【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于磁刺激，具体涉及一种基于计算机视觉的磁刺激系统及方法。
技术介绍
1、经颅磁刺激是一种非侵入性的神经调控技术，通过线圈中变化的磁场产生变化的电场，从而调节刺激部位神经细胞/纤维可塑性等，达到改善患者功能的目的。根据不同的分类方式可涉及单脉冲经颅磁刺激、成对脉冲经颅磁刺激、经颅重复磁刺激等。其中经颅重复磁刺激在临床治疗的应用中最为广泛，适应症包括神经功能损伤及结构损伤的各类疾病。
2、将经颅重复磁刺激应用在外周神经丛、神经干、神经肌肉接头(肌群)刺激时，被称为重复外周磁刺激。重复外周磁刺激在近年的临床研究中逐渐成为热点，刺激靶点已不再仅限于中枢。
3、另外：患者神经损伤后的重塑通常与功能改善紧密相关，即患者的功能改善不仅是局部肌纤维的收缩，而是尽力恢复该肌群原有的功能，如由于桡神经损伤导致患者无法进行腕背伸的动作，此时应改善腕部背伸的功能，而不是局限于达到某一个肌肉出现收缩的目标即可。通过沿着靶肌肌纤维走行且功能性收缩的方向进行刺激，可以更好地促进损伤神经对外周的控制，从而为患者带来更有利的康复结果。
4、然而，外周肌群或神经丛在体表投影的范围较刺激线圈的磁场富集区域更大，现有常规经颅磁线刺激时均为固定位置的局部刺激，尚不能在一次治疗中尽可能完全覆盖整个肌群的治疗靶区。并且，目前利用人力对患者多个治疗靶区进行手动刺激的方法极大地降低了临床治疗效率，同时也会因为更换治疗人员而可能存在刺激的手动定位误差。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种基于计算机视觉的磁刺激系统，包括：
4、1.图像采集模块：包括多个摄像机，多个摄像机分别从不同角度位置实时采集人体的二维图像；
5、所述磁刺激治疗仪设在治疗椅一侧，其中，以治疗椅为零点，治疗椅到磁刺激治疗仪的方向为x轴，x轴垂直的水平轴为y轴，垂直轴为z轴建立三维空间坐标系；
6、所述摄像机为三个，分别为a摄像机、b摄像机和c摄像机，其中，所述a摄像机固定于磁刺激治疗仪上，a摄像机的z方向距离零点为1m，x方向距零点为2m；b摄像机放z方向距离零点为1.5m，y方向距零点约为2m；c摄像机z方向距离零点为2m，x方向距离零点3m，y方向距离零点1m。在这种放置条件下，三个摄像头有足够的视场重叠，聚焦于座椅所在的相对零点。同时三个摄像头可以从三个方向采集患者的关键点，保证了角度多样性。同时要注意清除视场主体内的杂物，保证照明充足，以获得良好的图像质量。如果设置三个以上的摄像头，其放置位置的考量同上所述。
7、摄像机的布局需考虑以下因素：
8、1.1视场重叠：
9、基本重叠：摄像机的放置位置应使其视野在目标点预计移动的区域中显著重叠。这种重叠对于三角测量至关重要，它可以确保在任何给定时间都可以从至少两个不同角度看到该点。
10、完整覆盖：理想情况下，整个感兴趣区域应被摄像机的重叠视野覆盖，以确保可以在该点的整个运动过程中连续跟踪该点。
11、1.2.基线距离：
12、足够的间隔：相对于房间的大小和治疗区域，摄像机的放置位置不应太近。较大的基线(任意两个相机位置之间的距离)可以通过提供更宽的视角差异来提高三角测量精度，这对于深度估计至关重要。
13、避免距离过大：另一方面，如果摄像机相距太远，图像中的关键点可能会显得非常小，或者视差可能太大，从而难以匹配图像中的对应点。
14、1.3.角度多样性：
15、不同角度：放置摄像机以从不同角度捕捉场景。这种多样性有助于减少不同摄像机视图中匹配点的模糊性，并提高3d重建的稳健性。
16、避免平行对齐：相机不应平行对齐或从过于相似的角度捕获场景，这会降低三角测量深度估计的有效性。
17、1.4.尽量减少遮挡：
18、放置摄像机以尽量减少对关键点的遮挡，尤其是房间内的永久固定装置或家具的遮挡。遮挡可能导致跟踪丢失或重建路径不准确。
19、1.5.高度和标高：
20、高度考虑：摄像机应放置在能够清晰观察感兴趣区域的高度，避免障碍物并减少遮挡的可能性。
21、角度考虑：选择仰角时应平衡对感兴趣区域的良好观察的需要与最小化透视变形的需要，并确保有效的点检测。
22、1.6.灯光和背景：
23、照明条件：确保相机位置不会导致光源直接眩光，并且感兴趣区域光线充足，以优化图像质量。
24、对比度和背景：保证治疗时治疗区域背景整洁，以确保深度学习模型有足够的对比度进行准确检测和跟踪。
25、每一个相机通过以下方法进行标定：
26、首先，需要对三个相机(位于位置a、b、c)中的每一个进行标定，以确定其内在参数(如焦距、主点和镜头畸变系数)和外在参数(每个相机的位置和方向)。可以使用放置在房间内不同位置和方向的校准图案(例如棋盘)来完成校准。工作原理如下：
