CN102885650A - 附属于c臂x光机的手术定位导航设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种附属于C臂X光机的手术定位导航设备。包括激光定位驱动装置、无线遥控器和图像数字化框，激光定位驱动装置、无线遥控器和图像数字化框之间无线连接；激光定位驱动装置包括上平面运动机构、下平面运动机构、上平面标识板、下平面标识板、激光发射装置和驱动装置控制电路，上平面标识板与下平面标识板平行，上平面运动机构与上平面标识板连接，下平面运动机构与下平面标识板连接。本发明与现有技术相比，具有以下优点：1.结构设计合理，定位校准方便，操作简单；2.使用效果好，能够自动的快速、精确定位人体内部的异物或病变组织的具体位置，增加手术安全性，提高手术准确率，同时减少辐射暴露及减少手术创伤。

Description

附属于C臂X光机的手术定位导航设备

技术领域

本发明涉及一种附属于C臂X光机的手术定位导航设备。

背景技术

骨外科手术通常切口大，出血多，术中对机体破坏大，术后有一定几率引起严重并发症并遗留难看的皮肤疤痕，这些非疾病本身造成的机体损伤统称为医源性损伤。近年来，医学界提出并开始积极实施微创治疗，即用最小的医源性创伤达到最大的治疗效果。微创治疗通常又称为经皮手术，或称为不切开身体的手术。实现微创治疗除了传统的骨外科技术，还需要一种能实现“体外精确定位病灶”的关键技术。

早期，手术医生通过术中C臂X光机的透视，结合解剖学知识，并在皮肤上放置钢针等标志位实现体外定位病灶，操作很复杂，且错误率高，常导致手术失败，因此，催生出由计算机辅助的手术定位导航技术，并逐渐在临床上得到应用，但这类技术目前还存在精度低、费用昂贵、操作复杂的缺陷，无法大范围推广应用。

专利号为201210023747.X、名称为一种智能激光投影定位装置的发明专利，虽然操作简单、定位准确，但因激光定位装置设计在C臂X光机的发射器端，至少存在以下缺陷：1.通常手术中医生将C臂X光机的发射端置于手术床下方，可减少约25%辐射暴露，而该发明中必须将C臂X光机的发射器置于手术床上方，造成术中医患辐射伤害增加；2.C臂X光机的发射端形状不规则且金属构件少，该发明与其连接稳定性较差；3.因C臂X光机的成像特性，发射端置于手术床上方透视视野较小，可能手术造成不良干扰；4.因设备空间局限，无法置入影像跟踪及其他模块以进一步提高精度及安全性。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种附属于C臂X光机的手术定位导航设备的技术方案。

所述的附属于C臂X光机的手术定位导航设备，其特征在于包括激光定位驱动装置、无线遥控器和图像数字化框，激光定位驱动装置、无线遥控器和图像数字化框之间无线连接；所述的激光定位驱动装置包括上平面运动机构、下平面运动机构、上平面标识板、下平面标识板、激光发射装置和驱动装置控制电路，上平面标识板与下平面标识板平行，上平面运动机构与上平面标识板连接，下平面运动机构与下平面标识板连接；所述的激光发射装置由激光头和激光管构成，激光管头部通过上关节球轴承安装在上平面标识板上，激光管尾部通过下关节球轴承安装在下平面标识板上，激光头与激光管尾部连接；所述的无线遥控器与驱动装置控制电路无线连接，驱动装置控制电路还分别与上平面X向步进电机、上平面Y向步进电机、下平面X向步进电机、下平面Y向步进电机、激光发射装置和行程开关组相连。

所述的附属于C臂X光机的手术定位导航设备，其特征在于所述上平面运动机构设置有上平面X向滚珠丝杠装置、上平面Y向滚珠丝杠装置、上平面X向步进电机、上平面Y向步进电机，上平面X向步进电机与上平面X向滚珠丝杠装置连接，上平面Y向步进电机与上平面Y向滚珠丝杠装置连接，下平面运动机构设置有下平面X向滚珠丝杠装置、下平面Y向滚珠丝杠装置、下平面X向步进电机、下平面Y向步进电机，下平面X向步进电机与下平面X向滚珠丝杠装置连接，下平面Y向步进电机与下平面Y向滚珠丝杠装置连接。

