CN110200699B - 由医学影像设备引导的手术设备、校正方法与校正系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种由医学影像设备引导的手术设备、校正方法与校正系统。其中，所述由医学影像设备引导的手术设备的校正方法，通过在校正机构的校正端以初始运动轨迹到达所述目标位置后，获取所述校正端的实际位置，实现对校正机构的定位。进一步地，通过计算目标位置和实际位置的坐标偏差，能够快速检验由医疗影像设备引导的手术设备是否存在偏差。最后，通过对夹持机构的位置进行补偿，可以实现对由医疗影像设备引导的手术设备的快速修正。此外，通过对补偿的有效性检验，提高了由医疗影像设备引导的手术设备的精度和安全性。

Description

由医学影像设备引导的手术设备、校正方法与校正系统

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种由医学影像设备引导的手术设备、校正方法与校正系统。

背景技术

电子计算机断层扫描技术通常被称为CT(Computed Tomography)，是从1895年伦琴发现X射线以来在X射线诊断方面的最大突破，是近代飞速发展的电子计算机控制技术和X射线检查摄影技术相结合的产物。CT由英国物理学家亨斯菲尔德于1971年研制成功，先应用于颅脑疾病诊断，后于1976年又扩大到全身检查，是X射线在医疗领域中的一项大革命。我国在70年代末引进了CT技术，在短短的30年里，全国各地乃至县镇级医院共安装了各种型号的CT机数千台，CT检查在全国范围内迅速地层开，成为医学诊断中不可缺少的设备。

CT设备引导下的手术设备，例如手术机器人，通常与CT设备配合使用。CT手术设备的工作原理与内部结构非常复杂。CT手术设备在使用过程中，需要定期进行校正，以避免精确度下降。然而，CT手术设备中运动部件的自由度非常多，即使配合校正工具，校正起来也非常浪费时间。

传统方案中，一般借助NDI公司生产的光学导航系统对CT手术设备进行校正。然而，NDI公司生产的光学导航系统的价格昂贵，操作复杂，只能定期进行校正，无法实现在每次手术前均对CT手术设备执行校正工作。

发明内容

基于此，有必要针对传统的电子计算机断层扫描手术设备无法实现在每次手术前均对自身的工作端执行校正工作的问题，提供一种由医学影像设备引导的手术设备的校正方法、由医学影像设备引导的手术设备与医学影像设备校正系统。

本申请提供一种由医疗影像设备引导的手术设备的校正方法，所述由医疗影像设备引导的手术设备包括夹持机构和校正机构。所述夹持机构包括夹持部件，所述夹持部件与所述校正机构固定连接，用于夹持所述校正机构并带动所述校正机构同步移动，以使所述校正机构的校正端伸入所述医学影像设备的成像区域。

在其中一实施例中，所述校正方法包括：

获取目标位置的坐标；

在所述校正机构的校正端以初始运动轨迹到达所述目标位置后，获取所述校正端的坐标，作为实际位置的坐标；；

计算所述目标位置的坐标和所述实际位置的坐标的坐标偏差；

依据所述坐标偏差，对所述实际位置的坐标进行补偿；

记录补偿后所述校正端的坐标与所述夹持部件的坐标的位置关系，依据所述校正端的坐标与所述夹持部件的坐标的位置关系，生成移动策略；

对所述移动策略进行验证，判断补偿是否有效；

若补偿有效，则输出校正成功的信号。

本实施例中，通过在校正机构的校正端以初始运动轨迹到达所述目标位置后，获取所述校正端的实际位置，实现对校正机构的定位。进一步地，通过计算目标位置和实际位置的坐标偏差，能够快速检验由医疗影像设备引导的手术设备是否存在偏差。最后，通过对实际位置的坐标进行补偿，可以实现对由医疗影像设备引导的手术设备的快速修正。此外，通过对补偿的有效性检验，提高了由医疗影像设备引导的手术设备的精度和安全性。

