[發(fā)明專利]用于導(dǎo)航手術(shù)動力系統(tǒng)的光學(xué)跟蹤結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110469946.2
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113116525B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張逸凌;劉星宇
• 申請（專利權(quán)）人: 北京長木谷醫(yī)療科技有限公司;長木谷醫(yī)療科技（青島）有限公司;張逸凌
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 譚云

本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于導(dǎo)航手術(shù)動力系統(tǒng)的光學(xué)跟蹤結(jié)構(gòu)，包括用于連接并驅(qū)動手術(shù)動力器械的連接器，所述連接器上設(shè)置有導(dǎo)航支架，所述導(dǎo)航支架上跟隨有若干個用于為光學(xué)跟蹤系統(tǒng)構(gòu)建定位面的反光球，所述導(dǎo)航支架上形成有環(huán)狀支撐面，若干個所述反光球環(huán)繞分布在所述環(huán)狀支撐面的表面，光學(xué)跟蹤系統(tǒng)通過若干個反光球?qū)κ中g(shù)動力器械的空間位置進(jìn)行360°的角度范圍的光學(xué)跟蹤。本發(fā)明一種用于導(dǎo)航手術(shù)動力系統(tǒng)的光學(xué)跟蹤結(jié)構(gòu)，能有效提高光學(xué)跟蹤系統(tǒng)對手術(shù)動力器械的跟蹤范圍，確保手術(shù)過程中的導(dǎo)航精度，讓導(dǎo)航手術(shù)更為順利。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于導(dǎo)航手術(shù)動力系統(tǒng)的光學(xué)跟蹤結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

目前，臨床上用于導(dǎo)航手術(shù)的光學(xué)跟蹤裝置主要是由加拿大NDI公司生產(chǎn)的光學(xué)定位跟蹤系統(tǒng)。該類系統(tǒng)的定位原理為：雙目位置傳感器發(fā)射的紅外光照射在安裝有跟蹤工具的手術(shù)設(shè)備或器械上，跟蹤工具上的可反射紅外光的小球(也稱反光球)會將紅外光反射回位置傳感器并由系統(tǒng)內(nèi)置軟件進(jìn)行計算得到跟蹤工具的位置坐標(biāo)(包括跟蹤工具的位置和角度)，從而實(shí)現(xiàn)對相應(yīng)的手術(shù)設(shè)備和器械進(jìn)行定位跟蹤。

根據(jù)前述系統(tǒng)的定位原理可知，在手術(shù)設(shè)備和器械的跟蹤方面，跟蹤工具是起關(guān)鍵性作用的部件，系統(tǒng)計算得到的跟蹤工具位置坐標(biāo)的精度決定了手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的精度。目前常用的跟蹤工具包含3～4個共面(該平面稱為定位面)的反光球。如專利200720012127.0所公開的跟蹤工具，該光學(xué)跟蹤工具只有一個定位面，且該定位面為180°的平面，從而導(dǎo)致跟蹤范圍極小，簡單來說，就是光學(xué)跟蹤系統(tǒng)無法從側(cè)方向順利跟蹤到手術(shù)動力器械，因此導(dǎo)致在手術(shù)過程中，光學(xué)跟蹤系統(tǒng)對手術(shù)動力器械的跟蹤范圍較小，致使手術(shù)動力器械無法被穩(wěn)定有效地跟蹤，導(dǎo)航的精度也隨之受到影響，不利于導(dǎo)航手術(shù)的順利進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于導(dǎo)航手術(shù)動力系統(tǒng)的光學(xué)跟蹤結(jié)構(gòu)，能有效提高光學(xué)跟蹤系統(tǒng)對手術(shù)動力器械的跟蹤范圍，確保手術(shù)過程中的導(dǎo)航精度，讓導(dǎo)航手術(shù)更為順利。

本發(fā)明提供一種用于導(dǎo)航手術(shù)動力系統(tǒng)的光學(xué)跟蹤結(jié)構(gòu)，包括用于連接并驅(qū)動手術(shù)動力器械的連接器，所述連接器上設(shè)置有導(dǎo)航支架，所述導(dǎo)航支架上跟隨有若干個用于為光學(xué)跟蹤系統(tǒng)構(gòu)建定位面的反光球，所述導(dǎo)航支架(3)上形成有環(huán)狀支撐面(4)，若干個所述反光球(2)環(huán)繞分布在所述環(huán)狀支撐面(4)的表面，所述光學(xué)跟蹤系統(tǒng)通過若干個所述反光球(2)對所述手術(shù)動力器械的空間位置進(jìn)行360°的角度范圍的光學(xué)跟蹤。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種用于導(dǎo)航手術(shù)動力系統(tǒng)的光學(xué)跟蹤結(jié)構(gòu)，獲取若干個所述反光球(2)的三維坐標(biāo)信息，對所述三維坐標(biāo)信息進(jìn)行讀取和解析處理，得到所述光學(xué)跟蹤系統(tǒng)的位姿信息。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種用于導(dǎo)航手術(shù)動力系統(tǒng)的光學(xué)跟蹤結(jié)構(gòu)，所述連接器(1)內(nèi)的驅(qū)動電機(jī)設(shè)置有應(yīng)變式扭矩傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器中的任意一種、二種或三種，在驅(qū)動電機(jī)上還設(shè)置有嵌入式智能測控模塊以接收所述應(yīng)變式扭矩傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器中的任意一種、二種或三種采集到的感應(yīng)信號并進(jìn)行判斷，并根據(jù)判斷結(jié)果控制驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行信號調(diào)節(jié)。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種用于導(dǎo)航手術(shù)動力系統(tǒng)的光學(xué)跟蹤結(jié)構(gòu)，所述連接器(1)通過快接裝置連接所述手術(shù)動力器械。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種用于導(dǎo)航手術(shù)動力系統(tǒng)的光學(xué)跟蹤結(jié)構(gòu)，所述環(huán)狀支撐面的外周表面通過徑向扭曲形成沿軸線方向延伸的扭曲面，各個所述反光球環(huán)繞分布在所述扭曲面的表面。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種用于導(dǎo)航手術(shù)動力系統(tǒng)的光學(xué)跟蹤結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)航支架上設(shè)置有前段支撐環(huán)和后段支撐環(huán)，所述扭曲面分別形成在所述前段支撐環(huán)和后段支撐環(huán)的表面，所述扭曲面在前段支撐環(huán)和后段支撐環(huán)上的扭曲軌跡互為不同；

所述前段支撐環(huán)的外徑尺寸小于所述后段支撐環(huán)的外徑尺寸。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種用于導(dǎo)航手術(shù)動力系統(tǒng)的光學(xué)跟蹤結(jié)構(gòu)，所述前段支撐環(huán)和后段支撐環(huán)的扭曲面表面分別環(huán)繞分布有四個所述反光球。