患者頭部位置信息與經顱磁刺激治療儀線圈位置信息的偏差值，消除該偏差值即表示經顱磁刺激治療儀線圈貼合至患者頭部。

步驟s504、所述處理器將包含所述位置疊加數據的移動指令發送至機械臂控制器，所述機械臂控制器執行所述移動指令，機械臂基于所述機械臂控制器的操控對所述經顱磁刺激治療儀線圈進行移動，使得所述經顱磁刺激治療儀線圈貼合至所述患者頭部。

進一步地，在刺激過程中如檢測到患者頭部移動，經顱磁刺激治療儀線圈104將產生告警或自動跟隨到新的位置上，保證刺激過程一直是有效的。

在本發明實施例中，利用機械臂對經顱磁刺激治療儀線圈進行移動，因機械臂具有多自由度的特點，可以將經顱磁刺激治療儀線圈以合適的力度貼合至患者頭部，從而可以自動、準確地對經顱磁刺激治療儀線圈進行定位。

請參閱圖6，為本發明第四實施例提供的一種經顱磁刺激治療儀定位方法的流程示意圖，所述方法適用于如權利要求1至7任意一項所述的定位系統，其特征在于，所述方法包括：

步驟s601、紅外攝像頭獲取黏貼至患者頭部的第一反光球的影像，并將所述第一反光球的影像發送至處理器，激光測距儀測定與所述患者頭部之間的第一距離，并將所述第一距離發送至所述處理器，所述處理器基于所述第一反光球的影像及所述第一距離實時測量出所述患者頭部的位置信息；

在本發明實施例中，有一個紅外攝像頭以及一個激光測距儀，紅外攝像頭獲取黏貼至患者頭部的第一反光球的影像，并將第一反光球的影像發送至處理器，激光測距儀測定與第一反光球之間的第一距離，并將第一距離發送至處理器，處理器根據第一反光球的二維影像及第一距離可以實現三維定位，從而獲取到患者頭部的位置信息。

步驟s602、紅外攝像頭獲取設置在經顱磁刺激治療儀線圈上的第二反光球的影像，并將所述第二反光球的影像發送至所述處理器，所述激光測距儀測定與所述第二反光球之間的第二距離，并將所述第二距離發送至所述處理器，所述處理器基于所述第二反光球的影像及所述第二距離實時測量出所述經顱磁刺激治療儀線圈的位置信息；

在本發明實施例中，紅外攝像頭基于第二反光球反射的紅外光獲取第二反光球的二維影像并將第二反光球的二維影像發送至處理器，激光測距儀測定與第二反光球之間的第二距離，并將第二距離發送至處理器，處理器根據第二反光球的二維影像及第二距離可以實現三維定位，從而獲取到經顱磁刺激治療儀線圈位置信息。

步驟s603、所述處理器對所述患者頭部位置信息及所述經顱磁刺激治療儀線圈位置信息進行位置疊加處理，得到位置疊加數據；

在本發明實施例中，對患者頭部位置信息及經顱磁刺激治療儀線圈位置信息進行位置疊加處理的過程即為構建數據模型的過程，得到位置疊加數據即為患者頭部位置信息與經顱磁刺激治療儀線圈位置信息的偏差值，消除該偏差值即表示經顱磁刺激治療儀線圈貼合至患者頭部。

步驟s604、所述處理器將包含所述位置疊加數據的移動指令發送至機械臂控制器，所述機械臂控制器執行所述移動指令，所述機械臂基于所述機械臂控制器的操控對所述經顱磁刺激治療儀線圈進行移動，使得所述經顱磁刺激治療儀線圈貼合至患者頭部。

進一步地，在刺激過程中如檢測到患者頭部移動，經顱磁刺激治療儀線圈104將產生告警或自動跟隨到新的位置上，保證刺激過程一直是有效的。

在本發明實施例中，利用機械臂對經顱磁刺激治療儀線圈進行移動，因機械臂具有多自由度的特點，可以將經顱磁刺激治療儀線圈以合適的力度貼合至患者頭部，從而可以自動、準確地對經顱磁刺激治療儀線圈進行定位。

在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的裝置和方法，可以通過其它的方式實現。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述模塊的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個模塊或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特征可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或模塊的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的模塊可以是或者也可以不是物理上分開的，作為模塊顯示的部件可以是或者也可以不是物理模塊，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網絡模塊上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現本實施例方案的目的。

另外，在本發明各個實施例中的各功能模塊可以集成在一個處理模塊中，也可以是各個模塊單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上模塊集成在一個模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實現，也可以采用軟件功能模塊的形式實現。

所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基于這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的全部或部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：u盤、移動硬盤、只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

需要說明的是，對于前述的各方法實施例，為了簡便描述，故將其都表述為一系列的動作組合，但是本領域技術人員應該知悉，本發明并不受所描述的動作順序的限制，因為依據本發明，某些步驟可以采用其它順序或者同時進行。其次，本領域技術人員也應該知悉，說明書中所描述的實施例均屬于優選實施例，所涉及的動作和模塊并不一定都是本發明所必須的。

在上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其它實施例的相關描述。

以上為對本發明所提供的一種經顱磁刺激治療儀定位系統及方法的描述，對于本領域的技術人員，依據本發明實施例的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。