本申请还提供一种由医疗影像设备引导的手术设备，与医疗影像设备配合使用，采用前述内容提及的由医疗影像设备引导的手术设备的校正方法。

在其中一实施例中，所述由医疗影像设备引导的手术设备包括夹持机构和校正机构；

所述夹持机构包括夹持部件和调节杆，所述夹持部件可相对所述调节杆旋转任意角度；

所述夹持部件与所述校正机构固定连接，用于夹持所述校正机构并带动所述校正机构同步移动，以使所述校正机构的校正端伸入所述医学影像设备的成像区域；

所述夹持部件与所述调节杆转动连接，所述夹持部件可相对所述调节杆旋转任意角度，以使所述夹持部件带动所述校正机构旋转任意角度；

所述调节杆用于带动所述夹持部件移动。

本实施例中，通过设置校正机构，可以伸入所述医疗影像设备的成像区域进行定位。通过设置夹持机构，可以带动所述校正机构移动。具体地，通过设置夹持部件，可以夹持所述校正机构并带动所述校正机构旋转任意角度，以使所述校正机构的校正端伸入所述医学影像设备的成像区域。通过设置所述调节杆，可以带动所述夹持部件移动。由医疗影像设备引导的手术设备可以实现对所述校正机构的校正端所处的位置的校正，进而实现对整个由医疗影像设备引导的手术设备的校正。

本申请还提供一种医疗影像设备校正系统。

在其中一实施例中，所述医疗影像设备校正系统包括：

前述内容提及的由医学影像设备引导的手术设备；

医学影像设备，用于扫描所述由医疗影像设备引导的手术设备；

上位机，与所述由医学影像设备引导的手术设备和/或所述医学影像设备通信连接，用于获取所述实际位置的坐标，并对所述实际位置的坐标分析，计算所述实际位置的坐标和医疗影像设备成像区域中目标位置的坐标的坐标偏差；

所述上位机还用于向所述由医疗影像设备引导的手术设备发出控制信号，控制所述由医疗影像设备引导的手术设备对所述实际位置的坐标进行补偿并验证补偿是否有效。

本实施例中，通过医疗影像设备扫描由医疗影像设备引导的手术设备的位置，实现由医疗影像设备引导的手术设备的位置校正。通过设置上位机，控制对所述由医疗影像设备引导的手术设备所处的实际位置相对于目标位置进行位置补偿并验证补偿的有效性，实现了由医疗影像设备引导的手术设备的快速校正，速度快且精度高。

附图说明

图1为本申请一实施例中提供的由医疗影像设备引导的手术设备的校正方法的流程示意图；

图2为本申请一实施例中提供的由医疗影像设备引导的手术设备的校正方法中医疗影像设备套筒的平面示意图；

图3为本申请一实施例中提供的由医疗影像设备引导的手术设备的校正方法的流程示意图；

图4为本申请一实施例中提供的由医疗影像设备引导的手术设备的校正方法的流程示意图；

图5为本申请一实施例中提供的由医疗影像设备引导的手术设备的结构示意图；

图6为本申请一实施例中提供的由医疗影像设备引导的手术设备中校正机构的结构示意图；

图7为本申请一实施例中提供的医疗影像设备校正系统的结构示意图。

附图标记

100 由医疗影像设备引导的手术设备

110 夹持机构

111 夹持部件

112 调节杆

120 校正机构

121 校正端

122 支撑部件

200 医疗影像设备

210 扫描区域

211 目标位置的坐标

212 医疗影像设备套筒

300 上位机

具体实施方式

为了使本申请的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本申请提供的由医疗影像设备引导的手术设备的校正方法、由医疗影像设备引导的手术设备与医疗影像设备校正系统进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供一种由医疗影像设备引导的手术设备的校正方法。可选地，所述由医疗影像设备引导的手术设备的校正方法，应用于一种由医疗影像设备引导的手术设备100。所述由医疗影像设备引导的手术设备100与医疗影像设备200配合使用。可选地，所述医疗影像设备200可以为计算机断层扫描成像设备。所述由医疗影像设备引导的手术设备100可以为，与所述计算机断层扫描成像设备配合使用的手术设备。

所述由医疗影像设备引导的手术设备100包括夹持机构110和校正机构120。所述校正机构120包括校正端121和支撑部件122。所述夹持机构110包括夹持部件111和调节杆112。所述夹持部件111与所述校正机构120固定连接，用于夹持所述校正机构120并带动所述校正机构120同步移动，以使所述校正机构120的校正端121伸入所述医学影像设备200的成像区域210，用于实现由医疗影像设备引导的手术设备100的校正。

