用于手术导航的装置及系统制造方法及图纸

一种用于手术导航的装置，包括红外定位跟踪单元、手术场景摄像单元、控制单元和计算单元。红外定位跟踪单元仅包含一个红外相机和红外光源，手术场景摄像单元包含至少一个可见光相机。控制单元向所有红外相机和可见光相机发出曝光信号，触发所有红外相机和可见光相机在同一时间开始曝光，红外相机和可见光相机输出采集到的图像，通过控制图像采集频率，使得在控制单元发出下一次曝光信号前完成图像采集并传输至计算单元。本发明专利技术提供的装置，各个相机同步曝光，画面的卡顿现象或延迟现象得以改善。红外定位跟踪单元、手术场景摄像单元、控制单元和计算单元均被置于一个外壳内，提高了装置的整体性，可手持实现手术导航操作。

【技术实现步骤摘要】
用于手术导航的装置及系统
本专利技术涉及一种实施手术的方案，尤其涉及一种用于引导手术的装置，以及与其它工具组成的手术导航系统。
技术介绍
手术导航系统已经被广泛应用于神经外科、骨科、耳鼻喉科等临床领域，在手术时，导航系统将手术工具相对于人体的位置，转化为工具相对于三维医学图像的位置在计算机屏幕上呈现，为医生手术实时提供目标位置或重要位置的图像信息引导。手术导航系统一般由三部分构成：显示及计算主机、红外双目位置跟踪器以及手术工具；譬如可参考美国Medtronics公司的StealthStation神经外科导航产品。常规的手术导航系统虽然安装了运动脚轮，但因体积及重量较大，无法随身携带；使用时也占据手术室较大的空间，造成手术室拥挤不便；红外双目位置跟踪器远离手术区域，容易造成跟踪器视线被遮挡，从而中断手术，用户体验不佳。增强现实技术，实现了现实世界与虚拟世界的混合。在医学领域，大量研究人员探索将手术计划等虚拟信息叠加至现实世界中实际手术区域，譬如试图通过肉眼即可在病人手术部位看到目标切除结构(譬如可参考InternationalJourna本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于手术导航的装置，其特征在于包括：/n红外定位跟踪单元，其仅包含一个红外相机和红外光源，相机仅包含一个感光芯片用于成像；/n手术场景摄像单元，其包含至少一个可见光相机，每个相机仅包含一个感光芯片用于成像；/n控制单元，其向红外相机和可见光相机发出曝光信号，触发红外相机和可见光相机在同一时间开始曝光；/n红外相机和可见光相机输出采集到的图像，通过控制图像采集频率，使得在控制单元发出下一次曝光信号前完成图像采集并传输至计算单元；/n所述的红外定位跟踪单元、所述的手术场景摄像单元、所述的控制单元和所述的计算单元被置入一个壳体内，提高装置的整体性，所述的壳体还与手持式部件相连，可手持完成手术...

【技术特征摘要】
1.一种用于手术导航的装置，其特征在于包括：
红外定位跟踪单元，其仅包含一个红外相机和红外光源，相机仅包含一个感光芯片用于成像；
手术场景摄像单元，其包含至少一个可见光相机，每个相机仅包含一个感光芯片用于成像；
控制单元，其向红外相机和可见光相机发出曝光信号，触发红外相机和可见光相机在同一时间开始曝光；
红外相机和可见光相机输出采集到的图像，通过控制图像采集频率，使得在控制单元发出下一次曝光信号前完成图像采集并传输至计算单元；
所述的红外定位跟踪单元、所述的手术场景摄像单元、所述的控制单元和所述的计算单元被置入一个壳体内，提高装置的整体性，所述的壳体还与手持式部件相连，可手持完成手术导航的操作，提高了手术导航设备的便携性。


2.根据权利要求1所述的用于手术导航的装置，其特征在于所述的控制单元发出曝光脉冲后，各个所示的可见光相机与所示的红外相机同步采集和传输图像。


3.根据权利要求1所述的用于手术导航的装置，其特征在于所述的计算单元接收所述的红外相机的图像计算该时间点所有被跟踪目标的位置与姿态，同时所述的计算单元获得该时间点所述的可见光相机同步采集的手术现场实景图像，实现增强现实效果。


4.根据权利要求1所述的用于手术导航的装置，其特征在于所述的计算单元实现增强现实效果的算法如下：
先通过标定，获得所述的红外定位跟踪单元与所述的手术场景摄像单元中所有相机之间的相对位置与相对姿态关系矩阵，这些所述的关系矩阵可被预先存储在所述的计算单元的存储器中；
然后，通过标定获取所述的手术场景摄像单元中各相机的内部摄像参数，所述的参数包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚君，李彪，张良宾，王旭东，
申请(专利权)人：上海舍成医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31