CN217219192U - 一种防遮挡光学手术定位导航装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防遮挡光学手术定位导航装置，包括若干光学标志物、支架，以及呈圆周方向分布于支架上的两个及以上的图像传感器，间隔的两个所述图像传感器构成一组双目相机，以对所述的若干光学标志物做空间定位。针对现有的光学标志物可能在某一个方向或者时间被部分遮挡，而导致定位导航不准确甚至无法正常工作的技术问题，本实用新型提供了一种防遮挡光学手术定位导航装置，它可以大幅减少手术器械上的光学标志物被遮挡或者被部分遮挡的情况出现的概率，从而大幅提升手术器械的定位导航的精度和设备能够正常工作的概率。

Description

一种防遮挡光学手术定位导航装置

技术领域

本实用新型涉及医学设备技术领域，具体涉及一种防遮挡光学手术定位导航装置。

背景技术

光学手术导航装置是手术机器人和计算机辅助手术导航设备的必要装置。光学手术导航装置一般由一套双目相机和一系列的标志物组成。双目相机含有两个相机，在两个相机之间有一个固定的距离。这两个相机利用双目立体成像原理，来确定这一系列的标志物在空间的位置。此原理和人们通过左右眼睛来确定物体在空间的位置和方向类似。这一系列的标志物一般为能够主动发光或者能够高效反光的球状物体或者圆形物体。在使用时，医生需要将这些标志物固定在需要定位和导航的物体，如手术器械上，这时候，所述的双目相机就能够实时地准确测定所述的手术器械在空间的具体位置。如果再把实时地准确测定到的手术器械在空间的具体位置和病人的位置以及病人病灶的位置联系起来，医生就可以在屏幕上直观地看到手术器械的位置和病人病灶的位置的相对位置，让医生可以更加准确地切除病人的病灶。由于光学手术导航装置可以让医生更加有效地进行手术，让病人的伤口更小，病灶切除得更加干净彻底，还能够大幅较少医疗事故的发生，光学手术导航装置在现代医院中越来越受到重视和欢迎。

但是，目前光学手术定位导航装置一般只提供沿着一个方向的固定的两个图像传感器,来构成双目相机。但是，沿着一个方向的固定的两个图像传感器有一个较为典型的问题，就是光学标志物可能在某一个方向或者时间被部分遮挡，而导致定位导航不准确，甚至完全无法工作。

实用新型内容

1、实用新型要解决的技术问题

针对现有的光学标志物可能在某一个方向或者时间被部分遮挡，而导致定位导航不准确的技术问题，本实用新型提供了一种防遮挡光学手术定位导航装置，它可以大幅减少手术器械上的光学标志物被遮挡或者被部分遮挡的情况出现的概率，从而大幅提升手术器械的定位导航的精度。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案为：

一种防遮挡光学手术定位导航装置，包括若干光学标志物、支架，以及呈圆周方向分布于支架上的两个及以上的图像传感器，间隔的两个所述图像传感器构成一组双目相机，以对所述的若干光学标志物做空间定位。

可选地，所述支架包括可转动连接的若干活动板，同一组双目相机的两个图像传感器分别安装于同一活动板的两端。

可选地，所述活动板可拆卸连接于支架上。

可选地，所述活动板具有伸缩结构或具有多种长度尺寸。

可选地，所述支架包括可拆卸连接的若干连接板，若干连接板呈圆周方向分布，同一组双目相机的两个图像传感器分别安装于同一连接板的两端。

可选地，所述连接板具有伸缩结构或具有多种长度尺寸。

可选地，所述连接板包括第一连接板和第二连接板，所述第一连接板和第二连接板分别可拆卸连接于支架上。

可选地，所述连接板通过插拔的方式可拆卸连接于支架上。

可选地，所述支架包括若干具有伸缩结构的伸缩板，若干伸缩板呈圆周方向分布，同一组双目相机的两个图像传感器分别安装于同一伸缩板的两端。

可选地，所述支架呈圆环状结构，以安装于无影灯上。

3、有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本防遮挡光学手术定位导航装置使用多个方向来做多个方向的双目定位，能够被用于目前所有适合光学手术定位导航应用场景，可以大幅减少手术器械上的光学标志物被遮挡或者被部分遮挡的情况出现的概率，从而大幅提升手术器械的定位导航的精度。

