穿刺针标定装置及手术导航系统的制作方法

1.本实用新型涉及手术器械标定技术领域，具体而言，涉及一种穿刺针标定装置及手术导航系统。


背景技术：

2.手术导航系统已经广泛应用于各种外科手术中，如骨科手术、神经外科手术等；同时也用于胸腹部、组织穿刺(活检、消融、冷冻)等手术中。经分割重建病灶的ct/mri图像在手术规划系统后，在手术过程中需要将病人、器械进行配准，这样可以实现精准手术、微创手术。
3.常见的手术导航系统基于光学手术导航技术，在使用光学手术辅助外科手术前，首先需要对导航设备、手术器械进行标定，获取它们在光学导航定位系统坐标系中的相对位置。穿刺针是一种常见的手术器械，对穿刺针尖标定是手术导航前的关键环节，目前穿刺针的种类繁多，一般粗细都是23g－14g(0.6－2.0mm)粗，但是针体长度不一大概有(100、130、160、200mm)等，针尖形式一般是斜切，也有其它样式如轴对称(三棱式)，然而，现有的对穿刺针进行标定的装置，对穿刺针进行定位的过程较繁琐，且技术要求较高。
4.综上，如何克服现有的对穿刺针进行标定的装置的上述缺陷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种穿刺针标定装置及手术导航系统，以缓解现有技术中的对穿刺针进行标定的装置存在的标定过程繁琐，且技术要求较高的技术问题。
6.本实用新型提供的穿刺针标定装置，包括标定块和探针。
7.所述探针上设有多个用于标定坐标系的反光球，所述标定块上开设有第一穿孔和第二穿孔，所述第一穿孔供所述探针插入，且所述第一穿孔的孔壁能够在所述探针插入到位后阻挡所述探针；所述第二穿孔供穿刺针插入，且所述第二穿孔的孔径与待标定的穿刺针的直径一致，所述探针的端面用于与穿刺针的针尖抵接。
8.优选地，作为一种可实施方式，所述探针的端面为平面，且所述探针的端面与所述穿刺针垂直。
9.优选地，作为一种可实施方式，所述探针具有锥台部和圆柱部，所述圆柱部的一端与所述锥台部的顶端同轴相接，且所述圆柱部的另一端用于与穿刺针抵接。
10.所述第一穿孔具有锥孔部和柱孔部，所述锥孔部与所述锥台部配合，所述柱孔部与所述圆柱部配合。
11.优选地，作为一种可实施方式，所述标定块上开设有观察窗口，所述观察窗口深入到所述第一穿孔与所述第二穿孔之间的区域。
12.优选地，作为一种可实施方式，所述第一穿孔和所述第二穿孔均为多个，且所述第一穿孔与所述第二穿孔一一对应；各个所述第一穿孔均与对应的所述第二穿孔相对设置。
13.优选地，作为一种可实施方式，任意两个所述第二穿孔的孔径尺寸的差值均大于零。
14.优选地，作为一种可实施方式，多个所述第一穿孔的形状和尺寸均相同。
15.优选地，作为一种可实施方式，多个所述第一穿孔沿第一直线间隔排布，多个所述第二穿孔沿第二直线间隔排布，所述第一直线与所述第二直线平行。
16.优选地，作为一种可实施方式，所述标定块上开设有圆锥槽，所述第二穿孔开设在所述圆锥槽的锥顶部位，且所述第二穿孔与所述圆锥槽同轴设置。
17.相应地，本实用新型还提供了一种手术导航系统，其包括上述穿刺针标定装置。
18.与现有技术相比，本实用新型提供的穿刺针标定装置及手术导航系统的有益效果是：
19.本实用新型提供的穿刺针标定装置，主要由标定块和探针组成，在探针上设置多个反光球，以利用反光球标定坐标系；在标定块上开设第一穿孔和第二穿孔，其中，第一穿孔用来供探针插入，且第一穿孔的孔壁能够在探针插入到位后阻挡探针，第二穿孔用来供穿刺针插入，且第二穿孔的孔径与待标定的穿刺针的直径一致。
20.在标定时，先将探针插入第一穿孔内，直到探针被第一穿孔的孔壁所阻挡无法继续深入为止，此时判断为探针已插入到位，锁定探针，使探针停留在当前位置；然后，将穿刺针插入孔径与其直径一致的第二穿孔，直到穿刺针的针尖与探针的端面抵接为止，此时判断为穿刺针已插入到位，如此，便完成了对待标定的穿刺针的定位，可顺利进行后续的标定工作。
21.因此，本实用新型提供的穿刺针标定装置，对穿刺针进行定位的过程简单，且技术要求较低。
22.本实用新型提供的手术导航系统，包括上述穿刺针标定装置，故具有上述穿刺针标定装置的所有优点，对穿刺针进行定位的过程简单，且技术要求较低，在完成对穿刺针的定位后，系统可根据探针上的反光球标定坐标系，并以该坐标系作为参照，对穿刺针进行标定，以顺利进行后续的手术。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本实用新型实施例提供的穿刺针标定装置的立体结构示意图；
25.图2为本实用新型实施例提供的穿刺针标定装置的剖视结构示意图；
26.图3为图2中a部分的放大图；
27.图4为本实用新型实施例提供的穿刺针标定装置的正视结构示意图；
28.图5为图4中b部分的放大图。
29.图标：
30.100－标定块；110－第一穿孔；120－第二穿孔；130－观察窗口；140－圆锥槽；
31.200－探针；210－锥台部；220－圆柱部；
32.300－反光球；
33.400－穿刺针。
具体实施方式
34.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
36.参见图1－图5，本实施例提供了一种穿刺针标定装置，其主要由标定块100和探针200组成，在探针200上设置多个反光球300，以利用反光球300标定坐标系；在标定块100上开设第一穿孔110和第二穿孔120，其中，第一穿孔110用来供探针200插入，且第一穿孔110的孔壁能够在探针200插入到位后阻挡探针200，第二穿孔120用来供穿刺针400插入，且第二穿孔120的孔径与待标定的穿刺针400的直径一致。
