[發明專利]手術定位標尺

有效

• 申請號: 201410314570.8
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN104083216A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 張送根;張維軍;王彬彬
• 申請（專利權）人: 北京天智航醫療科技股份有限公司
• 主分類號: A61B19/00
• 分類號: A61B19/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 高麗萍

技術領域

本發明涉及一種醫療器械，特別是一種用于骨科導航手術路徑空間定位計算的手術定位標尺。

背景技術

在各種骨科導航手術中，空間定位算法是其核心的技術之一，定位標尺是機器人手術系統中用于手術路徑空間定位計算的參考基準，是影響手術定位精準性的關鍵部件。定位標尺一般安裝在X光光源和X光成像裝置之間，由X光光源透過定位標尺成像，然后定位標尺上特定分布的標記點就呈現在圖像上，根據X光形成的圖像中特定標記點的分布就可以進行空間定位計算，最終確定手術路徑。

傳統的定位標尺是基于雙平面定位算法的原理，在雙平面定位時的每個平面的前后坐標系中設置三個標記點，基于比例變換原理計算目標點坐標，這種定位標尺使用時需要保證X光光軸與標記點所在平面垂直，否則采集的圖像傳輸至上位機進行計算處理時會為計算結果引入系統誤差。由于在照相時并不能保證X光光軸與標記點所在平面垂直，使得計算出的手術路徑存在一定偏差。而且，在實際手術操作時，要求將手術部位的患肢及其正位的前、后坐標系標記點同時包括在一個X光圖像里，將手術部位的患肢及其側位的前、后坐標系標記點同時包括在另一個X光圖像里，由于X光成像裝置(C型臂)的視野很小，在實踐中往往需要多次反復調整定位標尺的位置以及X光成像裝置的位置，多次照相才能滿足要求，這樣做不但增加了X光暴露的時間，而且延長了手術時間。

為解決傳統的定位標尺存在的缺陷，對其進行了改進，設置至少兩排并排排列的正位透X光標尺和至少兩排并排排列的側位透X光標尺構成標尺框架，正位透X光標尺和側位透X光標尺上均設置有標記點，在進行骨科導航手術時，對正位和側位的X光圖像進行三維坐標計算，其計算結果誤差與X光光軸跟標記點所在平面的角度無關，減小了系統誤差。然而此類定位標尺只能在既定的位置通過兩個方位(通常是正位和側位)進行透視，至少兩排正位透X光標尺和至少兩排側位透X光標尺的特定標尺構型限制了手術中C型臂透視角度，故該定位標尺的使用范圍受到極大的限制。另外，使用該定位標尺進行正位和側位透視時要求定位標尺不能移動，造成由于定位標尺在其中一個透視方向位置不合理需要調整位置時必須重新進行另一個方向的透視，增加了X光輻射損傷，延長了手術時間。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的缺陷或不足，提供一種新型的手術定位標尺，僅通過設置的一組相對面的標記點就可實現任意角度的透視定位，并能消除計算手術路徑時引起的系統誤差，提高定位標尺精度。

本發明的技術方案如下：

一種手術定位標尺，用于X光光源與X光成像裝置之間的手術路徑的空間定位計算，其特征在于，包括透X光的兩相對面，兩相對面通過透X光的連接面固定連接，所述兩相對面的距離為5cm—15cm，所述兩相對面上均設置有一組標記，每組標記包括基于X光成像裝置中的線性攝像機模型的標定以及三維空間點重建原理設置的至少四個不在一條直線上的標記點，所述標記點為不透X光的部件；所述任一相對面或連接面固定連接標尺柄，所述標尺柄上設置有用于與骨科機器人的機械臂連接的接口。

所述兩相對面為兩相互平行的平面，所述連接面為分別與兩相互平行的平面的兩側連接的兩外凸弧面。

所述連接面為分別與兩相對面的兩側連接的兩外凸弧面，所述兩相對面和連接面形成圓筒形，所述圓筒形的直徑為6cm—12cm。

所述每組標記均包括等間距、呈正四邊形對稱分布的八個標記點及一個不規則分布的標記點。

每組標記中的標記點均為不透X光的球形部件；所述兩組標記中的標記點的等間距大小不同。

等間距大的一組標記中的標記點的半徑大于等間距小的一組標記中的標記點的半徑。

所述接口包括鎖緊螺母和球頭柱塞，以及在標尺柄的端頭設置的與機械臂接口的錐面配合的錐孔，所述鎖緊螺母通過螺紋連接標尺柄，所述球頭柱塞設置于鎖緊螺母上。

所述相對的兩外凸弧面上設置有相對應的套筒安裝孔。

所述不透X光的球形部件為鋼球或銅球。

本發明的技術效果如下：