所述的附属于C臂X光机的手术定位导航设备，其特征在于所述行程开关组包括四个行程开关，四个行程开关分别用来检测上平面标识板和下平面标识板的位置。

所述的附属于C臂X光机的手术定位导航设备，其特征在于所述上平面标识板设置有上平面标识，上平面标识由分别设置在上平面标识板的上下左右位置的四个上平面十字星及分别标识在该四个上平面十字星边上的数字1、2、3、4组成。

所述的附属于C臂X光机的手术定位导航设备，其特征在于所述下平面标识板设置有下平面标识，下平面标识由分别设置在下平面标识板的上下左右位置的四个下平面十字星及分别标识在该四个下平面十字星边上的数字5、6、7、8组成。

所述的附属于C臂X光机的手术定位导航设备，其特征在于所述上平面标识板设置有上平面标识，上平面标识由分别设置在上平面标识板的上下左右位置的四个上平面十字星及分别标识在该四个上平面十字星边上的数字1、2、3、4组成；所述下平面标识板设置有下平面标识，下平面标识由分别设置在下平面标识板的上下左右位置的四个下平面十字星及分别标识在该四个下平面十字星边上的数字5、6、7、8组成。

所述的附属于C臂X光机的手术定位导航设备，其特征在于所述上平面标识的四个上平面十字星与下平面标识的四个下平面十字星一一对应，数字5、6、7、8在下平面十字星边上的位置分别与数字1、2、3、4在上平面十字星边上的位置不相同。

所述的附属于C臂X光机的手术定位导航设备，其特征在于所述上平面标识板采用白色的ABS材料制成。

所述的附属于C臂X光机的手术定位导航设备，其特征在于所述下平面标识板采用白色的ABS材料制成。

所述的附属于C臂X光机的手术定位导航设备，其特征在于所述图像数字化框包括装夹装置、标识头移动装置、Y向透明方棒、数字化框步进电机、数字化框控制电路、数字化框电源、外壳，装夹装置与外壳连接，标识头移动装置、Y向透明方棒、数字化框步进电机、数字化框控制电路均安装在外壳上，Y向透明方棒安装在标识头移动装置上，标识头移动装置包括X向滑动单元、Y向传动单元，数字化框步进电机包括数字化框X向步进电机、数字化框Y向步进电机，X向滑动单元与数字化框X向步进电机连接，Y向传动单元与数字化框Y向步进电机连接，无线遥控器与数字化框控制电路无线连接，数字化框控制电路与数字化框X向步进电机、数字化框Y向步进电机均电连接，Y向透明方棒头部设置有十字位置标识头。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：1.结构设计合理，定位校准方便，操作简单；2.使用效果好，能够自动的快速、精确定位人体内部的异物或病变组织的具体位置，增加手术安全性，提高手术准确率，同时减少辐射暴露及减少手术创伤。