需要说明的是，本申请提供的由医疗影像设备引导的手术设备的校正方法的执行主体不限。可选的，本申请提供的由医疗影像设备引导的手术设备的校正方法的执行主体可以为所述由医疗影像设备引导的手术设备100本身。可选地，本申请提供的由医疗影像设备引导的手术设备的校正方法的执行主体可以是所述由医疗影像设备引导的手术设备100中的调节杆112。所述调节杆112与所述夹持部件111转动连接。具体地，所述调节杆112内可以设置有芯片处理器。所述芯片处理器可以设置于所述调节杆112内的任意位置，以控制所述由医疗影像设备引导的手术设备100进行校正操作。

可选地，本申请提供的由医疗影像设备引导的手术设备的校正方法的执行主体可以为与所述由医疗影像设备引导的手术设备100连接的上位机300。所述上位机300可以通过向所述由医疗影像设备引导的手术设备100发送控制指令，以控制所述由医疗影像设备引导的手术设备100执行校正操作。

如图1所示，在本申请的一实施例中，所述由医疗影像设备引导的手术设备的校正方法，包括如下步骤S100至步骤S600：

S100，获取目标位置的坐标。

具体地，如图2所示，图2是所述医疗影像设备200中医疗影像设备套筒212的平面示意图。在医疗影像设备200中医疗影像设备套筒212上，存在成像区域210。所述目标位置的坐标211位于所述成像区域210内。所述由医疗影像设备引导的手术设备100的校正端121需要到达该所述目标位置的坐标211。在本实施例中，所述医疗影像设备200可以具备成像功能。所述医疗影像设备200可以具备图像坐标系。在所述图像坐标系中，将所述目标位置的坐标211记为(x，y，z)。需要说明的是，所述目标位置的坐标点坐标211可以任意设置，只要所述目标位置的坐标211位于所述成像区域210内即可。

具体地，所述获取目标位置的坐标可以为任意种方式。可选地，所述获取目标位置的坐标可以包括如下步骤：

S110，控制所述校正端121以任意运动轨迹运动至所述成像区域210中的任一一个点。

S120，读取所述校正端121中示较器记录的该点的坐标，并将该点的坐标作为所述目标位置的坐标。

本实施例中的步骤S100，通过获取目标位置的坐标(x，y，z)，为由医疗影像设备引导的手术设备100提供了基准点，便于后续由医疗影像设备引导的手术设备100执行校正操作。

S200，在所述校正机构120的校正端121以初始运动轨迹到达所述目标位置后，获取所述校正端121的坐标，作为实际位置的坐标。

可选地，所述初始运动轨迹可以由校正人员预先设定。可选地，所述由医疗影像设备引导的手术设备100的存储器可以预先存储多个运动轨迹。所述初始运动轨迹可以由所述由医疗影像设备引导的手术设备100随机选择。所述实际位置的坐标为所述校正端121实际到达的坐标位置，可以记为(x₁，y₁，z₁)所述夹持部件111与所述校正机构120固定连接。所述夹持机构110夹持所述校正机构120并带动所述校正端121同步移动。

本实施例中的步骤S200，在所述校正机构120的校正端121以初始运动轨迹到达所述目标位置后，通过获取校正端121的坐标，可以获取所述由医疗影像设备引导的手术设备100相对于目标位置实际到达的位置(x₁，y₁，z₁)。便于后续对坐标偏差的分析与计算。

S300，计算所述目标位置的坐标和所述实际位置的坐标的坐标偏差。

具体地，依据以下公式1、公式2和公式3计算所述目标位置的坐标(x，y，z)和所述实际位置的坐标(x₁，y₁，z₁)的坐标偏差(△x，△y，△z)：

Δx＝x₁-x 公式1

Δy＝y₁-y 公式2

Δz＝z₁-z 公式3

本实施例中的步骤S300，通过计算所述目标位置的坐标(x，y，z)和所述实际位置的坐标(x₁，y₁，z₁)的坐标偏差(△x，△y，△z)，为后续所述由医疗影像设备引导的手术设备100对实际位置的坐标(x₁，y₁，z₁)的校正提供数据基础。

S400，依据所述坐标偏差，对所述实际位置的坐标进行补偿。

具体地，所述对所述实际位置的坐标进行补偿是指，控制所述夹持机构110带动校正端121移动，以使所述校正端121的坐标到达所述目标位置。由于所述目标位置的坐标(x，y，z)和所述实际位置的坐标(x₁，y₁，z₁)存在坐标偏差(△x，△y，△z)，因此需要调整所述校正端121的坐标实际位置的坐标(x₁，y₁，z₁)。通过控制所述夹持机构110带动校正端121移动，可以带动所述校正端121的坐标到达所述目标位置(x，y，z)，完成位置的补偿。对所述实际位置的坐标的补偿相当于对所述实际位置的修正。

