CN105055021A - 手术导航穿刺针的标定装置及其标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手术导航穿刺针的标定装置，包括：固定杆体、卡锁装置、滑动杆体、滑动销体和V型槽条。本发明还公开了一种应用于手术导航穿刺针的标定装置的标定方法，包括以下步骤：1)建立直角坐标系；2)确定V型凹槽槽沟在直角坐标系下的方向；3)确定固定杆体上方V型凹槽槽沟起始点在直角坐标系下的坐标；4)确定滑动销体上方的反光球球心初始坐标位置；5)锁紧手术导航穿刺针；6)手术导航穿刺针的针尖与滑动销体的销尖接触时，记录滑动销体上方的反光球球心的坐标；7)计算针尖的坐标和针轴方向；8)得到在手术导航穿刺针坐标下的针尖坐标和针轴方向。具有方便、快速和精确地标定不同规格穿刺针的方向和针尖三维坐标等优点。

Description

手术导航穿刺针的标定装置及其标定方法

技术领域

本发明涉及计算机辅助手术导航研究领域，具体是一种手术导航穿刺针的标定装置及其标定方法。

背景技术

手术导航系统已经广泛地应用在各种外科手术中，如神经外科、脊椎神经外科等，同时也用于胸腹部、组织活检穿刺等微创手术。手术导航系统能够通过定位系统将成像设备获取得到的三维图像数据与实际空间的病人位置进行注册，通过对实际空间中手术器械标记点的实时跟踪，获得手术器械在图像空间的实时三维显示，辅助医生进行精确地手术操作。常见的手术导航系统采用基于光学的手术导航技术。

在使用光学手术导航辅助外科手术前，首先需要对导航设备和手术器械进行标定，获取他们在光学导航定位仪坐标系下的坐标。穿刺针是一种常见的手术器械，对穿刺针针尖坐标和针轴方向的标定是手术导航术前和术中的一个关键环节。目前穿刺针的种类繁多，因手术用途不同而有不同的规格，不同厂家生产的穿刺针规格也不一致，差异主要体现在针体的长度、直径，以及针尖的形状有斜切和轴对称两种形态，因此还没有一种通用的模块或方法能够对不同规格的穿刺针进行快速方便地标定。当前标定手术穿刺针针尖的常用方法是采取旋转法，或者采用一种针对某种穿刺针定制的标定装置，标定装置上有一已知坐标位置的点，让针尖点击接触该点便可标定手术针尖。但这两种方法都无法在标定穿刺针针尖的同时标定穿刺针的针轴方向，穿刺针的针轴方向通常是通过针对某种规格的穿刺针制作的标记点安装器来确定，标记点安装器上至少存在两个标记点的连线方向与针轴方向平行。但这种确定穿刺针的针轴方向的方法，其精度依赖于标记点安装器的制作精度、所安装的穿刺针的握柄固定安装器处的形态及标记点安装器的安装方式，此方法通用性差。受这些因素及人工误差的影响，标定后得到的穿刺针的针轴方向与实际的穿刺针的针轴方向误差较大，从而导致穿刺过程中，穿刺针偏离原来的手术规划方向，影响手术导航的精度。

因此，设计一种不依赖标记点安装器，通用性强且能够方便、快速、准确地标定不同规格手术导航穿刺针的标定装置及标定方法，对于提高手术导航的精度有很大的必要，是现有技术中亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种手术导航穿刺针的标定装置，该标定装置的通用性强；该标定装置包括了固定杆体、卡锁装置、滑动杆体、滑动销体、V型槽条等；固定杆体上有V型凹槽，用于固定手术导航穿刺针，固定杆体的两侧伸出有支杆，支杆上钻有螺孔用于装卸建立基准坐标系的反光球；卡锁装置固定在固定杆体的V型凹槽起始端，用于锁紧穿刺针；滑动杆体下方有卡住固定杆体的卡槽，所述卡槽与固定杆体相互配合，滑动杆体在固定杆体上作直线滑动；滑动销体装置在滑动杆体内部的滑动槽中，可在滑动槽内作直线滑动，其上方装卸用于测量滑动销体相对固定杆体滑动距离的反光球；V型槽条固定在滑动杆体下方且与固定杆体的V型凹槽相互配合。

