真實標記點。光學(xué)傳感裝置的布置位置在有效測試范圍內(nèi)，確保在較小的占地空間中即可完成關(guān)節(jié)真實標記點的采集和標定，相比現(xiàn)有技術(shù)而言，無需設(shè)置多個運動捕捉攝像機，從而避免了標定繁瑣、占地空間大的問題。
[0038]具體的，光學(xué)傳感裝置2可以為雙紅外或多紅外一體式光學(xué)定位傳感器，通過紅外光發(fā)射和反射間的時差或紅外光接收的時差，也就是紅外光發(fā)射與接收到紅外光之間的時差，能夠快速精確地確定真實標記點的空間位置，從而獲得其空間運動數(shù)據(jù)。
[0039]數(shù)據(jù)采集裝置3用以采集光學(xué)傳感裝置感測到的真實標記點的空間運動數(shù)據(jù)以及虛擬標記點和真實標記點的空間的相對位置數(shù)據(jù)。虛擬標記點，例如也是通過標定而后和真實標記點同時采集到數(shù)據(jù)采集裝置3中，只是虛擬標記點的標記點設(shè)置在關(guān)節(jié)骨性結(jié)構(gòu)的解剖結(jié)構(gòu)上，在相應(yīng)典型特征點通過標定裝置設(shè)置虛擬標記點，同樣通過感測，采集方式形成其與真實標記點的相對空間位置，初始的虛擬標記點的空間位置是固定的，根據(jù)真實標記點的空間位置的改變，產(chǎn)生的空間運動數(shù)據(jù)通過優(yōu)化更新虛擬標記點，使其相應(yīng)發(fā)生動態(tài)變化，進而反映真實的關(guān)節(jié)運動。在一個實施例中，數(shù)據(jù)采集裝置3根據(jù)真實標記點和虛擬標記點之間的幾何關(guān)系在關(guān)節(jié)運動過程中基本保持不變或有較小變化的條件下，用真實標記點的空間運動數(shù)據(jù)通過優(yōu)化運算后獲取虛擬標記點的空間運動數(shù)據(jù)，從而獲得關(guān)節(jié)運動數(shù)據(jù)。
[0040]數(shù)據(jù)分析裝置4用以進行優(yōu)化運算獲取虛擬標記點的空間運動數(shù)據(jù)，并根據(jù)虛擬標記點的空間運動數(shù)據(jù)模擬分析關(guān)節(jié)骨性結(jié)構(gòu)運動情況，該模擬分析結(jié)果可以進一步通過圖形化界面顯示，從而可以直觀的觀察關(guān)節(jié)運動狀況，便于進一步分析。
[0041]在一個實施例中，數(shù)據(jù)分析裝置4根據(jù)虛擬標記點的空間運動數(shù)據(jù)在解剖坐標系下沿坐標軸的位移和繞坐標軸的旋轉(zhuǎn)，而模擬分析關(guān)節(jié)的三維六自由度(6D0F)的運動數(shù)據(jù)據(jù)此表征關(guān)節(jié)的真實運動特征，使檢測結(jié)果客觀、量化、準確的反映關(guān)節(jié)實際情況。
[0042]本發(fā)明的關(guān)節(jié)運動檢測系統(tǒng)，可以使得關(guān)節(jié)檢測不再是靜態(tài)圖像，而可以通過動態(tài)圖像、曲線反映關(guān)節(jié)實際運動情況，并且檢測結(jié)果不是主觀判斷或定性評價，而是能夠客觀定量地反映關(guān)節(jié)真實運動情況。
[0043]作為進一步的實施方式，關(guān)節(jié)運動檢測系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)庫模塊5，其中存儲有正常人關(guān)節(jié)運動數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)分析裝置4還用以比較所獲取的關(guān)節(jié)三維六自由度的運動數(shù)據(jù)和正常人的關(guān)節(jié)三維六自由度運動數(shù)據(jù)。正常人運動數(shù)據(jù)是指所需檢測的關(guān)節(jié)并未發(fā)生過病變或破損的人體關(guān)節(jié)運動數(shù)據(jù)。在本實施例中，關(guān)節(jié)的三維六自由度的運動數(shù)據(jù)也是通過檢測人體關(guān)節(jié)真實運動情況獲得的，通過檢測獲取的關(guān)節(jié)三維六自由度的運動數(shù)據(jù)和正常人關(guān)節(jié)運動數(shù)據(jù)的比較，可以獲得所測關(guān)節(jié)在運動過程中的異常情況，從而可以快速準確地診斷關(guān)節(jié)疾病。
[0044]真實標記點的空間運動數(shù)據(jù)、虛擬標記點的空間運動數(shù)據(jù)、檢測結(jié)果數(shù)據(jù)也可以存儲到數(shù)據(jù)庫模塊5中，并能夠從其中調(diào)取出來使用。
[0045]本發(fā)明的關(guān)節(jié)運動檢測系統(tǒng)可以將數(shù)據(jù)采集裝置3和數(shù)據(jù)分析裝置4及相關(guān)設(shè)備集成于一體，并配置為可移動的平臺，使其在較小的占地空間中即可為關(guān)節(jié)提供最佳測試位置。
[0046]參看圖2，本發(fā)明還提供一種關(guān)節(jié)運動檢測方法，包括以下步驟:
