一种智能骨科手术台的制作方法

本发明属于医疗用具技术领域，尤其涉及一种智能骨科手术台。

背景技术：

目前，业内常用的现有技术是这样的：

目前，骨科是各大医院最常见的科室之一，主要研究骨骼肌肉系统的解剖、生理与病理，运用药物、手术及物理方法保持和发展这一系统的正常形态与功能。很多医院传统手术台比较简陋，病人在骨折时，手术部位不能很好的固定，导致手术比较难以进行，在人为调整角度并固定时，不但增加护理人员的工作量，且容易造成医疗失误；医生在手术前一般通过x光片了解病人状况，相关文件不能很全面的进行查看，导致病况了解不全面；在手术发生突发事故时，不能及时通知相关医生进行补救，导致出现医疗事故。

综上所述，现有技术存在的问题是：

很多医院传统手术台比较简陋，病人在骨折时，手术部位不能很好的固定，导致手术比较难以进行，在人为调整角度并固定时，不但增加护理人员的工作量，且容易造成医疗失误；医生在手术前一般通过x光片了解病人状况，相关文件不能很全面的进行查看，导致病况了解不全面；在手术发生突发事故时，不能及时通知相关医生进行补救，导致出现医疗事故。

现有技术中，带手术部位的图像信息获取麻烦，而且不能随手术共同进行实时图像的获取，图像处理精度低；智能化控制差。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种智能骨科手术台。

本发明是这样实现的，一种智能骨科手术台，所述一种智能骨科手术台设置有：

上部床体；

所述上部床体上端铆接有支架，所述上部床体上开口有头部固定槽，所述上部床体两侧通过转向旋钮固定有伸缩杆，伸缩杆上方铆接有胳膊支撑垫，所述上部床体与中部床体铰链连接，中部床体后方活动安装有腿部支撑垫，胳膊支撑垫与腿部支撑垫上活动安装有固定扣环；

支撑板焊接在机箱上端，机箱侧端螺钉固定有zigbee连接器，zigbee连接器上键接有警报按钮，机箱前端嵌接有显示屏，机箱下端活动安装有万向轮；

所述伸缩杆侧端旋转安装有固定旋钮，中部床体与腿部支撑垫内螺栓固定有转轴，转轴通过连接杆连接；

支架上集成有用于获取待手术部位图像信息的图像分析模块；

机箱内集成有了通过不同链条连接伸缩杆、转轴连接的伺服电机；伺服电机通过导线连接控制单元；控制单元通过无线连接图像分析模块；

图像分析模块包括：x射线源模块，用于提供x射线源；

x射线探测器，用接收并探测x射线源发射的x射线；

自动旋转台，用于旋转x射线源模块并采集多个角度下的x射线投影数据；

数据采集模块，用于获取x射线探测器的投影数据；

处理器模块，用于对所述数据采集模块获取的投影数据进行处理；

目标图像获取模块，用于根据所述处理的投影数据进行迭代处理，以获取目标图像；

非负图像获取模块，用于对所述目标图像进行非负处理，获取所述目标图像的非负图像；

分解模块，用于对所述非负图像进行非线性分解，获取第一非负图像和第二非负图像；

稀疏化处理模块，用于对所述第一非负图像和第二非负图像进行稀疏化处理，获取满足预定条件的最优化稀疏解；

重建模块，用于根据所述最优化稀疏解获取重建图像；

目标图像获取模块，设置目标图像的初始值，并根据预先设置的迭代次数利用所述迭代处理模型对所述目标图像中的每个像素点进行迭代更新，获取所述目标图像，迭代处理模型中的像素点的当前灰度值与前次迭代的灰度值一致逼近；

迭代处理模型处理中，包括：利用预定过分割算法对所述图像进行过分割，得到至少一个区域，同一个所述区域中各个像素点的颜色值相同；

确定每个所述区域的颜色值和质心；

根据各个区域所对应的颜色值以及各个区域的质心，建立所述显著性模型；

所述显著性模型为：

其中，sil为区域ri中任一像素点的显著性值，w(rj)为区域rj中的像素点的个数，ds(ri，rj)用于表征所述区域ri和所述区域rj之间空间位置差异的度量值，dc(ri，rj)用于表征所述区域ri和所述区域rj之间颜色差异的度量值，n为对所述图像进行过分割后得到的区域的总个数，ds(ri，rj)为：center(ri)为所述区域ri的质心，center(rj)为所述区域rj的质心，当所述图像中各个像素点的坐标均归一化到[0，1]时；

