应用于光学手术导航的手术器械标定工具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及手术辅助器械，特别是一种应用于光学手术导航的手术器械标定工具。
【背景技术】
[0002]手术导航系统已经广泛地应用在各种外科手术中，如神经外科、脊椎神经外科等，同时也用于胸腹部、组织活检穿刺等微创手术。手术导航系统能够通过定位系统将成像设备获取得到的三维图像数据与实际空间的病人位置进行注册，通过对实际空间中手术器械标记点的实时跟踪，获得手术器械在图像空间的实时三维显示，辅助医生进行精确地手术操作。常见的手术导航系统采用基于光学的手术导航技术。
[0003]在使用光学手术导航辅助外科手术前，首先需要对导航设备和手术器械进行标定，获取他们在光学导航定位仪坐标系下的坐标。手术器械是一种常见的手术器械，对手术器械针尖坐标和针轴方向的标定是手术导航术前和术中的一个关键环节。目前手术器械的种类繁多，因手术用途不同而有不同的规格，不同厂家生产的手术器械规格也不一致，差异主要体现在针体的长度、直径，以及针尖的形状有斜切和轴对称两种形态，因此还没有一种通用的模块或方法能够对不同规格的手术器械进行快速方便地标定。当前标定手术手术器械针尖的常用方法是采取旋转法，或者采用一种针对某一种或某一类手术器械定制的标定工具，标定工具上有一已知坐标位置的点，让针尖点击接触该点便可标定手术针尖。但这两种方法都无法在标定针尖的同时标定针轴方向，针轴方向通常是通过针对某种手术器械制作的标记点安装器来确定，标记点安装器上至少两个点的连线方向与针轴方向平行。但这种确定针轴方向的方法，其精度依赖于标记点安装器的制作精度、所安装的针体固定安装器处的形态及其安装的方式，且通用性差。受这些因素及人工误差的影响，标定后得到的针轴方向与实际的针轴方向误差较大，从而导致穿刺过程中，手术器械偏离原来的手术规划方向，影响手术导航的精度。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种不依赖标记点安装器，通用性强且能够方便、快速、准确地标定不同规格应用于光学手术导航的手术器械标定工具。
[0005]本实用新型的目的是通过如下途径实现的:一种应用于光学手术导航的手术器械标定工具，它是在固定杆体头部两侧设有横向伸出的支杆，支杆上安装有反光球;固定杆体上活动卡装有L形的滑动杆，滑动杆底部的V型凹条与固定杆体侧壁上轴向设置的V型凹槽啮合，滑动杆的卡槽内垂直于V型凹槽插装有滑动销体，滑动销体上安装有固定螺母，滑动杆及滑动销体上方安装有反光球;所述的V型凹槽的一端安装有防脱离固定条。
[0006]作为本方案的进一步优化，所述的反光球数量不少于三个，且不排列分布于一条直线上。
[0007]作为本方案的进一步优化，所述的滑动销体与卡槽的接触面为斜切面。
[0008]本实用新型应用于光学手术导航的手术器械标定工具，其有益效果为:
[0009](I)能够适用于不同直径、不同针尖切口的手术手术器械，通用性强；
[0010](2)独特的结构设计及标定方法使得标定手术针尖坐标和针轴方向的操作更加方便快捷，有效地缩短手术器械的标定时间；
[0011](3)能够高精度地标定手术器械的针尖坐标及针轴方向，提高手术导航的精度。
【附图说明】
[0012]下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明:
[0013]图1为本实用新型正面结构示意图；
[0014]图2为本实用新型剖面结构示意图；
[0015]图中，固定杆体1、支杆11、V型凹槽12、滑动杆20、卡槽21、滑动销体40、固定螺母41、V型凹条50、防脱离固定条60、反光球70。
【具体实施方式】
[0016]如图1、图2所示，本实用新型应用于光学手术导航的手术器械标定工具，它是在固定杆体10头部两侧设有横向伸出的支杆11，支杆11上安装有反光球70;固定杆体10上活动卡装有L形的滑动杆20，滑动杆20底部的V型凹条50与固定杆体10侧壁上轴向设置的V型凹槽12啮合，滑动杆20的卡槽21内垂直于V型凹槽12插装有滑动销体40，所述的滑动销体40与卡槽21的接触面为斜切面。滑动销体40上安装有固定螺母41，用来固定滑动销体40在卡槽21内的位置，滑动杆20及滑动销体40上方安装有反光球70。所述的V型凹槽12—端安装有防脱离固定条60。
[0017]所述的V型凹槽12用于固定手术器械，两侧有伸出的支杆，其上钻有几个螺孔用于装卸反光球作为基准定位。所述的反光球70数量不少于三个，且不排列分布于一条直线上。
[0018]测量手术针时，首先使得手术针的针体部分完全平躺在V型槽上，同时移动滑动杆和滑动销体，使得针尖同时与滑动销体的销末端及V型槽条的斜切面刚好接触;通过光学导航系统跟踪到此时标定工具上的反光球位置，根据跟踪到的安装在固定杆体的个反光球坐标建立一个基准坐标系，然后计算出此时滑动销体与固定杆体的V型槽沟在平行和垂直两个方向的位移;根据反光球与V型槽沟的几何关系，便可确定此时在此坐标系下手术针的针轴方向和针尖的三维坐标。
[0019]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【主权项】
1.一种应用于光学手术导航的手术器械标定工具，其特征在于:它是在固定杆体(10)头部两侧设有横向伸出的支杆(11)，支杆(11)上安装有反光球(70);固定杆体(10)上活动卡装有L形的滑动杆(20)，滑动杆(20)底部的V型凹条(50)与固定杆体(10)侧壁上轴向设置的V型凹槽(12)啮合，滑动杆(20)的卡槽(21)内垂直于V型凹槽(12)插装有滑动销体(40)，滑动销体(40)上安装有固定螺母(41)，滑动杆(20)及滑动销体(40)上方安装有反光球(70);所述的V型凹槽(12)—端安装有防脱离固定条(60)。2.如权利要求1所述的应用于光学手术导航的手术器械标定工具，其特征在于:所述的反光球(70)数量不少于三个，且不排列分布于一条直线上。3.如权利要求1所述的应用于光学手术导航的手术器械标定工具，其特征在于:所述的滑动销体(40)与卡槽(21)的接触面为斜切面。
【专利摘要】本实用新型涉及手术辅助器械，特别是一种应用于光学手术导航的手术器械标定工具。它是在固定杆体头部两侧设有横向伸出的支杆，支杆上安装有反光球；固定杆体上活动卡装有L形的滑动杆，滑动杆底部的V型凹条与固定杆体侧壁上轴向设置的V型凹槽啮合，滑动杆的卡槽内垂直于V型凹槽安装有滑动销体，滑动杆及滑动销体上方安装有反光球。本实用新型针对不同规格的手术器械，如不同直径、不同针长、斜切口针尖或轴对称针尖的手术器械，能够方便、快速和精确地标定这些规格不一的手术器械针尖三维坐标和针轴方向，且仅需标定一次。
【IPC分类】A61B90/10, A61B34/20
【公开号】CN205215377
【申请号】CN201521074112
【发明人】蔡肯, 黄灏然, 铁风莲, 吴霆
【申请人】仲恺农业工程学院
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月22日