附图说明

图1是本发明实施例的原理示意图；

图2是本发明实施例激光定位驱动装置的结构示意图；

图3是本发明实施例激光定位驱动装置的上平面结构示意图；

图4是本发明实施例激光定位驱动装置的下平面结构示意图；

图5是本发明实施例上平面标识板的结构示意图；

图6是本发明实施例下平面标识板的结构示意图；

图7是本发明实施例激光发射装置的结构示意图；

图8是本发明实施例图像数字化框的结构示意图；

图9是本发明实施例图像数字化框的安装示意图；

图10是本发明实施例图像数字化框的标识点示意图；

图11是本发明实施例校准程序流程图；

图12是本发明实施例执行程序流程图；

图中：1-上平面运动机构，2-下平面运动机构，3-激光发射装置，4-上平面标识板，5-下平面标识板，6-行程开关，7-图像数字化框，8-C臂机图像输出显示器，100-同步带，111-上平面X向滚珠丝杠副Ⅰ，112-上平面X向滚珠丝杠副Ⅱ，121-上平面Y向滚珠丝杠副Ⅰ，122-上平面Y向滚珠丝杠副Ⅱ，211-下平面X向滚珠丝杠副Ⅰ，212-下平面X向滚珠丝杠副Ⅱ，221下平面Y向滚珠丝杠副Ⅰ，222-下平面Y向滚珠丝杠副Ⅱ，13-上平面X向步进电机，14-上平面Y向步进电机，23-下平面X向步进电机，24-下平面Y向步进电机，31-激光头，32-激光管，33-上关节球轴承，34-下关节球轴承，35-上平面关节球轴承座，36-下平面关节球轴承座，41-上平面标识，51-下平面标识，71-装夹装置，72-X向滑动单元，73-Y向传动单元，74-Y向透明方棒，75-数字化框步进电机，76-数字化框控制电路，77-数字化框电源，78-外壳，79-标识头移动装置，741-十字位置标识头。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步说明：

本发明基于图1所示的同心圆定位原理：由于X射线在不同介质中折射率均为1，故X射线在不同介质中成直线传播，从X射线发射器发出的X射线光束呈圆锥形，可以看作是由逐渐变大的、连续的同轴圆组成，假设该圆锥形上任意三个平行的同轴圆平面上三点，如果此三点在X射线投影片上影像重叠，则此三点必然处于同一直线上，且此三点与各自圆的位置相对应（与各自圆圆心的角度相同，距离成比例），反之亦然。参见图1，O点为X射线源点，B点为激光光源点，A、A′所在面为上平面，B、B′所在面为下平面（即激光光源所在平面）。设初始激光束为BO，将激光光源点从B移动到B′，同时激光束经过的另一点A移动到A′，那么A′B′同轴的激光束就与X射线重合，激光点就会沿着激光束的方向打在目标体上，从而达到导航定位的目的。

对于平行于水平面的某个平面上任意一点而言，可以分解成X、Y两个方向上的两个分量，通过X、Y轴的运动即可到达目标点，即可依靠激光束的指引来确定开刀路径，激光束起到了模拟X射线进行手术导航且对人体损伤小的目的。

本实施例所述X向（轴）、Y向（轴）均指与C臂机中心射线垂直的平面上的两个确定的方向，C臂机中心射线垂直于水平面。

本发明的各个组成部分及其各部分的工作原理如下。

无线遥控器：无线遥控器是系统的中央控制设备，无线遥控器包括中央处理模块和无线收发模块，对整个系统的运行进行控制。其中无线射频部分电路全双工，实现高速无线传输，与激光定位驱动装置、图像数字化框7通过无线连接（自动联网）。可以自动完成处理字头和CRC（循环冗余码校验）的工作，可由片内硬件自动完成曼彻斯特编码/解码，误码率极低。输出功率10dBm，理论无线传输距离达到上百米。电路由一个完全集成的频率调制器，一个带解调器的接收器，一个功率放大器，一个晶体震荡器和一个调节器组成。ShockBurst工作模式的特点是自动产生前导码和CRC。

供电采用2节 3.6V锂电池，可以方便充电。内部做好电池充电电路和电池保护电路，充满自动停止，防止锂电池过充与过放。人机操作采用无线遥控器屏幕中的人机界面来完成，无线遥控器中设置有主控程序、校准程序、执行程序和触摸光标，主控程序界面（系统主界面）显示出校准程序入口（校准按钮）、执行程序入口（定位按钮），操作者可通过校准按钮、定位按钮分别进入校准程序、执行程序，再通过触摸光标选择下一步操作。中央处理器采用 ATMEGA128A ，RAM 4K，EEPROM 4K，FLASH 128K，进行运算和处理。

