[發明專利]光學器械示蹤器、微創介入針定位系統及定位方法

在審

• 申請號: 202011642707.4
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112656511A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 龍小虎;趙磊;王俊杰;孫海濤;解煥南;李建文
• 申請（專利權）人: 新博醫療技術有限公司
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20;A61B17/34
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 余菲

1.一種光學器械示蹤器，其特征在于，包括：

支座；

第一固定座；

第二固定座；

光學小球組，包括第一光學小球和第二光學小球，所述第一光學小球通過所述第一固定座與所述支座連接，所述第二光學小球通過所述第二固定座與所述支座連接，所述第一光學小球和所述第二光學小球間隔設置于所述支座上；所述支座用于安裝微創介入針，所述第一光學小球的球心和第二光學小球的球心的連線與所安裝的微創介入針的穿刺方向重合，所述微創介入針具有針尖，所述針尖位于所述微創介入針的遠離第一光學小球和第二光學小球的一端。

2.根據權利要求1所述的光學器械示蹤器，其特征在于，所述支座的側面開設有安裝槽，所述第一光學小球設置于所述支座的一端，所述支座的另一端用于安裝所述微創介入針，所述第二光學小球設置于所述安裝槽中，且位于所述第一光學小球和所述微創介入針之間。

3.根據權利要求1所述的光學器械示蹤器，其特征在于，所述支座的一端開設有安裝孔，所述安裝孔用于安裝所述微創介入針的遠離所述針尖的一端。

4.根據權利要求3所述的光學器械示蹤器，其特征在于，所述光學器械示蹤器還包括鎖緊件，所述鎖緊件設置于所述支座上，所述微創介入針的背離所述針尖的一端設有抵接部，所述抵接部的朝向所述針尖的一側具有抵接面，所述微創介入針的延伸方向垂直于所述抵接面，所述鎖緊件活動抵接于所述抵接面。

5.根據權利要求4所述的光學器械示蹤器，其特征在于，所述支座的一側面開設有鎖緊孔，所述鎖緊孔與所述安裝孔連通，沿平行于所述抵接面的方向，所述鎖緊件的一端活動穿過所述鎖緊孔并位于所述安裝孔中，且與所述抵接面活動抵接。

6.根據權利要求4所述的光學器械示蹤器，其特征在于，所述鎖緊件的一端轉動設置于所述支座上，所述鎖緊件的另一端設有限位部，隨所述鎖緊件轉動的所述限位部活動抵接于所述抵接面，所述支座上設有第一連接部，所述鎖緊件上設有第二連接部，所述第二連接部與所述第一連接部活動連接，所述第二連接部與所述第一連接部連接時使所述限位部抵緊于所述抵接面。

7.根據權利要求6所述的光學器械示蹤器，其特征在于，所述第一連接部為開設于所述支座上的卡槽，所述第二連接部為凸設于所述鎖緊件上的卡接部，所述卡接部的遠離所述鎖緊件的一端活動卡設于所述卡槽中；沿遠離所述鎖緊件的方向，所述卡接部的截面尺寸逐漸減小，使所述卡接部的側面逐漸傾斜，所述卡接部的側面用于與所述卡槽的外部邊緣相對滑動，使所述卡接部逐漸滑入至所述卡槽中，所述卡接部位于所述卡槽中時，所述卡接部的側面與所述卡槽的側壁抵接。

8.一種微創介入針定位系統，其特征在于，包括追蹤裝置和如權利要求1至7中任一項所述的光學器械示蹤器，所述追蹤裝置用于探測所述第一光學小球和所述第二光學小球的坐標位置，以定位所述針尖的坐標位置。

9.一種定位方法，其特征在于，應用于權利要求8所述的微創介入針定位系統，所述定位方法包括如下步驟：

獲取第一光學小球和第二光學小球之間的距離d₁，獲取微創介入針的長度d₂，獲取所述第二光學小球和所述微創介入針的距離d₃，所述第二光學小球位于所述第一光學小球和所述微創介入針之間；

獲取所述第一光學小球在追蹤裝置坐標系的坐標和所述第二光學小球在所述追蹤裝置坐標系的坐標

計算針尖在所述追蹤裝置坐標系的坐標所述的計算公式為：

10.根據權利要求9所述的定位方法，其特征在于，所述d₁、所述d₂、所述d₃、所述及所述與所述的關系滿足等式：

11.根據權利要求9所述的定位方法，其特征在于，所述獲取所述第一光學小球在追蹤裝置坐標系的坐標和所述第二光學小球在所述追蹤裝置坐標系的坐標的步驟包括：

獲取位于針尖的遠離所述第二光學小球一側的參考點在所述追蹤裝置坐標系的坐標

獲取所述第一光學小球和所述第二光學小球中的其中一個在所述追蹤裝置坐標系的坐標計算該光學小球到所述參考點的距離L₁，所述L₁的計算公式為：

其中，所述所述所述分別代表該光學小球在所述追蹤裝置坐標系下的x、y、z分量；分別代表所述參考點在所述追蹤裝置坐標系下的x、y、z分量；

獲取所述第一光學小球和所述第二光學小球中的另一個在所述追蹤裝置坐標系的坐標計算該光學小球到所述參考點的距離L₂，所述L₂的計算公式為：

其中，所述所述所述分別代表該光學小球在所述追蹤裝置坐標系下的x、y、z分量；

若L₁大于L₂，則為所述第一光學小球的坐標，為所述第二光學小球的坐標；若L₁小于L₂，則為所述第一光學小球的坐標，為所述第二光學小球的坐標。