一种红外线跟踪定位系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种红外线跟踪定位系统，包括导航仪、安装支架、被动标识点和被动标识点安装底座，所述被动标识点通过所述被动标识点安装底座固定在所述安装支架上。结构合理、制备成本较低。所述被动反光小球不需要电力提供红外光,而且由被动反光小球组成的集合个体小,并且不受电线限制,可灵活自由安置在手术器械的各个位置。更为重要的是被动反光小球不会产生红外光源,干扰其他手术器械，可以根据医生需求定制被动反光小球集合的形状和位置,扩大手术器械的可见范围。
【专利说明】一种红外线跟踪定位系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及医疗设备【技术领域】，具体地是涉及一种红外线跟踪定位系统。
【背景技术】
[0002]随着信息技术的发展，临床中已经利用计算机视觉技术来引导手术，从而使手术做到微创、精确。为引导手术，就需要获取手术器械与人体之间的相对位置关系。最常使用的是红外光学三维定位跟踪系统，它通过两个以上的红外摄像机来获取视场中的图像，并在各个摄像机两维的图像中提取固结在手术器械上的若干个发光标志点的位置，然后通过基于双目视觉原理的空间位置解算方法，计算出各个标志点的三维位置，并进一步计算出手术器械的位置。目前红外光学三维定位系统所能够定位的手术器械主要为主动式定位系统，其是指手术器械上有供电，通过驱动红外发光二极管顺序发光，并可以与位置检测和器械识到系统主机进行主动通讯的检测方式。但主动式的器械多采用电缆联结，不仅需要电力提供红外光且容易受电线限制，而且其本身会产生红外光源，有可能干扰其他手术器械，整体精度受限。其本身需要配备电线，整体结构相对较大、安装位置不够灵活、生产成本较闻。
实用新型内容
[0003]本实用新型旨在提供一种测量精度高、结构合理的红外线跟踪定位系统。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:
[0005]一种红外线跟踪定位系统，包括导航仪、安装支架、被动标识点和被动标识点安装底座，所述被动标识点通过所述被动标识点安装底座固定在所述安装支架上。
[0006]其中所述安装支架为十字架结构，所述十字架结构中的四个端点处分别设有螺纹孔，所述被动标识点安装底座通过所述螺纹孔固定在所述安装支架上，所述十字架结构上设有安装部，通过所述安装部将所述安装支架固定在手术器械上。
[0007]所述被动标识点为被动反光小球,所述被动反光小球包括球体、反光镀膜和安装底座入口，所述反光镀膜粘结在所述球体外围，所述球体内设有一安装底座入口，所述球体的直径为11.5_，所述反光镀膜的厚度为50 μ m，所述被动标识点安装底座通过所述安装底座入口固定所述被动反光小球。
[0008]进一步地所述安装支架上的十字架结构中的竖条长度为30mm，横条长度为50mm。
[0009]进一步地所述导航仪与所述安装支架的距离小于或者等于1136mm。
[0010]进一步地所述导航仪包括定位传感器、激光发射器、处理器和显示器。
[0011]进一步地所述被动标识点安装底座包括底座顶端和螺纹部，所述底座顶端通过所述安装底座入口卡在所述球体上，所述螺纹部旋入所述安装支架上的所述螺纹孔内将所述被动标识点安装底座固定在所述安装支架上。
[0012]进一步地所述球体为ABS树脂球体。
[0013]进一步地所述被动标识点安装底座整体长度为14mm。
[0014]进一步地所述安装支架为被动刚体安装支架。
[0015]进一步地所述导航仪还包括碰撞传感器和温度传感器。
[0016]进一步地所述被动标识点安装底座为不锈钢被动标识点安装底座。
[0017]采用上述技术方案，本实用新型至少包括如下有益效果:
[0018]本实用新型所述的红外线跟踪定位系统，结构合理、制备成本较低。所述被动反光小球不需要电力提供红外光，而且由被动反光小球组成的集合个体小，并且不受电线限制，可灵活自由安置在手术器械的各个位置。更为重要的是被动反光小球不会产生红外光源，干扰其他手术器械，可以根据医生需求定制被动反光小球集合的形状和位置，扩大手术器械的可见范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1a为本实用新型所述的红外线跟踪定位系统的导航仪的结构示意图；
[0020]图1b为本实用新型所述的红外线跟踪定位系统结构示意图(除去导航仪)；
[0021]图2为本实用新型所述的被动标识点的结构示意图；
[0022]图3为本实用新型所述的被动标识点安装底座的结构示意图。
[0023]其中:1.导航仪，2.安装支架，3.被动标识点，4.被动标识点安装底座，5.安装部，31.球体，32.反光镀膜，33.安装底座入口，21.竖条，22.横条，41.底座顶端，42.螺纹部。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0025]如图la、图lb、图2和图3所示，为符合本实用新型的一种红外线跟踪定位系统，包括导航仪1、安装支架2、被动标识点3和被动标识点安装底座4,所述被动标识点3通过所述被动标识点安装底座4固定在所述安装支架2上。
[0026]其中所述安装支架2为十字架结构，所述十字架结构中的四个端点处分别设有螺纹孔，所述被动标识点安装底座4通过所述螺纹孔固定在所述安装支架2上，所述十字架结构上设有安装部5，通过所述安装部5将所述安装支架2固定在手术器械上。所述安装部5的位置可以设定在所述十字架结构的中心或者底部或者其他部位，本实施例对此不作限定。
[0027]所述被动标识点3为被动反光小球,所述被动反光小球包括球体31、反光镀膜32和安装底座入口 33，所述反光镀膜32粘结在所述球体31外围，所述球体31内设有一安装底座入口 33，所述球体31的直径为11.5mm，所述反光镀膜32的厚度为50 μ m，所述被动标识点安装底座4通过所述安装底座入口 33固定所述被动反光小球。
[0028]本实施例的原理在于:将所述安装支架2固定在手术器械上，实际使用过程中，所述导航仪I发出红外线至所述被动标识点3，所述被动标识点3具有反射光线的功能，将所述红外线反射回所述导航仪1，所述导航仪I进而通过分析反射回的红外线来确定所述手术器械的位置，从而达到精确定位的效果。
[0029]优选地所述安装支架2上的十字架结构中的竖条21长度为30mm，横条22长度为50_，其长度设定主要是结合口腔手术器械的结构特点进行的设定，本领域技术人员完全可以根据实际的使用需求进行相应的调整，本实施例对此不做限定。
[0030]所述导航仪I与所述安装支架2的距离小于或者等于1136mm。距离过长会影响整体的测量精准度，距离过短会使整体灵活性受限。合理设置可使用距离可以在保证获得较高的测量精度的前提下具有较高的灵活性。
[0031]所述导航仪I包括定位传感器、激光发射器、处理器和显示器。所述激光发射器用于发射红外线给所述被动标识点3，经由所述被动标识点3反射回至所述定位传感器，所述定位传感器获取反射回的红外线信息并发送给所述处理器分析处理，并将处理结果经由所述显示器显示。
[0032]所述被动标识点安装底座4包括底座顶端41和螺纹部42，所述底座顶端41通过所述安装底座入口 33固定在所述球体31上，所述螺纹部42旋入所述安装支架2上的所述螺纹孔内将所述被动标识点安装底座4固定在所述安装支架2上。
[0033]优选地所述球体31为ABS树脂球体31。ABS树脂是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料，采用ABS树脂制备所述球体31，制备工艺简单、产品性能优异、加工成本较低，适合工业生产。
[0034]所述被动标识点安装底座4整体长度为14mm，即从所述底座顶端41到所述螺纹部42的长度为14mm，略大于所述球体31的直径大小。