激光定位驱动装置：激光定位驱动装置主要包括上平面运动机构1、下平面运动机构2、激光发射装置3、上平面标识板4、下平面标识板5、行程开关组以及驱动装置控制电路。上平面运动机构1设置有上平面X向滚珠丝杠副Ⅰ111、上平面X向滚珠丝杠副Ⅱ112、同步带100、上平面Y向滚珠丝杠副Ⅰ121、上平面Y向滚珠丝杠副Ⅱ122、上平面X向步进电机13、上平面Y向步进电机14。上平面X向步进电机13通过同步带100与上平面X向滚珠丝杠副Ⅰ111连接，上平面X向滚珠丝杠副Ⅰ111通过同步带100与上平面X向滚珠丝杠副Ⅱ112连接；上平面Y向步进电机14通过同步带100与上平面Y向滚珠丝杠装副Ⅰ121连接，上平面Y向滚珠丝杠副Ⅰ121通过同步带100与上平面Y向滚珠丝杠副Ⅱ122连接；下平面运动机构2设置有下平面X向滚珠丝杠副Ⅰ211、下平面X向滚珠丝杠副Ⅱ212、同步带100、下平面Y向滚珠丝杠副Ⅰ221、下平面Y向滚珠丝杠副Ⅱ222、下平面X向步进电机23、下平面Y向步进电机24。下平面X向步进电机23通过同步带100与下平面X向滚珠丝杠副Ⅰ211连接，下平面X向滚珠丝杠副Ⅰ211通过同步带100与下平面X向滚珠丝杠副Ⅱ212连接；下平面Y向步进电机24通过同步带100与下平面Y向滚珠丝杠装副Ⅰ221连接，下平面Y向滚珠丝杠副Ⅰ221通过同步带100与下平面Y向滚珠丝杠副Ⅱ222连接；上平面标识板4与下平面标识板5平行。

本实施例设置有行程开关组，行程开关组用来对上平面标识板4、下平面标识板5进行限位和设定初始坐标值。本实施例行程开关组包括四个行程开关6（测试针），其中上平面X向步进电机13、上平面Y向步进电机14、下平面X向步进电机23、下平面Y向步进电机24的机座上均安装有一个行程开关6。驱动上平面X向步进电机13，通过同步带100带动上平面X向滚珠丝杠副Ⅰ111，上平面X向滚珠丝杠副Ⅰ111再通过同步带100带动上平面X向滚珠丝杠副Ⅱ112，这样就可以同步驱动上平面X向滚珠丝杠副Ⅰ111和上平面X向滚珠丝杠副Ⅱ112。上平面关节球轴承座35在上平面X向滚珠丝杠副Ⅰ111和上平面X向滚珠丝杠副Ⅱ112的带动下沿上平面的X向移动，即可通过控制上平面X向步进电机13来控制上平面标识板4沿上平面的X向移动；驱动上平面Y向步进电机14，通过同步带100带动上平面Y向滚珠丝杠副Ⅰ121，上平面Y向滚珠丝杠副Ⅰ121再通过同步带100带动上平面Y向滚珠丝杠副Ⅱ122，这样就可以同步驱动上平面Y向滚珠丝杠副Ⅰ121和上平面Y向滚珠丝杠副Ⅱ122。上平面关节球轴承座35在上平面Y向滚珠丝杠副Ⅰ121和上平面Y向滚珠丝杠副Ⅱ122的带动下沿上平面的Y向移动，即可通过控制上平面Y向步进电机14来控制上平面标识板4沿上平面的Y向移动；能精确执行系统指令，以完成上平面标识板4在上平面内的运动。驱动下平面X向步进电机23，通过同步带100带动下平面X向滚珠丝杠副Ⅰ211，下平面X向滚珠丝杠副Ⅰ211再通过同步带100带动下平面X向滚珠丝杠副Ⅱ212，这样就可以同步驱动下平面X向滚珠丝杠副Ⅰ211和下平面X向滚珠丝杠副Ⅱ212。下平面关节球轴承座36在下平面X向滚珠丝杠副Ⅰ211和下平面X向滚珠丝杠副Ⅱ212的带动下沿下平面的X向移动，即可通过控制下平面X向步进电机23来控制下平面标识板5沿下平面的X向移动；驱动下平面Y向步进电机24，通过同步带100带动下平面Y向滚珠丝杠副Ⅰ221，下平面Y向滚珠丝杠副Ⅰ221再通过同步带100带动下平面Y向滚珠丝杠副Ⅱ222，这样就可以同步驱动下平面Y向滚珠丝杠副Ⅰ221和下平面Y向滚珠丝杠副Ⅱ222。下平面关节球轴承座36在下平面Y向滚珠丝杠副Ⅰ221和下平面Y向滚珠丝杠副Ⅱ222的带动下沿下平面的Y向移动，即可通过控制下平面Y向步进电机24来控制下平面标识板5沿下平面的Y向移动；能精确执行系统指令，以完成下平面标识板5在下平面内的运动。通过四轴联动，最终达到目标导航的目的。 

