CN104127244A - 一种被动式红外线反光小球及其使用方法 - Google Patents
一种被动式红外线反光小球及其使用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种被动式红外线反光小球，包括球体、反光镀膜、安装基座入口、安装基座和安装架，该小球结构合理、制备成本较低。与主动式红外线反光小球相比，本发明涉及的小球不需要电力提供红外光，所以由其组成的集合个体小，并且不受电线限制，可灵活自由安置在手术器械的各个位置。更为重要的是其不会产生红外光源以致干扰其他手术器械，本发明还可以根据医生需求定制被动式红外线反光小球集合的形状和位置，扩大了手术器械的可见范围。本发明还提供了一种被动式红外线反光小球的使用方法，将球体作为手术器械上的参考点，通过导航仪发射红外线，球体将红外线反射至导航仪上，导航仪结合相应算法计算出手术器械的位置，精准度高。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体地是涉及一种被动式红外线反光小球及其使用方法。
背景技术
目前，在手术导航中，需要对手术器械的位置进行跟踪。现有的导航仪结构复杂，工作性能不理想。
红外光学定位系统(导航仪)通过发射红外光,经过主动式反光小球的反射,导航仪能够准确的识别由多个主动式反光小球组成的小球集合,并通过相对坐标转换算法,计算出手术器械尖端的坐标,实现手术器械的定位。
但是采用上述方案中的主动式红外线反光小球不仅需要电力提供红外光且容易受电线限制，而且其本身会产生红外光源,有可能干扰其他手术器械，整体精度受限。其本身需要配备电线，整体结构相对较大、安装位置不够灵活、生产成本较高。
发明内容
本发明旨在提供一种体积小、无需产生红外光源的被动式红外线反光小球及其在医疗器械领域的使用方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种被动式红外线反光小球，包括球体、抗菌膜、反光镀膜、安装基座入口、安装基座和安装架。
其中所述抗菌膜粘附在所述球体表面，所述反光镀膜粘结在所述抗菌膜外围，所述球体内设有一安装基座入口，所述安装基座包括基座顶端和螺纹部，所述基座顶端通过所述安装基座入口固定在所述球体上，所述螺纹部旋入所述安装架上的螺纹孔内将所述安装基座固定在所述安装架上。
所述球体的直径为11.5mm，所述抗菌膜的厚度为50μm，所述反光镀膜的厚度为50μm，所述球体为ABS树脂球体。
进一步地所述安装基座整体长度为14mm。
进一步地所述安装架为被动刚体安装架。
进一步地所述安装基座为不锈钢安装基座。
一种被动式红外线反光小球的使用方法，包括如下步骤：
S1：将多个被动式红外线反光小球通过安装基座固定在安装架上；
S2：将所述安装架安装在手术器械上；
S3：导航仪发射红外光至多个所述被动式红外线反光小球，每一所述被动式红外线反光小球将所述红外光反射回所述导航仪，所述导航仪计算出所述手术器械的位置。
进一步地所述步骤S3中所述导航仪通过相对坐标转换算法计算出所述手术器械的位置。
进一步地所述被动式红外线反光小球的数量为4个。
进一步地所述手术器械为口腔手术器械。
采用上述技术方案，本发明至少包括如下有益效果：
1.本发明所述的被动式红外线反光小球，结构合理、制备成本较低。与主动式红外线反光小球相比,本发明涉及的小球不需要电力提供红外光,所以由其组成的集合个体小，并且不受电线限制,可灵活自由安置在手术器械的各个位置。更为重要的是其不会产生红外光源以致干扰其他手术器械，本发明还可以根据医生需求定制被动式红外线反光小球集合的形状和位置,扩大了手术器械的可见范围。
2.本发明所述的被动式红外线反光小球，反光镀膜包覆整个球体，即可以保证从各个方位发射的红外线都可以很好的被反射回去，使得被动式红外线反光小球的位置安装更加灵活和方便。同时抗菌膜的使用也可以保证被动式红外线反光小球不易滋生细菌，可以更好的保证手术效果。
