CN109431600B - 一种用于手术导航的激光注册仪及控制电路和控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于手术导航的激光注册仪及控制电路和控制方法,其中所述用于手术导航的激光注册仪控制电路包括信号接收模块、控制模块和激光输出模块,由信号接收模块接收外部定位系统输出的通讯信号、并将所述通讯信号进行滤波整形放大处理后输出啁啾信号至控制模块,由控制模块根据啁啾信号输出触发信号至激光输出模块,由激光输出模块持续输出用于辅助定位的可见光束,并根据触发信号输出具有预设占空比的不可见光束至目标位置。本发明能够实现激光注册仪与外部定位系统的通讯连接,使得激光注册仪分别输出两路不同的光束,无需贴标记点即可实现术前注册,保证了定位系统数据采集的可靠性,提高手术导航的精度。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域,特别涉及一种用于手术导航的激光注册仪及控制电路和控制方法。
背景技术
手术导航仪系统广泛应用于神经外科、骨科和耳鼻咽喉等需要利用医学影像引导定位的微创外科手术。其原理是以患者的术前影像学资料为数据源建立图像坐标,用定位系统数据源建立空间坐标,通过计算两个坐标系的转换关系实现由空间坐标系向图像坐标系的转换,从而达到在手术中实时跟踪获取手术器械的目的。因此,具备精准定位的导航系统是微创外科手术成功的关键。
在实际应用过程中,导航定位系统、影像图像扫描层厚、跟踪器的精度等系统误差,以及操作人员的偶然误差和术中组织的漂移等,都会使导航精度下降。同时术前注册是导航手术中至关重要的步骤,也是影响导航精度的重要环节。目前,常规的注册方式有三种:体表解剖标记注册、头皮标记物注册以及激光扫描注册。但是现有的利用激光扫描注册所采用的激光注册仪并不具备通讯功能和功率调制功能,进而会存在如下两个问题:一、激光功率未经过调制,总功率太高,不符合安全标。二、不具备通讯功能的情况下,定位系统采集到的数据来源不可靠,容易受到手术室复杂环境的干扰,影响手术导航的精度。
因而现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处,本发明的目的在于提供一种用于手术导航的激光注册仪及控制电路和控制方法,能够实现激光注册仪与外部定位系统的通讯连接,使得激光注册仪分别输出两路不同的光束,无需贴标记点即可实现术前注册,保证了定位系统数据采集的可靠性,提高手术导航的精度。
为了达到上述目的,本发明采取了以下技术方案:
一种用于手术导航的激光注册仪控制电路,包括信号接收模块、控制模块和激光输出模块,由信号接收模块接收外部定位系统输出的通讯信号、并将所述通讯信号进行滤波整形放大处理后输出啁啾信号至控制模块,由控制模块根据所述啁啾信号输出触发信号至激光输出模块,由激光输出模块持续输出用于辅助定位的可见光束,并根据触发信号输出具有预设占空比的不可见光束至目标位置。
所述的激光注册仪控制电路,还包括供电模块和指示模块,由供电模块为所述信号接收模块、控制模块、激光输出模块和指示模块供电,由指示模块在供电模块输出的供电电压低于预设电压或者激光注册仪开启成功时输出指示信息。
所述的激光注册仪控制电路中,所述激光输出模块包括第一激光输出单元和第二激光输出单元,所述第一激光输出单元用于根据触发信号输出具有预设占空比的不可见光束,所述第二激光输出单元用于输出用于辅助定位的可见光束。
所述的激光注册仪控制电路中,所述供电模块包括供电单元和升压单元,所述供电单元用于输出第一电压至升压模块和激光输出模块,所述升压模块用于将所述第一电压升压至第二电压后分别输出至信号接收模块、控制模块和指示模块。
