[發明專利]光標尺、坐標系配準的方法

在審

• 申請號: 202010189269.4
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111388091A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 聶麗萍;王浩
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司
• 主分類號: A61B34/32
• 分類號: A61B34/32;A61B34/20
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 柴亮;姜春咸

本公開實施例提供了一種光標尺包括支架和至少三個標記物，其中，所述標記物固定在支架上；所有所述標記物中，至少存在三個幾何中心不共線的標記物；任意兩個所述標記物的尺寸和形狀有至少一者不同，且任意不同標記物不相互接觸；所述標記物和支架的材質，能使得在通過三維成像技術得到的三維圖像中，所述標記物的灰度與支架的灰度的差別超過第一預定值。本公開實施例還提供了一種坐標系配準的方法。本公開實施例還提供一種使用以上光標尺的坐標系配準的方法。

技術領域

本公開實施例涉及自動手術技術領域，特別涉及光標尺、坐標系配準的方法。

背景技術

自動手術(導航手術)是指，由手術機器人根據預先設定的手術方案，自動的對患者進行所需的手術操作(例如在特定脊椎骨的特定位置打孔)，其具有操作精確、無失誤、不易感染、不耗費人工、效率高等優點。

自動手術的過程通常是線利用三維成像技術得到患者的三維圖像，而醫生在三維圖像中標明手術方案，再由手術機器人根據手術方案自動對患者執行手術。

由于手術機器人和三維圖像(或者說三維成像系統)分別具有各自的坐標系，故必須要對二者的坐標系進行配準(或者說確定二者坐標系的相對位置關系)，才能使手術機器人確定自身相對三維圖像的位置，也就是確定自身相對患者的位置，以對患者身體的準確部位進行手術。

但是，現有技術無法準確且快速的實現坐標系配準。

發明內容

本公開實施例提供一種光標尺、坐標系配準的方法。

第一方面，本公開實施例提供一種光標尺，其包括支架和至少三個標記物，其中，

所述標記物固定在支架上；所有所述標記物中，至少存在三個幾何中心不共線的標記物；任意兩個所述標記物的尺寸和形狀有至少一者不同，且任意不同標記物不相互接觸；

所述標記物和支架的材質，能使得在通過三維成像技術得到的三維圖像中，所述標記物的灰度與支架的灰度的差別超過第一預定值。

在一些實施例中，所有所述標記物的形狀相同，任意兩個所述標記物的尺寸不同。

在一些實施例中，所有所述標記物均為球形，任意兩個所述標記物的直徑不同。

在一些實施例中，在任意一條直線上，最多只有兩個所述標記物的幾何中心。

在一些實施例中，所有所述標記物的幾何中心位于同一個平面中。

在一些實施例中，所述支架為平板，所有所述標記物均嵌合在所述平板中。

在一些實施例中，所述光標尺還包括：

連接結構，其與所述支架相連，用于將所述支架固定在手術機器人上。

在一些實施例中，所述標記物的材質，能使得在通過三維成像技術得到的三維圖像中，所述標記物的灰度與人體的灰度的差別超過第二預定值。

在一些實施例中，所述標記物由鋼材構成；

所述支架由塑料構成。

第二方面，本公開實施例提供一種坐標系配準的方法，其包括：

將光標尺固定在手術機器人的確定位置上，所述光標尺為上述的任意一種光標尺；

通過三維成像技術得到包括所述光標尺的三維圖像；

確定所述光標尺的各標記物的幾何中心在三維圖像中的位置；

根據所述光標尺相對手術機器人的位置，以及所述光標尺的各標記物的幾何中心在三維圖像中的位置，配準所述手術機器人的坐標系和三維圖像的坐標系。

在一些實施例中，所述三維成像技術為CT成像技術。