一种用于医疗设备的体重检测方法及系统与流程

本发明涉及测重
技术领域：
，尤其涉及一种用于医疗设备的体重检测方法及系统。
背景技术：
：在医学成像诊断设备中，如核磁共振(magneticresonance,mr)、计算机断层扫描(computedtomography,ct)等，通常包括一个带有圆形腔体的成像设备和一台检查床。检查床通常包括床板和用于支撑床板的床架，床板在电机的驱动下相对于所述床架做水平运动，将患者送到成像设备指定的位置进行扫描。核磁共振是一种生物磁自旋成像技术，它是利用原子核自旋运动的特点，在外加磁场内，经射频脉冲激后产生射频信号，用探测器检测并输入计算机，经过计算机处理转换后在屏幕上显示图像。在核磁共振的扫描过程中，需要根据患者的体重设定射频信号的功率，以避免对患者造成损伤。因此，在扫描前获取患者的体重具有重要的意义。目前，获取患者的体重通常做法是由患者提供一个体重值，或者由操作人员根据所观察的患者信息估计一个体重值。上述方法，因体重信息的不准确，或者由于操作人员的疏忽导致的数据输入错误，从而导致在安全监控时的计算偏差而出现潜在的安全问题，或者导致应用的参数出现限制。另一种做法是在扫描之前进行称重，但是操作比较繁琐。为了克服现有技术中存在的由于需要患者自报体重、操作人员估计体重、称重自动录入，导致体重信息不准确，信息输入易出现错误等的缺陷，需要提出一种新的体重检测方法。技术实现要素：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于医疗设备的体重检测方法，所述医疗设备包括用于托载待测目标的承载装置和电机，所述方法包括以下步骤：s1、电机驱动所述承载装置沿预设方向移动；s2、获取所述电机的电流值i；s3、根据所述电流值i确定待测目标的体重m。进一步地，所述步骤s2包括：当电机驱动所述承载装置沿预定方向匀速移动时，获取所述电机的电流值i。进一步地，所述步骤s3中，所述待测目标的体重与所述电流之间的关系为：m＝a*i+b，其中a和b为常数。进一步地，还包括以下步骤：利用(m1，i1)、……(mn，in)对所述待测目标的体重与所述电流之间的关系进行拟合，修正a和b的值，其中m1、……mn分别为若干个待测目标的体重，i1、……in分别为所述电机驱动所述若干个待测目标沿预设方向匀速移动时所述电机的电流值，n≥2。进一步地，当所述步骤s1中，预设方向为水平方向时，所述步骤s3中：a＝k1cm/ug，b＝-k1t0/ug-m0，其中k1·为电机输出转矩和电机拉力的正比系数，cm为电磁转矩系数，t0为电机空转转矩，μ为动摩擦系数，g为重力加速度，m0为所述承载装置的重量。进一步地，当所述步骤s1中，预设方向为竖直方向时，所述步骤s3中：a＝ck1·cm/k2g，b＝-ck1t0/k2g-m0，其中，k1·为电机输出转矩和电机拉力的正比系数，cm为电磁转矩系数，k2为竖直升降驱动力等效比例系数，c为电机输出力到丝杆推力的等效比例系数，t0为电机空转转矩，μ为动摩擦系数，g为重力加速度，m0为所述承载装置的重量。进一步地，所述步骤s2中获取所述电机的电流值i之后还包括以下步骤：对所述电流值i进行滤波和校正处理，以获取电流的修正值；所述校正处理包括计算平均值或计算有效值。本发明还提供另一种用于医疗设备的体重检测方法，所述医疗设备包括用于托载待测目标的承载装置和电机，所述方法包括以下步骤：s1、预先存储待测目标的体重与电机的电流之间的对应关系；s2、电机驱动所述承载装置沿预设方向移动；s3、获取所述电机的电流值i；s4、根据所述电流值i以及所述待测目标的体重与电机的电流之间的对应关系确定待测目标的体重m。另外，本发明还提供一种用于医疗设备的体重检测系统，用于检测位于承载装置上的待测目标的体重，所述承载装置在驱动装置的驱动下沿预设方向移动，所述系统包括：获取模块，用于获取所述驱动装置的电流值i；计算模块，用于根据所述电流值i计算所述待测目标的体重m。进一步地，所述驱动装置驱动所述承载装置沿预设方向匀速移动时，所述获取模块获取所述驱动装置的电流值i。进一步地，所述待测目标的体重与所述电流之间的关系为：m＝a*i+b，其中a和b为常数。进一步地，还包括拟合模块，用于根据(m1，i1)、……(mn，in)对所述待测目标的体重与所述电流之间的关系进行拟合，修正a和b的值，其中m1、……mn分别为若干个待测目标的体重，i1、、……in分别为所述驱动装置驱动所述若干个待测目标沿预设方向匀速移动时所述驱动装置的电流值，且n≥2。