所述的激光注册仪控制电路中,所述信号接收模块包括光电接收二极管、第一电阻、第二电阻、第一MOS管、第一电感、第二电感、第三电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容和第一控制芯片;所述光电接收二极管的负极、第三电容的一端、第四电容的一端和第一控制芯片的第8脚均通过第二电阻连接5V电源端,所述第三电容的另一端和第四电容的另一端均接地,所述光电接收二极管的正极连接第一控制芯片的第1脚、第二电感的一端和第十电容的一端;所述第二电感的另一端和第三电感的一端通过第九电容连接第一控制芯片的第2脚和第3脚,所述第十电容的另一端和第三电感的另一端均接地;所述第一控制芯片的第14脚和第15脚均通过第八电容接地;所述第一控制芯片的第4脚通过第七电容连接第一控制芯片的第13脚;所述第一控制芯片的第11脚和第12脚分别通过第五电容和第六电容接地;所述第一控制芯片的第5脚通过第二电容与第一控制芯片的第6脚连接;所述第一控制芯片的第16脚接地;所述第一控制芯片的第7脚连接第一电容的一端和第一电感的一端,所述第一控制芯片的第10脚连接第一电容的另一端和第一电感的另一端;所述第一控制芯片的第9脚连接第一MOS管的栅极,所述第一MOS管的漏极连接控制模块、并通过第一电阻连接5V电源端;所述第一MOS管的源极接地。
所述的激光注册仪控制电路中,所述控制模块包括第二控制芯片、第三电阻和第四电阻,所述第二控制芯片的第1脚连接5V电源端、并通过第四电阻连接第二控制芯片的第4脚;所述第二控制芯片的第2脚连接指示模块;所述第二控制芯片的第3脚连接信号接收模块;所述第二控制芯片的第5脚连接VBat电源端;所述第二控制芯片的第7脚连接激光发射模块、并通过第三电阻连接5V电源端;所述第二控制芯片的第8脚接地。
所述的激光注册仪控制电路中,所述第一激光输出单元包括第五电阻、第一发光二极管和第二MOS管;所述第五电阻的一端连接VBat电源端,所述第五电阻的另一端连接第一发光二极管的正极,所述第一发光二极管的负极连接第二MOS管的漏极,所述第二MOS管的栅极连接控制模块,所述第二MOS管的源极接地。
所述的激光注册仪控制电路中,所述第二激光输出单元包括第六电阻和第二发光二极管,所述第六电阻的一端连接VBat电源端,所述第六电阻的另一端连接第二发光二极管的正极,所述第二发光二极管的负极接地。
一种用于手术导航的激光注册仪控制方法,包括如下步骤:
信号接收模块接收外部定位系统输出的通讯信号、并将所述通讯信号进行滤波整形放大处理后输出啁啾信号至控制模块;
控制模块根据所述啁啾信号输出触发信号至激光输出模块;
激光输出模块输出用于辅助定位的可见光束,并根据触发信号输出具有预设占空比的不可见光束至目标位置。
一种用于手术导航的激光注册仪,包括激光注册仪本体,所述激光注册仪本体内设置有PCB板,其特征在于,所述PCB板上设置有如上所述控制电路。
相较于现有技术,本发明提供的用于手术导航的激光注册仪及控制电路和控制方法,其中所述用于手术导航的激光注册仪控制电路包括信号接收模块、控制模块和激光输出模块由信号接收模块接收外部定位系统输出的通讯信号、并将所述通讯信号进行滤波整形放大处理后输出啁啾信号至控制模块,由控制模块根据所述啁啾信号输出触发信号至激光输出模块,由激光输出模块持续输出用于辅助定位的可见光束,并根据触发信号输出具有预设占空比的不可见光束至目标位置。本发明能够实现激光注册仪与外部定位系统的通讯连接,使得激光注册仪分别输出两路不同的光束,无需贴标记点即可实现术前注册,保证了定位系统数据采集的可靠性,提高手术导航的精度。
附图说明
图1为本发明提供的用于手术导航的激光注册仪控制电路的结构框图。
图2为本发明提供的用于手术导航的激光注册仪控制电路中指示模块、控制模块和第一激光输出单元的电路图。
图3为本发明提供的用于手术导航的激光注册仪控制电路中第二激光输出单元的电路图。
图4为本发明提供的用于手术导航的激光注册仪控制电路中供电模块和开关模块的电路图。
图5为本发明提供的用于手术导航的激光注册仪控制电路中信号接收模块的电路图。
图6为本发明提供的通讯信号的波形图。
图7为本发明提供的用于手术导航的激光注册仪的控制方法的流程图。
图8为本发明提供的用于手术导航的激光注册仪的结构图。
具体实施方式
本发明的目的在于提供一种用于手术导航的激光注册仪及控制电路和控制方法,能够实现激光注册仪与外部定位系统的通讯连接,使得激光注册仪分别输出两路不同的光束,无需贴标记点即可实现术前注册,保证了定位系统数据采集的可靠性,提高手术导航的精度。