37.在标定时，先将探针200插入第一穿孔110内，直到探针200被第一穿孔110的孔壁所阻挡无法继续深入为止，此时判断为探针200已插入到位，锁定探针200，使探针200停留在当前位置；然后，将穿刺针400插入孔径与其直径一致的第二穿孔120，直到穿刺针400的针尖与探针200的端面抵接为止，此时判断为穿刺针400已插入到位，如此，便完成了对待标定的穿刺针400的定位，可顺利进行后续的标定工作。
38.因此，本实施例提供的穿刺针标定装置，对穿刺针400进行定位的过程简单，且技术要求较低。
39.优选地，将探针200的端面设置为平面，并将探针200的端面与穿刺针400垂直设置，如此，探针200的端面便可与各种形状的针尖进行抵接，通用性更强。
40.在探针200的具体结构中设有锥台部210和圆柱部220，将圆柱部220的一端与锥台部210的顶端同轴相接，并将圆柱部220的另一端用于与穿刺针400抵接，也就是说，圆柱部220位于探针200的端部，圆柱部220的端面即为探针200的端面；相应地，在第一穿孔110的具体结构中设有锥孔部和柱孔部，其中，第一穿孔110的锥孔部用于与探针200的锥台部210配合，第一穿孔110的柱孔部用于与圆柱部220配合。
41.探针200在插入时，探针200的圆柱部220能够穿过锥孔部进入柱孔部，并能在柱孔部内自由穿梭；当探针200插入到位时，探针200的锥台部210的侧壁与锥孔部的孔壁贴合，故探针200的锥台部210会被锥孔部的孔壁所阻挡，使得探针200无法再继续往前插入，实现了对探针200的定位；此外，第一穿孔110的锥孔部的底端孔径较大，而探针200的圆柱部220直径较小，故探针200能够顺利地插入第一穿孔110。
42.可将锥台部210的形状设置为圆台状，如此，探针200便可以任一方位插入第一穿孔110，无需绕其轴线调整角度，操作起来更加便捷。
43.相应地，也可将锥孔部的形状设置为圆台状，同样能起到上述效果。
44.优选将锥台部210和锥孔部的形状均设置为圆台状，以减小二者相互运动时产生的磨损。
45.具体地，在标定块100上开设观察窗口130，将观察窗口130深入到第一穿孔110与
第二穿孔120之间的区域，如此，便可通过观察窗口130观察穿刺针400是否已经与探针200的端面接触，直观性更加，可靠性更高。
46.将第一穿孔110和第二穿孔120均设置为多个，使第一穿孔110与第二穿孔120一一对应，并将各个第一穿孔110均与对应的第二穿孔120相对设置。
47.优选地，将任意两个第二穿孔120的孔径尺寸的差值均设置为大于零，也就是说将多个第二穿孔120分别设置为不同孔径的孔，如此，便能够分别适应不同直径的穿刺针400，进一步提高了标定块100的通用性。
48.例如，将多个第二穿孔120的孔径尺寸分别设置为与型号为14g、16g、17g、19g、20g、21g、22g、23g的穿刺针400的直径相同，以适应型号为14g、16g、17g、19g、20g、21g、22g、23g的穿刺针400，覆盖了大部分穿刺针400的型号。
49.具体地，可在每个第二穿孔120的附近设置与其适应的穿刺针400的型号，以便于操作者分辨。
50.优选地，将多个第一穿孔110均设置为相同的形状和尺寸，如此，便可利用同一个或同种型号的探针200对穿刺针400进行标定，可减小成本，且无需分辨探针200的型号，操作起来更加便捷。
51.可选地，将多个第一穿孔110沿第一直线间隔排布，并将多个第二穿孔120沿第二直线间隔排布，其中，第一直线与第二直线相互平行，如此，探针200和穿刺针400在插入时便不易受到标定块100的位置干扰，操作起来更容易，此外，标定块100上的第一穿孔110和第二穿孔120便于加工且更加美观。
52.可在标定块100上开设圆锥槽140，将第二穿孔120开设在圆锥槽140的锥顶部位，并使第二穿孔120与圆锥槽140同轴设置，如此，穿刺针400能够顺利地插入第二穿孔120。
53.本实施例还提供了一种手术导航系统，其包括上述穿刺针标定装置。
54.因此，本实施例提供的手术导航系统，具有上述穿刺针标定装置的所有优点，对穿刺针400进行定位的过程简单，且技术要求较低，在完成对穿刺针400的定位后，系统可根据探针200上的反光球300标定坐标系，并以该坐标系作为参照，对穿刺针400进行标定，以顺利进行后续的手术。
55.综上所述，本实用新型公开了一种穿刺针标定装置及手术导航系统，其克服了传统的对穿刺针400进行标定的装置的诸多技术缺陷。本实施例提供的穿刺针标定装置及手术导航系统，对穿刺针400进行定位的过程简单，且技术要求较低，在完成对穿刺针400的定位后，系统可根据探针200上的反光球300标定坐标系，并以该坐标系作为参照，对穿刺针400进行标定，以顺利进行后续的手术。
56.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
57.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部
技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。