非负图像获取模块对所述目标图像进行非负处理中，将所述目标图像中灰度值小于0的像素点置零。

所述数据采集模块获取x射线探测器的投影数据之前，需先获取x射线探测器的投影图像序列集，对投影图像序列集进行预处理后获取所述投影数据；

对投影图像序列集进行预处理包括：

投影图像序列集的跳频混合信号时频域矩阵进行预处理，

第一步，对进行去低能量预处理，即在每一采样时刻p，将幅值小于门限ε的值置0，得到门限ε的设定根据接收信号的平均能量来确定；

第二步，找出p时刻(p＝0，1，2，…p-1)非零的时频域数据，用表示，其中表示p时刻时频响应非0时对应的频率索引，对这些非零数据归一化预处理，得到预处理后的向量b(p，q)＝[b1(p，q)，b2(p，q)，…，bm(p，q)]^t，其中

m＝1，2，…m。

进一步，锂电池通过导线连接zigbee连接器、显示屏。

进一步，所述万向轮侧端螺栓安装有固定卡扣。

进一步，控制单元的控制方法，包括：

设定控制单元的一运动距离临界值；

根据运动距离临界值判断一最大可处理负载量；

根据汇集平台电源管理技术将多个第一工作任务结合为一第一连续工作任务；

判断第一连续工作任务的一负载量是否大于最大可处理负载量；

当第一连续工作任务的负载量大于最大可处理负载量时，将第一连续工作任务中之一超载部分的第一工作任务移出第一连续工作任务；

当接收到第一连续工作任务时，将控制单元由一休眠模式切换至一操作模式，以及处理第一连续工作任务；以及当第一连续工作任务处理完成后，将控制单元设为休眠模式；

控制单元的操作频率在一般操作下具有一正常操作频率，以及方法还包括：

根据第一连续工作任务的负载量以及运动距离临界值决定一第一操作频率；

以及当控制单元切换至操作模式时，将控制单元的操作频率由正常操作频率提升至第一操作频率，并通过第一操作频率处理第一连续工作任务；

其中第一操作频率的工作频率高于正常操作频率的工作频率。

进一步，控制单元控制方法还包括：

当第一连续工作任务处理完成并且控制单元进入休眠模式后，根据汇集平台电源管理技术将多个第二工作任务以及超载部分的第一工作任务结合为一第二连续工作任务；

当接收到第二连续工作任务时，将控制单元由休眠模式切换至操作模式；

将控制单元的操作频率由正常操作频率提升至一第二操作频率，通过第二操作频率处理第二连续工作任务；以及当第二连续工作任务处理完成后，将控制单元设为休眠模式；

其中第一操作频率的工作频率高于正常操作频率的工作频率；

控制单元使用第一操作频率将第一连续工作任务处理完成的时间点与开始接收到第二连续工作任务的时间点之间具有一第一间隔时间，而使用正常频率将第一连续工作任务处理完成与接收到第二连续工作任务之间具有一第二间隔时间，其中第一间隔时间小于第二间隔时间。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述智能骨科手术台的控制方法的计算机程序。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述智能骨科手术台的控制方法的信息数据处理终端。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述智能骨科手术台的控制方法。

本发明的优点及积极效果为：

本发明功能齐全，可对胳膊、腿部进行固定，调节胳膊、腿部位置，方便医生进行骨科手术；下端显示屏方便医生对病人病况进行详细了解，有利于医生更准确的手术治疗；手术时发生突发状况，可通过警报按钮通知相关专业的医生，及时进行相应补救措施，提高手术成功率，减小危险隐患。