本实施例中的步骤S400，通过依据所述坐标偏差，对所述实际位置的坐标进行补偿，可以带动所述校正端121的坐标到达所述目标位置(x，y，z)，实现对所述实际位置的坐标的补偿与修正。进一步地，通过对所述实际位置的坐标的补偿，实现了所述由医疗影像设备引导的手术设备100的校正。

S500，记录补偿后所述校正端121的坐标与所述夹持部件111的坐标的位置关系，依据所述校正端121的坐标与所述夹持部件111的坐标的位置关系，生成移动策略。

具体地，在所述夹持机构110带动所述校正端121移动的过程中，由于所述夹持部件111与所述校正机构120是固定连接的，因此，所述校正端121的坐标与所述夹持部件111的坐标的位置关系是不变的。但是，处理器即使知晓所述目标位置的坐标，初次控制所述校正端121移动至所述目标位置时，也会不可避免的产生误差。所述处理器需要在对所述实际位置的坐标进行补偿，对补偿后所述校正端121的坐标与所述夹持部件111的坐标的位置关系进行记忆,生成移动策略。在后续手术的过程中，将所述校正机构120更换为手术设备后，所述处理器可以依据所述移动策略移动所述手术设备，避免产生误差。

本实施例中，通过记录补偿后所述校正端121的坐标与所述夹持部件111的坐标的位置关系，并依此生成移动策略，使得所述由医学影像设备引导的手术设备的处理器可以记忆所述校正端121的坐标与所述夹持部件111的坐标的位置关系，生成移动策略。在后续手术的过程中，将所述校正机构120更换为手术设备后，所述处理器可以依据所述移动策略移动所述手术设备，避免产生误差。

S600，对所述移动策略进行验证，判断补偿是否有效。

具体地，若补偿无效，则输出校正失败的信号。可选地，校正人员可以通过所述医疗影像设备200的显示屏上收到所述校正失败的信号。所述校正失败的信号可以为光信号，也可以为声信号。

本实施例中的步骤S600，通过对所述移动策略进行验证，可以实现对补偿的有效性检验，提高了由医疗影像设备引导的手术设备100的精度和安全性。

S700，若补偿有效，则输出校正成功的信号。

可选地，校正人员可以通过所述医疗影像设备200的显示屏上收到所述校正成功的信号。所述校正成功的信号可以为光信号，也可以为声信号。

本实施例中的步骤S700，通过对补偿的有效性检验，提高了由医疗影像设备引导的手术设备100的精度和安全性。

本实施例中，通过在校正机构120的校正端121以初始运动轨迹到达所述目标位置后，获取所述校正端121的实际位置，实现对校正机构120的定位。进一步地，通过计算目标位置和实际位置的坐标偏差，能够快速检验种由医疗影像设备引导的手术设备100是否存在偏差。最后，通过对夹持机构110的位置进行补偿，可以实现对由医疗影像设备引导的手术设备100的快速修正。此外，通过对补偿的有效性检验，提高了由医疗影像设备引导的手术设备100的精度和安全性。

在本申请的一实施例中，所述校正端121的坐标为所述校正端121质心的坐标。所述夹持部件111的坐标为所述夹持部件111质心的坐标。

具体地，所述医疗影像设备200通过扫描所述校正机构120的校正端121的质心，将所述校正端121的质心的坐标作为所述校正端121的坐标。可选地，所述夹持部件111的坐标可以为所述夹持部件111质心的坐标。可选地，所述夹持部件111的坐标也可以为，所述夹持部件111与所述校正机构120的连接面的几何中心的坐标。

本实施例中，通过设置所述校正机构120的校正端121质心的坐标作为所述校正端121的坐标，便于所述医疗影像设备200进行扫描定位。通过设置所述夹持部件111的坐标为所述夹持部件111质心的坐标，便于确定所述校正端121的坐标与所述夹持部件111的坐标的位置关系。

在本申请的一实施例中，所述步骤S400包括如下步骤S410至步骤S420：

S410，控制所述夹持机构110带动所述校正端121移动，以使所述校正端121在x轴方向上移动△x距离，在y轴方向上移动△y距离，在z轴方向上移动△z距离。

具体地，通过控制所述夹持机构110带动所述校正端121移动，可以带动所述校正端121的坐标到达所述目标位置(x，y，z)，完成所述实际位置的坐标(x₁，y₁，z₁)的补偿。