本发明的另一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种应用于手术导航穿刺针的标定装置的标定方法，该标定方法能够方便、快速、准确地标定不同规格的手术导航穿刺针。标定手术导航穿刺针时，将穿刺针从固定杆体上方的V型凹槽起始端穿入，直到手术导航穿刺针的针体完全平躺在V型凹槽内，使手术导航穿刺针的针尖处于固定杆体上的V型凹槽的槽沟的正上方，然后拧动卡锁装置上的旋转钮，固定住手术导航穿刺针，接着滑动滑动杆体向手术导航穿刺针的针尖靠近，直至滑动销体的销尖刚好与手术导航穿刺针的针尖接触，此时记录下光学导航系统所跟踪到的标定装置上所有的反光球球心的坐标，通过坐标变换便可标定出在手术导航穿刺针坐标系下的针尖坐标和针轴方向。

本发明的首要目的通过以下的技术方案实现：一种手术导航穿刺针的标定装置，包括：固定杆体、卡锁装置、滑动杆体、滑动销体和V型槽条。

所述固定杆体上铣有V型凹槽，固定杆体的两侧伸出有支杆，支杆上钻有螺孔；卡锁装置内部具有卡锁槽，卡锁装置内部具有卡锁条，卡锁装置安装于固定杆体的V型凹槽起始端；滑动杆体下方有卡住固定杆体的卡槽，滑动杆体的一侧伸出有支杆，支杆上钻有螺孔，滑动杆体内部具有滑动槽；滑动销体上方钻有螺孔，滑动销体位于滑动杆体内部的滑动槽中；V型槽条一端为斜切面，V型槽条固定在滑动杆体卡住固定杆体的卡槽内，V型槽条位于固定杆体的V型凹槽内，V型槽条具有斜切面的一端和固定杆体的V型凹槽起始端在同一侧。

所述固定杆体的V型凹槽用于固定手术导航穿刺针，固定杆体上的螺孔用于装卸建立基准坐标系的反光球；卡锁装置内部的卡锁条用于锁紧手术导航穿刺针；滑动杆体在固定杆体上作直线滑动，滑动杆体的滑动距离由手术导航穿刺针的长度来确定，滑动杆体上的螺孔用于装卸测量滑动杆体相对固定杆体滑动距离的反光球；滑动销体在滑动杆体内部滑动槽中作直线滑动，滑动销体上的螺孔用于装卸测量滑动销体相对固定杆体滑动距离的反光球，滑动销体的滑动距离由手术导航穿刺针的直径来确定；V型槽条一端的斜切面与滑动杆体内部的滑动槽的下端面共面，V型槽条与固定杆体的V型凹槽相互配合，V型槽条与滑动销体互相接触。

所述固定杆体上的V型凹槽主要用于放置各种规格的手术导航穿刺针；安装在固定杆体两侧支杆螺孔上用于装卸建立基准坐标系的反光球数量多于两个，且固定杆体上所有用于装卸建立基准坐标系的反光球之间的连线为折线。

卡锁装置包括固定体、卡锁条、弹簧和旋转钮，卡锁条穿过所述弹簧位于固定体中，在卡锁装置内部的卡锁槽中滑动，旋转钮套在穿过固定体的卡锁条上，旋转钮用于限制卡锁条的滑动位置，固定体能够安装在固定杆体上。

滑动杆体下方的卡槽与固定杆体相互配合，从而约束滑动杆体在固定杆体上沿着卡槽方向作直线滑动；滑动杆体一侧有旋转操作件，旋转操作件用于锁定滑动杆体与固定杆体之间的相对滑动；滑动杆体内设有滑动槽，滑动槽用于约束滑动销体的滑动方向和空间。