无线遥控器与驱动装置控制电路通过无线模块进行通信，驱动装置控制电路与上平面X向步进电机13、上平面Y向步进电机14、下平面X向步进电机23、下平面Y向步进电机24、激光发射装置3、行程开关组均电连接。

激光发射装置3包括650nm、5mw的激光头31、玻璃纤维材质的激光管32、上关节球轴承33、下关节球轴承34。激光管32一端（头部）穿过上关节球轴承33，上关节球轴承33安装在上平面关节球轴承座35上，上平面标识板4也固定在上平面关节球轴承座35上，激光管32另一端（尾部）固定在下关节球轴承34上，下关节球轴承34安装在下平面关节球轴承座36上，下平面标识板5也固定在下平面关节球轴承座36上，激光头31与激光管32另一端（尾部）连接，使得激光发射装置3的激光光束方向由上关节球轴承33的球中心和下关节球轴承34的球中心的位置来确定，具有焦距可调特点，能精确、清楚的指向目标。

上平面标识板4中的上平面标识41是用在白色的ABS材料中嵌入铅粉所制，具有在X线透视下能清楚显示标识的特点。本实施例的上平面标识41由四个分别设置在上平面标识板4的上下左右位置的上平面十字星及分别标识在该四个上平面十字星边上的数字1、2、3、4组成。这四个上平面十字星的交叉点（即上平面标识点，分别由数字1、2、3、4所指明）为系统校准提供了上平面标识点。

下平面标识板5中的下平面标识51是用在白色的ABS材料中嵌入铅粉所制，具有在X线透视下能清楚显示标识的特点。本实施例的下平面标识51由四个分别设置在下平面标识板5的上下左右位置的下平面十字星及分别标识在该四个下平面十字星边上的数字5、6、7、8组成。这四个下平面十字星的交叉点（即下平面标识点，分别由数字5、6、7、8所指明）为系统校准提供了下平面标识点。

本实施例上平面标识41的四个上平面十字星与下平面标识51的四个下平面十字星一一对应，数字5、6、7、8在下平面十字星边上的位置分别与数字1、2、3、4在上平面十字星边上的位置不相同（即错开或不重合，下同），即数字1在上平面十字星边上的位置与数字5在下平面十字星边上的位置不相同，数字2在上平面十字星边上的位置与数字6在下平面十字星边上的位置不相同，数字3在上平面十字星边上的位置与数字7在下平面十字星边上的位置不相同，数字4在上平面十字星边上的位置与数字8在下平面十字星边上的位置不相同。

本实施例通过四个上平面标识41、四个下平面标识51的校准，就可以计算得到上平面标识点坐标与透视图像上对应点坐标的比例K1、下平面标识点坐标与透视图像上对应点坐标的比例K2。

图像数字化框：图像数字化框7是一个专门精心设计的坐标采集的装置，安装于C臂机图像输出显示器8的上方，无线遥控器与图像数字化框7无线连接。基本功能是采集标识点的坐标与当前想要到达的位置点的坐标，有安装方便，通用性强，精度高，对图像无遮挡的特点。