附图说明

图1为本实用新型实施例提出的一种防遮挡光学手术定位导航装置的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例提出的一种防遮挡光学手术定位导航装置的结构示意图二；

图3为本实用新型实施例提出的一种防遮挡光学手术定位导航装置中光学标志物安装于手术器械上的结构示意图；

1、光学标志物；2、支架；3、图像传感器；4、活动板；5、第一连接板；6、第二连接板；7、彩色传感器；8、照明装置。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图1-3及实施例对本实用新型作详细描述。

结合附图1-3，本实施例的一种防遮挡光学手术定位导航装置，包括若干光学标志物1、支架2，以及呈圆周方向分布于支架2上的若干图像传感器3，若干图像传感器3可以沿同一径向距离的圆周方向分布，也可以沿不同径向距离的圆周方向分布，间隔的两个图像传感器3构成一组双目相机。

本防遮挡光学手术定位导航装置使用多个方向来做多个方向的双目定位，能够被用于目前所有适合光学手术定位导航应用场景，可以大幅减少手术器械上的光学标志物被遮挡或者被部分遮挡的情况出现的概率，从而大幅提升手术器械的定位导航的精度；目前的光学手术定位导航装置上一般只有两个图像传感器。一旦其中的一个图像传感器发生故障，目前的光学手术定位导航装置马上就会出错和停止工作。本防遮挡光学手术定位导航装置在有个别图像传感器头发生故障时，沿着某一个方向的定位会出现问题。但是，其他方向上的定位导航仍然可以独立地正常定位，因此系统仍然可以正常工作，避免了设备返厂维修期间设备无法使用的问题，也大幅降低了维修成本。

如图1所示，所述支架1包括可转动连接的若干活动板4，同一组双目相机的两个图像传感器3分别安装于同一活动板4的两端，多个活动板4可以通过旋转的方式展开和收起，以调整双目相机的数量和角度，从而满足实际应用的需要，在不使用本装置时，可将多个活动板4旋转叠合在一起，以减少空间占用；也可以通过可拆卸的方式改变活动板4的数量，从而使得活动板4的角度和数量均可调，一旦某一个图像传感器不能正常工作了，可以轻松替换，大幅减少返厂维修的烦恼和时间；同时也可以通过伸缩结构调整同一活动板4上的两个图像传感器3的间距，从而有利于定位的精度的提升；当然，还可以通过使用具有不同的固定长度的活动板4来改变两个图像传感器3的间距；例如，如果在水平方向的空间较大但是在垂直方向空间较小，就可以在水平方向采用较长的而在垂直方向较短的活动板4，满足空间的需求。在手术室的空间条件较为窄小的情况下，采用较短的传感器头3，虽然对定位的精度有不利的影响，但是就能节省空间，让定位导航装置仍然能够正常使用。

如图2所示，所述支架1包括可拆卸连接的若干连接板，若干连接板呈圆周方向分布，同一组双目相机的两个图像传感器3分别安装于同一连接板的两端，所述连接板通过插拔的方式可拆卸连接于支架1上，所述连接板包括位于第一连接板5和第二连接板6，所述第一连接板5和第二连接板6分别可拆卸连接于支架2上；连接板通过插拔的方式非常灵活的与支架2连接，用户可以根据实际应用的需求，决定在哪几个方向安装图像传感器3以构成固定角度的双目相机，一旦某一个图像传感器不能正常工作了，可以轻松替换，大幅减少返厂维修的烦恼和时间，当然地，所述连接板也可以设计成具有伸缩结构的部件，例如，用伸缩板代替第一连接板5和第二连接板6，即可实现可拆卸的方式，也可以实现伸缩可调的目的，又或者是，连接板具有多种长度尺寸以供用户选择。

作为本实用新型的可选方案，所述支架包括若干具有伸缩结构的伸缩板，若干伸缩板呈圆周方向分布，同一组双目相机的两个图像传感器分别安装于同一伸缩板的两端，以调整同一活动板4上的两个图像传感器3的间距，从而有利于定位的精度的提升；在手术室的空间条件较为窄小的情况下，采用较短的传感器头3，虽然对定位的精度有不利的影响，但是就能节省空间，让定位导航装置仍然能够正常使用。

