[發(fā)明專利]一種C型臂空間標(biāo)定器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810657200.2
• 申請(qǐng)日: 2018-06-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108742843A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭娜;楊標(biāo);胡磊;王昱涵;劉洪升;韓仲浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B34/20
• 分類號(hào): A61B34/20
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種C型臂空間標(biāo)定器。該標(biāo)定器由5個(gè)面組成：其中一個(gè)上平面A與其余4個(gè)面相交；兩個(gè)帶標(biāo)定點(diǎn)的平面B、平面C分別與其他2個(gè)支撐平面相交；標(biāo)定點(diǎn)1,2,5,6,7在平面C上，標(biāo)定點(diǎn)3,4,8,9在平面B上；(1,5,6)三點(diǎn)共線；直線(1,5,6)、(2,7)、(3,8)、(4,9)相交于同一點(diǎn)O2；直線(1,2)、(3,4)、(6,7)、(8,9)相交于點(diǎn)O1；直線(7,8)、(6,9)相交于一點(diǎn)O3；直線(1,4)、(6,9)平行。標(biāo)定點(diǎn)采用可以在X光線顯影的材料；上平面A、平面B、平面C上有可以被視覺(jué)跟蹤設(shè)備識(shí)別的標(biāo)志，用于計(jì)算機(jī)輔助外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)中。本發(fā)明可以放置在C性臂成像空間范圍的任何一處，尤其是手術(shù)靶點(diǎn)處，提供C型臂空間標(biāo)定精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種C型臂空間標(biāo)定器。

背景技術(shù)

今年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助外科手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)逐漸被應(yīng)用到臨床中。計(jì)算機(jī)輔助外科手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)中最要的問(wèn)題就是各種空間的配準(zhǔn)，尤其是CT、X光等影像空間。而C型臂作為外科手術(shù)當(dāng)中常用的一種影像設(shè)備，其所拍攝的X光片是計(jì)算機(jī)輔助外科手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)空間配準(zhǔn)中常用到的配準(zhǔn)數(shù)據(jù)。因此，很多學(xué)者對(duì)C型臂的空間標(biāo)定開(kāi)展了多種研究，但是傳統(tǒng)的C型臂標(biāo)定模塊都采用平行的雙層平面標(biāo)定器來(lái)進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定器多放置于C型臂的影像增強(qiáng)器一端，手術(shù)靶點(diǎn)在標(biāo)定器的空間范圍外，由于C型臂的X圖像存在畸變，標(biāo)定點(diǎn)的選取存在誤差等問(wèn)題，采用傳統(tǒng)方法標(biāo)定出C型臂內(nèi)外參數(shù)來(lái)計(jì)算手術(shù)靶點(diǎn)空間位置并不準(zhǔn)確。因此，本發(fā)明提出了一種可放置于手術(shù)靶點(diǎn)區(qū)域的C型臂空間標(biāo)定裝置，提高手術(shù)靶點(diǎn)的空間標(biāo)定精度。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明的目的在于提供一種C型臂空間標(biāo)定器，用于高手術(shù)靶點(diǎn)的空間標(biāo)定精度。

(二)技術(shù)方案

為達(dá)成上述目的，本發(fā)明一種C型臂空間標(biāo)定器，包括以下幾個(gè)部分：由5個(gè)面組成；上平面上與其余4個(gè)面相交；兩個(gè)帶標(biāo)定點(diǎn)的平面分別與其他2個(gè)支撐平面相交。

根據(jù)本發(fā)明，標(biāo)定點(diǎn)1,2,5,6,7在平面上，標(biāo)定點(diǎn)3,4,8,9在平面B上。

根據(jù)本發(fā)明，標(biāo)定點(diǎn)分布，滿足以下特征:

(1,5,6)三點(diǎn)共線；

直線(1,5,6)、(2,7)、(3,8)、(4,9)相交于同一點(diǎn)O2；

直線(1,2)、(3,4)、(6,7)、(8,9)相交于點(diǎn)O1；

直線(7,8)、(6,9)相交于一點(diǎn)O3；

直線(1,4)、(6,9)平行。

根據(jù)本發(fā)明，上平面A、平面B、平面C上有可以被視覺(jué)跟蹤設(shè)備識(shí)別的標(biāo)志。通過(guò)視覺(jué)跟蹤設(shè)備跟蹤標(biāo)定器上的標(biāo)志，可建立C型臂相機(jī)空間與視覺(jué)空間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。每個(gè)視覺(jué)跟蹤標(biāo)志有3個(gè)黑白相間的角點(diǎn)，沿角點(diǎn)分割方向首尾相連，存在垂直的兩條向量；角點(diǎn)內(nèi)側(cè)顏色統(tǒng)一，若為白色，兩向量逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，反之順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；兩直線中較長(zhǎng)直線中點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)，長(zhǎng)軸為X軸，短軸為Y軸。

根據(jù)本發(fā)明，標(biāo)定點(diǎn)采用可以在X光下顯影的材料；標(biāo)定器主體平面采用在X光不顯影或微顯影材料。

根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)標(biāo)記點(diǎn)在C型臂成像的位置，可以求解出C型臂的內(nèi)外部參數(shù)。C型臂的模型如下：

A₁x+A₂y+A₃z+A₄-A₅xu-A₆yu-A₇zu＝u