CN211834684U - 用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置，所述用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置包括：本体；反射球，设置于所述本体的一侧面；注册孔，设置与所述本体的另一侧面，所述注册孔设置有若干个，若干个所述注册孔的内径彼此不同；第一参考面，设置在所述本体，所述第一参考面垂直于所述注册孔，待注册手术工具的尖端穿过所述注册孔，并与所述第一参考面抵接。本实用新型提供一种用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置，解决了现有技术中测量注册工具结构复杂的技术问题。

Description

用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置

技术领域

本实用新型涉及医疗设备领域，尤其涉及一种用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置。

背景技术

近年来随着科技进步，现代化的手术导航系统已经应用到医院临床手术中。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。

但是，现有的导航系统配套的医疗器械不健全，而非配套的医疗器械在使用之前，需要借助注册测量工具将医疗器械的尖端位置信息注册到导航系统中。目前，测量注册非配套医疗器械的工具结构复杂，体积较大，加工成本高，不便于操作。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种结构简单、使用方便的用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置，旨在解决现有的测量注册工具结构复杂的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提出一种用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置，所述用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置包括：

本体；

反射球，设置于所述本体的一侧面；

注册孔，设置与所述本体的另一侧面，所述注册孔设置有若干个，若干个所述注册孔的内径彼此不同；

第一参考面，设置在所述本体，所述第一参考面垂直于所述注册孔，待注册手术工具的尖端穿过所述注册孔，并与所述第一参考面抵接。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置还包括楔形槽，所述楔形槽设置在所述本体的所述注册孔一侧。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置还包括V形槽以及位于所述V形槽一端的第二参考面，所述待注册手术工具的尖端穿过所述V形槽，并与与所述第二参考面抵接，所述V形槽与所述第二参考面设置在所述本体的所述反射球一侧。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置还包括锥孔，所述锥孔设置在所述本体的所述第一参考面一侧。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置还包括刻度线，所述刻度线设置在所述本体的所述注册孔一侧。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置还包括测量缺口，所述测量缺口设置在所述注册孔的相对侧面且阵列设有若干个，若干个所述测量缺口的宽度不同，所述测量缺口包括第一缺口以及第二缺口，所述第一缺口以及所述第二缺口连通，所述第一缺口的宽度大于所述第二缺口的宽度。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置还包括反射球基座，所述反射球基座的一端与所述本体连接，所述反射球安装在所述反射球基座的另一端。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述反射球基座与所述本体螺纹连接，所述反射球与所述反射球基座卡接。

相对于现有技术，本实用新型提出的技术方案中，通过设置的注册孔及第一参考面，使用工具适配器夹住待注册手术工具并插入注册孔中，待注册手术工具穿过所述注册孔，同时，待注册手术工具的尖端抵在第一参考面，利用光学追踪定位系统获得工具适配器追踪器的反射球和用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置上的反射球的相对位置关系，进而计算出待注册手术工具的尖端位置，用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置的结构简单，能够方便的完成待注册手术工具的注册工作。而且，本申请还可以作为校准手术工具来使用，判断手术工具的注册精度，提高导航系统的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置实施例的一角度结构示意图；

图2为本实用新型用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置实施例的另一角度结构示意图；

图3为本实用新型用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置实施例的一工作状态示意图；

图4为本实用新型用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置实施例的另一工作状态示意图；

图5为本实用新型用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置实施例的又一工作状态示意图；

图6为本实用新型用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置实施例的再一工作状态示意图；

图7为本实用新型用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置实施例中工具适配器的结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型实施例保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型实施例中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型实施例要求的保护范围之内。

本实用新型实施例提出的用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置0，应用于导航系统，参照图3-图6，导航系统包括软件程序、光学追踪定位系统13以及用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置0。具体的，软件程序与光学追踪定位系统13电连接，光学追踪定位系统13用来检测反射球2的位置信息。在手术工具进行注册的时候，一般配合使用工具适配器12，参照图7，工具适配器12包括工具适配器追踪器121以及夹具122，夹具122包括U形块123以及螺纹杆124，螺纹杆124与U形块123螺纹连接，螺纹杆124的一端安装有夹块125。具体的，工具适配器12用来夹持待注册手术工具，工具适配器12包括用来安装反射球的工具适配器追踪器121、夹具122，通过螺纹杆124与U形块123之间的螺纹连接，使得夹块125与待注册手术工具之间的距离可以调整，从而可以夹持不同尺寸的待注册手术工具。

如图1、图2所示，本实用新型实施例提出的一种用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置0，用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置0包括：

本体1；

反射球2，设置于本体1的一侧面；

注册孔3，设置与本体1的另一侧面，注册孔3设置有若干个，若干个注册孔3的内径彼此不同；

第一参考面4，设置在本体1，第一参考面4垂直于注册孔3，待注册手术工具的尖端穿过注册孔4，并与第一参考面4抵接。

在该实施例采用的技术方案中，通过设置的注册孔3及第一参考面4，使用工具适配器12夹住待注册手术工具并插入注册孔3中，待注册手术工具穿过注册孔3，同时，待注册手术工具的尖端抵在第一参考面4，利用光学追踪定位系统获得工具适配器上工具适配器追踪器的反射球和用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置0上反射球2的相对位置关系，进而计算出待注册手术工具的尖端位置，用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置0的结构简单，能够方便的完成待注册手术工具的注册工作。

