一种核磁共振虚拟机器人的制作方法

1.本发明涉及医疗检测技术领域，尤其涉及一种核磁共振虚拟机器人。


背景技术：

2.核磁共振检查是利用原子核自旋运动的特点，外加超导磁场，经射频脉冲激励后,从人体中获得氢原子核电磁信号,用探测器检测并传输至计算机，经计算机处理、转换后在屏幕上显示患者影像并由医生诊断，其中人体电磁信号的采集是由核磁共振的诊断线圈完成，线圈与检查部位接触越紧密，会得到更好的人体信号，得到更好的影像效果，从而使患者得到更准确的病情诊断。
3.由于核磁共振扫描的特殊性，受检者在进行核磁共振检查时身体需要保持静止状态，然而在实际的检测过程中，由于检测时核磁共振机运行噪音，环境幽闭等原因，受检者难以保持静止状态，现有的核磁共振配套设备缺乏对受检者的运动追踪与示警，导致检测的结果容易出现偏差，受检者的检测体验较差。


技术实现要素：

4.本发明的目的是解决现有技术存在的以下问题：
5.如何提供一种核磁共振虚拟机器人，提高受检者的检测体验同时减小检测结果的偏差。
6.为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种核磁共振虚拟机器人，应用于核磁共振机中，包括机器人主体，所述核磁共振机包括检测端及载台，检测端中开设有扫描孔洞，载台上滑动安装有与扫描孔洞配合的承载面板，机器人主体固定装载在承载面板上；
7.机器人主体包括软件系统及硬件系统；
8.硬件系统包括固定在承载面板上的装载架及医生操作主机，装载架靠近扫描孔洞外端一侧固定有磁体内置摄像机，医生操作主机与磁体内置摄像机电性连接，装载架远离医生操作主机一侧设置有降噪耳机，降噪耳机上安装有麦克风，装载架上固定有双自由度支架，双自由度支架远离装载架一端固定有自动对焦相机；
9.软件系统包括图像传输模组、人机语音对话模组及身体运动偏移分析模组，硬件系统与软件系统共同作用的运行步骤为：
10.1)首先受检者仰躺在承载面板后，滑动进入检测端的扫描孔洞中进行检测，图像传输模组运行，磁体内置摄像机检测受检者的身高体重数据，与受检者登记身高体重对比后，在医生操作主机界面显示患者三维立体人体体型图像，选择相应序列为受检者进行扫描；
11.2)进入扫描时，身体运动偏移分析模组基于时间差分与背景差分相结合的帧差分算法运行，驱使自动对焦相机检测受检者检查时是否存在相对运动；
12.3)扫描过程中，人机语音对话模组运行，降噪耳机根据受检者年龄，身体状况及心理需求播放相应舒缓音乐；
13.4)当受检者运动状态偏离核磁共振扫描范围或超出扫描序列图像校准范围，通过降噪耳机发出语音提示，告知受检者并在医生操作主机界面发出红色提示信息，受检者可通过麦克风与医生交互提前终止检测过程。
14.身体运动偏移分析模组运行前，利用双自由度支架对自动对焦相机的拍摄角度进行适应性调节，调节以图像传输模组运行产生的受检者体征数据作为依据。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是:
16.1、减少了每个受检者检查时由于不自主的身体偏移导致图像质量差的问题。
17.2、增加了个性化扫描模式，每个人可根据自己的身高体重定制扫描序列和扫描时间。
18.3、幽闭恐惧症患者和儿童无法配合扫描的问题得到缓解，为病人受检提供了方便。
附图说明
19.图1为本发明实际应用示意图；
20.图2为本发明机器人主体整体结构示意图；
21.图3为本发明机器人主体硬件系统与软件系统作用关系示意图；
22.附图标记：1-检测端；2-载台；3-承载面板；4-机器人主体；41-装载架；42-医生操作主机；43-磁体内置摄像机；44-自动对焦相机；45-双自由度支架；46-降噪耳机；47-麦克风。
具体实施方式
23.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
24.下面结合附图描述本发明的具体实施例。
25.如图1-3所示，一种核磁共振虚拟机器人，应用于核磁共振机中，包括机器人主体4，所述核磁共振机包括检测端1及载台2，检测端1中开设有扫描孔洞，载台2上滑动安装有与扫描孔洞配合的承载面板3，机器人主体4固定装载在承载面板3上；
26.机器人主体4包括软件系统及硬件系统；