作为本实用新型的可选方案，所述支架2呈圆环状结构，圆环状结构的支架2适合和手术室中常见的无影灯集成到一起去。圆环形的导航传感器的直径可选择和常用的无影灯的直径类似或略大，方便将圆环形的支架2集成到常用的无影灯上去。这样一来，不再需要移动支架，不再占用手术室中非常宝贵的空间。无影灯一般是正对着病人的需要开刀的病灶的，所有图像传感器3需要正对的物体完全一致，因此两者的结合，非常有效；当然地，所述支架2也可以设计成三角形，四边形，多边形，圆形，椭圆形，甚至不规则形状。

作为本实用新型的可选方案，所述支架2上还设有用于同步感测若干双目相机成像区域的彩色传感器7，所述彩色传感器7与手术室内的显示器连接，这个彩色传感器7可以将双目相机视野中的所有物体，包括手术器械，手术器械上的标志物，医生的手，病人的病灶部位显示到手术室的显示器上，方便医生和护士观察。

如图3所示，若干个光学标志物1安装于不同的手术器械上呈不同的空间分布，以便对不同的手术器械物体进行有效识别和区分。

作为本实用新型的可选方案，所述光学标志物1内置有用于发出近红外光的光源(LED灯珠)，能够主动发出够被双目相机接收到近红外光，在使用发光型标志物时，一般就不再需要在图像传感器3的周围放置照明装置.

作为本实用新型的可选方案，所述光学标志物1为反射性标志物，所述图像传感器3周围设置有照明装置8以发出近红外光，这些近红外光在照到光学标志物1时会被有效反射，这些反射光就能够被双目相机接收到，但是人眼对近红外光一般无感，看不到放置照明装置8发出的近红外光。

作为本实用新型的可选方案，所述支架2底部设有若干滑动轮，以使支架2具有移动功能，以便于推动光学手术导航装置在科室内移动，所述滑动轮具有刹车结构，当支架2移动到所需要的位置后，人们可以启动滑动轮的刹车功能，让支架2能够固定在所需要的位置上不再移动。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种防遮挡光学手术定位导航装置，其特征在于：包括若干光学标志物、支架，以及呈圆周方向分布于支架上的两个及以上的图像传感器，间隔的两个所述图像传感器构成一组双目相机，以对所述的若干光学标志物做空间定位。

2.根据权利要求1所述的一种防遮挡光学手术定位导航装置，其特征在于：所述支架包括可转动连接的若干活动板，同一组双目相机的两个图像传感器分别安装于同一活动板的两端。

3.根据权利要求2所述的一种防遮挡光学手术定位导航装置，其特征在于：所述活动板可拆卸连接于支架上。

4.根据权利要求2所述的一种防遮挡光学手术定位导航装置，其特征在于：所述活动板具有伸缩结构或具有多种长度尺寸。

5.根据权利要求1所述的一种防遮挡光学手术定位导航装置，其特征在于：所述支架包括可拆卸连接的若干连接板，若干连接板呈圆周方向分布，同一组双目相机的两个图像传感器分别安装于同一连接板的两端。

6.根据权利要求5所述的一种防遮挡光学手术定位导航装置，其特征在于：所述连接板具有伸缩结构或具有多种长度尺寸。

7.根据权利要求5所述的一种防遮挡光学手术定位导航装置，其特征在于：所述连接板包括第一连接板和第二连接板，所述第一连接板和第二连接板分别可拆卸连接于支架上。

8.根据权利要求5所述的一种防遮挡光学手术定位导航装置，其特征在于：所述连接板通过插拔的方式可拆卸连接于支架上。

9.根据权利要求1所述的一种防遮挡光学手术定位导航装置，其特征在于：所述支架包括若干具有伸缩结构的伸缩板，若干伸缩板呈圆周方向分布，同一组双目相机的两个图像传感器分别安装于同一伸缩板的两端。

10.根据权利要求1所述的一种防遮挡光学手术定位导航装置，其特征在于：所述支架呈圆环状结构，以安装于无影灯上。

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