CN113952032B - 一种用于骨科手术的空间追踪设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及骨科手术领域，尤其涉及一种用于骨科手术的空间追踪设备，包括刚体、连接支架和钢钉，刚体与连接支架的一端连接，连接支架的另一端与钢钉连接；刚体上开设有通孔，通孔内设有反光片，反光片用于反射红外光，以对刚体进行定位。本公开的设置可以保证在目前骨科手术过程中，空间追踪设备的反光片在消毒与反复拆卸安装过程中不会带来安装误差导致追踪精度下降；可以保证骨科手术导航中结构反光与刚体材料反光不会对光学追踪精度产生影响；可以保证空间追踪设备在骨科手术应用过程中反光片不会由于设备反复消毒带来反光片的反光效果下降，导致追踪精度下降。

Description

一种用于骨科手术的空间追踪设备

技术领域

本公开涉及骨科手术技术领域，尤其涉及一种用于骨科手术的空间追踪设备。

背景技术

骨科是各大医院最常见的科室之一，主要研究骨骼肌肉系统的解剖、生理与病理，运用药物、手术及物理方法保持和发展这一系统的正常形态与功能。随着科学技术的发展和进步，骨科学在诊断、治疗方面有了很大的进展，在进行治疗时通常会有各种机器作为辅助，帮助医护人员进行手术操作，空间追踪设备的反光片就是一种配合影响系统导航手术系统使用的零件。

在目前骨科手术过程中，空间追踪设备的反光点在消毒与反复拆卸安装过程中带来的安装误差会导致追踪精度下降。骨科手术导航中结构反光与刚体材料反光会对光学追踪精度产生影响。而且，空间追踪设备在骨科手术应用过程中反光片由于设备反复消毒带来的反光膜的反光效果下降，导致追踪精度下降。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种用于骨科手术的空间追踪设备。

本公开提供了一种用于骨科手术的空间追踪设备，包括刚体、连接支架、钢钉，刚体与连接支架的一端卡接，连接支架的另一端与钢钉卡接；刚体设有通孔，通孔内设有反光片，反光片用于垂直反射红外光。

可选地，通孔包括通孔开口和通孔内腔，反光片设置于通孔开口与通孔内腔的结合部，反光片的直径大于通孔开口的最小直径，反光片的直径小于通孔内腔的直径。

可选地，反光片通过固定装置固定于通孔内腔中，通孔内腔内壁设有螺纹，固定装置外壁设有与通孔内腔内壁相适配的螺纹，固定装置与通孔内腔通过螺纹连接。

可选地，固定装置为半球型结构。

可选地，连接支架靠近刚体的一端设有凸台，凸台的截面为钥匙形状；刚体设有凹槽，凹槽形状与凸台形状相适配，连接支架和刚体通过凸台和凹槽进行卡接。

可选地，连接支架靠近钢钉的一端设有连接部，连接部为设有倒角的三棱柱；钢钉包括钢钉本体与钢钉基座，钢钉基座上设有与连接部相适配的凹槽，连接支架与钢钉通过连接部和凹槽进行卡接；钢钉基座的端面上围绕钢钉本体设有通孔，通孔内设置螺钉，螺钉用于防止刚体旋转。

可选地，连接支架与钢钉基座的结合部位设有锁接装置，锁接装置用于防止连接支架和钢钉基座连接后发生移位。

可选地，钢钉本体与刚体之间的角度小于90°。

可选地，刚体包括四个分支，每个分支包括一个反光片与一个固定装置。

可选地，刚体与连接支架整体表面设有氧化铝镀膜层。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

通过一种用于骨科手术的空间追踪设备，包括刚体、连接支架、钢钉，刚体与连接支架的一端卡接，连接支架的另一端与钢钉卡接；刚体开设通孔，通孔内设置反光片。可以保证：

1、在目前骨科手术过程中，空间追踪设备的反光点在消毒与反复拆卸安装过程中不会带来安装误差导致追踪精度下降。

2、骨科手术导航中结构反光与刚体材料反光不会对光学追踪精度产生影响。

3、空间追踪设备在骨科手术应用过程中反光片不会由于设备反复消毒带来反光膜的反光效果下降，导致追踪精度下降。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例所述高精度空间追踪设备整体结构图；