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参阅图1,本发明提供的用于手术导航的激光注册仪控制电路,包括信号接收模块100、控制模块110和激光输出模块120以及开关模块130,所述信号接收模块100、激光输出模块120和开关模块130均与控制模块110连接;由信号接收模块100接收外部定位系统输出的通讯信号、并将所述通讯信号进行滤波整形放大处理后输出啁啾信号至控制模块110,由控制模块110根据所述啁啾信号输出触发信号至激光输出模块120,由激光输出模块120持续输出用于辅助定位的可见光束,并根据触发信号输出具有预设占空比的不可见光束至目标位置。
当开关模块130导通,激光注册仪通电之后,若外部定位系统输出有通讯信号,所述信号接收模块100接收该通讯信号。优选地,所述通讯信号为近红外光信号,因此,为了确保激光注册仪能够接收到该近红外光信号,则需要让其始终朝向外部定位系统的通讯信号输出处,且激光注册仪与外部定位系统之间没有遮挡物。当激光注册仪接收到该通讯信号之后,则由信号接收模块100将所述通讯信号进行滤波整形放大处理后得到啁啾信号输出至控制模块110,进而由控制模块110根据啁啾信号输出触发信号至激光输出模块120,使得激光输出模块120根据触发信号输出具有预设占空比的不可见光束至目标部位,进而实现对目标部位的扫描工作。同时,在激光注册仪通电开启之后,激光输出模块120还持续输出一可见光束,该可见光束用于辅助定位,不参与扫描仅仅只是用于指示扫描的目标部位,以便于实现精确导航。即本发明实现了激光注册仪与外部定位系统的通讯连接,使得激光注册仪分别输出两路不同的光束,无需贴标记点即可实现术前注册,保证了定位系统数据采集的可靠性,提高手术导航的精度。
进一步地,本发明提供的用于手术导航的激光注册仪控制电路还包括供电模块140和指示模块150,所述供电模块140与开关模块130、指示模块150、信号接收模块100、控制模块110和激光输出模块120连接,所述指示模块150还与控制模块110连接;由供电模块140为所述信号接收模块100、控制模块110、激光输出模块120和指示模块150提供电能,由指示模块150在供电模块140输出的供电电压低于预设电压或者激光注册仪开启成功时输出指示信息。具体地,当所述开关模块130导通时,使得激光注册仪开启成功,此时所述指示模块150会亮红灯进行指示。激光注册仪开启成功后,进入工作状态,则由所述供电模块140为各个模块的工作提供电能,以确保各个模块的正常工作。而在供电模块140的供电电压低于预设电压时,则所述指示模块150的红灯会通过闪烁进行指示,以便于提醒用户及时更换电池。优选地,本实施例中所述预设电压为2.5V。
具体实施时,请参阅图2和图3,所述激光输出模块(图中未示出)包括第一激光输出单元121和第二激光输出单元122,所述第一激光输出单元121与控制模块110和供电模块140连接,所述第二激光输出单元122与供电模块140连接;所述第一激光输出单元121用于根据触发信号输出具有预设占空比的不可见光束,所述第二激光输出单元122用于输出用于辅助定位的可见光束。
所述第一激光输出单元121和第二激光输出单元122在接收到所述控制模块110的触发信号之后,所述第一激光输出单元121会输出具有预设占空比的不可见光束。优选地,本实施例中所述不可见光束为波长为880nm的近红外光束,且该近红外光的峰值功率为5mw,所述预设占空比为1/50。也即所述第一激光输出单元121根据控制模块110输出的触发信号后输出持续时间为2ms、峰值功率为5mw的近红外光束至目标部位,实现对目标部位的扫描工作。同时,所述第二激光输出单元122在激光注册仪开启后,还会持续输出一可见光束用于指示近红外光扫描的目标部位,优选地,所述可见光束为波长为633nm的红光光束,且该可见光束的功率为1mw。所述可见光并不参与扫描,所述第二激光输出单元122输出的可见光束仅仅只是用于指示扫描部位,进而提高激光注册仪导航的精确度。
