一种经颅磁刺激的增强现实精准定位系统

1.本实用新型涉及经颅磁刺激技术领域，特别是涉及一种经颅磁刺激的增强现实精准定位系统。


背景技术：

2.经颅磁刺激技术(tms)是一种无痛、无创的绿色治疗方法，磁信号可以无衰减地透过颅骨而刺激到大脑神经，实际应用中并不局限于头脑的刺激，外周神经肌肉同样可以刺激，因此现在都叫它为“磁刺激。
3.随着技术的发展，具有连续可调重复刺激的经颅磁刺激(rtms)出现，并在临床精神病、神经疾病及康复领域获得越来越多的认可。它主要通过不同的频率来达到治疗目的，高频(》1hz)主要是兴奋的作用，低频(≤1hz) 则是抑制的作用。因其无痛、非创伤的物理特性，实现人类一直以来的梦想—虚拟地损毁大脑探索脑功能及高级认知功能。
4.经颅磁刺激技术目前用于医疗就是针对头部受损的部位进行多次反复的经颅磁刺激，而每个人的脑部损伤位置不同，需要经颅磁刺激的部位也不相同，大脑每个部位反射的躯体控制反射区也不同，而大脑的位置分区是非常小的，稍稍位移，就变成大脑的另一个反射分区，所以经常会出现磁刺激的位置发生偏差的情况，导致治疗效果不如预期。
5.经颅磁刺激(tms)技术问世以来，随着研究方法的改进和应用规模的扩大，对其作用机制的认识也不断深人。作为一种无创、安全的刺激技术，tms 在应用于神经系统疾病诊断、研究的基础上，被越来越多地应用于中枢和外周神经系统疾病治疗。大量研究结果与临床实践显示，重复经磁刺激(rtms) 对情感障碍、脑卒、神经病理性疼痛、帕金森病、阿尔茨海默病、癫、睡眠障得等神经系统疾病具有独特的治疗效果。
6.治疗时需要用经颅磁刺激器，也就是电磁线圈对准需要治疗的点位进行精准刺激，可是这种经颅磁刺激器的引线范围和深度较小，需要非常精准的对准才能做到刺激准确达到预设治疗效果；
7.影响tms的主要因素：刺激参数、线圈类型及定位、大脑皮层靶点的选择和初始状态，而且需要脉宽、频率、磁刺激角度、距离、线圈类型和靶点选择都需要相互匹配。
8.基于此，本实用新型设计了一种经颅磁刺激的增强现实精准定位系统，以解决上述问题。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的在于提供一种经颅磁刺激的增强现实精准定位系统，能够通过将拍摄的核磁共振图像信息预先录入控制电脑内进行储存，将所储存的每个患者的颅内图片信息与不同的定位贴进行匹配，本装置能够通过ar 眼镜就能通过读取定位贴信息，在医生的眼中投影出患者的颅内信息，然后通过机械臂控制经颅磁刺激器进行磁刺激质量，便于操作，减少刺激治疗部位错误的几率，还能通过机械臂，精准操作，并且通过摄像头能够对患者头部的移动进行及时停止设备，确保磁刺激位置的准确性。
10.本实用新型是这样实现的：一种经颅磁刺激的增强现实精准定位系统，包括：
11.机械臂、ar眼镜、定位贴、经颅磁刺激器、控制电脑、核磁共振仪和摄像头；
12.所述机械臂，固定架设在能移动的控电柜上；所述经颅磁刺激器，固定安装在机械臂的最远端；
13.所述ar眼镜，为增强现实交互的可视设备；
14.所述定位贴为稳定的黏贴在皮肤上的定位标记，所述定位贴有多个形状图案各不相同的识别图形，每个所述定位贴对应一个控制电脑内储存的核磁共振仪图像数据；
15.所述定位贴处于摄像头的拍摄范围内；
16.所述机械臂、ar眼镜、经颅磁刺激器、摄像头和核磁共振仪都与控制电脑数据连接。
17.进一步地，所述定位贴为核磁共振通用颜料制作的纹身贴，每个不同的所述定位贴都与控制电脑内储存的核磁共振仪图像数据一一对应；
18.同一个人体表粘黏的所述定位贴不超过两个，所述定位贴位于头部或颈部。