3.本发明所述的被动式红外线反光小球的使用方法，将球体作为手术器械上的参考点，通过导航仪发射红外线，球体本身上粘结有反光镀膜，将发射的红外线反射至导航仪上，导航仪结合相应算法计算出手术器械的位置，精准度高。
附图说明
图1为一种实施例所述的被动式红外线反光小球的拆分结构示意图；
图2为一种实施例所述的被动式红外线反光小球的使用状态下的结构示意图；
图3为一种实施例所述的被动式红外线反光小球的使用状态下的结构示意图；
图4为一种实施例所述的被动式红外线反光小球的使用方法流程图。
其中：1.球体，2.反光镀膜,3.安装基座入口,4.安装基座，5.安装架，10.抗菌膜，41.基座顶端，42.螺纹部，51.螺纹孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1
如图1至图3所示，为符合本发明的一种被动式红外线反光小球，包括球体1、抗菌膜10、反光镀膜2、安装基座入口3、安装基座4和安装架5。
其中所述抗菌膜10粘附在所述球体表面，所述反光镀膜2粘结在所述抗菌膜10外围，所述球体1内设有一安装基座入口3，所述安装基座4包括基座顶端41和螺纹部42，所述基座顶端41通过所述安装基座入口3固定在所述球体1上，所述螺纹部42旋入所述安装架5上的螺纹孔51内将所述安装基座4固定在所述安装架5上。所述抗菌膜10可以为常规的医疗用抗菌膜，本实施例所述抗菌膜10优选使用麦德美欧图钛(MacDermid Autotype)公司生产的抗菌薄膜，其可以有效地防止传染细菌的滋生和交叉感染。当然本领域技术人员还可以根据实际的使用需求进行相应的调整，本实施例对此不作限定。所述反光镀膜2的材质选择为本领域技术人员的常规技术手段，本领域技术人员应当知晓，故此处不再赘述。
所述球体1的直径为11.5mm，所述抗菌膜10的厚度为50μm，所述反光镀膜2的厚度为50μm，所述球体1为ABS树脂球体1。ABS树脂是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料，采用ABS树脂制备所述球体1，制备工艺简单、产品性能优异、加工成本较低，适合工业生产。
本实施例的原理在于：将所述安装架5固定在手术器械上，实际使用过程中，需要导航仪发出红外线至所述被动式红外线反光小球上，所述反光镀膜2具有反射光线的功能，将所述红外线反射回所述导航仪，所述导航仪进而通过分析反射回的红外线来确定所述手术器械的位置，从而达到精确定位的效果。其中所述反光镀膜2包覆整个所述球体1，即可以保证从各个方位发射的红外线都可以很好的被反射回去，所述被动式红外线反光小球的位置安装更加灵活和方便。同时所述抗菌膜10的使用也可以保证所述被动式红外线反光小球不易滋生细菌，可以更好的保证手术效果。
优选地所述安装基座4整体长度为14mm，即从所述基座顶端41到所述螺纹部42的长度为14mm，略大于所述球体1的直径大小。
所述安装架5为被动刚体安装架5，众所周知刚体为在任何力的作用下，体积和形状都不发生改变的物体，而所述被动刚体的特点为不运动、不受各种场(重力场、风场等)的影响、不发生形变。所述被动刚体采用精密金属加工，材质一般为铝或者钢，有硬度且不易变形，表面经过发黑处理，确保不影响所述被动式红外线反光小球的反光，并且保证表面不发生氧化。本实施例采用被动刚体安装架5，可以很好的将所述球体1固定在手术器械上，保证其不会发生移动，使得测量精度得以保证。所述被动刚体安装架5的具体结构可以为三角形结构，如图2所示；也可以为十字架结构，如图3所示。本实施例对所述被动刚体安装架5的结构不作限定，本领域技术人员完全可以根据实际的使用需求进行相应的调整。
优选地所述安装基座4为不锈钢安装基座4，其成本较低、并且可以多次使用，使用寿命较长。
本实施例所述的被动式红外线反光小球，结构合理、制备成本较低。与主动式红外线反光小球相比,本实施例涉及的小球不需要电力提供红外光,所以由其组成的集合个体小，并且不受电线限制,可灵活自由安置在手术器械的各个位置。更为重要的是其不会产生红外光源以致干扰其他手术器械，本发明还可以根据医生需求定制被动式红外线反光小球集合的形状和位置,扩大了手术器械的可见范围。