27.硬件系统包括固定在承载面板3上的装载架41及医生操作主机42，装载架41靠近扫描孔洞外端一侧固定有磁体内置摄像机43，医生操作主机42与磁体内置摄像机43电性连接，装载架41远离医生操作主机42一侧设置有降噪耳机46，降噪耳机46上安装有麦克风47，装载架41上固定有双自由度支架45，双自由度支架45远离装载架41一端固定有自动对焦相机44；
28.软件系统包括图像传输模组、人机语音对话模组及身体运动偏移分析模组，硬件系统与软件系统共同作用的运行步骤为：
29.1)首先受检者仰躺在承载面板3后，滑动进入检测端1的扫描孔洞中进行检测，图像传输模组运行，磁体内置摄像机43检测受检者的身高体重数据，与受检者登记身高体重
对比后，在医生操作主机42界面显示患者三维立体人体体型图像，选择相应序列为受检者进行扫描；
30.2)进入扫描时，身体运动偏移分析模组基于时间差分与背景差分相结合的帧差分算法运行，驱使自动对焦相机44检测受检者检查时是否存在相对运动；
31.3)扫描过程中，人机语音对话模组运行，降噪耳机46根据受检者年龄，身体状况及心理需求播放相应舒缓音乐；
32.4)当受检者运动状态偏离核磁共振扫描范围或超出扫描序列图像校准范围，通过降噪耳机46发出语音提示，告知受检者并在医生操作主机42界面发出红色提示信息，受检者可通过麦克风47与医生交互提前终止检测过程。
33.身体运动偏移分析模组采用的帧差分算法通过计算两个有一定时间间隔的帧的像素差分获得场景变化，帧差分算法的运行步骤如下：
34.①
设置运动检测区域参数
35.通过sdk中的函数设置1-99个有效矩形，并设置快速与慢速两种运动检测状态；快速检测即对相隔2帧的两帧数据进行差分运算，慢速检测即对相隔12帧以上的两帧数据进行差分运算；
36.②
启动运动检测(依据亮度值进行处理)
37.对检测区域内每个像素点(x，y)，t时刻与t-n时刻的亮度的差值为mx，y(t)＝mx,y(t)＝|yx,y(t)yx,y(t-n)i，iif|mx,y(t)mx,y(-)il2ta thenl＝true,得到区域差分系数imsum＝zl，从而决定是否报警，报警形式采用降噪耳机46提供的语音与医生操作主机42屏幕红光闪烁相结合，增强报警效果；
38.③
返回运动检测结果
39.如果整个区域的差分系数大于设定的阀值，置报警状态并实时将每个检测区域的宏块差分系数都返回，根据预先设置的快速和慢速两种检测状态，对画面进行不间断的分析处理，并返回结果，直到停止运动检测；
40.如果整个区域的差分系数小于设定的阀值，复位报警状态，即通常状态下只是进行画面预览监控和运动检测，编码后的数据不写入文件，只暂时写入一个fifo缓冲区里，一旦发生运动检测报警，可以先将报警之前缓冲区的数据写入文件，然后再实时将编码后的数据写入文件,报警解除后，延时一段时间再停止写文件，转入写缓冲区状态。
41.身体运动偏移分析模组运行前，利用双自由度支架45对自动对焦相机44的拍摄角度进行适应性调节，调节以图像传输模组运行产生的受检者体征数据作为依据。
42.依照上述运行原理的核磁共振虚拟机器人具体实施时具有受检者相对运动追踪功能，通过内置磁体的自动对焦摄像机检测检测受检者检查时是否存在相对运动，受检者在进行核磁共振检查时身体偏移的检测正确率较高，所以，如果运动状态偏离核磁共振扫描范围或超出扫描序列图像校准范围，则通过耳机发出语音，告知受检者并在医生操作主机42界面发出红色提示信息；
43.此外通过磁体内置摄像机43检测受检者身高体重，并与受检者登记身高体重对比，在医生操作主机42界面显示患者三维立体人体体型图像，医生可选择相应序列为受检者进行扫描实现了个性化扫描模式的定制进行，为检测结果的准确度提升起到显著的促进作用。
44.由于核磁共振扫描时线圈的电流较大，存在检查时噪音大现象，且核磁共振受检者进入扫描扫描孔洞较小，幽闭恐惧症患者及儿童极难进行核磁共振检查，所以，受检者检查时佩戴眼罩和专用降噪耳机46，且耳机根据受检者年龄，身体状况及心理需求播放相应舒缓音乐，以缓解受检者核磁共振检查时的心理压力。
45.最后虚拟机器人可实现人机对话，对于受检者正常语速和语调声音可进行正确识别，回答受检者相应核磁共振检查时的问题。