一种轮廓采集装置及配准定位的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及配准定位技术领域，尤其涉及一种轮廓采集装置及配准定位的方法，包括光电跟踪设备和采集设备，采集设备包括感应组件和探杆，感应组件包括固定部和位于固定部上的感应部，探杆为直杆，探杆的前端为尖端，探杆的后端与固定部连接，尖端在感应部组成标定坐标系中标定，尖端接触被测样体的外表面并可在被测样体的外表面移动，光电跟踪设备与感应部电连接。本发明专利技术轮廓采集装置的感应部构设标准坐标系，探杆的尖端在标准坐标系下的位置预先已被标定，探杆放到被测样体的外侧，尖端接触被测样体的表面并按照被测样体的表面轮廓划动，光电跟踪设备对标准坐标系进行实时跟踪，获得尖端的位置，从而确定被测样体表面的轮廓。

【技术实现步骤摘要】
一种轮廓采集装置及配准定位的方法
本专利技术涉及配准定位
，尤其涉及一种轮廓采集装置及配准定位的方法。
技术介绍
在外部物体可视的环境条件下，对于外部内体内部的非可视位置点或物体的位置确定仍然存在一定的困难，在外部物体不可破除的情况下，虽然可通过扫描等方式对外部物体轮廓进行确定，但对内部非可视的目标物体的定位依旧不能方便快捷且满足一定精度和准确度的进行。例如，在传统的肺肿瘤结节切除手术中，肿瘤结节的定位主要依靠术前CT引导置入弹簧标记物，从而在术中根据弹簧标记物的位置来定位结节所在的肺段，该方法一是术前需要对人体置入弹簧，对人体会造成额外伤害，二是需要CT反复的引导下置入弹簧，因而患者会承受较大的辐射损伤。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是提供一种对物体进行轮廓采集的装置及对非可视物体进行配准定位的方法。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种轮廓采集装置，包括光电跟踪设备和采集设备，所述采集设备包括感应组件和探杆，所述感应组件包括固定部和位于所述固定部上的感应部，所述探杆为直杆，所述探杆的前端为尖端，所述探杆的后端与所述固定部连接，所述尖端在所述感应部组成标定坐标系中标定，所述尖端接触被测样体的外表面并可在所述被测样体的外表面移动，所述光电跟踪设备与所述感应部电连接。其中，所述尖端的形状为球状。其中，所述感应部包括三个主定位球。其中，所述感应部还包括至少一个辅助定位球。其中，所述固定部为十字型的固定杆，三个所述主定位球和一个所述辅助定位球分别位于所述固定杆的四个杆端。其中，所述探杆的后端与所述辅助定位球所在的所述固定杆的杆端连接。其中，所述探杆为刚性件。本专利技术还提供了一种利用上述轮廓采集装置进行配准定位的方法，目标物体为位于基础物体内侧的非可视物体，包括以下步骤：S1，获取基础物体和目标物体的三维CT数据，根据基础物体和目标物体的三维CT数据重建出基础物体和目标物体的三维轮廓，得到基础物体与目标物体在虚拟环境中的相对位置关系；S2，根据基础物体与目标物体在虚拟环境中的相对位置关系，选取实际环境中目标物体附近的部分基础物体作为配准的基准参考物体；S3，通过轮廓采集装置获取基准参考物体的三维轮廓；S4，将基准参考物体的三维轮廓与基础物体和目标物体的三维轮廓进行配准，使基础物体和目标物体在实际环境中的位置关系与其在虚拟环境中的位置关系实现统一；S5，通过虚拟环境下目标物体的位置来引导定位实际环境下目标物体的位置。其中，步骤S3具体包括以下步骤：S31，将采集设备放置于基础物体的外侧；S32，在基准参考物体的外侧表面划点，获取基准参考物体的外侧表面数据；S33，通过光电跟踪设备根据基准参考物体的外侧表面数据形成基准参考物体外侧表面的三维轮廓。其中，步骤S1中的基础物体和目标物体的三维轮廓，以及步骤S3中的基准参考物体的三维轮廓均显示在三维可视化环境下，步骤S5中在定位目标物体的实际位置时可参看三维可视化环境中配准后的三维轮廓进行定位。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有如下优点：本专利技术轮廓采集装置的感应部构设标准坐标系，探杆的尖端在标准坐标系下的位置预先已被标定，探杆放到被测样体的外侧，尖端接触被测样体的外表面并按照被测样体的表面轮廓划动，光电跟踪设备对标准坐标系进行实时跟踪，获得尖端的位置，从而确定被测样外体表面的轮廓。通过本专利技术光电导航定位获取被测样体的位置信息，进而定位与被测样体相关的目标物体所在的位置，从而可以在目标物体非肉眼可视的情况下实现对目标物体的配准定位。除了上面所描述的本专利技术解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本专利技术的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。