可以看出，C型臂能夠按照本發明的RA0/LA0體位角度定義的軌跡實現精 確fe制。
[0118] 如圖18所示的是在DSA血管機的電氣系統上（如圖14所示）計算數據和控制 器控制各軸進行LA0/RA0軌跡運動后各軸絕對編碼器實際采集到的數據對比表。條件是 Pivot為-20度，其中A為Angulation角度，R為Rotation角度，X為LA0/RA0角度，Y為 頭位/足位角度。從該表中可以看出，通過本發明的軌跡控制方法能夠使實際數據比較好 的逼近計算數據，并使實際體位角度誤差在正負1度之內。
[0119] 當起始點為 Pivot = -20 度，Angulation = 0 度，Rotation = 0 度的頭位 / 足位 軌跡運動如圖19-21所示，其中，圖19為LA0/RA0為0度，頭位/足位為0度時模擬軟件模 擬的C型臂血管機的狀態圖，圖20為LA0/RA0為0度，頭位/足位為-45度時模擬軟件模 擬的C型臂血管機的狀態圖，圖21為LA0/RA0為0度，頭位/足位為45度時模擬軟件模擬 的C型臂血管機的狀態圖。從上述模擬狀態圖可以看出，C型臂能夠按照本發明的頭位/足 位體位角度定義的軌跡實現精確控制。
[0120] 如圖22所示的是在DSA血管機的電氣系統上（如圖14所示）計算數據和控制器 控制各軸進行頭位/足位軌跡運動后各軸絕對編碼器實際采集到的數據對比表。條件是 Pivot為-20度，其中A為Angulation角度，R為Rotation角度，X為LA0/RA0角度，Y為 頭位/足位角度。從該表中可以看出，通過本發明的軌跡控制方法能夠使實際數據比較好 的逼近計算數據，并使實際體位角度誤差在正負1度之內。
[0121] 本發明提供一種血管機C型臂根據體位角度軌跡精確控制方法及其系統。該系統 實現了 ISO中心不在Pivot軸上的DSA血管機體位角度運動軌跡的精確計算，使DSA血管 機的運動控制系統能夠精確控制C型臂的按照左前斜/右前斜、頭位/足位體位角度定義 的軌跡運動。雖然上述實施例采用ISO中心不在Pivot軸上的DSA血管機體進行說明，不 過本發明的方法和系統也同樣可以運用在如圖23所示的ISO中心設置在Pivot軸上的DSA 血管機體。在臨床應用上，本發明所提供的方法能夠保證無論C臂處于運動過程中還是靜 止狀態，都能夠精確地保證了體位角度的精確控制，從而方便了后續的圖像采集以及醫師 操作。
[0122] 應當理解的是，本發明的應用不限于上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可 以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保 護范圍。
【主權項】
1. 一種血管機C型臂的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟： A、 接收用戶控制血管機運動指令，獲取當前血管機的C型臂旋轉角度值、C型臂調節角 度值及機座旋轉角度值； B、 根據預先定義的坐標系間的轉換分別得到左前斜/右前斜軌跡方程和頭位/足位軌 跡方程，并利用所獲取的當前C型臂旋轉角度值、C型臂調節角度值及機座旋轉角度值計算 出左前斜/右前斜軌跡數據和頭位/足位軌跡數據； C、 控制C型臂旋轉軸和C型臂角度調節軸分別根據所述左前斜/右前斜軌跡數據和頭 位/足位軌跡數據依次運動并保持同步。2. 根據權利要求1所述的血管機C型臂的控制方法，其特征在于，所述預先定義的坐標 系均符合右手定則，其包括： 坐標系A、表示為血管機主坐標系，所述坐標系A的y軸平行于導管床中線，z軸定義在 機座旋轉軸上； 坐標系B、表示為軌跡運動的主坐標系，所述坐標系B的原點設置在探測器和球管中心 連線中心點上，其x、y、z軸分別平行于所述坐標系A的x、y、z軸； 坐標系C、表示為C臂的隨動坐標系，所述坐標系C的原點設置在探測器和球管中心連 線中心點上，球管到探測器為其z軸的方向，其x軸垂直于C型臂所在平面； 坐標系D、表示為軌跡運動的起始坐標系，所述坐標系D的原點設置在探測器和球管中 心連線中心點上，其z軸方向與所述坐標系B的z軸方向相同； 坐標系E、由所述坐標系C繞其z軸旋轉，并使坐標系C的y軸在坐標系C的z軸與坐 標系B的y軸所成平面內形成。3. 根據權利要求2所述的血管機C型臂的控制方法，其特征在于，定義探測器和球管中 心連線的中心點到探測器中心的向量為旋轉向量。4. 