一种用于手术导航空间配准的标志架制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于手术导航空间配准的标志架，组成包含标志架支撑结构、X光显影标志点及定位跟踪标志点，其中标志架为拱形结构（由圆弧和椭圆线组合成），可根据不同手术部位调整圆弧大小和椭圆的长短轴长度，同时中间处的连接桥可用于承载标志点；在导航操作时，标志架一般放置于成像设备的扫描视野内，由医学影像扫描并形成三维/二维的医学X线图像，而后通过标志架上特定分布的标记点呈现在图像上，根据三维/二维的X图像中特定标记点的分布就可以进行空间定位计算从而实现图像空间和机器人空间的自动配准，便于进行后续手术规划和导航。和导航。和导航。

【技术实现步骤摘要】
一种用于手术导航空间配准的标志架


[0001]本技术涉及医疗设备
，尤其是涉及一种用于手术导航空间配准的标志架。

技术介绍

[0002]随着医学理论的不断进步与发展，外科手术朝着越来越精细、复杂的方向发展。传统医学知识由于技术上的种种不足，而难以满足手术需求。几十年来，高速发展的医学成像技术、图像处理技术、机器人技术及计算机辅助外科手术技术等已逐渐应用于医学领域。其中，机器人辅助骨科手术是当前骨科领域研究的热点，它是典型的医工结合技术，能够保护医生和患者，减少X射线的伤害，同时能够提高手术定位精度，减少手术创伤，缩短手术时间。
[0003]手术导航机器人一般由医学影像设备、定位设备、控制软件、光学跟踪系统组成。在导航操作时，标志架一般放置于成像设备的扫描视野内，由医学影像扫描并形成三维/二维的医学X线图像，而后通过标志架上特定分布的标记点就呈现在图像上，根据三维/二维的X图像中特定标记点的分布就可以进行空间定位计算从而实现图像空间和机器人空间的自动配准，便于进行后续手术规划和导航。根据不同的手术部位及患者体型，可以设计不同类型的标志架。

技术实现思路

[0004]本专利技术设计了一种用于手术导航空间配准的标志架，与手术导航机器人配合使用，将其放置于成像设备的扫描视野内，扫描并形成三维/二维的医学X线图像，而后通过标志架上特定分布的X光显影标志点就呈现在图像上，根据三维/二维的X图像中特定标记点的分布及及定位跟踪标志点，就可以进行空间定位计算从而实现图像空间和机器人空间的自动配准，便于进行后续手术规划和导航。
[0005]所述标志架的组成包含标志架支撑结构、X光显影标志点及定位跟踪标志点，其中标志架支撑结构为圆弧线和椭圆线条组合的拱形结构，可根据不同手术部位调整圆弧半径大小和椭圆的长轴和短轴长度，同时中间处的连接桥可用于承载标志点。
[0006]所述X光显影标志点在标志架上的布局原则为，选择某一点作为中心点，该点的半径与其余标志点半径不一样，且除此之外的所有标志点与该中心点的距离是不相等的。
[0007]所述定位跟踪标志点为至少三个不共线的点，组成的平面存在倾角，且不遮挡。
[0008]所述标志架的材质为透X光的材质制成。
[0009]所述X光显影标志点由不透X光的材质制成。
[0010]所述定位跟踪标志点为自发光或反光材质。
[0011]所述标志架可以根据身体部位及患者体型设计不同尺寸的支撑架，可在支撑架表面放置定位跟踪标志点或者外置定位跟踪标志点。
[0012]在导航操作时，标志架一般放置于成像设备的扫描视野内，由医学影像扫描并形
成三维/二维的医学X线图像，而后通过标志架上特定分布的标记点就呈现在图像上，根据三维/二维的X图像中特定标记点的分布就可以进行空间定位计算从而实现图像空间和机器人空间的自动配准，便于进行手术规划和导航。根据不同的手术部位及患者体型，可以设计不同类型的标志架。
附图说明
[0013]图1 标志架
‑
用于骨盆部位俯视图
[0014]图2 标志架
‑
用于骨盆部位主视图
[0015]图3用于脚踝部位的标志架俯视图
[0016]图4用于脚踝部位的标志架主视图
[0017]1. X光显影标志点Ⅰ[0018]2.X光显影标志点Ⅱ[0019]3.定位跟踪标志点
[0020]4.支架
[0021]具体实施示例
[0022]下面结合实施例及附图对本专利技术做进一步详细说明，但本专利技术的的实施方式不限于此。
[0023]本实施示例中为便于解释适用于不同部位的标志架，选择了体积较大的骨盆和体积较小的脚踝举例。
[0024]图1、2为用于骨盆部位的标志架俯视图；图3、4为用于脚踝部位的标志架。因骨盆部位体积较大，故适用于骨盆部位的标志架体积较大，弧线更平缓，两侧轮廓向外扩张，标志架支撑结构上端的圆弧线半径较大，两侧椭圆线轮廓的长轴和短轴的比值要增大，使得侧边的轮廓坡度放缓；同时定位跟踪标志点固定于标志架表面；同时侧面具有两个沿着拱形边的圆弧突出结构，形成一个窗口，为其它配套手术工具放置及医生进行手术操作预留足够空间，避免遮挡。
[0025]而踝关节部位体积较小，故标志架的支架结构两侧轮廓线向内收，减小上端圆弧线的半径，减小椭圆线条的长轴和短轴的比例，更贴合关节细窄处，体积变小，定位跟踪标志点放于单独延伸的支架上。
[0026]标志架上留有标志点的固定凹槽，X光显影标志点为不透X光材质的球体，但X光显影标志点Ⅰ（1）和X光显影标志点Ⅱ（2）半径不同；其中X光显影标志点Ⅱ（2）为中心点，其余各点的半径均相等，且所有的X光显影标志点距离该中心点的举例离是不相等的。
[0027]在导航操作时，首先将标志架覆盖患者手术部位，需保证标志架在患者身上不晃动，无位移。同时保证标志架在成像设备的扫描视野内，由医学影像扫描并形成三维/二维的医学X线图像，而后通过标志架上特定分布的标记点就呈现在图像上，根据三维/二维的X图像中特定标记点的分布就可以进行空间定位计算从而实现图像空间和机器人空间的自动配准，便于进行后续手术规划和导航。
[0028]本技术仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的。在本技术技术方案的基础上，凡根据本技术的技术原理对个别部件进行的改进或等同变换，均不应排除在本技术的保护范围之外。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于手术导航空间配准的标志架，其特征在于标志架的组成包含标志架支撑结构、X光显影标志点及定位跟踪标志点，其中标志架支撑结构为圆弧线和椭圆线条组合的拱形结构，可根据不同手术部位调整圆弧半径大小和椭圆的长轴和短轴长度，同时中间处的连接桥可用于承载标志点。2.如权利要求1所述的一种用于手术导航空间配准的标志架，其特征在于，所述X光显影标志点在标志架上的布局原则为，选择某一点作为中心点，该点的半径与其余标志点不一样，且除此之外的所有标志点与该中心点的距离是不相等的。3.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，曹玉适，
申请(专利权)人：安徽埃克索医疗机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：