具体的，本体1为立方体，具有六个侧面，第一侧面与第六侧面相对，第二侧面与第五侧面相对，第三侧面与第四侧面相对，其中，反射球2设置在第一侧面，光学追踪定位系统能够检测到反射球2的位置；注册孔3设置在第二侧面，注册孔3为圆形孔，用注册孔3设有多个，多个注册孔3的内径均不同，注册孔3用于对针杆部分相对均匀的待注册手术工具进行注册，而且能够满足对不同粗细针杆的待注册手术工具的注册；为了便于观察手术工具的尖端是否与第一参考面4接触，可以设置一个连接孔，该连接孔贯穿本体1，第一参考面4贯穿本体1，可以理解的是，连接孔设置在第三侧面并延伸至第四侧面，且垂直于第二侧面、第一侧面，连接孔与注册孔3连通，该连接孔朝向注册孔3的侧壁即为第一参考面4，待注册手术工具的尖端穿过注册孔3后抵在连接孔的该侧壁，也就是待注册手术工具的尖端与第一参考面4抵接。

在本实施例中，注册孔3设置有15个，每一个注册孔3在第一参考面4上都有一个对应的位置坐标，该位置坐标并存储在导航系统的软件程序中，表一给出了本实施例中15个注册孔3的内径以及位置坐标关系。参照图4，在对待注册手术工具进行注册时，选择插入与针杆尺寸相对应的注册孔3，并使得待注册手术工具的尖端抵接在第一参考面4，将工具适配器12上的工具适配器追踪器与用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置0上的反射球正对光学追踪定位系统13，通过光学追踪定位系统13测量得出位置信息后，再结合用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置0配置好的位置信息转换到待注册手术工具的尖端，给尖端建立一个标识点做为软件程序内的尖端，此时实际待注册手术工具的尖端与软件程序内尖端的位置信息相同。

进一步的，参照图1，在本实用新型一实施例中，用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置0还包括楔形槽5，楔形槽5设置在本体1的注册孔3一侧。

在该实施例采用的技术方案中，楔形槽5设置在第二侧面，且位于注册孔3朝向反射球2一侧，楔形槽5主要用于注册扁平头的待注册手术工具，注册时需要把尖端接触楔形槽5的槽底。

在本实施例中，楔形槽5设置有一个，当然，在其他实施例中可以设置为两个或两个以上。楔形槽5槽底的中心对应一个位置坐标，该位置坐标存储在导航系统的软件程序中，表二给出了楔形槽5槽底对应的位置坐标，使用楔形槽5注册的方法与使用注册孔3注册的方法相同，不再详述。

表一

表二

进一步的，参照图1、图2，在本实用新型一实施例中，用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置0还包括V形槽6以及位于V形槽6一端的第二参考面7，待注册手术工具的尖端穿过V形槽6，并与第二参考面7抵接，V形槽6与第二参考面7设置在本体1的反射球2一侧。

在该实施例采用的技术方案中，V形槽6设置在第一侧面，主要用于注册针杆部分直径均匀的待注册手术工具的尖端，注册时，需要把待注册手术工具放置在V形槽6，并使得尖端抵接在第二参考面7。可以理解的是，在V形槽6的一端开设一槽口，该槽口与V形槽6连通，该槽口朝向V形槽6的内壁即为第二参考面7.

在本实施例中，V形槽6设置有一个，当然，在其他实施例中可以设置为两个或两个以上。待注册手术工具在第二参考面7上有一个对应的位置坐标，由于不同的待注册手术工具的针杆粗细不同，导致对应的位置坐标不同，表三给出了不同尺寸的待注册手术工具的不同位置坐标，使用V形槽6注册的方法与使用注册孔3注册的方法相同，参照图5，不再详述。

进一步的，参照图1，在本实用新型一实施例中，用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置0还包括锥孔8，锥孔8设置在本体1的第一参考面4一侧。

在该实施例采用的技术方案中，锥孔8设置在第三侧面或第四侧面，主要用于注册直径不均匀的直杆型待注册手术工具的尖端，注册时，需要把待注册手术工具放置在锥孔8，并使得尖端抵接在锥孔8的锥底。

在本实施例中，锥孔8设置有一个，当然，在其他实施例中可以设置为两个或两个以上。待注册手术工具在锥孔8的锥底有一个对应的位置坐标，表四给出了锥底的位置坐标，使用锥孔8注册的方法与使用注册孔3注册的方法相同，参照图6，不再详述。

进一步的，参照图1，在本实用新型一实施例中，用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置0还包括刻度线9，刻度线9设置在本体1的注册孔4一侧。

在该实施例采用的技术方案中，刻度线9设置在第二侧面，且位于注册孔3背离反射球2的一侧，可以理解的是刻度线9为常规的刻度尺，测量范围在0-5cm，根据需要测量骨刀、凿子的刃宽、钉子的长度等。