图2为本公开实施例所述刚体整体结构图；

图3为本公开实施例所述连接支架整体结构图；

图4为本公开实施例所述刚体通孔部位剖面图。

其中，1、刚体；2、连接支架；3、钢钉；4、通孔；5、反光片；6、通孔开口；7、通孔内腔；8、固定装置；9、凸台；10、连接部；11、钢钉本体；12、钢钉基座；13、锁接装置。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

本公开提供了一种用于骨科手术的空间追踪设备，如图1所示，包括刚体1、连接支架2和钢钉3，刚体1与连接支架2的一端连接，连接支架2的另一端与钢钉3连接；刚体1开设通孔4，通孔4内设置反光片5，反光片5用于反射红外光，以对刚体1进行定位。本实施例中的刚体1与连接支架2进行分体设计，可以减少加工难度同时保证整个结构的稳定性。

如图2所示，通孔4包括通孔开口6和通孔内腔7，反光片5设置于通孔开口6与通孔内腔7的结合处，反光片5的直径大于通孔开口6的最小直径，反光片5的直径小于通孔内腔7的直径。本实施例中的通孔开口6，如图4所示，具有半球状凹槽结构，通孔开口6上部分的截面形状为圆弧形，下部分的截面形状为长方形。本实施例中的通孔内腔7，其截面形状为长方形，其中通孔内腔7的直径大于通孔开口6的最小直径，即通孔内腔7的直径大于通孔开口下部分的直径。这样设置的目的是使得反光片5可以被挡在通孔内腔7的上方。

如图4所示，反光片5通过固定装置8固定于通孔内腔7中，其中，通孔内腔7内壁设有螺纹，固定装置8上设有与通孔内腔7内壁相适配的螺纹。将反光片5置于通孔内腔7的顶部之后，使用固定装置8与通孔内腔7进行螺纹连接，将反光片5固定在通孔开口6与通孔内腔7的结合处。

本实施例中，如图4所示，固定装置8为半球型结构，固定装置8可以采用铝合金材质，也可以采用PVC等其它材质。

如图3所示，连接支架2为流线型结构，连接支架2靠近刚体1的一端为圆柄状结构，圆柄状结构上设有凸台9，凸台9的截面为钥匙形状，凸台9的圆形部位上开设圆孔；刚体1上设有凹槽，凹槽形状与凸台9形状相适配。连接支架2与刚体1通过凸台9和凹槽进行卡接。凸台9的截面形状为钥匙形状的目的是防呆，在安装时，连接支架2只能从一个角度与刚体1进行安装，避免出现安装错误。凸台9的截面形状也可以采用其它形状，例如，凸台9的形状可以为“凸”字形状，同样具有防呆功能。

另外，连接支架2靠近钢钉3的一端设有连接部10，连接部10与连接支架2的圆柄状结构之间的角度小于90°，连接部10为设有倒角的三棱柱；钢钉3包括钢钉本体11与钢钉基座12，钢钉基座12上设有与连接部10相适配的凹槽。连接支架2与钢钉3通过连接部10与凹槽进行卡接。钢钉本体11与钢钉基座12垂直设置，本实施例中的三棱柱的截面为等腰三角形。连接部10设置为三棱柱的目的同样是为了防呆，安装时只能从一个角度进行安装，避免出现安装错误。同样，连接部10截面的形状也可以设置为其它形状。

钢钉基座12的端面上围绕钢钉本体11设有通孔，通孔内设置螺钉，螺钉用于防止刚体1旋转。本实施例中的通孔数量可以设置为5个，单个钢钉本体11在手术使用时容易发生旋转，而且会带动刚体1转动，此时可以在一个或多个通孔中放置螺钉，螺钉与钢钉本体11的配合设置可以避免本实施例在使用时发生旋转，影响手术使用。

本实施例中，连接支架2与钢钉基座12的结合部位设有锁接装置13。如图1所示，设置锁接装置13的目的是保证在刚体1整体进行安装时，连接支架2和钢钉基座12之间不会发生移位，从而保证整个刚体1的高精度。

通过连接支架2的凸台9和连接部10的防呆设计以及连接支架2和钢钉基座12结合部设置锁接装置13，可以解决在目前骨科手术过程中，空间追踪设备的反光点在消毒与反复拆卸安装过程中带来的安装误差会导致追踪精度下降的问题。