    图像数字化框7主要由装夹装置71、标识头移动装置79、Y向透明方棒74、数字化框步进电机75、数字化框控制电路76、数字化框电源77、外壳78等构成。装夹装置71与外壳78连接，数字化框电源77、数字化框步进电机75、数字化框控制电路76均安装在外壳78上，Y向透明方棒74安装在标识头移动装置79上。X向滑动单元72与数字化框X向步进电机连接，Y向传动单元73与数字化框Y向步进电机连接。图像数字化框7的X向、Y向初始位置与上平面运动机构1、下平面运动机构2的初始位置对应。无线遥控器与数字化框控制电路76无线连接，接收到遥控信号时，数字化框控制电路76控制数字化框X向步进电机、数字化框Y向步进电机转动，Y向透明方棒74在数字化框X向步进电机、数字化框Y向步进电机带动下沿X向、Y向移动，记录数字化框X向步进电机、数字化框Y向步进电机的转动方向DIR、步进脉冲STEP，即可得到Y向透明方棒74坐标值（X向、Y向的位置）。Y向透明方棒74主体采用透明（对光线基本无遮挡或透明即可）材料制成，基本对C臂机图像输出显示器8显示内容无遮挡，Y向透明方棒74头部设置有能被肉眼识别的十字位置标识头741。

   图像数字化框7沿X向、Y向的移动速度分快速与慢速，快速移动到大致的位置后，改为慢速精确移动到目标点。

图1中体内靶点E即医生在手术中需要在人体内找到的点，也就是本发明需要定位出的点，比如异物摘除手术中需要找到的异物。

体内靶点E在C臂机图像输出显示器8上的显示点E′为体内靶点E在C臂机透视图像上的对应点。

本实施例中的电路和无线（网络）连接均可采用现有技术实现。

本发明的导航设备的使用方法如下：

1.安装、启动、校准：

安装：

（1）将激光定位驱动装置安装在C臂机（C-arm机）的影像增强器之上；

（2）将图像数字化框7安装在C臂机图像输出显示器8上方；

启动：

分别打开激光定位驱动装置、图像数字化框7、无线遥控器的电源开关后，系统进入初始状态；

校准：

（1）点击系统主界面的校准按钮后进入校准界面；

（2）通过触摸光标来控制Y向透明方棒74移动，将十字位置标识头741的交叉点（标识点）移动至图像数字化框7显示图像（参见图10）上的数字1所指明的标识点（即上平面标识点中的左）后点击下一步，系统根据数字化框X向步进电机、数字化框Y向步进电机实际移动的距离与原始数据（即上、下平面标识点间的实际距离）进行比较，即可得到上平面标识点坐标与透视图像上对应点坐标的比例K1，然后进入下一个校准界面，依次校准数字2（上平面标识点中的下）、3（上平面标识点中的右）、4（上平面标识点中的上）、5（下平面标识点中的左）、6（下平面标识点中的下）、7（下平面标识点中的右）、8（下平面标识点中的上）所指明的标识点后点击返回，操作界面返回至系统主界面，系统校准完成；

2.使用：

点击定位按钮后进入如下定位界面；通过触摸光标来控制Y向透明方棒74移动，将十字位置标识头741的交叉点移动至C臂机透视图像上的目标点E′后点击导航，激光定位驱动装置就自动将激光头31发出的激光光束对准病灶点E，系统定位成功。