进一步地，所述驱动装置为电机。本发明还提供另一种体重检测系统，用于检测位于承载装置上的待测目标的体重，所述承载装置在驱动装置的驱动下沿预设方向移动，所述系统包括：存储模块，用于存储所述待测目标的体重与驱动装置的电流之间的对应关系；获取模块：当驱动装置驱动承载装置沿预设方向匀速移动时，获取驱动装置的电流值i，并根据所述电流i值以及所述待测目标的体重与驱动装置的电流之间的对应关系确定待测目标的体重m。本发明还提供了一种医疗设备，包括如上所述的体重检测系统。本发明的体重检测方法及系统，具有如下有益效果：本发明在不额外 增加专门用于测量体重的部件，不增加设备成本的情况下，根据待测目标体重和驱动装置的电流之间的关系，通过获取驱动装置的电流值的方式即可计算出待测目标的体重，既方便又精确。附图说明图1是本发明实施例一的用于医疗设备的体重检测方法的流程图；图2是本发明实施例一的测试数据曲线图；图3是本发明实施例三的用于医疗设备的体重检测方法的流程图；图4是本发明实施例四的用于医疗设备的体重检测系统的框图；图5是本发明实施例四的用于医疗设备的体重检测系统的框图；图6是本发明实施例五的用于医疗设备的体重检测系统的框图。具体实施方式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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一本发明实施例提供了一种体重检测方法，主要用于医疗设备中患者体重的测量，所述医疗设备可以为核磁共振设备、计算机断层扫描设备、放射治疗设备、xray设备、pet/ct设备等。上述医疗设备通常会包括检查床，检查床包括床架和设置在其上用于承载患者的床板，所述驱动装置可以包括电机，所述床板承载患者在电机的驱动下沿水平方向移动，在床板面向床架的一面上可以安装滚轮，所述滚轮也可以安装在床架面向床板的一面上。图1是本发明实施例一的体重检测方法的流程图，参考图1所示，所述方法包括以下步骤：s1、电机驱动承载装置沿水平方向移动；s2、获取当承载装置沿水平方向匀速运动时电机的电流值，并对所述电流进行滤波和校正处理；在进行影像扫描之前，待测目标位于承载装置即检查床的床板上，检查床的床板从静止的初始位置至到达系统指定的目标位置的过程中，在控制系统的控制下，依次经历加速、匀速、减速的移动过程。电机在控制系统的控制下，驱动床板以相应的速度移动；控制系统中设置有传感器，传感器能够实时读取不同时刻电机的电流，对获取的床板匀速运动过程中不同时刻的电流进行滤波处理，然后通过计算平均值或者计算有效值的方式对经过滤波处理的电流进行校正，以获取校正后的电流。s3、根据校正后的电流值计算待测目标的体重m。在电机驱动床板沿水平方向移动的过程中，电机的拉力f电机＝(m+m0)a+μ(m+m0)g(1)其中，m为患者的体重，m0为床板的重量，a为水平加速度，μ为床板滚轮滚动摩擦系数。可以理解的，当床板和床架之间通过其他方式连接时，μ的取值不同，但是对于某一特定的检查床，μ为常数，且为定值。当床板在电机的驱动下沿水平方向匀速运动时，即加速度a为0时：f电机＝f＝μ(m+m0)g(2)进而可以得出：m＝f电机/μg-m0(3)床板的重量m0，滚动摩擦系数μ均为常数。以直流电机为例，电机产生的拉力f电机与电机的输出转矩t相关，根据电磁转矩方程：te＝t+t0＝cmi(4)可以得出：f电机＝k1t＝k1(te-t0)＝k1cmi-k1t0(5)其中，te为电机电磁转矩，t0为电机空转转矩，k1为电机输出转矩和拉力的正比系数，cm为电磁转矩系数，i为电机的电流值，即电机的电枢电流。结合公式(3)和(5)可以得出：m＝(k1cmi-k1t0)/μg-m0(6)m＝k1cmi/ug-k1t0/μg-m0(7)由于电机空转转矩t0与电机轴与机械部分的摩擦相关，电磁转矩系数cm及电机输出转矩和拉力的正比系数k1也为常数，对于某一特定的水平传动机构来说，上述数值均为定值。因此患者体重m与电机电流i呈一次函数关系：m＝a*i+b(8)其中，a＝k1cm/μg，b＝-k1t0/μg-m0s4：选取若干个待测目标，其体重分别为m1、m2……mn，并获取电机驱动待测目标沿水平方向匀速移动时，所述电机的电流值i1、i2、……in，利用(m1，i1)、(m2，i2)……(mn，in)对待测目标的体重与电机电流之间的关系进行拟合，修正a和b的值，其中，n≥2。