CN214966577U - 一种用于脊柱微创手术机器人定位的视觉定位器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于脊柱微创手术机器人定位的视觉定位器，包括定位立杆和定位帽；所述的定位帽包括至少两个，分别沿定位立杆的中心轴线方向间隔设置，所述定位帽具有大于定位立杆的横截面，所述定位立杆贯穿定位帽的中心位置。本实用新型的视觉定位器安装在双圆环定位导向器末端的中心孔内，双圆环定位导向器安装在机器人机械臂末端，通过一次机器人机械臂的调整，视觉观察使得C型臂激光束中心与视觉定位器立杆重合，然后进行一次C型臂X光照射，图像显示定位立杆投影成为一中心孔，并且位于椎弓根截面中心位置，实现双圆环定位导向器末端中心通孔的轴线与椎弓根轴线重合，提高了效率，有效的降低了X射线对患者和医生健康的影响。

Description

一种用于脊柱微创手术机器人定位的视觉定位器

技术领域

本实用新型涉及医疗设备技术领域，具体地，涉及一种用于脊柱微创手术机器人定位的视觉定位器。

背景技术

现有临床脊柱微创手术中，大部分手术需要精准定位目标椎体椎弓根，然后穿透椎弓根植入相关医疗器械物品。但是，由于医师个人水平的差异，导致人工穿透椎弓根的精度有限，所以越来越多的脊柱手术会采用机器人辅助人工对目标椎体椎弓根定位，从而可以有效的提高椎体椎弓根的定位精度。

临床中，需要先对目标椎体进行CT扫描，获得目标椎体的三维数据，对其进行术前规划，手术开始前需要先调整C型臂的角度和位置，使得C型臂激光束中心与目标椎体椎弓根轴线重合，以获得最佳的影像图。多数机器人机械臂末端都安装有定位导向器，以便放置穿刺针，然后医生将穿刺针置入目标椎体椎弓根内部。关键问题是如何高效便捷的将机器人机械臂末端的定位导向器与目标椎体椎弓根轴线重合，保证穿刺针精准的置入目标椎体椎弓根内部。

通过术前规划和调整C型臂角度位置，已经使得C型臂激光束的中心线方向与目标椎体椎弓根轴线重合。然后需要通过移动机器人机械臂使得双圆环定位导向器末端的中心孔与激光束的中心线方向即与目标椎体椎弓根轴线重合，以方便医师将穿刺针放置在双圆环定位导向器末端的中心孔内，然后将穿刺针置入目标椎体椎弓根内。

实际情形中，调整机器人机械臂的方式多采用肉眼观察使得双圆环定位导向器末端的中心孔大致与激光束中心重合，然后使用C型臂X光照射一次，通过观察影像图中双圆环投影中心是否在椎弓根截面中心位置，如果不在椎弓根截面中心位置，那就需要多次调整机器人机械臂以及进行C型臂X光照射，直到影像图中双圆环投影中心处在椎弓根截面中心位置。

由此可见，这种定位椎弓根轴线的方法不仅会延长手术时间，而且多次X光照射对患者和医生健康产生极大的影响。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于脊柱微创手术机器人定位的视觉定位器，具体地，采用了如下的技术方案：

一种用于脊柱微创手术机器人定位的视觉定位器，包括定位立杆和定位帽；所述的定位帽包括至少两个，分别沿定位立杆的中心轴线方向间隔设置，所述定位帽具有大于定位立杆的横截面，所述定位立杆贯穿定位帽的中心位置。

进一步地，所述的定位帽沿定位立杆的中心轴线方向呈圆形投影，所述的定位立杆沿中心轴线方向的投影在定位帽的圆形投影的圆心上。

进一步地，所述的定位帽包括设置在定位立杆的第一端端部的第一定位帽和设置在距定位立杆第二端端部一定距离的第二定位帽，所述的第一定位帽与第二定位帽在沿定位立杆的中心轴线方向上的投影重合。