根據權利要求3所述的血管機C型臂的控制方法，其特征在于，所述根據預先定義的 坐標系間的轉換分別得到左前斜/右前斜軌跡方程，并利用所獲取的當前角度值計算出左 前斜/右前斜軌跡數據具體為： 根據坐標系定義，利用所獲取的當前血管機的C型臂旋轉角度值、C型臂調節角度值及 機座旋轉角度值計算得到當前左前斜/右前斜的角度值和當前頭位/足位的角度值； 計算得出左前斜/右前斜軌跡方程\ ，其中，所述\表示由坐 標系C中變換到坐標系D中并利用所述當前左前斜/右前斜的角度值計算得出的 已知向量，所述％表示坐標系D中z軸方向的特定向量，Rx為定義的坐標系D的 x軸旋轉矩陣Ry為定義的坐標系D的y軸旋轉矩陣a為C型臂調節角度值，b為C型臂旋轉角度值； 保持當前頭位/足位的角度值不變以及機座旋轉角度值不變，根據左前斜/右前斜的 角度值逐度遞減或遞增的原則利用所計算出的左前斜/右前斜軌跡方程逐一求解出與左 前斜/右前斜的角度值對應的C型臂旋轉角度值和C型臂調節角度值，形成左前斜/右前 斜軌跡數據。5. 根據權利要求4所述的血管機C型臂的控制方法，其特征在于，所述\利用坐標系 B中的旋轉向量的旋轉公式及當前左前斜/右前斜的角度 值計算得出，其中，所述lao為當前左前斜/右前斜的角度值。6. 根據權利要求3所述的血管機C型臂的控制方法，其特征在于，所述根據預先定義的 坐標系間的轉換得到頭位/足位軌跡方程，并利用所獲取的當前角度值計算出頭位/足位 軌跡數據具體為： 根據坐標系定義，利用所獲取的當前血管機的C型臂旋轉角度值、C型臂調節角度值及 機座旋轉角度值計算得到當前左前斜/右前斜的角度值和當前頭位/足位的角度值； 計算得出頭位/足位軌跡方程dV2 =Ry*Rx*dZ2，其中，所述dV2表示由坐標系E中變換到 坐標系D中并利用所述當前頭位/足位的角度值計算得出的已知向量，所述dZ2表示坐標系 D中z軸方向的特定向量，Rx為定義的坐標系D的x軸旋轉矩陣Ry為定義的坐標系D的y軸旋轉矩p，a為C型臂調節角度值， b為C型臂旋轉角度值； 保持當前左前斜/右前斜的角度值不變以及機座旋轉角度值不變，根據頭位/足位的 角度值逐度遞減或遞增的原則利用所計算出的頭位/足位軌跡方程逐一求解出與頭位/足 位的角度值對應的C型臂旋轉角度值和C型臂調節角度值，形成頭位/足位軌跡數據。7. 根據權利要求6所述的血管機C型臂的控制方法，其特征在于，所述dV2利用坐標系 E中的旋轉向量的旋轉公￥及當前頭位/足位的角度值計 算得出，其中，所述cau為當前頭位/足位的角度值。8. 根據權利要求1所述的血管機C型臂的控制方法，其特征在于，所述左前斜/右前斜 軌跡數據和頭位/足位軌跡數據為數據隊列表的形式。9. 一種血管機控制系統，其特征在于，所述系統包括： 初始角度值讀取模塊，用于接收用戶控制血管機運動指令，獲取當前血管機的C型臂 旋轉角度值、C型臂調節角度值及機座旋轉角度值； 軌跡生成及運算模塊，用于根據預先定義的坐標系間的轉換分別得到左前斜/右前斜 軌跡方程和頭位/足位軌跡方程，并利用初始角度值讀取模塊所獲取的當前角度值進一步 計算得出左前斜/右前斜軌跡數據和頭位/足位軌跡數據； 控制模塊，用于控制C型臂旋轉軸和C型臂角度調節軸根據所得出的左前斜/右前斜 軌跡數據和頭位/足位軌跡數據依次運動并保持同步。10.根據權利要求9所述的血管機控制系統，其特征在于，所述系統中還設置有用于實 時監測血管機運動狀態的絕對編碼器。
【專利摘要】本發明公開血管機C型臂的控制方法及其系統，該方法包括：A、接收用戶控制血管機運動指令，獲取當前血管機的C型臂旋轉角度值、C型臂調節角度值及機座旋轉角度值；B、根據預先定義的坐標系間的轉換分別得到左前斜/右前斜軌跡方程和頭位/足位軌跡方程，并利用所獲取的當前角度值求出軌跡數據；C、控制C型臂旋轉軸和C型臂角度調節軸根據所得出的軌跡數據依次運動并保持同步。本發明系統實現了ISO中心不在Pivot軸上的DSA血管機體位角度運動軌跡的精確計算，使DSA血管機的運動控制系統能夠精確控制C型臂的按照左前斜/右前斜、頭位/足位體位角度定義的軌跡運動，從而方便了圖像采集以及醫師操作。
【IPC分類】A61B6/00
【公開號】CN105011954
【申請號】CN201410178788
【發明人】付春洋, 朱海波
【申請人】北京國藥恒瑞美聯信息技術有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2014年4月30日