进一步地,请参阅图4,所述供电模块140包括供电单元141和升压单元142,所述供电单元141与通过开关模块130与升压单元142连接,所述开关模块130还与第二激光输出单元122连接;当所述开关模块130控制所述激光注册仪通电后,所述供电单元141用于输出第一电压至升压单元142和激光输出模块120,所述升压单元142用于将所述第一电压升压至第二电压后分别输出至信号接收模块100、控制模块110和指示模块150。
在实际操作过程中,通过手动持续按下开关模块130,所述供电单元141与升压单元142导通,此时供电单元141输出第一电压至升压单元142,由所述升压单元142将第一单元进行升压得到第二电压输出至信号接收模块100、控制模块110和指示模块150为其供电,确保信号接收模块100、控制模块110和指示模块150获得工作所需的电压,进行有效地工作。同时,所述供电单元141还为所述激光输出模块120供电,以确保激光输出模块120能够进行正常工作。进一步优选地,本实施例中所述供电单元141为两节干电池。对应优选地,所述第一电压为3V,所述第二电压为5V。
具体地,请参阅图5,所述信号接收模块100包括光电接收二极管D1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一MOS管Q1、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10和第一控制芯片U1。所述光电接收二极管D1的负极、第三电容C3的一端、第四电容C4的一端和第一控制芯片U1的第8脚均通过第二电阻R2连接5V电源端,所述第三电容C3的另一端和第四电容C4的另一端均接地,所述光电接收二极管D1的正极连接第一控制芯片U1的第1脚、第二电感L2的一端和第十电容C10的一端;所述第二电感L2的另一端和第三电感L3的一端通过第九电容C9连接第一控制芯片U1的第2脚和第3脚,所述第十电容C10的另一端和第三电感L3的另一端均接地;所述第一控制芯片U1的第14脚和第15脚均通过第八电容C8接地;所述第一控制芯片U1的第4脚通过第七电容C7连接第一控制芯片U1的第13脚;所述第一控制芯片U1的第11脚和第12脚分别通过第五电容C5和第六电容C6接地;所述第一控制芯片U1的第5脚通过第二电容C2与第一控制芯片U1的第6脚连接;所述第一控制芯片U1的第16脚接地;所述第一控制芯片U1的第7脚连接第一电容C1的一端和第一电感L1的一端,所述第一控制芯片U1的第10脚连接第一电容C1的另一端和第一电感L1的另一端;所述第一控制芯片U1的第9脚连接第一MOS管Q1的栅极,所述第一MOS管Q1的漏极连接控制模块110、并通过第一电阻R1连接5V电源端;所述第一MOS管Q1的源极接地。
当按下开关模块130后,所述激光注册仪通电开启,若此时外部定位系统存在通讯信号,则由所述光电接收二极管D1进行接收。本实施例中,所述通讯信号为近红外光信号。之后通过对近红外光信号进行滤波处理输出至第一控制芯片U1,由第一控制芯片U1进行整形放大后的得到持续时间为344微秒的中心调制频率为107Khz啁啾信号输出至控制模块110,所述啁啾信号的频率为10hz。对应地,当存在107Khz的啁啾信号时,所述第一控制芯片U1的第9脚为低电平,所述第一MOS管Q1的漏极输出为高电平。优选地,所述第一控制芯片U1的型号为TAD3048,当然在其他实施例中,也可采用其他具有相同功能的第一控制芯片U1,本发明对此不作限定。优选地,所述通讯信号的波形图如图6所示。
进一步地,请继续参阅图2,所述控制模块110包括第二控制芯片U2、第三电阻R3和第四电阻R4,所述第二控制芯片U2的第1脚连接5V电源端、并通过第四电阻R4连接第二控制芯片U2的第4脚;所述第二控制芯片U2的第2脚连接指示模块150;所述第二控制芯片U2的第3脚连接信号接收模块100;所述第二控制芯片U2的第5脚连接VBat电源端;所述第二控制芯片U2的第7脚连接激光发射模块、并通过第三电阻R3连接5V电源端;所述第二控制芯片U2的第8脚接地。