本实施例中，通过控制所述夹持机构110带动所述校正端121移动，可以带动所述校正端121的坐标到达所述目标位置(x，y，z)，从而实现对由医疗影像设备引导的手术设备的快速校正，校正速度快，校正效率高。

如图3所示，在本申请的一实施例中，所述步骤S600，包括如下步骤S610至步骤S630：

S610，基于所述移动策略，控制所述校正端121以i个互不相同的运动轨迹运动至所述目标位置。分别获取在不同运动轨迹下，所述校正端121到达所述目标位置后，所述校正端121的坐标，作为验证坐标。其中，i为正整数。且i不小于3。所述i个互不相同的运动轨迹与所述初始运动轨迹均不相同。

具体地，将所述验证坐标记为(x₂，y₂，z₂)。通过执行所述步骤S100至所述步骤S500，所述实际位置的坐标(x₁，y₁，z₁)已经得到补偿。并生成了移动策略。但是，并不能保证所述移动策略的科学性和精确度。即，无法保证依据所述移动策略控制控制所述校正机构120的校正端121移动至所述目标位置时，能够一次移动到位且不产生误差。因此，需要对所述移动策略进行验证。具体地，控制所述校正机构120的校正端121以i个互不相同的运动轨迹运动至所述目标位置(x，y，z)，以验证所述移动策略是否科学，以确定补偿是否有效。其中，i的数量可以由校正人员预先设定。

S620，分别计算所述i个验证坐标与所述目标位置的坐标的坐标偏差，作为检验偏差。判断所有检验偏差是否均小于预设偏差。

具体地，在计算所述i个验证坐标(x₂，y₂，z₂)与所述目标位置的坐标(x，y，z)的坐标偏差后，可以获得i个所述检验偏差(△x′，△y′，△z′)。所述检验偏差(△x′，△y′，△z′)的数量与所述验证坐标(x₂，y₂，z₂)的数量相等。

可以依据以下公式4、公式5和公式6计算所述检验偏差(△x′，△y′，△z′)：

Δx′＝x₂-x 公式4

Δy′＝y₂-y 公式5

Δz′＝z₂-z 公式6

S630，若所有检验偏差均小于所述预设偏差，则确定补偿有效。

具体地，所述预设偏差(△x″，△y″，△z″)可以由校正人员预先设定。

若所有检验偏差(△x′，△y′，△z′)均小于所述预设偏差(△x″，△y″，△z″)，则说明基于补偿后生成的所述移动策略，所述夹持机构110可以带动所述校正端121在不同的运动轨迹下，低误差或无误差地到达所述目标位置(x，y，z)。此时，可以确定补偿有效，所述由医疗影像设备引导的手术设备100在校正后处于精准状态。可选地，在比对所述检验偏差时，同时满足△x′小于△x″，△y′小于△y″和△z′小于△z″时，判断检验偏差小于所述预设偏差。

本实施例中，通过控制所述校正机构120的校正端121以i个互不相同的运动轨迹运动至所述目标位置，并分别计算并比对坐标偏与预设偏差，实现了对补偿的精确检验。

如图4所示，在本申请的一实施例中，所述步骤S600还包括：

S640，若存在任一所述检验偏差大于或等于所述预设偏差，则确定补偿无效，对所述检验偏差大于或等于所述预设偏差对应的检验坐标进行补偿。

具体地，若存在任一所述检验偏差大于或等于所述预设偏差，则说明在补偿后，基于补偿后生成的所述移动策略，所述夹持机构110在某一个运动轨迹或某几个运动轨迹下，还是无法带动所述校正端121精确地到达所述目标位置。此时，可以确定补偿无效，需要对所述由医疗影像设备引导的手术设备100继续进行再次校正与补偿。即，对所述检验偏差大于或等于所述预设偏差对应的检验坐标进行补偿。可选地，补偿的方式可以为重复执行所述步骤S300至所述步骤S400。

S650，记录补偿后所述校正端121的坐标与所述夹持部件111的坐标的位置关系。依据所述校正端121的坐标与所述夹持部件111的坐标的位置关系，修正所述移动策略。