滑动销体装配于滑动杆体的滑动槽内，滑动销体在滑动杆体的滑动槽内作直线滑动，滑动销体的直线滑动分解为垂直于滑动杆体的滑动方向的滑动和平行于滑动杆体的滑动方向的滑动。

本发明的另一目的通过以下技术方案实现：一种应用于手术导航穿刺针的标定装置的标定方法，包括以下步骤：

1)根据光学导航系统跟踪到的所有用于建立基准坐标系的反光球球心坐标，建立起固定杆体的OXYZ直角坐标系；

2)通过固定杆体上反光球与V型凹槽槽沟的相对几何关系，确定V型凹槽槽沟在固定杆体的OXYZ直角坐标系下的方向

3)根据固定杆体上反光球与V型凹槽槽沟的相对几何关系，确定固定杆体上方V型凹槽槽沟起始点Vin在固定杆体的OXYZ直角坐标系下的坐标P_Vin，同时根据固定杆体的制作尺寸确定固定杆体的V型凹槽槽沟起始点Vin沿着槽沟方向到滑动杆体的最短距离d；

4)通过光学导航系统跟踪滑动销体上方的反光球球心坐标，确定滑动销体上方的反光球球心在固定杆体的OXYZ直角坐标系下的初始坐标位置P_{pin_ori}，在所述初始坐标位置P_{pin_ori}滑动销体的销尖与固定杆体的V型凹槽槽沟相互接触，滑动杆体到V型凹槽槽沟起始点Vin的距离最短，所述距离为d；

5)标定手术导航穿刺针时，手术导航穿刺针的针尖从固定杆体的V型凹槽起始端穿入，当手术导航穿刺针的针体完全进入到固定杆体的V型凹槽内后，使用卡锁装置锁紧手术导航穿刺针；

6)滑动滑动杆体向手术导航穿刺针的针尖靠近，直到手术导航穿刺针的针尖与滑动销体的销尖接触时，停止滑动，记录此时滑动销体上方的反光球球心在固定杆体的OXYZ直角坐标系下的坐标P_{pin_dist}；

7)计算出针尖在固定杆体的OXYZ直角坐标系下的坐标P_tip和针轴方向

8)针尖坐标P_tip和针轴方向通过坐标变换得到在手术导航穿刺针的O′X′Y′Z′直角坐标系下的针尖坐标和针轴方向。

具体的，所述步骤(1)中，固定杆体的OXYZ直角坐标系定义如下：以固定杆体上表面为XOY平面，固定杆体的V型凹槽的槽沟方向和X轴方向平行，且从V型凹槽的槽沟的起始端指向V型凹槽的槽沟的末端的方向为X轴正方向，V型凹槽的槽沟的起始点在XOY平面的投影为原点；Z轴定义为过原点且垂直于固定杆体上表面，原点指向固定杆体的上表面方向为正方向；使用右手定则确定Y轴方向。

具体的，所述步骤(2)中，固定杆体的V型凹槽的槽沟在固定杆体的OXYZ直角坐标系下的方向

具体的，所述步骤(3)中，固定杆体的V型凹槽的槽沟起始点Vin在固定杆体的OXYZ直角坐标系下的坐标为P_Vin＝(0,0,-z_Vin)，其中z_Vin为固定杆体的上表面到点Vin的距离；同时根据固定杆体的制作尺寸确定固定杆体的V型凹槽的槽沟起始点Vin沿着槽沟方向到滑动杆体的最短距离d。

具体的，所述步骤(4)中，滑动销体上方的反光球球心在固定杆体的OXYZ直角坐标系下的初始坐标位置为P_{pin_ori}＝(d,0,z_{pin_ori})，其中z_{pin_ori}为反光球中心到固定杆体的上表面的距离，在所述初始坐标位置P_{pin_ori}滑动杆体到固定杆体的V型凹槽的起始端的距离最短，此最短距离为d，且滑动销体的销尖与固定杆体的V型凹槽相接触。