当所述第二控制芯片U2的第3脚接收到所述第一MOS的漏极输出高电平,即所述控制模块110接收到所述啁啾信号,此时由所述第二控制芯片U2将啁啾信号进行调制,进而触发所述第一激光输出单元121的输出持续时间为2ms、峰值功率为5mw的近红外光。具体地调制过程为:所述激光输出模块120每秒开关10次,即100ms开一次关一次,其中激光打开时间2ms,关闭时间98ms,打开时间占整个100ms周期的1/50,即第一激光输出单元121输出的不可见光束的占空比为1/50。所述第二控制芯片U2则通过内部程序先触发激光输出2ms,之后再触发激光关闭98ms。本发明中通过第二控制芯片U2完成信号的调制过程,使得激光输出模块120输出的不可见光束的功率符合安全标准,进而避免对扫描目标造成一定的损害。优选地,所述第二控制芯片U2的型号为PIC12C627,当然在其他实施例中,也可采用其他具有相同功能的第二控制芯片U2,本发明对此不作限定。
进一步地,请继续参阅图2,所述第一激光输出单元121包括第五电阻R5、第一发光二极管LED1和第二MOS管Q2;所述第五电阻R5的一端连接VBat电源端,所述第五电阻R5的另一端连接第一发光二极管LED1的正极,所述第一发光二极管LED1的负极连接第二MOS管Q2的漏极,所述第二MOS管Q2的栅极连接控制模块110,所述第二MOS管Q2的源极接地。当激光注册仪开启之后,所述第二控制芯片U2根据啁啾信号触发所述第一激光输出单元121中的第一发光二极管LED1发光,使得第一激光输出单元121输出近红外光束实现对目标部位的扫描,进而外部定位系统计算该扫描部位的三维坐标进行定位。
进一步地,请继续参阅图3,所述第二激光输出单元122包括第六电阻R6和第二发光二极管LED2,所述第六电阻R6的一端连接VBat电源端,所述第六电阻R6的另一端连接第二发光二极管LED2的正极,所述第二发光二极管LED2的负极接地。所述第二激光输出单元122在激光注册仪开启通电之后,所述第二发光二极管LED2便会持续发光起到指示作用;而所述第一发光二极管LED1只有在外部定位系统输出有通讯信号,经第二控制芯片U2触发才能够发出近红外光束完成扫描工作。
进一步地,所述指示模块150包括第七电阻R7和第三发光二极管LED3,所述第三发光二极管LED3的正极连接5V电源端,所述第三二极管的负极通过第七电阻R7连接第而控制芯片的第3脚。当所述开关模块130按下之后,激光注册仪通电开启,所述第三发光二极管LED3便会发红光进行指示,以便用户确认激光注册仪的工作状态。同时,当电池电量不足,所述第三发光二极管LED3发红光并闪烁,便于提示用户及时更换电池。
优选地,请继续参阅4,所述开关模块130包括开关按键K1,所述开关按键K1的一端连接供电单元141,所述开关按键K1的另一端连接升压单元142和激光输出模块120,通过手动按下开关按键K1即可完成激光注册仪的开启,操作过程简单。
进一步地,所述供电单元141包括电池芯片H1和保险管F1,所述电池芯片H1的第1脚连接开关按键K1的一端,所述电池芯片H1的第2脚通过保险管F1接地,由所述供电单元141为激光注册仪的工作提供电能,确保激光注册仪的进行正常有效地工作,且所述保险管F1的存在进一步提高的激光注册仪控制电路工作的安全性。
更进一步地,所述升压单元142包括第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、稳压二极管D2、第四电感L4和第三控制芯片U3;所述第十一电容C11的一端、第十二电容C12的一端、第八电阻R8的一端和稳压二极管D2的负极均连接5V电源端,所述第八电阻R8的另一端连接第三控制芯片U3的第3脚和第九电阻R9的一端,所述第九电阻R9的另一端、第十一电容C11的另一端和第十二电容C12的另一端均接地;所述稳压二极管D2的正极连接第三控制芯片U3的第1脚和第四电感L4的一端,所述第四电感L4的另一端、第十三电容C13的一端、第十四电容C14的一端均连接第三控制芯片U3的第4脚、第5脚、VBat电源端和开关按键K1的另一端;所述第十三电容C13的另一端、第十四电容C14的另一端均接地;所述第三控制芯片U3的第2脚接地,所述第三控制芯片U3的第6脚通过第十电阻R10接地。
当开关按键K1按下之后,通过所述升压单元142将3V电压升压至5V电压为所述指示模块150、控制模块110和信号接收模块100供电,确保所述指示模块150、控制模块110和信号接收模块100的正常工作。优选地,所述第二控制芯片U2的型号为FP6291,当然在其他实施例中,也可采用其他具有相同功能的第三控制芯片U3,本发明对此不作限定。