进一步地，所述的第一定位帽与第二定位帽为相同形状的圆锥体，所述的定位立柱依次贯穿第一定位帽和第二定位帽的顶点、底面圆心。

进一步地，所述的定位立柱为实心或者空心的金属杆。

进一步地，所述的定位立柱为可伸缩金属杆。

进一步地，所述脊柱微创手术机器人包括双圆环定位导向器，所述的定位立杆安装在双圆环定位导向器的中心通孔内。

进一步地，所述定位杆的第二端端部插入所述双圆环定位导向器的中心通孔内，并通过第二定位帽支撑固定在双圆环定位导向器的中心通孔上。

本实用新型将视觉定位器安装在双圆环定位导向器末端的中心孔内，双圆环定位导向器安装在机器人机械臂末端，通过一次机器人机械臂的调整，视觉观察使得C型臂激光束中心与视觉定位器立杆重合，然后进行一次C型臂X光照射，图像显示定位立杆投影成为一中心孔，并且位于椎弓根截面中心位置，就可实现双圆环定位导向器末端中心通孔的轴线与椎弓根轴线重合。本实用新型专利通过一次机器人机械臂的调整，进行一次C型臂X光照射，就可实现双圆环定位导向器末端中心通孔的轴线与椎弓根轴线重合，不仅提高了效率，而且减少了手术时间，还有效的降低了X射线对患者和医生健康的影响。

附图说明

图1是本实用新型实施例视觉定位器的使用示意图；

图2是本实用新型实施例视觉定位器的结构示意图；

图3是本实用新型实施例视觉定位器投影与椎弓根截面影像示意图。

附图中的标号说明：

1—C型臂图像增强器2—C型臂X射线源3—C型臂激光束4—双圆环定位导向器5—视觉定位器501—定位立柱501'—定位立杆投影502—定位帽6—机器人机械臂7—椎弓根截面。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一种用于脊柱微创手术机器人定位的视觉定位器进行详细描述：

如图1-3所示，本实施例的一种用于脊柱微创手术机器人定位的视觉定位器，包括定位立杆501和定位帽；所述的定位帽包括至少两个，分别沿定位立杆501的中心轴线方向间隔设置，所述定位帽具有大于定位立杆501的横截面，所述定位立杆501贯穿定位帽的中心位置。

本实施例的视觉定位器用于脊柱微创手术机器人定位，通过一次调整机器人机械臂的角度位置来改变双圆环定位导向器的角度和位置，使得激光束中心线照射在定位立杆501上面，此时认为双圆环定位导向器末端的中心轴线与目标椎体椎弓根轴线重合，然后通过C型臂X光照射，观察影像图中定位立杆501的投影变为一小圆孔，并且位于椎弓根截面中心，充分的验证了双圆环定位导向器4末端的中心轴线与目标椎体椎弓根轴线是高度重合的。

由此可以看出，本实施例的视觉定位器，通过一次机器人机械臂的调整、一次C型臂X光照射，就可以实现并确认双圆环定位导向器末端的中心孔轴线与目标椎体椎弓根轴线重合，极大的提高了双圆环定位导向器定位的效率，有效的降低了脊柱微创手术的时间，也显著的降低了X射线对患者和医生健康的影响。进一步地，本实施例所述的定位帽沿定位立杆501的中心轴线方向呈圆形投影，所述的定位立杆501沿中心轴线方向的投影在定位帽的圆形投影的圆心上。

如图2所示，所述的定位帽包括设置在定位立杆501的第一端端部的第一定位帽502和设置在距定位立杆第二端端部一定距离的第二定位帽503，所述的第一定位帽502与第二定位帽503在沿定位立杆501的中心轴线方向上的投影重合。