本发明功能齐全，可简易的调节胳膊、腿部位置并进行固定，更方便的了解病人病况，手术时遇突发状况，可按下警报按钮通知相关医生进行补救，提高手术成功率。

图像分析模块包括：x射线源模块，用于提供x射线源；

x射线探测器，用接收并探测x射线源发射的x射线；

自动旋转台，用于旋转x射线源模块并采集多个角度下的x射线投影数据；

数据采集模块，用于获取x射线探测器的投影数据；

处理器模块，用于对所述数据采集模块获取的投影数据进行处理；

目标图像获取模块，用于根据所述处理的投影数据进行迭代处理，以获取目标图像；

非负图像获取模块，用于对所述目标图像进行非负处理，获取所述目标图像的非负图像；

分解模块，用于对所述非负图像进行非线性分解，获取第一非负图像和第二非负图像；

稀疏化处理模块，用于对所述第一非负图像和第二非负图像进行稀疏化处理，获取满足预定条件的最优化稀疏解；

重建模块，用于根据所述最优化稀疏解获取重建图像；可准确获取带手术部位的图像信息。

控制单元的控制方法，包括：

设定控制单元的一运动距离临界值；

根据运动距离临界值判断一最大可处理负载量；

根据汇集平台电源管理技术将多个第一工作任务结合为一第一连续工作任务；

判断第一连续工作任务的一负载量是否大于最大可处理负载量；

当第一连续工作任务的负载量大于最大可处理负载量时，将第一连续工作任务中之一超载部分的第一工作任务移出第一连续工作任务；

当接收到第一连续工作任务时，将控制单元由一休眠模式切换至一操作模式，以及处理第一连续工作任务；以及当第一连续工作任务处理完成后，将控制单元设为休眠模式；可实现智能化控制，随手术的进行同步调控。方便患者的治疗。

附图说明

图1是本发明实施例提供的智能骨科手术台结构示意图；

图2是本发明实施例提供的伸缩杆、转向旋钮结构示意图；

图3是本发明实施例提供的转轴、连接杆结构示意图；

图中：1、上部床体；2、支架；3、头部固定槽；4、胳膊支撑垫；5、固定扣环；6、中部床体；7、腿部支撑垫；8、支撑板；9、机箱；10、万向轮；11、显示屏；12、zigbee连接器；13、警报按钮；14、伸缩杆；15、转向旋钮；16、转轴；17、连接杆。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

如图1-图3所示，本发明实施例提供的智能骨科手术台包括：上部床体1、支架2、头部固定槽3、胳膊支撑垫4、固定扣环5、中部床体6、腿部支撑垫7、支撑板8、机箱9、万向轮10、显示屏11、zigbee连接器12、警报按钮13、伸缩杆14、转向旋钮15、转轴16、连接杆17。

所述上部床体1上端铆接有支架2，所述上部床体1上开口有头部固定槽3，所述上部床体1两侧通过转向旋钮15固定有伸缩杆14，伸缩杆14上方铆接有胳膊支撑垫4，所述上部床体1与中部床体5铰链连接，中部床体6后方活动安装有腿部支撑垫7，胳膊支撑垫4与腿部支撑垫7上活动安装有固定扣环5；

支撑板8焊接在机箱9上端，机箱9侧端螺钉固定有zigbee连接器12，zigbee连接器上键接有警报按钮13，机箱9前端嵌接有显示屏11，机箱9下端活动安装有万向轮10。

机箱9内螺钉固定有锂电池，锂电池通过导线连接zigbee连接器12、显示屏11。万向轮10侧端螺栓安装有固定卡扣。伸缩杆14侧端旋转安装有固定旋钮，中部床体6与腿部支撑垫7内螺栓固定有转轴16，转轴16通过连接杆17连接。

本发明的工作原理：

病人躺在本装置上方，头部处于头部固定槽3内，可在支架2上挂放吊瓶，通过万向轮将本装置移动到合适位置，旋转下固定卡扣，将万向轮固定，在手术前，通过zigbee连接器12可连接院内局域网，通过显示屏11详细的了解病人病况；在需要胳膊处手术时，将转向旋钮15松开，调整伸缩杆14角度到合适角度后，紧固转向旋钮15，松开固定旋钮，调整伸缩杆14到合适长度后，紧固固定旋钮，通过固定扣环5将胳膊进行固定，进而方便医生进行手术；在需要腿部手术时，利用转轴16与连接杆17将腿部支撑垫7调整到合适角度，通过固定扣环5将腿部进行固定，进而方便医生进行腿部手术；发生意外情况时，按下警报按钮13，由zigbee连接器连接院内局域网，进而通知相关医生，及时进行补救，提高手术成功率。

