磁强计定位装置、脑磁定位系统及定位方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115844408A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211436855.X(22)申请日2022.11.16(71)申请人北京昌平实验室地址102206北京市昌平区科学园路28号申请人北京大学(72)发明人高家红古闻宇何剀彦庞葳(74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127专利代理师韩嫚嫚姜璐璐(51)Int.Cl.A61B5/245(2021.01)A61B5/00(2006.01)权利要求书3页说明书12页附图3页(54)发明名称磁强计定位装置、脑磁定位系统及定位方法(57)摘要本发明提供了一种磁强计定位装置、脑磁定位系统及定位方法，涉及磁强计空间定位技术领域，该磁强计定位装置包括：头盔，具有头部容纳腔；设置在头盔上的导向结构，导向结构包括具有取向的至少一个导向部；可滑动地设置在各导向部上的磁强计，磁强计具有可插入头部容纳腔的头部抵接端；以及设置在导向部与磁强计之间的位移测量机构，位移测量机构能够测量磁强计在导向部上的实时位移距离。本发明能够将各磁强计的头部抵接端贴合在佩戴人员的头皮上，消除了磁强计与佩戴人员头部之间的缝隙以提高信噪比，并且能够快速地完成脑磁图与佩戴人员头部的空间配准，具有更快的空间配准速度、以及更高的空间配准精度。CN115844408ACN115844408A权利要求书1/3页1.一种磁强计定位装置，其特征在于，包括：头盔，具有头部容纳腔；设置在所述头盔上的导向结构，所述导向结构包括具有取向的至少一个导向部；可滑动地设置在各所述导向部上的磁强计，所述磁强计具有可插入所述头部容纳腔的头部抵接端；以及设置在所述导向部与所述磁强计之间的位移测量机构，所述位移测量机构能够测量所述磁强计在所述导向部上的实时位移距离。2.如权利要求1所述的磁强计定位装置，其特征在于，所述导向部设置有多个，多个所述导向部沿不同取向间隔设置在所述头盔上，各所述磁强计分别设置在各所述导向部上形成磁场探测阵列。3.如权利要求1所述的磁强计定位装置，其特征在于，所述位移测量机构包括设置在所述磁强计上的第一测距件以及设置在所述导向部上的第二测距件。4.如权利要求3所述的磁强计定位装置，其特征在于，所述位移测量机构为设置在所述导向部与所述磁强计之间的容栅传感器，所述容栅传感器包括设置在所述导向部上的动栅、以及设置在所述磁强计上的定栅，所述定栅沿所述磁强计的延伸方向设置形成所述第一测距件，所述动栅沿所述导向部的延伸方向设置形成所述第二测距件。5.如权利要求1至4中任一项所述的磁强计定位装置，其特征在于，所述磁强计包括光泵原子磁强计。6.如权利要求5所述磁强计定位装置，其特征在于，所述导向部包括凸设在所述头盔上的OPM插槽，所述光泵原子磁强计可滑动地插接在对应的所述OPM插槽中。7.如权利要求6所述的磁强计定位装置，其特征在于，所述头盔为刚性结构，所述OPM插槽固定在所述头盔上。8.如权利要求1所述的磁强计定位装置，其特征在于，所述磁强计定位装置还包括设置在所述头盔上的定位结构，所述定位结构包括多个定位标记，多个所述定位标记分别设置在所述头盔的不同位置。9.一种脑磁定位系统，其特征在于，包括：如权利要求1至8中任一项所述的磁强计定位装置；光学扫描模块，所述光学扫描模块用于获取所述头盔以及佩戴人员面部的三维图像；磁共振模块，所述磁共振模块用于获取佩戴人员基于磁共振结构像重建的面部图像以及基于所述磁共振结构像重建的大脑结构图像；以及计算模块，所述计算模块用于获取所述实时位移距离、所述三维图像以及所述大脑结构图像，计算各所述磁强计相对于所述大脑结构图像的实时空间位置。10.一种应用脑磁定位系统的定位方法，其特征在于，包括如下步骤：通过位移测量机构获取各磁强计相对于头盔的实时位移距离；通过光学扫描模块获取所述头盔以及佩戴人员面部的三维图像；通过磁共振模块获取所述佩戴人员的磁共振结构像；利用计算模块计算各所述磁强计相对于所述佩戴人员面部的三维图像的实时空间位置；对所述佩戴人员面部的三维图像和基于所述磁共振结构像重建的面部图像进行面部2CN115844408A权利要求书2/3页配准处理；利用所述计算模块计算各所述磁强计相对于基于所述磁共振结构像重建的大脑结构图像的实时空间位置。11.如权利要求10所述的应用脑磁定位系统的定位方法，其特征在于，包括：基于头盔建立第一坐标系，其中，所述第一坐标系为三维坐标系；通过位移测量机构获取各磁强计在所述第一坐标系下的实时位移距离；基于光学扫描模块建立第二坐标系；通过所述光学扫描模块获取在所述第二坐标系下的所述头盔以及佩戴人员面部的三维图像，其中，所述三维图像包括以灰度值表示的被扫描物体的亮度信息、以及根据被扫描物体形状重建的