19.进一步地，所述控电柜底部设有伸缩杆、容纳腔和万向轮，所述万向轮固定在伸缩杆的伸缩端，所述万向轮通过伸缩杆能伸出的收纳在容纳腔内。
20.进一步地，所述机械臂为多轴机器人，所述机械臂的转动轴数量为6-8轴，所述经颅磁刺激器通过螺纹安装在机械臂末端。
21.进一步地，所述摄像头为3d摄像头。
22.本实用新型的有益效果是：1、本实用新型通过ar眼镜对核磁共振仪获得的图像信息进行匹配和交互，从而通过ar眼镜也能显示患者的脑部受损位置实时显示，从而更加精准的对经颅磁刺激进定位；
23.2、本装置通过机械臂和控制电脑的配合，能够精准的对受损位置进行操作，而且还能稳定的精准的进行操作，并且角度多变，实施磁刺激操作更加灵活准确，还降低了医生的手持繁琐程度，更加省力，定位更加快速便捷；
24.3、通摄像头，能够精准的判断定位贴是否变化位置，从而能够判断患者是否因为颈部僵硬，导致头部发生位置变化，从而能够及时停止设备并校准位置后再次进行经颅磁刺激操作，本系统，使得经颅磁刺激定位更加精准，操作更加方便，经颅磁刺激器握持更加稳定，纠错能力更强。
附图说明
25.下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。
26.图1为本实用新型系统整体示意图；
27.图2为本实用新型结构示意图。
28.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
29.1-机械臂，11-控电柜，12-伸缩杆，13-容纳腔，14-万向轮，2-ar眼镜， 21-定位贴，3-经颅磁刺激器，4-控制电脑，5-核磁共振仪，6-摄像头。
具体实施方式
30.请参阅图1至2所示，本实用新型提供一种技术方案：一种经颅磁刺激的增强现实
精准定位系统，包括：
31.机械臂1、ar眼镜2、定位贴21、经颅磁刺激器3、控制电脑4、核磁共振仪5和摄像头6；
32.所述机械臂1，固定架设在能移动的控电柜11上；所述经颅磁刺激器3，固定安装在机械臂1的最远端；
33.所述ar眼镜2，为增强现实交互的可视设备；
34.所述定位贴21为稳定的黏贴在皮肤上的定位标记，所述定位贴21有多个形状图案各不相同的识别图形，每个所述定位贴21对应一个控制电脑4内储存的核磁共振仪5图像数据；
35.所述定位贴21处于摄像头6的拍摄范围内；
36.所述机械臂1、ar眼镜2、经颅磁刺激器3、摄像头6和核磁共振仪5 都与控制电脑4数据连接，能够通过将拍摄的核磁共振图像信息预先录入控制电脑4内进行储存，将所储存的每个患者的颅内图片信息与不同的定位贴 21进行数据匹配，本装置能够通过ar眼镜2就能通过读取定位贴21信息，在医生的眼中投影出患者的颅内信息，然后通过机械臂1控制经颅磁刺激器3 进行磁刺激质量，便于操作，减少刺激治疗部位错误的几率，还能通过机械臂1精准操作，并且通过摄像头6能够对患者头部的移动进行及时停止设备，确保磁刺激位置的准确性。
37.其中，定位贴21为核磁共振通用颜料制作的纹身贴，所述定位贴21为标识各不相同的二维码，每个不同的所述定位贴21都与控制电脑4内储存的核磁共振仪5图像数据一一对应；
38.同一个人体表粘黏的所述定位贴21不超过两个，所述定位贴21位于头部或颈部，便于区分每个不同患者的颅内成像信息，便于对每个不同的患者进行针对性治疗；
39.控电柜11底部设有伸缩杆12、容纳腔13和万向轮14，所述万向轮14 固定在伸缩杆12的伸缩端，所述万向轮14通过伸缩杆能伸出的收纳在容纳腔13内，便于机械臂1和控电柜11的移动，同时在需要治疗时，又能将万向轮14缩回，能够稳定支撑；