具体来讲，当检查床床板空载时，即没有患者躺卧于检查床床板上时，电机驱动检查床的床板沿水平方向匀速移动，通过canreport软件向检查床ptc板载软件程序发送指定的电流读取命令获取水平驱动电机电流，经过滤波和校正处理得到检查床的床板匀速前进时的驱动电机的电流值为205.4ma，逐步增加，获得结果列表如下：负载(kg)020406080100120140160电流(i/ma)205.4224228257287294310313317图2是本发明实施例的测试数据曲线图，参考图2所示，横坐标代表检查床负载的重量，纵坐标代表电机电流，将上述数据对应到坐标系中，各点相连构成曲线l1，即l1为根据上述测试数据获得的患者体重与电机电流的关系曲线；l2为拟合以后患者体重与电机电流的关系曲线，m＝a*i+b。本实施例中，采用最小二乘拟合的方式求取a和b的值，其中a＝1.312，b＝-275.11。因此，计算患者体重公式可以拟合为：m＝1.312*i-275.11，此时，只需要电机驱动患者匀速运动时，电机的电流，即可采用上述公式计算患者的体重，操作简单精确。实施例二本实施例提供了一种用于医疗设备的体重检测方法，与实施例一不同的是，本实施例中，床板承载患者沿竖直方向做升降运动，所述方法包括 以下步骤：s1、电机驱动承载装置沿竖直方向移动；s2、获取当承载装置沿竖直方向匀速运动时电机的电流值i'，并对所述电流值i'进行滤波和校正处理；s3、根据校正后的电流i'计算待测目标的体重m'。在检查床的竖直升降驱动系统中，电机驱动丝杆上下移动，丝杆带动传动机构，从而通过传动机构带动床板做竖直升降运动，假设丝杆推力为f，那么当电机驱动检查床的床板沿竖直方向匀速升降运动时：f＝k2·(m0+m')g(9)其中k2为竖直升降驱动力等效比例系数，与竖直驱动装置的机械机构尺寸相关；f＝c·k1(te-t0)(10)其中c为电机输出力到丝杆推力的等效比例系数，与丝杆机械结构有关；te为电机电磁转矩，t0为电机空转转矩，k1为电机输出转矩和拉力的正比系数，进而得到：f＝c·k1(cmi'-t0)(11)其中cm为电磁转矩系数；根据公式(9)和(11)可以得到：m'＝ck1(cmi-t0)/k2g-m0＝ck1·cm·i/k2g-(ck1t0/k2g+m0)(12)由于电机空转转矩t0与电机轴与机械部分的摩擦相关，c为电机输出力到丝杆推力的等效比例系数，与丝杆机械结构有关，电磁转矩系数cm及电机输出转矩和拉力的正比系数k1也为常数，对于某一特定的竖直升降驱动系统来说，上述数值均为定值。因此患者体重m'与电机电流i'呈一次函数关系：m'＝d·i'+e，其中d和e为常数，d＝ck1·cm/k2g，e＝-ck1t0/k2g-m0，对于不同的承载装置和驱动装置，由于各个系数均不相同，因此，对应的d和e的具体数值也不相同，但是d和e为一常数，对于某一特定的承载装置和驱动装置，其取值为定值。s4：选取若干个待测目标，其体重分别为m'1、m'2……m'n，并获取电机驱动所述待测目标沿竖直方向匀速升降时，电机的电流值i'1、i'2、……i'n，利用(m'1，i'1)、(m'2，i'2)……(m'n，i'n)对所述待测目标的体重与所述电流之间的关系进行拟合，修正d和e的值，其中，n≥2。具体拟合的过程与实施例一中描述的方式相同，此处不再赘述。实施例三图3是一种用于医疗设备的体重检测方法的流程图，该医疗设备包括用于托载待测目标的承载装置和电机，参考图3所示，本实施例的体重检测方法包括以下步骤：s1'、预先存储待测目标的体重与电机的电流之间的对应关系；s2'、电机驱动所述待测目标沿预设方向移动；s3'、获取所述电机的电流值i；s4'、根据所述电流值i以及所述待测目标的体重与电机的电流之间的对应关系确定待测目标的体重m。本实施例与实施例一、实施例二的区别在于，本实施例中，并不是根据公式m＝a*i+b来计算患者的体重，而是预先选取不同体重的患者，并获取电机驱动不同体重的患者水平或竖直匀速运动时，对应的电机的电流值，将患者的体重和电机的电流值的对应关系预先存储在存储器中。具体地，由于人体的体重通常介于0-100kg之间，本实施例选取的待测目标的重量介于0-150kg之间，待测目标的个数为300个，该300个待测目标的重量分别为1kg、1.5kg、2kg、2.5kg……150kg，电机驱动上述待测目标匀速移动，测得相对应的电机电流值，并将上述待测目标的重量与电机电流之间的对应关系存储在存储器中。