具体的，所述步骤(5)中，在标定手术导航穿刺针时，首先让手术导航穿刺针的针尖缓慢从固定杆体的V型凹槽的起始端穿入，当手术导航穿刺针的针体完全进入到固定杆体的V型凹槽内后，沿着手术导航穿刺针的针轴方向旋转，使手术导航穿刺针的针尖正好位于固定杆体的V型凹槽槽沟的正上方，接着使用卡锁装置上的卡锁条锁紧手术导航穿刺针。

具体的，所述步骤(6)中，滑动滑动杆体向手术导航穿刺针的针尖移动，直到手术导航穿刺针的针尖刚好与滑动销体的销尖接触，停止滑动并拧动滑动杆体一侧的旋转控制件锁紧滑动杆体，同时记录滑动销体上方的反光球球心在固定杆体的OXYZ直角坐标系下的坐标为P_{pin_dist}＝(x_{pin_dist},0,z_{pin_dist})。

具体的，所述步骤(7)中，手术导航穿刺针的针尖在固定杆体的OXYZ直角坐标系下的坐标P_tip可通过下面公式计算：

P_tip＝(x_{pin_dist}-x_{pin_ori}+d,0,-z_Vin+(z_{pin_dist}-z_{pin_ori}))，

而手术导航穿刺针的针轴方向即与V型凹槽的槽沟方向平行，故：

具体的，所述步骤(8)中，通过光学导航系统获取标定时安装在手术导航穿刺上的所有反光球球心与标定装置上的所有反光球球心在光学手术导航系统坐标系下的坐标，便可得到从标定装置固定杆体上的所有反光球球心确定的OXYZ直角坐标系下的坐标变换到安装在手术导航穿刺针上的所有反光球球心确定的O′X′Y′Z′直角坐标系下的坐标的变换矩阵_needleT^CalibStru，因此，在手术导航穿刺针的O′X′Y′Z′直角坐标系下的针尖坐标P′_tip及针轴方向可通过下面公式计算得到：

相对于现有技术，本发明具有如下的优点与有益效果：

(1)本发明能够适用于不同直径、不同针尖切口的手术导航穿刺针，通用性强。

(2)独特的结构设计及标定方法使得标定手术导航穿刺针的针尖坐标和针轴方向的操作更加方便快捷，有效地缩短手术导航穿刺针的标定时间。

(3)能够高精度地标定手术导航穿刺针的针尖坐标及针轴方向，提高手术导航的精度。

附图说明

图1为手术导航穿刺针的标定装置的立体外观正面图。

图2为手术导航穿刺针的标定装置的立体外观反面图。

图3为手术导航穿刺针的标定装置的爆炸图。

图4a为手术导航穿刺针的标定装置的俯视图。

图4b为手术导航穿刺针的标定装置的剖面视图。

图4c为手术导航穿刺针的标定装置相互配合的滑动杆体和滑动销体的局部放大图。

图5a为手术导航穿刺针的标定装置标定穿刺针时的俯视图。

图5b为手术导航穿刺针的标定装置标定穿刺针时的剖面视图。

图5c为手术导航穿刺针的标定装置标定穿刺针时相互接触的滑动杆体、滑动销体和手术导航穿刺针的针尖的局部放大图。

图中，10表示固定杆体，20表示滑动杆体，21表示滑动杆体的旋转控制件，30表示卡锁装置，31表示旋转钮，32表示长螺钉，33表示固定体，34表示卡锁条，40表示滑动销体，41表示滑动销体位置固定钮，50表示V型槽条，60表示防脱离固定条，61表示短螺钉，70表示反光球，80表示手术导航穿刺针，81表示手术导航穿刺针的针尖。

具体实施方式

为便于说明本发明于上述发明内容一栏中所表示的中心思想，兹以具体实施例表达。实施例中各种不同物件是按适于说明的比例、尺寸、变形量或位移量而描绘，而非按实际元件的比例予以绘制，事先叙明。且以下的说明中，类似的元件是以相同的编号来表示。

