[實用新型]手術導航穿刺針的標定裝置

有效

• 申請號: 201520465359.6
• 申請日: 2015-06-30
• 公開（公告）號: CN204839743U
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 楊榮騫;林欽永;吳效明
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: A61B19/00
• 分類號: A61B19/00;A61B17/34
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

技術領域

本實用新型涉及計算機輔助手術導航研究領域，具體是一種手術導航穿刺針的標定裝置。

背景技術

手術導航系統已經廣泛地應用在各種外科手術中，如神經外科、脊椎神經外科等，同時也用于胸腹部、組織活檢穿刺等微創手術。手術導航系統能夠通過定位系統將成像設備獲取得到的三維圖像數據與實際空間的病人位置進行注冊，通過對實際空間中手術器械標記點的實時跟蹤，獲得手術器械在圖像空間的實時三維顯示，輔助醫生進行精確地手術操作。常見的手術導航系統采用基于光學的手術導航技術。

在使用光學手術導航輔助外科手術前，首先需要對導航設備和手術器械進行標定，獲取他們在光學導航定位儀坐標系下的坐標。穿刺針是一種常見的手術器械，對穿刺針針尖坐標和針軸方向的標定是手術導航術前和術中的一個關鍵環節。目前穿刺針的種類繁多，因手術用途不同而有不同的規格，不同廠家生產的穿刺針規格也不一致，差異主要體現在針體的長度、直徑，以及針尖的形狀有斜切和軸對稱兩種形態，因此還沒有一種通用的模塊或方法能夠對不同規格的穿刺針進行快速方便地標定。當前標定手術穿刺針針尖的常用方法是采取旋轉法，或者采用一種針對某種穿刺針定制的標定裝置，標定裝置上有一已知坐標位置的點，讓針尖點擊接觸該點便可標定手術針尖。但這兩種方法都無法在標定穿刺針針尖的同時標定穿刺針的針軸方向，穿刺針的針軸方向通常是通過針對某種規格的穿刺針制作的標記點安裝器來確定，標記點安裝器上至少存在兩個標記點的連線方向與針軸方向平行。但這種確定穿刺針的針軸方向的方法，其精度依賴于標記點安裝器的制作精度、所安裝的穿刺針的握柄固定安裝器處的形態及標記點安裝器的安裝方式，此方法通用性差。受這些因素及人工誤差的影響，標定后得到的穿刺針的針軸方向與實際的穿刺針的針軸方向誤差較大，從而導致穿刺過程中，穿刺針偏離原來的手術規劃方向，影響手術導航的精度。

因此，設計一種不依賴標記點安裝器，通用性強且能夠方便、快速、準確地標定不同規格手術導航穿刺針的標定裝置及標定方法，對于提高手術導航的精度有很大的必要，是現有技術中亟待解決的技術問題。

實用新型內容

本實用新型的首要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提出了一種手術導航穿刺針的標定裝置，該標定裝置的通用性強；該標定裝置包括了固定桿體、卡鎖裝置、滑動桿體、滑動銷體、V型槽條等；固定桿體上有V型凹槽，用于固定手術導航穿刺針，固定桿體的兩側伸出有支桿，支桿上鉆有螺孔用于裝卸建立基準坐標系的反光球；卡鎖裝置固定在固定桿體的V型凹槽起始端，用于鎖緊穿刺針；滑動桿體下方有卡住固定桿體的卡槽，所述卡槽與固定桿體相互配合，滑動桿體在固定桿體上作直線滑動；滑動銷體裝置在滑動桿體內部的滑動槽中，可在滑動槽內作直線滑動，其上方裝卸用于測量滑動銷體相對固定桿體滑動距離的反光球；V型槽條固定在滑動桿體下方且與固定桿體的V型凹槽相互配合。

本實用新型的另一目的在于克服現有技術的缺點與不足，提出了一種應用于手術導航穿刺針的標定裝置的標定方法，該標定方法能夠方便、快速、準確地標定不同規格的手術導航穿刺針。標定手術導航穿刺針時，將穿刺針從固定桿體上方的V型凹槽起始端穿入，直到手術導航穿刺針的針體完全平躺在V型凹槽內，使手術導航穿刺針的針尖處于固定桿體上的V型凹槽的槽溝的正上方，然后擰動卡鎖裝置上的旋轉鈕，固定住手術導航穿刺針，接著滑動滑動桿體向手術導航穿刺針的針尖靠近，直至滑動銷體的銷尖剛好與手術導航穿刺針的針尖接觸，此時記錄下光學導航系統所跟蹤到的標定裝置上所有的反光球球心的坐標，通過坐標變換便可標定出在手術導航穿刺針坐標系下的針尖坐標和針軸方向。

本實用新型的首要目的通過以下的技術方案實現：一種手術導航穿刺針的標定裝置，包括：固定桿體、卡鎖裝置、滑動桿體、滑動銷體和V型槽條。

所述固定桿體上銑有V型凹槽，固定桿體的兩側伸出有支桿，支桿上鉆有螺孔；卡鎖裝置內部具有卡鎖槽，卡鎖裝置內部具有卡鎖條，卡鎖裝置安裝于固定桿體的V型凹槽起始端；滑動桿體下方有卡住固定桿體的卡槽，滑動桿體的一側伸出有支桿，支桿上鉆有螺孔，滑動桿體內部具有滑動槽；滑動銷體上方鉆有螺孔，滑動銷體位于滑動桿體內部的滑動槽中；V型槽條一端為斜切面，V型槽條固定在滑動桿體卡住固定桿體的卡槽內，V型槽條位于固定桿體的V型凹槽內，V型槽條具有斜切面的一端和固定桿體的V型凹槽起始端在同一側。