下面结合具体分析对本发明作进一步描述。

支架上集成有用于获取待手术部位图像信息的图像分析模块；

机箱内集成有了通过不同链条连接伸缩杆、转轴连接的伺服电机；伺服电机通过导线连接控制单元；控制单元通过无线连接图像分析模块；

图像分析模块包括：x射线源模块，用于提供x射线源；

x射线探测器，用接收并探测x射线源发射的x射线；

自动旋转台，用于旋转x射线源模块并采集多个角度下的x射线投影数据；

数据采集模块，用于获取x射线探测器的投影数据；

处理器模块，用于对所述数据采集模块获取的投影数据进行处理；

目标图像获取模块，用于根据所述处理的投影数据进行迭代处理，以获取目标图像；

非负图像获取模块，用于对所述目标图像进行非负处理，获取所述目标图像的非负图像；

分解模块，用于对所述非负图像进行非线性分解，获取第一非负图像和第二非负图像；

稀疏化处理模块，用于对所述第一非负图像和第二非负图像进行稀疏化处理，获取满足预定条件的最优化稀疏解；

重建模块，用于根据所述最优化稀疏解获取重建图像；

目标图像获取模块，设置目标图像的初始值，并根据预先设置的迭代次数利用所述迭代处理模型对所述目标图像中的每个像素点进行迭代更新，获取所述目标图像，迭代处理模型中的像素点的当前灰度值与前次迭代的灰度值一致逼近；

迭代处理模型处理中，包括：利用预定过分割算法对所述图像进行过分割，得到至少一个区域，同一个所述区域中各个像素点的颜色值相同；

确定每个所述区域的颜色值和质心；

根据各个区域所对应的颜色值以及各个区域的质心，建立所述显著性模型；

所述显著性模型为：

其中，sil为区域ri中任一像素点的显著性值，w(rj)为区域rj中的像素点的个数，ds(ri，rj)用于表征所述区域ri和所述区域rj之间空间位置差异的度量值，dc(ri，rj)用于表征所述区域ri和所述区域rj之间颜色差异的度量值，n为对所述图像进行过分割后得到的区域的总个数，ds(ri，rj)为：center(ri)为所述区域ri的质心，center(rj)为所述区域rj的质心，当所述图像中各个像素点的坐标均归一化到[0，1]时；

非负图像获取模块对所述目标图像进行非负处理中，将所述目标图像中灰度值小于0的像素点置零。

所述数据采集模块获取x射线探测器的投影数据之前，需先获取x射线探测器的投影图像序列集，对投影图像序列集进行预处理后获取所述投影数据；

对投影图像序列集进行预处理包括：

投影图像序列集的跳频混合信号时频域矩阵进行预处理，

第一步，对进行去低能量预处理，即在每一采样时刻p，将幅值小于门限ε的值置0，得到门限ε的设定根据接收信号的平均能量来确定；

第二步，找出p时刻(p＝0，1，2，…p-1)非零的时频域数据，用表示，其中表示p时刻时频响应非0时对应的频率索引，对这些非零数据归一化预处理，得到预处理后的向量b(p，q)＝[b1(p，q)，b2(p，q)，…，bm(p，q)]^t，其中

m＝1，2，…m。

进一步，控制单元的控制方法，包括：

设定控制单元的一运动距离临界值；

根据运动距离临界值判断一最大可处理负载量；

根据汇集平台电源管理技术将多个第一工作任务结合为一第一连续工作任务；

判断第一连续工作任务的一负载量是否大于最大可处理负载量；

当第一连续工作任务的负载量大于最大可处理负载量时，将第一连续工作任务中之一超载部分的第一工作任务移出第一连续工作任务；

当接收到第一连续工作任务时，将控制单元由一休眠模式切换至一操作模式，以及处理第一连续工作任务；以及当第一连续工作任务处理完成后，将控制单元设为休眠模式；

控制单元的操作频率在一般操作下具有一正常操作频率，以及方法还包括：

根据第一连续工作任务的负载量以及运动距离临界值决定一第一操作频率；

以及当控制单元切换至操作模式时，将控制单元的操作频率由正常操作频率提升至第一操作频率，并通过第一操作频率处理第一连续工作任务；

其中第一操作频率的工作频率高于正常操作频率的工作频率。

控制单元控制方法还包括：

当第一连续工作任务处理完成并且控制单元进入休眠模式后，根据汇集平台电源管理技术将多个第二工作任务以及超载部分的第一工作任务结合为一第二连续工作任务；

当接收到第二连续工作任务时，将控制单元由休眠模式切换至操作模式；

将控制单元的操作频率由正常操作频率提升至一第二操作频率，通过第二操作频率处理第二连续工作任务；以及当第二连续工作任务处理完成后，将控制单元设为休眠模式；

其中第一操作频率的工作频率高于正常操作频率的工作频率；

控制单元使用第一操作频率将第一连续工作任务处理完成的时间点与开始接收到第二连续工作任务的时间点之间具有一第一间隔时间，而使用正常频率将第一连续工作任务处理完成与接收到第二连续工作任务之间具有一第二间隔时间，其中第一间隔时间小于第二间隔时间。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。