实施例

如图1、图2、图3、图4a、图4b、图4c、图5a、图5b和图5c所示，本发明的手术导航穿刺针的标定装置，包括：一固定杆体10、一滑动杆体20、一卡锁装置30、一滑动销体40、一V型槽条50、一防滑锁条60、几个反光球70。各部件的组合及位置关系，详述如下：

该固定杆体10的主杆中心轴线上开有V型凹槽，固定杆体的主杆两侧有垂直伸出的支杆，支杆上开有螺孔，螺孔用于装卸反光球。卡锁装置包括旋转钮31、长螺钉32、固定体33、卡锁条34和弹簧组成，卡锁条34套上弹簧后，穿过固定体33，其外螺纹段与旋转钮31的内螺纹配合在一起，通过4个长螺钉32将卡锁装置固定到固定杆体10的V型凹槽起始端；V型槽条50固定到滑动杆体20上，然后将滑动销体40安装到滑动杆体20内45°切向的滑动槽中，滑动销体位置固定钮41通过内螺纹与滑动销体40上方的外螺纹段配合到一起，约束滑动销体40在滑动杆体40内的滑动槽中的滑动位置。滑动杆体20下方的沟槽与固定杆体10相互配合，约束滑动杆体20在固定杆体10上作直线滑动，通过滑动杆体20上的锁定旋转控制件21将滑动杆体20锁定在固定杆体10上。滑动杆体20与固定杆体10配合后，为防止滑动杆体20脱离固定杆体10，在固定杆体10的V型凹槽的末端通过短螺钉61将一个防脱离固定条60固定到固定杆体10上，从而达到防止滑动杆体20脱离固定杆体10的目的。最后再将反光球70都装配到标定装置的对应位置上。

上述标定装置进行标定手术导航穿刺针80时，首先根据光学导航系统跟踪到固定杆体10上的所有反光球球心的坐标建立固定杆体10的OXYZ直角坐标系，图4a和图4b所示，其定义如下：以固定杆体10的上表面为XOY平面，固定杆体10的V型凹槽的槽沟方向和X轴方向平行，且从固定杆体10的V型凹槽的槽沟的起始端指向固定杆体10的V型凹槽的槽沟末端方向为X轴正方向，固定杆体10的V型凹槽的槽沟起始点在XOY平面的投影为原点；Z轴定义为过原点且垂直于固定杆体10的上表面，原点指向固定杆体10的上表面方向为正方向；使用右手定则确定Y轴方向。固定杆体10的OXYZ直角坐标系确定后，固定杆体10的V型凹槽的槽沟在固定杆体10的OXYZ直角坐标系下的方向为而V型凹槽槽沟起始点Vin在固定杆体10的OXYZ直角坐标系下的坐标P_Vin＝(0,0,-z_Vin)，其中z_Vin为固定杆体10的上表面到点Vin的距离；同时根据固定杆体10的制作尺寸确定固定杆体10的V型凹槽的槽沟起始点Vin沿着槽沟方向到滑动杆体20的最短距离d。滑动销体40上方的反光球球心在固定杆体10的OXYZ直角坐标系下的初始坐标位置为P_{pin_ori}＝(d,0,z_{pin_ori})，其中z_{pin_ori}为反光球球心到XOY平面的距离，在所述初始坐标位置滑动杆体20到固定杆体10的V型凹槽的槽沟起始点Vin的距离最短，此最短距离为d，且滑动销体40的销尖与固定杆体10的V型凹槽相接触。然后开始标定手术导航穿刺针的针尖81的坐标和针轴方向，首先拧动卡锁装置30的旋转钮31，控制卡锁装置30的卡锁条34往上移动，直到手术导航穿刺针80能够顺着固定杆体10的V型槽起始端穿入；滑动滑动杆体20，使得手术导航穿针80的针体部分完全平躺在固定杆体10的V型凹槽内；拧动卡锁装置30的旋转钮31，在弹簧的反弹力作用下，卡锁条34锁紧手术导航穿刺针80；同时移动滑动杆体20和滑动销体40，使得手术导航穿刺针的针尖81同时与滑动销体40的销尖及V型槽条50的斜切面刚好接触，如图5c所示；当手术导航穿刺针的针尖81与滑动销体40的销尖刚好接触时，记录下滑动销体40上的反光球球心在固定杆体10的OXYZ直角坐标系下的坐标P_{pin_dist}＝(x_{pin_dist},0,z_{pin_dist})。因此手术导航穿刺针的针尖81在固定杆体10的OXYZ直角坐标系下的坐标P_tip可通过公式计算得到：