实施例2
如图4所示，一种被动式红外线反光小球的使用方法，包括如下步骤：
S1：将多个被动式红外线反光小球通过安装基座固定在安装架上；
S2：将所述安装架安装在手术器械上，安装在所述手术器械的具体位置可以根据实际的使用需求进行相应的设定，本领域技术人员应当知晓，本实施例对此不作限定。
S3：导航仪发射红外光至多个所述被动式红外线反光小球，每一所述被动式红外线反光小球将所述红外光反射回所述导航仪，所述导航仪计算出所述手术器械的位置。
所述导航仪优选包括定位传感器、激光发射器、处理器和显示器。所述激光发射器用于发射红外线给所述被动式红外线反光小球，经由所述被动式红外线反光小球反射回至所述定位传感器，所述定位传感器获取反射回的红外线信息并发送给所述处理器分析处理，并将处理结果经由所述显示器显示。所述被动式红外线反光小球在使用过程中不会产生红外光源,进而也就不会干扰其他手术器械，可以在一定程度上确保定位的精准度。
所述步骤S3中所述导航仪通过相对坐标转换算法计算出所述手术器械的位置。由于所述相对坐标转换算法为本领域技术人员的常规技术手段，故此处不再赘述。
优选地所述被动式红外线反光小球的数量为4个，该数量是在大量实验的基础上获得的，即在不损失定位精度的前提下，最大限度的提高了整体的灵活性。在研发阶段以及临床阶段，已经尝试做过很多形状的小球集合，能够达到预期的定位效果,结合自主设计的安装基座,能很灵活的搭配使用在各种手术器械上。当然本领域技术人员为了进一步保证测量的精度，可以适当增加所述被动式红外线反光小球的数量，本实施例对此不作限定。
优选地所述手术器械为口腔手术器械。
本实施例所述的被动式红外线反光小球的使用方法，将球体作为手术器械上的参考点，通过导航仪发射红外线，球体本身上可以粘结有反光镀膜，将发射的红外线反射至导航仪上，导航仪结合相应算法计算出手术器械的位置，精准度高。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的任何等同变化，均应仍处于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (8)
1.一种被动式红外线反光小球，其特征在于，包括球体、抗菌膜、反光镀膜、安装基座入口、安装基座和安装架；
其中所述抗菌膜粘附在所述球体表面，所述反光镀膜粘结在所述抗菌膜外围，所述球体内设有一安装基座入口，所述安装基座包括基座顶端和螺纹部，所述基座顶端通过所述安装基座入口固定在所述球体上，所述螺纹部旋入所述安装架上的螺纹孔内将所述安装基座固定在所述安装架上；
所述球体的直径为11.5mm，所述抗菌膜的厚度为50μm，所述反光镀膜的厚度为50μm，所述球体为ABS树脂球体。
2.如权利要求1所述的被动式红外线反光小球，其特征在于：所述安装基座整体长度为14mm。
3.如权利要求2所述的被动式红外线反光小球，其特征在于：所述安装架为被动刚体安装架。
4.如权利要求1-3任一所述的被动式红外线反光小球，其特征在于：所述安装基座为不锈钢安装基座。
5.一种被动式红外线反光小球的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将多个被动式红外线反光小球通过安装基座固定在安装架上；
S2：将所述安装架安装在手术器械上；
S3：导航仪发射红外光至多个所述被动式红外线反光小球，每一所述被动式红外线反光小球将所述红外光反射回所述导航仪，所述导航仪计算出所述手术器械的位置。
6.如权利要求5所述的被动式红外线反光小球的使用方法，其特征在于：所述步骤S3中所述导航仪通过相对坐标转换算法计算出所述手术器械的位置。
7.如权利要求6所述的被动式红外线反光小球的使用方法，其特征在于：所述被动式红外线反光小球的数量为4个。
8.如权利要求5-7任一所述的被动式红外线反光小球的使用方法，其特征在于：所述手术器械为口腔手术器械。
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