本发明与专利号为201210023747.X、名称为一种智能激光投影定位装置的发明专利进行如下对比：

“一种智能激光投影定位装置”包括XY轴运动机构、双轴运动机构、X向倾角传感器、 Y向倾角传感器、激光发射装置、上平面标识板和主机控制电路；

本发明包括上平面运动机构、下平面运动机构、激光发射装置、上平面标识板、下平面标识板、行程开关组以及驱动装置控制电路。

“一种智能激光投影定位装置”的执行主机（安装在C臂机发射端）定位需要通过XY轴运动机构的平移以及双轴运动机构的旋转，即4轴联动的方式来实现，其中双轴运动机构需要校准靶（安装在C臂机接收靶上，即影像增强器上）的配合才能完成对下平面的校准；由于该执行主机与校准靶安装在不同的地方，因此安装时需调整执行主机（即上平面标识板）与接收靶（即下平面标识板）下平面平行；调整执行主机的上平面标识板与校准靶的下平面标识板同心；而上述调同心的方法是通过对执行主机的安装支架的调整，然后观察透视图像，当透视图像上显示上、下平面标志板的中心标志点重合时，即认为完成调同心的步骤；这样在调整过程中需要多次采集透视图像才能完成该步骤，医患辐射暴露量较大，操作过程繁琐且需耗费大量的时间（熟练操作约需30分钟左右）；

本发明的主机（即激光定位驱动装置，安装在C臂机接收靶上，即影像增强器上）定位需要通过上平面运动机构、下平面运动机构的4轴联动来实现，由于上平面运动机构、下平面运动机构是完全整合在主机框架内的，所以上平面运动机构、下平面运动机构之间具有固定的相对位置（即已经处于互相平行状态），无需任何调整，即无需采集透视图像就可以完成安装过程，大大减少了医患辐射暴露量，相对“一种智能激光投影定位装置”的主机在安装上结构更加合理，安装操作更加的便捷（1分钟以内便能完成安装过程）。

“一种智能激光投影定位装置”的执行主机上、下校准平面是分离的，所以每次安装完成后，上下平面的距离都会有差异性，而激光点在下平面的运动是通过XY轴运动机构的平移和双轴运动机构的旋转来实现的，这就意味着上下平面的距离会影响下平面的运动结果，因此操作者必须在每次安装完成后都要对下平面校准靶上的标志点进行校准，操作难度高且耗费时间长；

本发明主机（即激光定位驱动装置）的上、下平面的运动均是通过平移来实现的，两个平面之间无关联，校准平面均在现主机内部，相对位置固定，因此校准过程相对原设备要更加简便，只需校准C臂机显示器上的透视图像即可。

“一种智能激光投影定位装置”中除主机外还包括安装支架和校准靶，其中安装支架用于连接执行主机与C臂机，在安装时起到调整执行主机上平面标识板与接收靶（下平面标识板）下平面平行和调整执行主机的上平面标识板与校准靶的下平面标识板同心的作用，安装支架具有X向（轴）角度调节装置、Y向（轴）角度调节装置、X向位置调节装置、Y向位置调节装置，具有四个自由度的微调功能，支架采用燕尾形滑轨，具有体积小、能承受较大倾覆力矩的特点；调节采用了螺旋副和蜗轮蜗杆副等减速装置，具有减速、省力的优点，达到了微调的效果，但是安装支架的加工精度要求极高，价格不菲；

本发明主机（即激光定位驱动装置）在安装时无需调整，取消安装支架及校准靶，这样就可以大大的简化整套导航设备及操作的繁琐复杂，使设备减少、操作变得简单快捷，同时减少了人为误差，提高了精度。

“一种智能激光投影定位装置”的执行主机必须安装在C臂X光机的发射器上，而发射器在手术床上方，术中医患辐射量较大，发射端形状不规则且金属构件少，设备与其连接稳定性较差；

本发明主机（即激光定位驱动装置）安装于C臂X光机的影像增强器上，大量减少术中医患辐射暴露量，影像增强器形状规则，（影像增强器为圆柱形）激光定位驱动装置与其连接的稳定性较强。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的，凡是本发明的简单变形或等效变换，应认为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.附属于C臂X光机的手术定位导航设备，其特征在于包括激光定位驱动装置、无线遥控器和图像数字化框，激光定位驱动装置、无线遥控器和图像数字化框之间无线连接；所述的激光定位驱动装置包括上平面运动机构、下平面运动机构、上平面标识板、下平面标识板、激光发射装置和驱动装置控制电路，上平面标识板与下平面标识板平行，上平面运动机构与上平面标识板连接，下平面运动机构与下平面标识板连接；所述的激光发射装置由激光头和激光管构成，激光管头部通过上关节球轴承安装在上平面标识板上，激光管尾部通过下关节球轴承安装在下平面标识板上，激光头与激光管尾部连接；所述的无线遥控器与驱动装置控制电路无线连接，驱动装置控制电路还分别与上平面X向步进电机、上平面Y向步进电机、下平面X向步进电机、下平面Y向步进电机、激光发射装置和行程开关组相连。