P_tip＝(x_{pin_dist}-x_{pin_ori}+d,0,-z_Vin+(z_{pin_dist}-z_{pin_ori}))，

而手术导航穿刺针80的针轴方向与固定杆体10的V型凹槽的槽沟方向平行，即同样，手术导航穿刺针80也以安装在其上的反光球球心坐标为基准建立O′X′Y′Z′直角坐标系，通过光学导航系统获取标定时手术导航穿刺针80上的所有反光球球心与标定装置上的所有反光球球心在光学导航系统坐标系下的坐标，便可得到从标定装置上的所有反光球球心坐标确定的坐标系变换到手术导航穿刺针80上的所有反光球球心坐标确定的坐标系的变换矩阵_needleT^CalibStru，因此，手术导航穿刺针80的O′X′Y′Z′直角坐标系下手术导航穿刺针的针尖81的坐标P′_tip及手术导航穿刺针80的针轴方向可通过下面公式计算得到：

P′_tip＝_needleT^CalibStru*(P_tip)^T，

式中，(P_tip)^T表示P_tip的转置；

式中，表示的转置。

虽然本发明是以最佳实施例做说明，但本领域技术人员能在不脱离本发明精神与范畴下做各种不同形式的改变。以上所举实施例仅用以说明本发明而已，非用以限制本发明的权利要求保护范围。举凡不违本发明精神所做出的种种修改或变化，俱属本发明权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种手术导航穿刺针的标定装置，其特征在于，包括：固定杆体、卡锁装置、滑动杆体、滑动销体和V型槽条；

所述固定杆体上铣有V型凹槽，所述固定杆体的两侧伸出有支杆，所述支杆上钻有螺孔；所述卡锁装置内部具有卡锁槽，所述卡锁装置内部具有卡锁条，所述卡锁装置安装于固定杆体的V型凹槽起始端；所述滑动杆体下方有卡住固定杆体的卡槽，所述滑动杆体的一侧伸出有支杆，所述支杆上钻有螺孔，所述滑动杆体内部具有滑动槽；所述滑动销体上方钻有螺孔，所述滑动销体位于滑动杆体内部的滑动槽中；所述V型槽条一端为斜切面，所述V型槽条固定在滑动杆体卡住固定杆体的卡槽内，所述V型槽条位于固定杆体的V型凹槽内，所述V型槽条具有斜切面的一端和固定杆体的V型凹槽起始端在同一侧；

所述固定杆体的V型凹槽用于固定手术导航穿刺针，所述固定杆体上的螺孔用于装卸建立基准坐标系的反光球；所述卡锁装置内部的卡锁条用于锁紧手术导航穿刺针；所述滑动杆体在固定杆体上作直线滑动，所述滑动杆体的滑动距离由手术导航穿刺针的长度确定，所述滑动杆体上的螺孔用于装卸测量滑动杆体相对固定杆体滑动距离的反光球；所述滑动销体在滑动杆体内部滑动槽中作直线滑动，所述滑动销体上的螺孔用于装卸测量滑动销体相对固定杆体滑动距离的反光球，所述滑动销体的滑动距离由手术导航穿刺针的直径确定；所述V型槽条一端的斜切面与滑动杆体内部的滑动槽的下端面共面，所述V型槽条与固定杆体的V型凹槽相互配合，所述V型槽条与滑动销体互相接触。