[0035]所述安装支架2为被动刚体安装支架2。众所周知刚体为在任何力的作用下，体积和形状都不发生改变的物体，而所述被动刚体的特点为不运动、不受各种场(重力场、风场等)的影响、不发生形变。所述被动刚体采用精密金属加工，材质一般为铝或者钢，有硬度且不易变形，表面经过发黑处理，确保不影响所述被动反光小球的反光，并且保证表面不发生氧化。本实施例采用被动刚体安装支架2，可以很好的将所述球体31固定在手术器械上，保证其不会发生移动，使得测量精度得以保证。
[0036]所述导航仪I还包括碰撞传感器和温度传感器。当系统受到冲击过高或者所处的环境温度过高或者过低时就会发出警报信号，在一定程度上提升了整个系统的安全系数。
[0037]所述被动标识点安装底座4为不锈钢被动标识点安装底座4，其成本较低、并且可以多次使用，使用寿命较长。
[0038]本实施例所述的红外线跟踪定位系统，结构合理、制备成本较低。所述被动反光小球不需要电力提供红外光，而且由被动反光小球组成的集合个体小，并且不受电线限制，可灵活自由安置在手术器械的各个位置。更为重要的是被动反光小球不会产生红外光源，干扰其他手术器械，可以根据医生需求定制被动反光小球集合的形状和位置，扩大手术器械的可见范围。
[0039]以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的任何等同变化，均应仍处于本实用新型的专利涵盖范围之内。
【权利要求】
1.一种红外线跟踪定位系统，其特征在于，包括导航仪、安装支架、被动标识点和被动标识点安装底座，所述被动标识点通过所述被动标识点安装底座固定在所述安装支架上； 其中所述安装支架为十字架结构，所述十字架结构中的四个端点处分别设有螺纹孔，所述被动标识点安装底座通过所述螺纹孔固定在所述安装支架上，所述十字架结构上设有安装部，通过所述安装部将所述安装支架固定在手术器械上； 所述被动标识点为被动反光小球，所述被动反光小球包括球体、反光镀膜和安装底座入口，所述反光镀膜粘结在所述球体外围，所述球体内设有一安装底座入口，所述球体的直径为11.5_，所述反光镀膜的厚度为50 μ m，所述被动标识点安装底座通过所述安装底座入口固定所述被动反光小球。
2.如权利要求1所述的红外线跟踪定位系统，其特征在于:所述安装支架上的十字架结构中的竖条长度为30mm,横条长度为50mm。
3.如权利要求2所述的红外线跟踪定位系统，其特征在于:所述导航仪与所述安装支架的距离小于或者等于1136mm。
4.如权利要求1-3任一所述的红外线跟踪定位系统，其特征在于:所述导航仪包括定位传感器、激光发射器、处理器和显示器。
5.如权利要求4所述的红外线跟踪定位系统，其特征在于:所述被动标识点安装底座包括底座顶端和螺纹部，所述底座顶端通过所述安装底座入口卡在所述球体上，所述螺纹部旋入所述安装支架上的所述螺纹孔内将所述被动标识点安装底座固定在所述安装支架上。
6.如权利要求5所述的红外线跟踪定位系统，其特征在于:所述球体为ABS树脂球体。
7.如权利要求6所述的红外线跟踪定位系统，其特征在于:所述被动标识点安装底座整体长度为14mm。
8.如权利要求6或7所述的红外线跟踪定位系统，其特征在于:所述安装支架为被动刚体安装支架。
9.如权利要求8所述的红外线跟踪定位系统，其特征在于:所述导航仪还包括碰撞传感器和温度传感器。
10.如权利要求9所述的红外线跟踪定位系统，其特征在于:所述被动标识点安装底座为不锈钢被动标识点安装底座。
【文档编号】A61B19/00GK204133605SQ201420456454
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年8月13日 优先权日:2014年8月13日
【发明者】陈云, 肖新建, 杨丽蓉, 潘盼, 朱国华 申请人:苏州迪凯尔医疗科技有限公司