在本实施例中，钢钉本体11与刚体1之间的角度小于90°。小于90°的目的是在钢钉本体11安装在病人骨头缝隙之后，固定的反光片5仍然可以以垂直的角度反射红外光，进而达到最佳的追踪精度。

优选的，通孔4设置在刚体1的延伸部上，刚体上的延伸部设置数量为四个，四个延伸部的一端连接在一起，另一端呈扇形向外延伸。延伸部具体为杆状结构，延伸部的自由端均设有通孔，通孔内设有反光片和固定装置。四个延伸部的长度可以根据实际需要来确定，四个延伸部之间的角度也可以根据实际需要来确定，从而确保空间追踪设备的追踪精度。

本公开的刚体1和连接支架2都为铝合金材质，铝合金材质易于反射光线，所以刚体1、连接支架2整体表面设有氧化铝镀膜层。氧化铝镀膜可以降低整个刚体1和连接支架2的红外反射率。采用氧化铝镀膜技术的目的是避免刚体1表面和连接支架2表面反射红外光，从而对光学追踪精度造成影响。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种用于骨科手术的空间追踪设备，其特征在于，包括刚体（1）、连接支架（2）和钢钉（3），所述刚体（1）与所述连接支架（2）的一端连接，所述连接支架（2）的另一端与所述钢钉（3）连接；所述刚体（1）上设有通孔（4），所述通孔（4）内设有反光片（5），所述反光片（5）用于反射红外光，以对所述刚体（1）进行定位；所述通孔（4）包括通孔开口（6）和通孔内腔（7），所述反光片（5）设置于所述通孔开口（6）与所述通孔内腔（7）的结合处，所述通孔开口（6）具有半球状凹槽结构，上部分的截面形状为圆弧形；所述反光片（5）的直径大于所述通孔开口（6）的最小直径，所述反光片（5）的直径小于所述通孔内腔（7）的直径；所述反光片（5）通过固定装置（8）固定于所述通孔开口（6）与所述通孔内腔（7）的结合处，所述通孔内腔（7）内壁设有螺纹，所述固定装置（8）上设有与所述通孔内腔（7）内壁相适配的螺纹，所述固定装置（8）与所述通孔内腔（7）通过螺纹连接；所述固定装置（8）为半球型结构。

2.根据权利要求1所述的一种用于骨科手术的空间追踪设备，其特征在于，所述连接支架（2）靠近所述刚体（1）的一端设有凸台（9），所述刚体（1）上设有凹槽，所述凹槽形状与所述凸台（9）形状相适配，所述连接支架（2）和所述刚体（1）通过所述凸台（9）和所述凹槽卡接。

3.根据权利要求2所述的一种用于骨科手术的空间追踪设备，其特征在于，所述连接支架（2）靠近所述钢钉（3）的一端设有连接部（10），所述连接部（10）为设有倒角的三棱柱；所述钢钉（3）包括钢钉本体（11）与钢钉基座（12），所述钢钉基座（12）上设有与所述连接部（10）相适配的凹槽，所述连接支架（2）与所述钢钉（3）通过所述连接部（10）和所述凹槽卡接；所述钢钉基座（12）的端面上围绕所述钢钉本体（11）设有通孔，所述通孔内设置螺钉，所述螺钉用于防止所述刚体（1）旋转。

4.根据权利要求3所述的一种用于骨科手术的空间追踪设备，其特征在于，所述连接支架（2）与所述钢钉基座（12）的结合处设有锁接装置（13），所述锁接装置（13）用于防止所述连接支架（2）和所述钢钉基座（12）连接后发生移位。

5.根据权利要求3所述的一种用于骨科手术的空间追踪设备，其特征在于，所述钢钉本体（11）与所述刚体（1）之间的夹角小于90°。

6.根据权利要求1所述的一种用于骨科手术的空间追踪设备，其特征在于，所述通孔（4）设置在所述刚体（1）的延伸部上，所述刚体（1）上的所述延伸部设置数量为四个，四个所述延伸部的一端连接在一起，另一端呈扇形向外延伸。

7.根据权利要求1至6任一项所述的一种用于骨科手术的空间追踪设备，其特征在于，所述刚体（1）与所述连接支架（2）表面设有氧化铝镀膜层。

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