具体地，与所述步骤S500类似，补偿后的所述校正端121的坐标就是所述目标位置的坐标(x，y，z)。所述校正端121的坐标与所述夹持部件111的坐标的位置关系没有变化，只是所述处理器并没有熟悉记忆二者的位置关系，所述移动策略的准确度也不够高。所述处理器需要再次记录补偿后所述校正端121的坐标与所述夹持部件111的坐标的位置关系，并修正所述移动策略。

S660，重复对所述修正后的移动策略进行验证的步骤，直至确定补偿有效，输出校正成功的信号。

具体地，在执行所述步骤S650之后，返回所述步骤S610，对所述修正后的移动策略进行验证，直至确定补偿有效。在确定补偿有效之后，执行所述步骤S700，输出校正成功的信号。

本实施例中，通过在补偿无效后对所述由医疗影像设备引导的手术设备100继续进行校正与补偿，提高了所述由医疗影像设备引导的手术设备100的工作精度，同时也提高了所述由医疗影像设备引导的手术设备100的安全性。

在本申请的一实施例中，所述目标位置的坐标(x，y，z)可以设置为多个。相应地，每一个所述目标位置的坐标(x，y，z)的校正均需要执行所述步骤S100至所述步骤S700所述的由医疗影像设备引导的手术设备的校正方法。

本申请还提供一种由医疗影像设备引导的手术设备100。可选地，所述由医疗影像设备引导的手术设备100与医疗影像设备200配合使用。所述由医疗影像设备引导的手术设备100采用前述内容提及的由医疗影像设备引导的手术设备的校正方法。

如图5所示，在本申请的一实施例中，所述由医疗影像设备引导的手术设备100包括夹持机构110和校正机构120。

所述夹持机构110包括夹持部件111和调节杆112。所述夹持部件111可相对所述调节杆112旋转任意角度。所述夹持部件111与所述校正机构120固定连接。所述夹持部件111用于夹持所述校正机构120并带动所述校正机构120同步移动，以使所述校正机构120的校正端121伸入所述医学影像设备200的成像区域210。所述夹持部件111与所述调节杆112转动连接。所述夹持部件111可相对所述调节杆112旋转任意角度，以使所述夹持部件111带动所述校正机构120旋转任意角度。所述调节杆112用于带动所述夹持部件111移动。

具体地，所述调节杆112可以为一个机械手臂。所述调节杆112的一端可以固定设置，另一端与所述夹持部件111转动连接。所述调节杆112的一端可以固定连接于墙体或地面。所述调节杆11的一端也可以固定于一个手术车基座。在带动所述校正机构120移动时，所述由医疗影像设备引导的手术设备100的处理器可以控制所述夹持部件111带动所述校正机构120旋转任意角度，以实现所述校正机构120的小幅度的移动。所述处理器可以控制所述调节杆112推动所述夹持部件111移动，进一步带动校正机构120实现大幅度的移动。用户可以通过推动所述手术车基座完成对所述调节杆112的推动。

本实施例中，通过设置所述校正机构120，可以伸入所述医疗影像设备200的成像区域进行定位。通过设置所述夹持机构110，可以带动所述校正机构120移动。具体地，通过设置夹持部件111，可以夹持所述校正机构120并带动所述校正机构110旋转任意角度，以使所述校正机构120的校正端121伸入所述医学影像设备的成像区域。通过设置所述调节杆112，可以带动所述夹持部件111移动。由医疗影像设备引导的手术设备100可以实现对所述校正机构120的校正端121所处的位置的校正，进而实现对整个由医疗影像设备引导的手术设备100的校正。

如图6所示，在本申请的一实施例中，所述校正机构120包括校正端121和支撑部件122。所述校正端121与所述支撑部件122固定连接。所述校正端121用于伸入所述医疗影像设备200的成像区域210进行定位。所述支撑部件122的一端与所述校正端121固定连接。所述支撑部件122的另一端与所述夹持部件111固定连接。所述支撑部件122用于支撑并固定所述校正端121。

本实施例中，通过设置所述校正端121和所述支撑部件122，使得所述医疗影像设备200能够精确定位所述校正端121，为后续所述由医疗影像设备引导的手术设备的校正提供便利。

在本申请的一实施例中，所述校正端121的形状为球形。

具体地，任意存在边缘的立方体，其边缘部分在成像时都会产生伪影，影响所述校正端121的成像与定位。球体产生的伪影较少。将所述校正端121设置为球形，可以使得所述校正端121可以于所述医疗影像设备200的成像系统清晰定位。