相应地,本发明还提供一种用于手术导航的激光注册仪控制方法,如图7所示,所述用于手术导航的激光注册仪控制方法包括如下步骤:
S100、信号接收模块接收外部定位系统输出的通讯信号,并将所述通讯信号进行滤波整形放大处理后输出啁啾信号至控制模块;
S200、控制模块根据所述啁啾信号输出触发信号至激光输出模块;
S300、激光输出模块输出用于辅助定位的可见光束,并根据触发信号输出具有预设占空比的不可见光束至目标位置。
本发明还相应提供一种用于手术导航的激光注册仪,如图8所示,所述激光注册仪包括激光注册仪本体10,所述激光注册仪本体内设置有PCB板11,所述PCB板11上设置有如上所述的用于手术导航的激光注册仪控制电路,由于上文已对所述用于手术导航的激光注册仪控制电路进行了详细介绍,此处不再详述。
进一步地,所述激光注册仪的激光注册仪本体10上设置有光电管12、指示灯13和开关按键14,所述激光注册仪本体10的内部设置有两节干电池15、激光扫描器16和滤波片17,并且所述干电池15通过电池卡扣151固定设置。当按下开关按键14时,所述激光注册仪通电开启,所述指示灯13点亮用于指示,同时所述激光扫描器16输出可见光束用于指示扫描目标部位。当外部定位系统输出由通讯信号时,所述激光注册仪获取所述通讯信号,触发激光扫描器16输出不可见光束至目标部位完成对目标部位的扫描,进而实现术前注册。其中,由于所述激光扫描器16可输出633nm和880nm两个波长的光束,优选地,所述滤波片17为600nm以上高通滤波片。
综上所述,本发明提供的用于手术导航的激光注册仪及控制电路和控制方法,其中所述用于手术导航的激光注册仪控制电路包括信号接收模块、控制模块和激光输出模块,由信号接收模块接收外部定位系统输出的通讯信号、并将所述通讯信号进行滤波整形放大处理后输出啁啾信号至控制模块,由控制模块根据所述啁啾信号输出触发信号至激光输出模块,由激光输出模块持续输出用于辅助定位的可见光束,并根据触发信号输出具有预设占空比的不可见光束至目标位置。本发明能够实现激光注册仪与外部定位系统的通讯连接,使得激光注册仪分别输出两路不同的光束,无需贴标记点即可实现术前注册,保证了定位系统数据采集的可靠性,提高手术导航的精度。
可以理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于手术导航的激光注册仪控制电路,其特征在于,包括信号接收模块、控制模块和激光输出模块,由信号接收模块接收外部定位系统输出的通讯信号,并将所述通讯信号进行滤波整形放大处理后输出啁啾信号至控制模块,由控制模块根据所述啁啾信号输出触发信号至激光输出模块,由激光输出模块持续输出用于辅助定位的可见光束,并根据触发信号输出具有预设占空比的不可见光束至目标位置;
所述信号接收模块包括光电接收二极管、第一电阻、第二电阻、第一MOS管、第一电感、第二电感、第三电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容和第一控制芯片;所述光电接收二极管负极、第三电容的一端、第四电容的一端和第一控制芯片的第8脚均通过第二电阻连接5V电源端,所述第三电容的另一端和第四电容的另一端均接地,所述光电接收二极管的正极连接第一控制芯片的第1脚、第二电感的一端和第十电容的一端;所述第二电感的另一端和第三电感的一端通过第九电容连接第一控制芯片的第2脚和第3脚,所述第十电容的另一端和第三电感的另一端均接地;所述第一控制芯片的第14脚和第15脚均通过第八电容接地;所述第一控制芯片的第4脚通过第七电容连接第一控制芯片的第13脚;所述第一控制芯片的第11脚和第12脚分别通过第五电容和第六电容接地;所述第一控制芯片的第5脚通过第二电容与第一控制芯片的第6脚连接;所述第一控制芯片的第16脚接地;所述第一控制芯片的第7脚连接第一电容的一端和第一电感的一端,所述第一控制芯片的第10脚连接第一电容的另一端和第一电感的另一端;所述第一控制芯片的第9脚连接第一MOS管的栅极,所述第一MOS管的漏极连接控制模块、并通过第一电阻连接5V电源端;所述第一MOS管的源极接地。