40.机械臂1为多轴机器人，所述机械臂1的转动轴数量为6-8轴，所述经颅磁刺激器3通过螺纹安装在机械臂1末端，通过机械臂1能够将经颅磁刺激器3进行精准的调节位置，使用方便，还能自动校准坐板；
41.摄像头6为3d摄像头，便于对定位贴21位置进行精准判断和测距，从而判断经颅磁刺激器3与人体之间位置关系是否发生变动，以及位置变动状态，便于及时调整位置，确保治疗效果。
42.在本实用新型的一个具体实施例中：
43.本实用新型实施例通过提供一种经颅磁刺激的增强现实精准定位系统，本实用新型所解决的技术问题是：1、现有的经颅磁刺激来治疗脑部的受损时，因为经颅磁刺激器3的刺激范围很小，一般只有1-3cm深度，而刺激面积只有不到1cm2，而大脑皮质各区功能不同，不同部位病变或者损伤可导致不同的症状，所以正对不同的症状需要刺激的点位也不同，刺激不同的部位产生不同的效果，而如果刺激部位与靶点偏离超过5mm，则刺激效果就完全不同了，这样就导致很难找到需要治疗的部位，医生完全依赖预先查找的定位点，然后依据经验进行反复筛查需要刺激的部位，这样就导致医生手持电磁线圈拍，也就是经颅磁刺激
器3，需要反复寻找治疗点位，经常时长半小时以上都找不到准确位置，非常费时费力，效果还不佳；2、医生手持经颅磁刺激器3 需要较长时间，长时间握持容易偏离和脱力抖动，导致刺激部位偏移，如此便达不到预设刺激治疗效果，而且医生也非常累；3、在找到定位点进行经颅磁刺激时，因为患者的头是会随着身体摆动的，导致治疗时，头部间歇的时长会发生偏动，治疗效果欠佳。
44.实现了的技术效果为：1、本实用新型通过ar眼镜2对核磁共振仪5获得的成像图像信息进行匹配和交互，从而通过ar眼镜2也能显示患者的脑部受损位置实时显示，从而更加精准的对经颅磁刺激进定位，不再完全依赖医生的经验判断，也不必与核磁共振的成像信息影映成磁共振片子，避免了在操作时通过磁共振片子进行对比寻找点位，本装置能够通过ar眼镜2直接在患者头部看见预先拍摄的核磁共振信息，方便精准的对治疗部位进行定点；
45.2、本装置通过机械臂1和控制电脑4的配合，能够精准的对受损位置进行操作，而且还能稳定的精准的进行操作，并且角度多变，实施磁刺激操作更加灵活准确，还降低了医生的手持繁琐程度，更加省力，定位更加快速便捷，而且非常稳定，不会抖动，也不会脱力；
46.3、通摄像头6，能够精准的判断定位贴21是否变化位置，从而能够判断患者是否因为颈部僵硬，导致头部偏动而发生位置变化，从而能够及时停止设备并校准位置后，再次进行经颅磁刺激操作，本系统使得经颅磁刺激器3 定位更加精准，操作更加方便，经颅磁刺激器3握持更加稳定，纠错能力更强，而且位置变化不大的情况下，本装置能够通过对定位贴21进行位置再次校准，再通过机械臂1微调精准定位，从而确保头部的受损部位与经颅磁刺激器3之间保持相对静止，从而确保刺激位置始终精准。
47.本实用新型实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：
48.为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
49.本实用新型在制作时，先在患者颈部或者头部处皮肤裸露处粘贴定位贴 21，定位贴21是核磁共振兼容的特制墨制成的纹身贴，并且不惧水洗，而每个定位贴21都是一个独立标识的二维码纹身贴，以区分每个不同的定位贴21 信息，取一个控制电脑4作为数据调配的控制装置，可以是台式电脑或者平板电脑，然后将核磁共振仪5拍摄的颅内成像图片全部导入控制电脑4中，而每个患者的核磁共振的成像信息要与匹配的二维码定位贴21数据对应，然后将一个ar眼镜2与该控制电脑4数据连接，便于从ar眼镜2查看控制电脑4内储存的核磁共振仪5拍摄的颅内成像图片，而ar眼镜2是增强现实的眼镜，可以通过ar眼镜2在患者的皮肤上直接看呈现核磁共振仪5的成像信息；
