本申请涉及一种手术器械的注册装置、手术辅助系统及手术器械的注册方法。注册装置包括：支座，支座设有注册孔和至少三个反光球孔，注册孔能够穿入手术器械，手术器械能够绕注册孔的轴线转动；第一反光球，至少三个反光球孔中均设置第一反光球。本申请通过注册装置实现了高精度的手术器械的注册，能够保证手术辅助系统对手术器械导航的精确性和安全性。系统对手术器械导航的精确性和安全性。系统对手术器械导航的精确性和安全性。
【技术实现步骤摘要】
手术器械的注册装置、手术辅助系统及手术器械的注册方法
[0001]本申请涉及医疗设备领域，具体涉及一种手术器械的注册装置、手术辅助系统及手术器械的注册方法。
技术介绍
[0002]手术导航系统越来越多地应用在骨科手术中，其可以将患者的影像数据与患者生理解剖结构准确关联，辅助术者执行手术规划，并引导医生操作手术器械。手术导航系统使得骨科手术更加精准、迅速和安全。
[0003]传统的手术器械无法被手术导航系统跟踪，因此一般在手术器械上安装一个跟踪器，如果已知跟踪器和手术器械的相对位置，当跟踪器被手术导航系统跟踪时，就可以推算出手术器械的位置。
[0004]当手术器械和跟踪器没有重复安装特性并且作为两个组件存在时，则需要在手术过程由医生操作实现手术器械和跟踪器之间相对位置的标定，通常称为手术器械的注册。手术器械注册的精度直接决定器械的导航精度。如何实现高精度的手术器械的注册，是本领域急需解决的问题之一。
技术实现思路
[0005]基于上述问题，本申请提供了一种手术器械的注册装置、手术辅助系统及手术器械的注册方法，通过注册装置的辅助，实现高精度的手术器械注册。
[0006]本申请的一个实施例提供一种手术器械的注册装置，包括：支座，所述支座设有注册孔和至少三个反光球孔，所述注册孔能够穿入手术器械，手术器械能够绕所述注册孔的轴线转动；至少三个第一反光球，分别设置在所述反光球孔中，所述至少三个第一反光球用于确定所述手术器械的注册装置的位置。
[0007]根据本申请的一些实施例，所述支座为“工”字型，所述反光球孔位于所述支座的一表面上，所述注册孔位于所述支座的端面上。
[0008]根据本申请的一些实施例，所述支座的中部设有豁口，所述豁口与所述注册孔连通，所述豁口远离注册孔开口的侧壁与所述注册孔的底面共面。
[0009]根据本申请的一些实施例，所述支座的四角均设有所述反光球孔。
[0010]根据本申请的一些实施例，所述注册孔的直径与所述手术器械穿入所述注册孔部分的直径相等。
[0011]本申请的一个实施例提供一种手术辅助系统，包括：如上所述的注册装置；手术器械，能够旋转的穿入所述注册孔；跟踪器，设置在所述手术器械上，所述跟踪器上设有至少三个第二反光球；导航系统，能够识别所述第一反光球和第二反光球。
[0012]本申请的一个实施例提供一种手术器械的注册方法，包括；确定P点和Q点在注册装置的坐标系O2的位置，其中，所述P点为注册孔轴线与注册孔底面的交点，所述Q点为所述注册孔轴线与所述注册孔的开口所在平面的交点；所述手术器械的尖端X点与所述P点重
合，所述手术器械的轴线N与所述P点和Q点的连线重合时，确定导航系统中跟踪器的坐标系O1的位置和注册装置的坐标系O2的位置；根据所述跟踪器的坐标系O1的位置、所述注册装置的坐标系O2的位置及所述P点和Q点在注册装置的坐标系O2的位置，确定所述手术器械的尖端X点和所述手术器械的轴线N在所述跟踪器的坐标系O1的位置。
[0013]根据本申请的一些实施例，所述导航系统中确定跟踪器的坐标系O1的位置和注册装置的坐标系O2的位置包括：确定跟踪器的法线F1和注册装置的法线F2，并确定所述跟踪器的法线F1和注册装置的法线F2之间的夹角θ，在所述夹角θ的预设范围内获得多组所述跟踪器的坐标系O1的位置和所述注册装置的坐标系O2的位置；所述根据所述跟踪器的坐标系O1的位置、所述注册装置的坐标系O2的位置及所述P点和Q点在注册装置的坐标系O2的位置，确定所述手术器械的尖端X点和所述手术器械的轴线N在所述跟踪器的坐标系O1的位置包括：根据多组所述跟踪器的坐标系O1的位置和所述注册装置的坐标系O2的位置及所述P点和Q点在注册装置的坐标系O2的位置，确定所述手术器械的尖端X点和所述手术器械的轴线N在所述跟踪器的坐标系O1的位置。
[0014]根据本申请的一些实施例，所述在所述夹角θ的预设范围内获得多组所述跟踪器的坐标系O1的位置和所述注册装置的坐标系O2的位置包括：所述夹角θ的预设范围为[α0，α
n
]，将所述[α0，α
n
]均分为n个分段，其中，n≥2，在每个所述分段中确定至少第一预设组所述跟踪器的坐标系O1的位置和所述注册装置的坐标系O2的位置。