本实施例中，通过将所述校正端121的形状设置为球形，可以使得所述校正端121可以于所述医疗影像设备200的成像系统清晰定位，不产生伪影。

在本申请的一实施例中，所述校正端121由在所述医学影像设备中能够显著成像的材料制成。所述支撑部件122由在所述医学影像设备中不能显著成像的材料制成。

具体地，所述由医疗影像设备引导的手术设备100在实际使用的过程中，所述夹持机构110夹持的可以是手术刀或手术针等手术设备。但是在所述由医疗影像设备引导的手术设备100的校正过程中，手术设备成像的对比度很低，很难用肉眼分辨。因此，在所述由医疗影像设备引导的手术设备100的校正过程中，可以将所述手术设备更换为所述校正机构120。所述校正机构120的校正端121由在所述医学影像设备200中能够显著成像的材料制成，其成像的对比度较高。与此同时，所述支撑部件122由在所述医学影像设备200中不能显著成像的材料制成，其成像的对比度较低。可以理解，所述夹持机构110在所述由医疗影像设备引导的手术设备100的校正过程中，夹持的是所述校正机构120。在所述校正端121到达所述目标位置后，通过所述医疗影像设备200扫描所述校正端121的位置，并进行成像显示，可以实现校正操作。

本实施例中，通过设置校正机构的校正端121的材料为能够显著成像的材料，从而使得所述医学影像设备200可以通过扫描所述校正端121，实现成像与定位作用。

本申请还提供一种医疗影像设备校正系统。

如图7所示，在本申请的一实施例中，所述医疗影像设备校正系统包括前述内容提及的由医疗影像设备引导的手术设备100、医疗影像设备200和上位机300。所述上位机300与所述由医学影像设备引导的手术设备100和/或所述医疗影像设备200通信连接。所述医疗影像设备200用于扫描所述由医疗影像设备引导的手术设备100。所述上位机300用于获取所述实际位置的坐标。所述上位机300还用于对所述实际位置的坐标分析，计算所述实际位置的坐标和医疗影像设备200成像区域210中目标位置的坐标的的坐标偏差。所述上位机300还用于向所述由医学影像设备引导的手术设备100发出控制信号，控制所述由医学影像设备引导的手术设备100对所述实际位置的坐标进行补偿并验证补偿是否有效。

具体地，所述上位机300可以为PC(个人计算机)。所述医疗影像设备200用于扫描所述由医疗影像设备引导的手术设备100，获取所述实际位置的坐标。在获取所述实际位置的坐标后，所述医疗影像设备200可以将所述实际位置的坐标发送至所述上位机300。所述上位机300用于对所述实际位置的坐标分析，计算所述实际位置的坐标和医疗影像设备200成像区域210中目标位置的坐标的的坐标偏差。

本实施例中，通过医疗影像设备200扫描由医疗影像设备引导的手术设备100的位置，实现由医疗影像设备引导的手术设备的位置校正。通过设置上位机300，控制对所述由医疗影像设备引导的手术设备100所处的实际位置相对于目标位置进行位置补偿并验证补偿的有效性，实现了由医疗影像设备引导的手术设备100的快速校正，速度快且精度高。本实施例提供的医疗影像设备校正系统可以在每次手术前对由医疗影像设备引导的手术设备100进行校正，校正方便且速度快，操作便捷。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种由医学影像设备引导的手术设备的校正方法，所述由医学影像设备引导的手术设备(100)包括夹持机构(110)和校正机构(120)，所述夹持机构(110)包括夹持部件(111)，所述夹持部件(111)与所述校正机构(120)固定连接，用于夹持所述校正机构(120)并带动所述校正机构(120)同步移动，以使所述校正机构(120)的校正端(121)伸入所述医学影像设备(200)的成像区域(210)，其特征在于，所述校正方法包括：

获取目标位置的坐标；

在所述校正机构(120)的校正端(121)以初始运动轨迹到达所述目标位置后，获取所述校正端(121)的坐标，作为实际位置的坐标；

计算所述目标位置的坐标和所述实际位置的坐标的坐标偏差；

依据所述坐标偏差，对所述实际位置的坐标进行补偿；

记录补偿后所述校正端(121)的坐标与所述夹持部件(111)的坐标的位置关系，依据所述校正端(121)的坐标与所述夹持部件(111)的坐标的位置关系，生成移动策略；