50.再将摄像头6安装在能够正对患者需要治疗部位的地方进行拍摄，确保定位贴21处于拍摄范围内，并且再将摄像头6也要与控制电脑4进行数据连接，确保摄像头6识别到定位贴21作为位置校准点，一旦定位贴21坐标发生变动，摄像头6能及时识别并校准位置，摄像头6为3d摄像头能够方便的测距和位置校准，方便识别人体上粘贴的定位贴21位置是否发生位置变化；
51.然后再将机械臂1与摄像头6和控制电脑4进行数据连接；
52.机械臂1为4轴机械臂1，在将机械臂1安装在控电柜11上，控电柜11 底部设有多个万向轮14，便于稳定的支持控电柜11，然后将万向轮14通过伸缩杆12进行伸缩控制，每个伸
缩杆12联动，只能同时伸缩相同的距离，确保机械臂1稳定，然后在控电柜11底部开设容纳腔13，使得万向轮14能够缩回容纳腔13内，使得控电柜11能够对机械臂1进行稳定支撑，需要移动时在伸出万向轮14，方便移动。
53.本实用新型在使用时，先将控电柜11移动至方便进行经颅磁刺激的一侧，然后用伸缩杆12收回万向轮14，将控电柜11固定稳定，如果治疗部位是在患者正面，定位贴21只需要贴在额头处即可；而如果治疗部位是在在患者的后脑，定位贴21就粘贴在靠近头部的皮肤裸露处，也就是颈部最上方或者双侧的耳后不被耳朵覆盖的区域；如此能方便摄像头6进行精准定位，将摄像头6对准患者会进行治疗的方位；
54.然后通过核磁共振仪5将患者的颅内信息进行成像，并将患者皮肤上粘贴的定位贴21与磁共振成像数据进行匹配关联，然后将匹配完成的定位贴21 与磁共振成像数据导入控制电脑4，患处距离定位贴21的固定点的位置进行计量，确定颅内成像图片与定位贴21之间的位置关系，而定位贴21是类似纹身贴的粘黏紧密的贴片，不惧水洗，不易脱落，并且能够核磁共振兼容，医生将在磁共振图像内标记磁刺激靶点；
55.在将机械臂1和ar眼镜2也通过控制电脑4进行数据连接，通过机械臂 1与摄像头6对定位贴21的位置进行校准，并且通过机械臂1进行位置关联，确保经颅磁刺激器3与定位贴21之间保持设定的角度位置范围进行移动，然后通过ar眼镜2可以查看核磁共振仪5的成像图片信息，并且ar眼镜2也能同时查看患者的现实情况，这样就能将核磁共振的成像信息通过ar眼镜2 直接反应在医生的眼中，并且颅内需要治疗处的图像信息磁共振上标注的磁刺激靶点，还会通过ar眼镜2映射在患者的头部，便于医生查看，不再需要依靠经验反复的进行查验，能够更加精准的定位，当治疗一端时间后，患者身体偏移时，摄像头6能够及时发现定位贴21位置发生变动了，角度发生变化，通过控制电脑4进行校准，机械臂1能够自由转动将经颅磁刺激器3调整至准确位置，确保经颅磁刺激器3与定位贴21位置关系稳定不变，而且医生也会通过ar眼镜2进行查验，确保患者治疗位置定位准确。
56.增强现实(augmented reality)，ar技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，广泛运用了多媒体、三维建模、实时跟踪及注册、智能交互、传感等多种技术手段，将计算机生成的文字、图像、三维模型、音乐、视频等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现对真实世界的“增强”。
57.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。