在对某一患者进行扫描前，只要获取当电机驱动待测目标匀速运动时，电机的电流值，即可以通过访问存储器的方式获得当前患者的体重，操作简便，精度较高。实施例四本发明还提供了一种体重检测系统，用于医疗设备中患者体重的检测，图4、图5是本发明实施例四的体重检测系统的框图，参考图4所示，本实施例的体重检测系统用于检测位于承载装置10上的待测目标的体重，所述承载装置10在驱动装置20的驱动下沿预设方向移动，所述体重检测 系统，包括获取模块30，用于获取所述驱动装置10的电流值i；计算模块40，用于根据所述电流值i计算所述待测目标的体重m。其中，承载装置10为检查床的床板，驱动装置20为电机，本实施例中，电机为直流电机，所述床板可以在电机的驱动下承载患者沿水平方向或竖直方向移动；所述获取模块31可以为传感器，可以实时获取电机的电流。参考图5所示，本实施例的体重检测系统中，所述获取模块30还包括校正单元31，用于对获取的电流值进行滤波和校正处理，所述校正处理可以采用计算平均值或者计算有效值的方式，此为本领域公知常识，此处不再赘述。所述计算模块40用于根据所述电流值计算待测目标的体重，计算公式为m＝a*i+b，其中a和b为常数。所述驱动装置20为水平驱动电机时，则所述获取模块30用于获取当承载装置10沿水平方向的移动达到匀速时水平驱动电机的电流值，所述计算公式中：a＝k1cm/μg，b＝-k1t0/μg-m0，k1为输出转矩和拉力的正比系数，cm为电磁转矩系数，t0为电机空转转矩，m0为床板的重量。所述驱动装置20为竖直升降驱动电机时，a＝ck1·cm/k2g，b＝-ck1t0/k2g-m0，k1为输出转矩和拉力的正比系数，k2为竖直升降驱动力等效比例系数，c为电机输出力到丝杆推力的等效比例系数，cm为电磁转矩系数，t0为电机空转转矩，m0为床板的重量。继续参考图5所示，本实施例的体重检测系统，还包括一个拟合模块50，选取若干个待测目标，其体重分别为m1、m2……mn，并获取电机驱动待测目标沿水平方向匀速移动时，所述电机的电流值i1、i2、……in，利用(m1，i1)、(m2，i2)……(mn，in)对待测目标的体重与电机电流之间的关系进行拟合，修正a和b的值，其中，n≥2。具体拟合的过程与实施例一中描述的方式相同。本实施例的体重检测系统，还可以包括一个显示模块，用于显示待测目标的体重m。实施例五本实施例提供一种体重检测系统，图6是本发明实施例五的体重检测系统的框图，参考图6所示：本实施例的体重检测系统，用于检测位于承载装置10上的待测目标的体重，所述承载装置10在驱动装置20的驱动下沿预设方向移动，所述体重检测系统包括：存储模块60，用于预先存储待测目标的体重与电机电流之间的对应关系；具体地，选取若干个待测目标，由于人体的体重通常介于0-100kg之间，本实施例选取的待测目标的重量介于0-150kg之间，待测目标的个数为300个，该300个待测目标的重量分别为1kg、1.5kg、2kg、2.5kg……150kg，承载装置10分别托载上述待测目标匀速移动，获取模块30测得相对应的电机电流值，并将上述待测目标的体重与电机电流之间的对应关系存储在存储模块60中；在某个特定患者进行扫描之前，躺卧于承载装置上，当承载装置托载该特定患者匀速移动时，获取模块30获取驱动装置的电流值，并根据该电流值，以及所述待测目标的体重与电机电流之间的对应关系，可以直接获取待测目标的体重。本发明实施例还提供一种医疗设备，包括成像组件、检查床、处理器、控制器以及如上所述的体重检测系统，其中，检查床的床板用于承载患者，并在驱动装置的驱动下，将患者运送至所述成像组件的成像区域，所述体重检测系统用于检测位于检查床上的患者的体重，所述处理器用于根据所述体重信息调整成像参数，所述控制器用于根据所述体重信息控制所述床板伸出所述检查床床架的水平距离。本发明的体重检测方法及系统，具有如下有益效果：在不额外增加专门用于测量体重的部件，不增加设备成本的情况下，根据待测目标体重和驱动装置的电流之间的关系，通过获取驱动装置的电流的方式即可计算出待测目标的体重，既方便又精确。以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。当前第1页12