对所述移动策略进行验证，判断补偿是否有效；

若补偿有效，则输出校正成功的信号。

2.根据权利要求1所述的校正方法，其特征在于，所述校正端(121)的坐标为所述校正端(121)质心的坐标，所述夹持部件(111)的坐标为所述夹持部件(111)质心的坐标。

3.根据权利要求2所述的校正方法，其特征在于，所述依据所述坐标偏差，对所述实际位置的坐标进行补偿的步骤，包括：

控制所述夹持机构(110)带动所述校正端(121)移动，以使所述校正端(121)在x轴方向上移动_△x距离，在y轴方向上移动_△y距离，在z轴方向上移动_△z距离。

4.根据权利要求3所述的校正方法，其特征在于，所述对所述移动策略进行验证，判断补偿是否有效的步骤包括：

基于所述移动策略，控制所述校正端(121)以i个互不相同的运动轨迹运动至所述目标位置，分别获取在不同运动轨迹下，所述的校正端(121)到达所述目标位置后，所述校正端(121)的坐标，作为验证坐标；i为正整数，且i不小于3；所述i个互不相同的运动轨迹与所述初始运动轨迹均不相同；

分别计算i个所述验证坐标与所述目标位置的坐标的坐标偏差，作为检验偏差，判断所有检验偏差是否均小于预设偏差；

若所有检验偏差均小于所述预设偏差，则确定补偿有效。

5.根据权利要求4所述的校正方法，其特征在于，还包括：

若存在任一所述检验偏差大于或等于所述预设偏差，则确定补偿无效，对所述检验偏差大于或等于所述预设偏差对应的检验坐标进行补偿；

记录补偿后所述校正端(121)的坐标与所述夹持部件(111)的坐标的位置关系，依据所述校正端(121)的坐标与所述夹持部件(111)的坐标的位置关系，修正所述移动策略；

重复对修正后的所述移动策略进行验证的步骤，直至确定补偿有效，输出校正成功的信号。

6.一种由医学影像设备引导的手术设备(100)，与医学影像设备(200)配合使用，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的由医学影像设备引导的手术设备的校正方法，包括夹持机构(110)和校正机构(120)；

所述夹持机构(110)包括夹持部件(111)和调节杆(112)；

所述夹持部件(111)与所述校正机构(120)固定连接，用于夹持所述校正机构(120)并带动所述校正机构(120)同步移动，以使所述校正机构(120)的校正端(121)伸入所述医学影像设备(200)的成像区域(210)；

所述夹持部件(111)与所述调节杆(112)转动连接，所述夹持部件(111)可相对所述调节杆(112)旋转任意角度，以使所述夹持部件(111)带动所述校正机构(120)旋转任意角度；

所述调节杆(112)用于带动所述夹持部件(111)移动。

7.根据权利要求6所述的由医学影像设备引导的手术设备(100)，其特征在于，所述校正机构(120)包括：

校正端(121)，用于伸入所述医学影像设备(200)的成像区域(210)进行定位；

支撑部件(122)，一端与所述校正端(121)固定连接，另一端与所述夹持部件(111)固定连接，用于支撑并固定所述校正端(121)。

8.根据权利要求7所述的由医学影像设备引导的手术设备(100)，其特征在于，所述校正端(121)的形状为球形。

9.根据权利要求8所述的由医学影像设备引导的手术设备(100)，其特征在于，所述校正端(121)由在所述医学影像设备(200)中能够显著成像的材料制成，所述支撑部件(122)由在所述医学影像设备(200)中不能显著成像的材料制成。

10.一种医学影像设备校正系统，其特征在于，包括：

如权利要求9所述的由医学影像设备引导的手术设备(100)；

医学影像设备(200)，用于扫描所述由医学影像设备引导的手术设备(100)；

上位机(300)，与所述由医学影像设备引导的手术设备(100)和/或所述医学影像设备(200)通信连接，用于获取所述实际位置的坐标，并对所述实际位置的坐标分析，计算所述实际位置的坐标和所述医学影像设备(200)成像区域(210)中目标位置的坐标的坐标偏差；

所述上位机(300)还用于向所述由医学影像设备引导的手术设备(100)发出控制信号，控制所述由医学影像设备引导的手术设备(100)对所述实际位置的坐标进行补偿并验证补偿是否有效。

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