[0047]S1:使用標定裝置在關(guān)節(jié)周圍設(shè)定位置處設(shè)置真實標記點，所述真實標記點的空間位置能夠反映關(guān)節(jié)骨性結(jié)構(gòu)的空間運動情況;并建立虛擬標記點和真實標記點的空間相對位置；
[0048]S2:光學(xué)傳感裝置感測所述真實標記點的空間位置，從而獲得所述真實標記點的空間運動數(shù)據(jù)；
[0049]S3:采集所述真實標記點的空間運動數(shù)據(jù)，并用所述真實標記點的空間運動數(shù)據(jù)優(yōu)化后獲取虛擬標記點的空間運動數(shù)據(jù)；
[0050]S4:根據(jù)所述虛擬標記點的空間運動數(shù)據(jù)模擬分析關(guān)節(jié)骨性結(jié)構(gòu)運動情況。
[0051 ]在步驟S3中，根據(jù)真實標記點和虛擬標記點之間的幾何關(guān)系在關(guān)節(jié)運動過程中基本保持不變或有較小的變化的條件下，用真實標記點的空間運動數(shù)據(jù)通過優(yōu)化運算后獲取虛擬標記點的空間運動數(shù)據(jù)。
[0052]進一步的，在步驟S4之后還包括步驟S5:根據(jù)虛擬標記點的空間運動數(shù)據(jù)在解剖坐標系下沿坐標軸的位移和繞坐標軸的旋轉(zhuǎn)，而模擬分析關(guān)節(jié)的三維六自由度的運動數(shù)據(jù)。
[0053]關(guān)節(jié)運動檢測方法的具體內(nèi)容請參看前述關(guān)于關(guān)節(jié)運動檢測系統(tǒng)的描述內(nèi)容，在此不再贅述，需要說明的是，關(guān)節(jié)運動檢測方法獲得的檢測結(jié)果僅為關(guān)節(jié)的運動結(jié)果，并非診斷結(jié)果。
[0054]本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定權(quán)利要求，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種關(guān)節(jié)運動檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括: 標定裝置，用以在關(guān)節(jié)周圍設(shè)定位置處設(shè)置真實標記點及在關(guān)節(jié)骨性結(jié)構(gòu)解剖特征位置處設(shè)置虛擬標記點，所述真實標記點的空間位置能夠反映關(guān)節(jié)骨性結(jié)構(gòu)的空間運動情況，并建立虛擬標記點和真實標記點的空間相對位置； 光學(xué)傳感裝置，用以感測所述真實標記點的空間位置，從而獲得所述真實標記點的空間運動數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)采集裝置，用以采集所述真實標記點的空間運動數(shù)據(jù)，以及虛擬標記點和真實標記點的空間的相對位置數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)分析裝置，用以將真實標記點的空間運動數(shù)據(jù)通過優(yōu)化運算獲取虛擬標記點的空間運動數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述虛擬標記點的空間運動數(shù)據(jù)模擬分析關(guān)節(jié)骨性結(jié)構(gòu)運動情況。2.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)運動檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置根據(jù)所述真實標記點和虛擬標記點之間的幾何關(guān)系在關(guān)節(jié)運動過程中基本保持不變或有較小變化的條件下，用所述真實標記點的空間運動數(shù)據(jù)通過優(yōu)化運算后獲取虛擬標記點的空間運動數(shù)據(jù)。3.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)運動檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分析裝置根據(jù)所述虛擬標記點的空間運動數(shù)據(jù)在解剖坐標系下沿坐標軸的位移和繞坐標軸的旋轉(zhuǎn)，而模擬分析關(guān)節(jié)的三維六自由度的運動數(shù)據(jù)。4.如權(quán)利要求3所述的關(guān)節(jié)運動檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包括數(shù)據(jù)庫模塊，存儲有正常人關(guān)節(jié)運動數(shù)據(jù);所述數(shù)據(jù)分析裝置還用以比較獲取的關(guān)節(jié)三維六自由度的運動數(shù)據(jù)和正常人關(guān)節(jié)三維六自由度運動數(shù)據(jù)。5.