27、棋盘图案可以提供清晰、高对比度的网格，软件可以轻松检测到。黑白方块的格子为校准算法提供了精确的跟踪点。校准软件首先分析捕获的图像以检测棋盘格正方形的角点。这些检测到的角点用作计算相机的内部参数(如焦距、主点和畸变系数)和外部参数(相机相对于棋盘的位置和方向)。参数估计：使用检测到的角点及其在棋盘上已知的现实世界坐标，软件采用数学模型来估计相机的参数。此过程通常涉及求解从针孔相机模型和镜头畸变模型导出的一系列方程。此任务可由opencv(计算机开源视觉库)提供的findchessboardcorners和calibratecamera等函数来完成，以此达到检测棋盘图案和校准相机的目的。
28、2.图像处理模块：基于计算机视觉对采集的二维图像进行处理，以在二维图像上标记骨骼关键点，并根据预定义的肢体连接结构来连接关键点以构建带有标记的人体骨骼的可视化图像；
29、所述图像处理模块包括：
30、预处理模块：用以对实时采集的二维图像进行尺寸标准化调整；也就是将图像大小调整为固定尺寸而不扭曲其纵横比；
31、处理模块：将预处理模块处理后的二维图像输入置信度分数获取模型中，输出人体不同身体部位的关键点，并根据预定义的肢体连接结构来连接关键点以构建人体骨骼的可视化图像。
32、所述处理模块在输出人体不同身体部位的关键点的同时，通过预训练和学习，输出关键点对应的置信度分数，所述处理模块设定阈值，通过设定阈值来过滤掉低置信度的关键点；
33、所述阈值为pck@0.2；
34、所述通过预训练和学习，输出关键点对应的置信度分数具体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于计算机视觉的磁刺激系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的磁刺激系统，其特征在于，所述图像处理模块包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于计算机视觉的磁刺激系统，其特征在于，所述多图像信息融合模块包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的磁刺激系统，其特征在于，还包括治疗椅，所述磁刺激治疗仪设在治疗椅一侧，以治疗椅为零点，治疗椅到磁刺激治疗仪的方向为x轴，x轴垂直的水平轴为y轴，垂直轴为z轴建立三维空间坐标系；
5.根据权利要求2所述的一种基于计算机视觉的磁刺激系统，其特征在于，所述处理模块在输出人体不同身体部位的关键点的同时，通过预训练和学习，输出关键点对应的置信度分数，所述处理模块设定阈值，通过设定阈值来过滤掉低置信度的关键点。
6.根据权利要求5所述的一种基于计算机视觉的磁刺激系统，其特征在于，所述通过预训练和学习，输出关键点对应的置信度分数具体包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种基于计算机视觉的磁刺激系统，其特征在于，步骤S2中，所述置信度分
8.根据权利要求7所述的一种基于计算机视觉的磁刺激系统，其特征在于，
9.根据权利要求5所述的一种基于计算机视觉的磁刺激系统，其特征在于，所述阈值为PCK@0.2。
10.一种基于计算机视觉的磁刺激方法，通过权利要求1-9所述的系统实现，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于计算机视觉的磁刺激系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的磁刺激系统，其特征在于，所述图像处理模块包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于计算机视觉的磁刺激系统，其特征在于，所述多图像信息融合模块包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的磁刺激系统，其特征在于，还包括治疗椅，所述磁刺激治疗仪设在治疗椅一侧，以治疗椅为零点，治疗椅到磁刺激治疗仪的方向为x轴，x轴垂直的水平轴为y轴，垂直轴为z轴建立三维空间坐标系；
5.根据权利要求2所述的一种基于计算机视觉的磁刺激系统，其特征在于，所述处理模块在输出人体不同身体部位的关键点的同时，通过预训练和学习，...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭惠心，胥琳，白明磊，苏薇，丘熠童，魏意欣，何琳，陈意，江汉宏，高强，
申请(专利权)人：四川大学华西医院，
类型：发明
国别省市：
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