[0015]根据本申请的一些实施例，所述根据多组所述跟踪器的坐标系O1的位置和所述注册装置的坐标系O2的位置及所述P点和Q点在注册装置的坐标系O2的位置，确定所述手术器械的尖端X点和所述手术器械的轴线N在所述跟踪器的坐标系O1的位置包括：根据多组所述跟踪器的坐标系O1的位置和所述注册装置的坐标系O2的位置及所述P点和Q点在注册装置的坐标系O2的位置，进行平均值或者拟合残差最小值处理，以确定所述手术器械的尖端X点和所述手术器械的轴线N在所述跟踪器的坐标系O1的位置。
[0016]根据本申请的一些实施例，所述的手术器械的注册方法还包括：转动所述手术器械时发出提示信息。
[0017]本申请的一个实施例提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上所述的方法。
[0018]本申请的一个实施例提供一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法。
[0019]利用本申请的注册装置进行手术器械的注册，手术器械插入注册孔后，手术器械的尖端X点与P点重合，手术器械的轴线N与P点和Q点的连线重合，导航相机可识别第一反光球和第二反光球从而得出跟踪器的坐标系O1的位置和注册装置的坐标系O2的位置，结合P点和Q点在注册装置的坐标系O2的位置，可获得手术器械的尖端X点和手术器械的轴线N在跟踪器的坐标系O1的位置。本申请的注册装置实现了高精度的手术器械的注册，能够保证手术辅助系统对手术器械导航的精确性和安全性。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图
作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本申请要求保护的范围。
[0021]图1是本申请实施例注册装置的示意图；
[0022]图2是本申请实施例支座的示意图；
[0023]图3是本申请实施例手术器械穿入注册孔的示意图；
[0024]图4是本申请实施例手术器械注册的原理图一；
[0025]图5是本申请实施例手术辅助系统的示意图；
[0026]图6是本申请实施例手术器械注册方法的流程图；
[0027]图7是本申请实施例手术器械注册的原理图二；
[0028]图8是本申请实施例电子设备的示意图。
具体实施方式
[0029]下面结合本申请实施例中的附图，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种手术器械的注册装置，其特征在于，包括：支座，所述支座设有注册孔和至少三个反光球孔，所述注册孔能够穿入手术器械，手术器械能够绕所述注册孔的轴线转动；至少三个第一反光球，分别设置在所述反光球孔中，所述至少三个第一反光球用于确定所述手术器械的注册装置的位置。2.根据权利要求1所述的注册装置，其特征在于，所述支座为“工”字型，所述反光球孔位于所述支座的一表面上，所述注册孔位于所述支座的端面上。3.根据权利要求2所述的注册装置，其特征在于，所述支座的中部设有豁口，所述豁口与所述注册孔连通，所述豁口远离注册孔开口的侧壁与所述注册孔的底面共面。4.根据权利要求2所述的注册装置，其特征在于，所述支座的四角均设有所述反光球孔。5.根据权利要求1所述的注册装置，其特征在于，所述注册孔的直径与所述手术器械穿入所述注册孔部分的直径相等。6.一种手术辅助系统，其特征在于，包括：权利要求1～5任一项所述的注册装置；手术器械，能够旋转的穿入所述注册孔；跟踪器，设置在所述手术器械上，所述跟踪器上设有至少三个第二反光球；导航系统，能够识别所述第一反光球和第二反光球。7.一种手术器械的注册方法，其特征在于，包括；确定P点和Q点在注册装置的坐标系O2中的位置，其中，所述P点为注册孔轴线与注册孔底面的交点，所述Q点为所述注册孔轴线与所述注册孔的开口所在平面的交点；所述手术器械的尖端X点与所述P点重合，所述手术器械的轴线N与所述P点和Q点的连线重合时，确定导航系统中跟踪器的坐标系O1的位置和注册装置的坐标系O2的位置；根据所述跟踪器的坐标系O1的位置、所述注册装置的坐标系O2的位置及所述P点和Q点在注册装置的坐标系O2的位置，确定所述手术器械的尖端X点和所述手术器械的轴线N在所述跟踪器的坐标系O1的位置。8.根据权利要求7所述的手术器械的注册方法，其特征在于，所述确定导航系统中跟踪器的坐标系O1的位置和注册装置的坐标系O2的位置包括：确定跟踪器的法线F1和注册装置的法线F2，并确定所述跟踪器的法线F1和注册装置的法线F2之间的夹角θ，在所述夹角θ的预设范围内获得多组所述跟踪器的坐标系O1的位置和所述注册装置的坐标系O...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓明明，孙浩，孙巍，
申请(专利权)人：北京天智航医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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