进一步地，所述的第一定位帽502与第二定位帽503为相同形状的圆锥体，所述的定位立柱501依次贯穿第一定位帽502和第二定位帽503的顶点、底面圆心。

作为本实施例的一种实施方式，所述的定位立柱501为实心或者空心的金属杆。

作为本实施例的另一种实施方式，所述的定位立柱501为可伸缩金属杆。

如图1所示，本实施例所述脊柱微创手术机器人包括双圆环定位导向器4，所述的定位立杆501安装在双圆环定位导向器4的中心通孔内。

进一步地，所述定位杆501的第二端端部插入所述双圆环定位导向器4的中心通孔内，并通过第二定位帽503支撑固定在双圆环定位导向器的中心通孔上。

本实施例的C型臂上位于双圆环定位导向器上方的一端设置C型臂图像增加器。

本实施例所述C型臂上位于双圆环定位导向器下方的一端设置C型臂X射线源。

本实用新型视觉定位器的应用场景如图1所示，实际临床中，通过术前规划和调整C型臂角度位置，已经使得C型臂激光束3的中心线方向与目标椎体椎弓根轴线重合。

双圆环定位导向器4安装在机器人的机器人机械臂6上，视觉定位器5由定位立柱501固定在双圆环定位导向器4末端的中心孔内。

通过调整机器人机械臂6的角度和位置来改变双圆环定位导向器4的角度和位置，通过视觉观察当激光束3的两条垂直激光线都照射在视觉定位器立杆501上面，此时定位立柱501与C型臂激光束3的中心线重合，即认为双圆环定位导向器4末端的中心轴线与目标椎体椎弓根轴线重合。然后进行一次C型臂X光照射，观察影像图，如图3所示，影像图中定位立柱501的投影变为一小圆孔，并且位于椎弓根截面中心，再次验证了双圆环定位导向器4末端的中心轴线与目标椎体椎弓根轴线是高度重合的，充分保障了手术的安全性。

保持双圆环定位导向器4静止不动，取下视觉定位器5，然后就可以将穿刺针放置在双圆环定位导向器4中心开孔内，再将穿刺针置入目标椎体椎弓根内。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims (8)

1.一种用于脊柱微创手术机器人定位的视觉定位器，其特征在于，包括定位立杆和定位帽；所述的定位帽包括至少两个，分别沿定位立杆的中心轴线方向间隔设置，所述定位帽具有大于定位立杆的横截面，所述定位立杆贯穿定位帽的中心位置。

2.根据权利要求1所述的一种用于脊柱微创手术机器人定位的视觉定位器，其特征在于，所述的定位帽沿定位立杆的中心轴线方向呈圆形投影，所述的定位立杆沿中心轴线方向的投影在定位帽的圆形投影的圆心上。

3.根据权利要求1所述的一种用于脊柱微创手术机器人定位的视觉定位器，其特征在于，所述的定位帽包括设置在定位立杆的第一端端部的第一定位帽和设置在距定位立杆第二端端部一定距离的第二定位帽，所述的第一定位帽与第二定位帽在沿定位立杆的中心轴线方向上的投影重合。

4.根据权利要求3所述的一种用于脊柱微创手术机器人定位的视觉定位器，其特征在于，所述的第一定位帽与第二定位帽为相同形状的圆锥体，所述的定位立柱依次贯穿第一定位帽和第二定位帽的顶点、底面圆心。

5.根据权利要求3所述的一种用于脊柱微创手术机器人定位的视觉定位器，其特征在于，所述的定位立柱为实心或者空心的金属杆。

6.根据权利要求3所述的一种用于脊柱微创手术机器人定位的视觉定位器，其特征在于，所述的定位立柱为可伸缩金属杆。

7.根据权利要求3所述的一种用于脊柱微创手术机器人定位的视觉定位器，其特征在于，所述脊柱微创手术机器人包括双圆环定位导向器，所述的定位立杆安装在双圆环定位导向器的中心通孔内。

8.根据权利要求7所述的一种用于脊柱微创手术机器人定位的视觉定位器，其特征在于，所述定位杆的第二端端部插入所述双圆环定位导向器的中心通孔内，并通过第二定位帽支撑固定在双圆环定位导向器的中心通孔上。

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