CN111700682B - 一种法线重合配准系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种法线重合配准系统，该系统包括X光机、相机、标定靶、第一调节模块和第二调节模块，标定靶置于X光机的成像板上，第一调节模块用于调节标定靶使得标定靶对准X光机的成像法线，第二调节模块用于在标定靶对准X光机的成像法线后，调节相机使得标定靶对准相机的成像法线。本发明的法线重合配准系统通过设置标定靶、第一调节模块和第二调节模块，通过第一调节模块调节标定靶使得标定靶对准X光机的成像法线，再通过第二调节模块调节相机使得标定靶对准相机的成像法线，即完成了X光机和相机的法线重合配准，配准精度高，简单可行，提高手术导航的精确性，降低手术的风险性。

Description

一种法线重合配准系统
技术领域
本发明涉及手术导航技术领域，特别涉及一种法线重合配准系统。
背景技术
手术导航系统，是将病人术前或术中影像数据和手术床上病人解剖结构准确对应，手术中跟踪手术器械并将手术器械的位置在病人影像上以虚拟探针的形式实时更新显示，使医生对手术器械相对病人解剖结构的位置一目了然，使外科手术更快速、更精确、更安全。
在手术中，必须要准确地确定手术部位，否则容易造成手术失败，因此，需要将术中相机拍摄的图像和术前X光机拍摄的图像进行精确配准。而现有的配准方式大多把CCD或CMOS元件的中心认为是相机的成像中心，但由于相机图像是经过裁剪的，所以这里的成像中心与相机图像的中心是不同的。此外，相机成像时镜头畸变是一个不容忽视的问题，这是光学透镜固有的透视失真所造成的，无法避免，并且越靠近镜头边缘畸变越大，所以为了减少镜头畸变造成的误差，拍摄时应尽量使成像中心光线通过镜头光轴，也就是使镜头轴向垂直于手术虚拟平面。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种简单可行，精度高的法线重合配准系统。其采用如下技术方案：
一种法线重合配准，其包括X光机、相机、标定靶、第一调节模块和第二调节模块，所述标定靶置于所述X光机的成像板上，所述第一调节模块用于调节所述标定靶使得所述标定靶对准所述X光机的成像法线，所述第二调节模块用于在所述标定靶对准所述X光机的成像法线后，调节所述相机使得所述标定靶对准所述相机的成像法线。
作为本发明的进一步改进，所述标定靶包括两水平臂和一竖直臂，所述两水平臂交叉设置，所述竖直臂的底部设于所述两水平臂的交点上且与所述两水平臂所在的平面垂直，所述竖直臂的顶部设有主标记球，所述两水平臂的两端均设有副标记球。
作为本发明的进一步改进，所述竖直臂和一水平臂一体成型，另一水平臂包括两装配臂，两装配臂对称装配于所述竖直臂两侧。
作为本发明的进一步改进，所述两装配臂通过螺栓固定于所述竖直臂上。
作为本发明的进一步改进，当所述标定靶对准所述X光机或相机的成像法线时，在所述X光机或相机拍摄的图像中，所述主标记球位于两两相对的副标记球连线的交点。
作为本发明的进一步改进，所述主标记球和副标记球分别通过螺栓固定于所述竖直臂和水平臂上。
作为本发明的进一步改进，所述主标记球和副标记球上均设有反射涂层。
作为本发明的进一步改进，还包括第三调节模块，所述第三调节模块用于根据所述X光机的激光十字线对所述标定靶进行粗调。
作为本发明的进一步改进，所述第一调节模块用于调节所述标定靶使得所述标定靶对准所述X光机的成像法线，具体包括：所述第一调节模块用于根据所述X光机拍摄的图像调节所述标定靶使得所述标定靶对准所述X光机的成像法线。
作为本发明的进一步改进，所述调节所述相机使得所述标定靶对准所述相机的成像法线，具体包括：根据所述相机拍摄的图像调节所述相机使得所述标定靶对准所述相机的成像法线。
本发明的有益效果：
本发明的法线重合配准系统通过设置标定靶、第一调节模块和第二调节模块，通过第一调节模块调节标定靶使得标定靶对准所述X光机的成像法线，再通过第二调节模块调节相机使得标定靶对准相机的成像法线，即完成了X光机和相机的法线重合配准，配准精度高，简单可行，提高手术导航的精确性，降低手术的风险性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明优选实施例中标定靶的结构示意图。
标记说明：10、水平臂；11、副标记球；12、装配臂；20、竖直臂；21、主标记球。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明实施例中的法线重合配准系统包括X光机、相机、标定靶、第一调节模块和第二调节模块。
标定靶置于X光机的成像板上，第一调节模块用于调节标定靶使得标定靶对准X光机的成像法线，第二调节模块用于在标定靶对准X光机的成像法线后，调节相机使得标定靶对准相机的成像法线，即完成X光机和相机的法线重合配准。在配准完成后，移除X光机的成像板上的标定靶。
在本实施例中，第一调节模块用于调节标定靶使得标定靶对准X光机的成像法线，具体包括：第一调节模块用于根据X光机拍摄的图像调节标定靶使得标定靶对准X光机的成像法线。
在本实施例中，调节相机使得标定靶对准相机的成像法线，具体包括：根据相机拍摄的图像调节相机使得标定靶对准相机的成像法线。
如图1所示，上述标定靶包括两水平臂10和一竖直臂20，两水平臂10交叉设置，竖直臂20的底部设于两水平臂10的交点上且与两水平臂10所在的平面垂直，竖直臂20的顶部设有主标记球21，两水平臂10的两端均设有副标记球11。
当标定靶对准X光机或相机的成像法线时，在X光机或相机拍摄的图像中，主标记球21位于两两相对的副标记球11连线的交点。
在本实施例中，为了保证精度，竖直臂20和一水平臂10一体成型，另一水平臂10包括两装配臂12，两装配臂12对称装配于竖直臂20两侧。优选的，两装配臂12通过螺栓固定于竖直臂20上，装配臂为L型。
在其中一实施例中，主标记球21和副标记球11分别通过螺栓固定于竖直臂20和水平臂10上。
在本实施例中，主标记球21和副标记球11上均设有反射涂层。优选的，反射涂层为3M反射材料。
在本实施例中，该系统还包括第三调节模块，第三调节模块用于根据X光机的激光十字线对标定靶进行粗调，可将标定靶置于X光机的成像板上大致位置，便于第一调节模块对其进行微调。
本发明的法线重合配准系统通过设置标定靶、第一调节模块和第二调节模块，通过第一调节模块调节标定靶使得标定靶对准所述X光机的成像法线，再通过第二调节模块调节相机使得标定靶对准相机的成像法线，即完成了X光机和相机的法线重合配准，配准精度高，简单可行，提高手术导航的精确性，降低手术的风险性。
以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (7)