2.根据权利要求1所述的手术导航穿刺针的标定装置，其特征在于，所述固定杆体上的V型凹槽用于放置任意规格的手术导航穿刺针；安装在固定杆体两侧支杆螺孔上的用于装卸建立基准坐标系的反光球数量至少为三个，当所述固定杆体上用于装卸建立基准坐标系的反光球数量为三个或者三个以上时，所述用于装卸建立基准坐标系的反光球之间的连线为折线。

3.根据权利要求1所述的手术导航穿刺针的标定装置，其特征在于，所述卡锁装置包括固定体、卡锁条、弹簧和旋转钮，所述卡锁条穿过所述弹簧位于所述固定体中，在卡锁装置内部的卡锁槽中滑动，所述旋转钮套在穿过固定体的卡锁条上，所述旋转钮用于限制卡锁条的滑动位置，所述固定体安装在固定杆体上。

4.根据权利要求1所述的手术导航穿刺针的标定装置，其特征在于，所述滑动杆体下方的卡槽与固定杆体相互配合，从而约束滑动杆体在固定杆体上沿着卡槽方向作直线滑动；滑动杆体一侧有旋转操作件，所述旋转操作件用于锁定滑动杆体与固定杆体之间的相对滑动；滑动杆体内设有滑动槽，所述滑动槽用于约束滑动销体的滑动方向和空间。

5.根据权利要求1所述的手术导航穿刺针的标定装置，其特征在于，所述滑动销体装配于滑动杆体的滑动槽内，所述滑动销体在滑动杆体的滑动槽内作直线滑动，所述滑动销体的直线滑动分解为垂直于滑动杆体的滑动方向的滑动和平行于滑动杆体的滑动方向的滑动。

6.一种应用于根据权利要求1所述的手术导航穿刺针的标定装置的标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据光学导航系统跟踪到的所有用于建立基准坐标系的反光球球心坐标，建立起固定杆体的OXYZ直角坐标系；

2)通过固定杆体上反光球与V型凹槽槽沟的相对几何关系，确定V型凹槽槽沟在固定杆体的OXYZ直角坐标系下的方向

3)根据固定杆体上反光球与V型凹槽槽沟的相对几何关系，确定固定杆体上方V型凹槽槽沟起始点Vin在固定杆体的OXYZ直角坐标系下的坐标P_Vin，同时根据固定杆体的制作尺寸确定固定杆体的V型凹槽槽沟起始点Vin沿着槽沟方向到滑动杆体的最短距离d；

4)通过光学导航系统跟踪滑动销体上方的反光球球心坐标，确定滑动销体上方的反光球球心在固定杆体的OXYZ直角坐标系下的初始坐标位置P_{pin_ori}，在所述初始坐标位置P_{pin_ori}滑动销体的销尖与固定杆体的V型凹槽槽沟相互接触，滑动杆体到V型凹槽槽沟起始点Vin的距离最短，所述距离为d；

5)标定手术导航穿刺针时，手术导航穿刺针的针尖从固定杆体的V型凹槽起始端穿入，当手术导航穿刺针的针体完全进入到固定杆体的V型凹槽内后，使用卡锁装置锁紧手术导航穿刺针；

6)滑动所述滑动杆体向手术导航穿刺针的针尖靠近，直到手术导航穿刺针的针尖与滑动销体的销尖接触时，停止滑动，记录此时滑动销体上方的反光球球心在固定杆体的OXYZ直角坐标系下的坐标P_{pin_dist}；

7)计算出针尖在固定杆体的OXYZ直角坐标系下的坐标P_tip和针轴方向

8)针尖坐标P_tip和针轴方向通过坐标变换得到在手术导航穿刺针的O′X′Y′Z′直角坐标系下的针尖坐标和针轴方向。