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)運動檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述標定裝置為彈性綁縛裝置或便捷附著裝置，用以將真實標記點綁縛或附著在關(guān)節(jié)周圍設(shè)定位置處，并通過特性標定器，建立虛擬標記點和真實標記點的空間相對位置。6.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)運動檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)傳感裝置為紅外傳感裝置，所述標定裝置的真實標記點為能夠由所述紅外傳感裝置感測的物件。7.如權(quán)利要求6所述的關(guān)節(jié)運動檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)傳感裝置同步采集多個真實標記點。8.如權(quán)利要求1或6或7所述的關(guān)節(jié)運動檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)傳感裝置為雙紅外或多紅外一體式光學(xué)定位傳感器，通過紅外光發(fā)射和反射間的時差或紅外光接收的時差，以確定真實標記點的空間位置，從而獲得其空間運動數(shù)據(jù)。9.一種關(guān)節(jié)運動檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: S1:使用標定裝置在關(guān)節(jié)周圍設(shè)定位置處設(shè)置真實標記點及在關(guān)節(jié)骨性結(jié)構(gòu)解剖特征位置處設(shè)置虛擬標記點，所述真實標記點的空間位置能夠反映關(guān)節(jié)骨性結(jié)構(gòu)的空間運動情況，并建立虛擬標記點和真實標記點的空間相對位置； S2:光學(xué)傳感裝置感測所述真實標記點的空間位置，從而獲得所述真實標記點的空間運動數(shù)據(jù)； S3:采集所述真實標記點的空間運動數(shù)據(jù)，以及虛擬標記點和真實標記點的空間的相對位置數(shù)據(jù)； S4:將真實標記點的空間運動數(shù)據(jù)通過優(yōu)化運算獲取虛擬標記點的空間運動數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述虛擬標記點的空間運動數(shù)據(jù)模擬分析關(guān)節(jié)骨性結(jié)構(gòu)運動情況。10.如權(quán)利要求9所述的關(guān)節(jié)運動檢測方法，其特征在于，在所述步驟S3中，根據(jù)所述真實標記點和虛擬標記點之間的幾何關(guān)系在關(guān)節(jié)運動過程中基本保持不變或有較小變化的的條件，用所述真實標記點的空間運動數(shù)據(jù)通過優(yōu)化運算后獲取虛擬標記點的空間運動數(shù)據(jù)。11.如權(quán)利要求9所述的關(guān)節(jié)運動檢測方法，其特征在于，在步驟S4之后還包括步驟S5:根據(jù)所述虛擬標記點的空間運動數(shù)據(jù)在解剖坐標系下沿坐標軸的位移和繞坐標軸的旋轉(zhuǎn)，而模擬分析關(guān)節(jié)的三維六自由度的運動數(shù)據(jù)。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種關(guān)節(jié)運動檢測系統(tǒng)，包括：標定裝置，用以在關(guān)節(jié)周圍即定位置處設(shè)置真實標記點及在關(guān)節(jié)骨性結(jié)構(gòu)解剖特征位置處設(shè)置虛擬標記點，能夠反映關(guān)節(jié)骨性結(jié)構(gòu)的空間運動情況；光學(xué)傳感裝置，用以感測真實標記點的空間位置，從而獲得真實標記點的空間運動數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集裝置，用以采集真實標記點的空間運動數(shù)據(jù)以及虛擬標記點和真實標記點的空間相對位置數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析裝置，用以將真實標記點的運動數(shù)據(jù)通過優(yōu)化運算后獲取虛擬標記點的空間運動數(shù)據(jù)，并根據(jù)虛擬標記點的空間運動數(shù)據(jù)模擬分析關(guān)節(jié)骨性結(jié)構(gòu)運動情況。本發(fā)明能夠動態(tài)檢測關(guān)節(jié)運動情況，檢測結(jié)果可客觀、量化、精準地反映關(guān)節(jié)實際情況。
【IPC分類】G06F19/00
【公開號】CN105468896
【申請?zhí)枴緾N201510778570
【發(fā)明人】王少白, 孫芳
【申請人】上海逸動醫(yī)學(xué)科技有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月13日