1.一种法线重合配准系统，其特征在于，包括X光机、相机、标定靶、第一调节模块和第二调节模块，所述标定靶置于所述X光机的成像板上，所述第一调节模块用于调节所述标定靶使得所述标定靶对准所述X光机的成像法线，所述第二调节模块用于在所述标定靶对准所述X光机的成像法线后，调节所述相机使得所述标定靶对准所述相机的成像法线；
所述标定靶包括两水平臂和一竖直臂，所述两水平臂交叉设置，所述竖直臂的底部设于所述两水平臂的交点上且与所述两水平臂所在的平面垂直，所述竖直臂的顶部设有主标记球，所述两水平臂的两端均设有副标记球；
所述竖直臂和一水平臂一体成型，另一水平臂包括两装配臂，两装配臂对称装配于所述竖直臂两侧；
所述两装配臂通过螺栓固定于所述竖直臂上。
2.如权利要求1所述的法线重合配准系统，其特征在于，当所述标定靶对准所述X光机或相机的成像法线时，在所述X光机或相机拍摄的图像中，所述主标记球位于两两相对的副标记球连线的交点。
3.如权利要求1所述的法线重合配准系统，其特征在于，所述主标记球和副标记球分别通过螺栓固定于所述竖直臂和水平臂上。
4.如权利要求1所述的法线重合配准系统，其特征在于，所述主标记球和副标记球上均设有反射涂层。
5.如权利要求1所述的法线重合配准系统，其特征在于，还包括第三调节模块，所述第三调节模块用于根据所述X光机的激光十字线对所述标定靶进行粗调。
6.如权利要求1所述的法线重合配准系统，其特征在于，所述第一调节模块用于调节所述标定靶使得所述标定靶对准所述X光机的成像法线，具体包括：所述第一调节模块用于根据所述X光机拍摄的图像调节所述标定靶使得所述标定靶对准所述X光机的成像法线。
7.如权利要求1所述的法线重合配准系统，其特征在于，所述调节所述相机使得所述标定靶对准所述相机的成像法线，具体包括：根据所述相机拍摄的图像调节所述相机使得所述标定靶对准所述相机的成像法线。
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