本发明涉及医疗领域，具体地涉及一种人体胸腔病灶无线定位设备及方法。
背景技术：
1、胸腔ct扫描是一种常见的医学影像学检查方法，其通过xyz三维的切片式扫描来实现对病灶的定位。虽然在ct扫描的片子上可以精确的找到病灶的位置，但是与之映射到人体的位置上仍存在不确定的关系。特别是对于一些刁钻的病灶位置，如靠近肺与心脏之间位置，其定位完全需要凭借手术的医生的经验，这对于手术的医生来说，是一个极大的挑战。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种人体胸腔病灶无线定位设备及方法，以改善上述问题。
2、本发明实施例提供了一种人体胸腔病灶无线定位设备，其包括：
3、三个定位基站，其设置于三个参考点上；所述三个参考点在以ct影像上定位出的病灶为原点构建三维定位系统中的坐标分别为a(xa, ya, za)、b(xb, yb, zb)、c(xc, yc,zc)；
4、探头，其配置为能够发送无线信号，并且所述无线信号能够被各个定位基站所接收；
5、计算模块，其与三个定位基站以及所述探头均电连接，并根据探头发射无线信号的时间以及各个定位基站接收到的无线信号的时间确定出探头的当前位置的实时坐标，并在实时坐标为预设坐标时，确定当前位置为病灶的位置。
6、优选地，所述三个参考点a、b、c的坐标由ct扫描过程中同步标记得到。
7、优选地，所述计算模块基于如下的数学模型确定探头的实时坐标（x，y，z）：
8、(x-xa)2+(y-ya)2+(z-za)2=da2
9、(x-xb)2+(y-yb)2+(z-zb)2=db2
10、(x-xc)2+(y-yb)2+(z-zb)2=dc2
11、其中，da，db，dc 分别是探头到三个定位基站的距离；具体的计算如下:
12、da=(trxa-ttx)*c；
13、db=(trxb-ttx)*c；
14、dc=(trxc-ttx)*c；
15、其中，trxa、trxb、trxc为三个定位基站接收到无线信号的时间，ttx为探头发出无线信号的时间，c为光速。
16、优选地，通过不断地移动探头的位置，得到一系列的探头的实时坐标如下：
17、t0（x，y，z）,t1（x，y，z）....tn（x，y，z），直到探头的实时坐标为原点(0,0,0)，则当前位置即为待定位的病灶的位置。
18、优选地，所述计算模块还用于基于误差方程向用户纠正移动的方向，直到误差为零，其中：
19、x轴的误差方程为：
20、x_cost=(xtn-0)2；
21、y轴的误差方程为：
22、y_cost=(ytn-0)2；
23、z轴的误差方程：
24、z_cost=(ztn-0)2；
25、xtn，ytn，ztn为n时刻探头的x、y、z轴的坐标；
26、三轴合在一起的误差方程为：
27、total_cost=x_cost+y_cost+z_cost
28、通过不停的移动所述探头直到误差方程为零结束移动，则当前位置即为待定位的病灶的位置。
29、优选地，所述计算模块采用fpga芯片实现。
30、优选地，所述人体胸腔病灶无线定位设备还包括显示模块，所述显示模块与所述计算模块电连接，并能够显示探头的实时坐标。
31、本发明实施例还提供了一种人体胸腔病灶无线定位方法，其包括：
32、获取ct影像，并在ct影像上定位出病灶位置以及设置三个参考点；
33、以病灶为原点构建三维定位系统，并获取三个参考点在在所述三维定位系统中的坐标a(xa, ya, za)、b(xb, yb, zb)、c(xc, yc, zc)；
34、在实际定位过程中，在所述三个参考点分别放置一个定位基站，并在胸腔内移动探头；其中，所述探头配置为能够发送无线信号，并且所述无线信号能够被各个定位基站所接收；
35、由计算模块根据探头发射无线信号的时间以及各个定位基站接收到的无线信号的时间确定出探头的当前位置的实时坐标，并在实时坐标为预设坐标时，确定当前位置为病灶的位置。
36、优选地，所述计算模块基于如下的数学模型确定探头的实时坐标（x，y，z）：
37、(x-xa)2+(y-ya)2+(z-za)2=da2
38、(x-xb)2+(y-yb)2+(z-zb)2=db2
39、(x-xc)2+(y-yb)2+(z-zb)2=dc2
40、其中，da，db，dc 分别是探头到三个定位基站的距离；具体的计算如下:
41、da=(trxa-ttx)*c；
42、db=(trxb-ttx)*c；
43、dc=(trxc-ttx)*c；
44、其中，trxa、trxb、trxc为三个定位基站接收到无线信号的时间，ttx为探头发出无线信号的时间，c为光束。
45、优选地，还包括：
46、基于误差方程向用户纠正移动的方向，直到误差为零，其中：
47、x轴的误差方程为：
48、x_cost=(xtn-0)2；
49、y轴的误差方程为：
50、y_cost=(ytn-0)2；
51、z轴的误差方程：
52、z_cost=(ztn-0)2；
53、xtn，ytn，ztn为n时刻探头的x、y、z轴的坐标；
54、三轴合在一起的误差方程为：
55、total_cost=x_cost+y_cost+z_cost
56、通过不停的移动所述探头直到误差方程为零结束移动，则当前位置即为待定位的病灶的位置。
57、综上所述，本实施例利用数学建模和方程解析的分析方法，实现ct影像与人体真实病灶位置的关联及定位，从而使得医生能够在手术过程中实现对病灶的精准以及快速定位，与现有技术相比，本发明实施例的技术优势体现在以下几个方面：
58、1、通过数学建模和无线传输技术的结合，解决了ct影像与人体解剖位置映射不精确的问题。例如，在复杂解剖区域如肺与心脏之间，传统方法难以准确定位病灶，而本发明通过数学模型将ct影像中的病灶位置与人体实际解剖位置关联起来，显著提高了定位精度。
59、2、fpga芯片的并行计算能力显著提高了定位速度和精度。例如，在求解三元非线性方程组时，本发明通过并行计算可在毫秒级别完成求解。
60、3、误差校正机制确保了定位结果的可靠性。例如，在探头移动过程中，系统实时计算误差方程的值，并根据误差值调整探头位置，直至误差为零，提高了定位的精度和速度。
1.一种人体胸腔病灶无线定位设备，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的人体胸腔病灶无线定位设备，其特征在于，所述三个参考点a、b、c的坐标由ct扫描过程中同步标记得到。
3.根据权利要求1所述的人体胸腔病灶无线定位设备，其特征在于，所述计算模块基于如下的数学模型确定探头的实时坐标（x，y，z）：
4.根据权利要求1所述的人体胸腔病灶无线定位设备，其特征在于，通过不断地移动探头的位置，得到一系列的探头的实时坐标如下:
5.根据权利要求1所述的人体胸腔病灶无线定位设备，其特征在于，所述计算模块还用于基于误差方程向用户纠正移动的方向，直到误差为零，其中：
6.根据权利要求1所述的人体胸腔病灶无线定位设备，其特征在于，所述计算模块采用fpga芯片实现。
7.根据权利要求1所述的人体胸腔病灶无线定位设备，其特征在于，所述人体胸腔病灶无线定位设备还包括显示模块，所述显示模块与所述计算模块电连接，并能够显示探头的实时坐标。
8.一种人体胸腔病灶无线定位方法，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的人体胸腔病灶无线定位方法，其特征在于，所述计算模块基于如下的数学模型确定探头的实时坐标（x，y，z）：
10.根据权利要求8所述的人体胸腔病灶无线定位方法，其特征在于，还包括：