表三

坐标	锥孔中心
		X	-22
Y	13.771
		Z	5.453

表四

进一步的，参照图2，在本实用新型一实施例中，用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置0还包括测量缺口10，测量缺口10设置在注册孔4的相对侧面且阵列设有若干个，若干个测量缺口10的宽度不同，测量缺口10包括第一缺口101以及第二缺口102，第一缺口101以及第二缺口102连通，第一缺口101的宽度大于第二缺口102的宽度。

在该实施例采用的技术方案中，测量缺口10设置在第五侧面，主要用于测量待注册手术工具的针杆的直径，每一个测量缺口10包括第一缺口101以及第二缺口102，对应于两个不同的直径，通过把针杆放入测量缺口10的方式进行校对测量，可测量的直径范围在2-12mm内，具体为2.0mm，3.0mm，3.5mm，4.0mm，4.5mm，5.0mm，5.5mm，6.0mm，6.5mm，8.0mm，10.0mm，12.0mm共12个常规器械的直径。

在该实施例中，参照图3，测量方法如下：

1、使用工具适配器12夹持待注册手术工具的针杆，夹持位置应该是直径大小一致、无变形、无缺陷的位置；

2、针杆放置在适合大小的测量缺口10后，左右摆动针杆应不能超过±5度，目测判断，若感觉超过此值应选择小一规格的测量缺口10校对测量；

3、若针杆放不进测量缺口10，则直接换大一规格的测量缺口10放置；

4、若多次测试均找不到合适的测量缺口10放置，则可认为此待注册手术工具针杆部分的直径不属于常规直径，用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置0无法测量。

需要特别说明的是，本实用新型实施例提出的用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置0，还可以作为校准手术工具来使用，校准原理为：对于需要注册的手术工具，注册后得到手术工具的尖端标记点，用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置坐标系上注册位置的坐标点与注册步骤得到尖端点的坐标点之间的距离，通过距离大小来进行判断注册精度；对于非注册的手术工具，手术工具的尖端已经是标记点，同理，用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置坐标系上注册位置的坐标点与注册步骤得到尖端点的坐标点之间的距离，通过距离大小来进行判断注册精度。

工具校准流程：对于需要注册的手术工具，校准位置区别于注册的位置，并且根据不同类型的手术工具选择另一最优的校准位置进行校准；对于配套非注册的手术工具，直接根据不同类型的手术工具选择最优的校准位置进行校准即可。

进一步的，参照图1，在本实用新型一实施例中，用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置0还包括反射球基座11，反射球基座11的一端与本体1连接，反射球2安装在反射球基座11的另一端。

在该实施例采用的技术方案中，反射球基座11用来安装固定反射球2，反射球基座11与本体1拆卸连接，方便更换。

进一步的，在本实用新型一实施例中，反射球基座11与本体1螺纹连接，反射球2与反射球基座11卡接。

在该实施例采用的技术方案中，螺纹连接的方式简单方便，易于操作，而且，卡接连接便于拆装反射球2。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型实施例的专利范围，凡是在本实用新型实施例的发明构思下，利用本实用新型实施例说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型实施例的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置，其特征在于，所述用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置包括：

本体；

反射球，设置于所述本体的一侧面；

注册孔，设置与所述本体的另一侧面，所述注册孔设置有若干个，若干个所述注册孔的内径彼此不同；

第一参考面，设置在所述本体，所述第一参考面垂直于所述注册孔，待注册手术工具的尖端穿过所述注册孔，并与所述第一参考面抵接。

2.如权利要求1所述的用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置，其特征在于，所述用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置还包括楔形槽，所述楔形槽设置在所述本体的所述注册孔一侧。

3.如权利要求1所述的用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置，其特征在于，所述用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置还包括V形槽以及位于所述V形槽一侧的第二参考面，所述待注册手术工具的尖端穿过所述V形槽，并与所述第二参考面抵接，所述V形槽与所述第二参考面设置在所述本体的所述反射球一侧。

4.如权利要求1所述的用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置，其特征在于，所述用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置还包括锥孔，所述锥孔设置在所述本体的所述第一参考面一侧。

5.如权利要求1所述的用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置，其特征在于，所述用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置还包括刻度线，所述刻度线设置在所述本体的所述注册孔一侧。

6.如权利要求1所述的用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置，其特征在于，所述用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置还包括测量缺口，所述测量缺口设置在所述注册孔的相对侧面且阵列设有若干个，若干个所述测量缺口的宽度不同，所述测量缺口包括第一缺口以及第二缺口，所述第一缺口以及所述第二缺口连通，所述第一缺口的宽度大于所述第二缺口的宽度。

7.如权利要求1-6任一项所述的用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置，其特征在于，所述用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置还包括反射球基座，所述反射球基座的一端与所述本体连接，所述反射球安装在所述反射球基座的另一端。

8.如权利要求7所述的用于手术导航系统的手术工具注册及校准装置，其特征在于，所述反射球基座与所述本体螺纹连接，所述反射球与所述反射球基座卡接。

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