2.根据权利要求1所述的激光注册仪控制电路,其特征在于,还包括供电模块和指示模块,由供电模块为所述信号接收模块、控制模块、激光输出模块和指示模块供电,由指示模块在供电模块输出的供电电压低于预设电压或者激光注册仪开启成功时输出指示信息。
3.根据权利要求1所述的激光注册仪控制电路,其特征在于,所述激光输出模块包括第一激光输出单元和第二激光输出单元,所述第一激光输出单元用于根据触发信号输出具有预设占空比的不可见光束,所述第二激光输出单元用于输出用于辅助定位的可见光束。
4.根据权利要求2所述的激光注册仪控制电路,其特征在于,所述供电模块包括供电单元和升压单元,所述供电单元用于输出第一电压至升压单元和激光输出模块,所述升压单元用于将所述第一电压升压至第二电压后分别输出至信号接收模块、控制模块和指示模块。
5.根据权利要求1所述的激光注册仪控制电路,其特征在于,所述控制模块包括第二控制芯片、第三电阻和第四电阻,所述第二控制芯片的第1脚连接5V电源端、并通过第四电阻连接第二控制芯片的第4脚;所述第二控制芯片的第2脚连接指示模块;所述第二控制芯片的第3脚连接信号接收模块;所述第二控制芯片的第5脚连接VBat电源端;所述第二控制芯片的第7脚连接激光发射模块、并通过第三电阻连接5V电源端;所述第二控制芯片的第8脚接地。
6.根据权利要求3所述的激光注册仪控制电路,其特征在于,所述第一激光输出单元包括第五电阻、第一发光二极管和第二MOS管;所述第五电阻的一端连接VBat电源端,所述第五电阻的另一端连接第一发光二极管的正极,所述第一发光二极管的负极连接第二MOS管的漏极,所述第二MOS管的栅极连接控制模块,所述第二MOS管的源极接地。
7.根据权利要求3所述的激光注册仪控制电路,其特征在于,所述第二激光输出单元包括第六电阻和第二发光二极管,所述第六电阻的一端连接VBat电源端,所述第六电阻的另一端连接第二发光二极管的正极,所述第二发光二极管的负极接地。
8.一种用于手术导航的激光注册仪控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
信号接收模块接收外部定位系统输出的通讯信号,并将所述通讯信号进行滤波整形放大处理后输出啁啾信号至控制模块;
控制模块根据所述啁啾信号输出触发信号至激光输出模块;
激光输出模块输出用于辅助定位的可见光束,并根据触发信号输出具有预设占空比的不可见光束至目标位置;
所述信号接收模块包括光电接收二极管、第一电阻、第二电阻、第一MOS管、第一电感、第二电感、第三电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容和第一控制芯片;所述光电接收二极管负极、第三电容的一端、第四电容的一端和第一控制芯片的第8脚均通过第二电阻连接5V电源端,所述第三电容的另一端和第四电容的另一端均接地,所述光电接收二极管的正极连接第一控制芯片的第1脚、第二电感的一端和第十电容的一端;所述第二电感的另一端和第三电感的一端通过第九电容连接第一控制芯片的第2脚和第3脚,所述第十电容的另一端和第三电感的另一端均接地;所述第一控制芯片的第14脚和第15脚均通过第八电容接地;所述第一控制芯片的第4脚通过第七电容连接第一控制芯片的第13脚;所述第一控制芯片的第11脚和第12脚分别通过第五电容和第六电容接地;所述第一控制芯片的第5脚通过第二电容与第一控制芯片的第6脚连接;所述第一控制芯片的第16脚接地;所述第一控制芯片的第7脚连接第一电容的一端和第一电感的一端,所述第一控制芯片的第10脚连接第一电容的另一端和第一电感的另一端;所述第一控制芯片的第9脚连接第一MOS管的栅极,所述第一MOS管的漏极连接控制模块、并通过第一电阻连接5V电源端;所述第一MOS管的源极接地。
9.一种用于手术导航的激光注册仪,包括激光注册仪本体,所述激光注册仪本体内设置有PCB板,其特征在于,所述PCB板上设置有如权利要求1-7任意一项所述的激光注册仪控制电路。
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