2.根据权利要求1所述的附属于C臂X光机的手术定位导航设备，其特征在于所述上平面运动机构设置有上平面X向滚珠丝杠装置、上平面Y向滚珠丝杠装置、上平面X向步进电机、上平面Y向步进电机，上平面X向步进电机与上平面X向滚珠丝杠装置连接，上平面Y向步进电机与上平面Y向滚珠丝杠装置连接，下平面运动机构设置有下平面X向滚珠丝杠装置、下平面Y向滚珠丝杠装置、下平面X向步进电机、下平面Y向步进电机，下平面X向步进电机与下平面X向滚珠丝杠装置连接，下平面Y向步进电机与下平面Y向滚珠丝杠装置连接。

3.根据权利要求1所述的附属于C臂X光机的手术定位导航设备，其特征在于所述行程开关组包括四个行程开关，四个形成开关分别用来检测上平面标识板和下平面标识板的位置。

4.根据权利要求1所述的附属于C臂X光机的手术定位导航设备，其特征在于所述上平面标识板设置有上平面标识，上平面标识由分别设置在上平面标识板的上下左右位置的四个上平面十字星及分别标识在该四个上平面十字星边上的数字1、2、3、4组成。

5.根据权利要求1所述的附属于C臂X光机的手术定位导航设备，其特征在于所述下平面标识板设置有下平面标识，下平面标识由分别设置在下平面标识板的上下左右位置的四个下平面十字星及分别标识在该四个下平面十字星边上的数字5、6、7、8组成。

6.根据权利要求1所述的附属于C臂X光机的手术定位导航设备，其特征在于所述上平面标识板设置有上平面标识，上平面标识由分别设置在上平面标识板的上下左右位置的四个上平面十字星及分别标识在该四个上平面十字星边上的数字1、2、3、4组成；所述下平面标识板设置有下平面标识，下平面标识由分别设置在下平面标识板的上下左右位置的四个下平面十字星及分别标识在该四个下平面十字星边上的数字5、6、7、8组成。

7.根据权利要求6所述的附属于C臂X光机的手术定位导航设备，其特征在于所述上平面标识的四个上平面十字星与下平面标识的四个下平面十字星一一对应，数字5、6、7、8在下平面十字星边上的位置分别与数字1、2、3、4在上平面十字星边上的位置不相同。

8.根据权利要求1或3或4或6所述的附属于C臂X光机的手术定位导航设备，其特征在于所述上平面标识板采用白色的ABS材料制成。

9.根据权利要求1或3或5或6所述的附属于C臂X光机的手术定位导航设备，其特征在于所述下平面标识板采用白色的ABS材料制成。

10.根据权利要求1所述的附属于C臂X光机的手术定位导航设备，其特征在于所述图像数字化框包括装夹装置、标识头移动装置、Y向透明方棒、数字化框步进电机、数字化框控制电路、数字化框电源、外壳，装夹装置与外壳连接，标识头移动装置、Y向透明方棒、数字化框步进电机、数字化框控制电路均安装在外壳上，Y向透明方棒安装在标识头移动装置上，标识头移动装置包括X向滑动单元、Y向传动单元，数字化框步进电机包括数字化框X向步进电机、数字化框Y向步进电机，X向滑动单元与数字化框X向步进电机连接，Y向传动单元与数字化框Y向步进电机连接，无线遥控器与数字化框控制电路无线连接，数字化框控制电路与数字化框X向步进电机、数字化框Y向步进电机均电连接，Y向透明方棒头部设置有十字位置标识头。

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