附图说明图1是本专利技术实施例二配准定位的方法的流程图；图2是本专利技术实施例一轮廓采集装置的采集设备的结构示意图。图中：1：感应组件；2：探杆；11：固定部；12：感应部；21：尖端；121：主定位球；122：辅助定位球。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中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专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。如图2所示，本专利技术实施例提供的轮廓采集装置，包括光电跟踪设备和采集设备，采集设备包括感应组件1和探杆2，感应组件1包括固定部11和位于固定部11上的感应部12，探杆2为直杆，探杆2的前端为尖端21，探杆2的后端与固定部11连接，尖端21在感应部12组成标定坐标系中标定，尖端21接触被测样体的外表面并可在被测样体的外表面移动，光电跟踪设备与感应部12电连接。本专利技术轮廓采集装置的感应部构设标准坐标系，探杆的尖端在标准坐标系下的位置预先已被标定，探杆放到被测样体的外侧，尖端接触被测样体的外表面并按照被测样体的表面轮廓划动，光电跟踪设备对标准坐标系进行实时跟踪，获得尖端的位置，从而确定被测样外体表面的轮廓。通过本专利技术光电导航定位获取被测样体的位置信息，进而定位与被测样体相关的目标物体所在的位置，从而可以在目标物体非肉眼可视的情况下实现对目标物体的配准定位。本专利技术一般情况下可用于通过对可视物体的轮廓确定来定位与可视物体相关的非可视物体的位置，也可用于对肺肿瘤结节定位，以下本实施例主要根据其作为医疗器械应用时的情况进行描述。探杆放在到病灶位置对应的胸腔外部，尖端接触肋骨的外表面并按照被测样体的表面轮廓划动，光电跟踪设备对标准坐标系进行实时跟踪，获得尖端的位置，从而确定肋骨外表面的轮廓。实际手术中基于处在同一呼吸时相下，依据肺肿瘤结节与患者肋骨轮廓位置相对固定的关系，通过在术中在体表皮肤上划动即可得到一系列位置坐标信息，光电导航定位获取患者表面皮肤上对应的肋骨的皮肤轮廓，通过皮肤轮廓确定患者肋骨的位置信息，进而来定位肺结节所在的位置，从而可以在术中实现对肺肿瘤结节的配准定位，代替了术前需要CT反复的引导下对人体置入弹簧对人体置入弹簧，避免造成额外伤害和使患者会承受较大的辐射损伤。其中，尖端21的形状为球状。球状结构的尖端是为了该采集设备在接触患者皮肤取点时能更平滑，同时不会对患者体表造成伤害。其中，感应部12包括三个主定位球121。其中，感应部12还包括至少一个辅助定位球122。首先在光电跟踪设备的跟踪下，能实时获取三个主定位球的坐标，然后根据这三个坐标可以确定一个坐标系，比如以点A为原点，AC为X轴，ABC所在的平面为X本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮廓采集装置，其特征在于：包括光电跟踪设备和采集设备，所述采集设备包括感应组件和探杆，所述感应组件包括固定部和位于所述固定部上的感应部，所述探杆为直杆，所述探杆的前端为尖端，所述探杆的后端与所述固定部连接，所述尖端在所述感应部组成标定坐标系中标定，所述尖端接触被测样体的外表面并可在所述被测样体的外表面移动，所述光电跟踪设备与所述感应部电连接。

【技术特征摘要】
1.一种轮廓采集装置，其特征在于：包括光电跟踪设备和采集设备，所述采集设备包括感应组件和探杆，所述感应组件包括固定部和位于所述固定部上的感应部，所述探杆为直杆，所述探杆的前端为尖端，所述探杆的后端与所述固定部连接，所述尖端在所述感应部组成标定坐标系中标定，所述尖端接触被测样体的外表面并可在所述被测样体的外表面移动，所述光电跟踪设备与所述感应部电连接。2.根据权利要求1所述的轮廓采集装置，其特征在于：所述尖端的形状为球状。3.根据权利要求1所述的轮廓采集装置，其特征在于：所述感应部包括三个主定位球。4.根据权利要求3所述的轮廓采集装置，其特征在于：所述感应部还包括至少一个辅助定位球。5.根据权利要求4所述的轮廓采集装置，其特征在于：所述固定部为十字型的固定杆，三个所述主定位球和一个所述辅助定位球分别位于所述固定杆的四个杆端。6.根据权利要求5所述的轮廓采集装置，其特征在于：所述探杆的后端与所述辅助定位球所在的所述固定杆的杆端连接。7.根据权利要求1所述的轮廓采集装置，其特征在于：所述探杆为刚性件。8.一种利用上述权利要求1-7任意一项所述的轮廓采集装置进行配准定位的方法，其特征在于：目标物体为位于基础物体内侧的非可视物体，包括以下步骤：S1，获取基...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小刚，范胜文，史纪鹏，陈向前，邵钒，闫亚东，
申请(专利权)人：真健康北京医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11