CN218922769U - 一种标定装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种标定装置。标定装置包括：标定装置本体，包括轴向标定孔组、第一轴向标定槽和第一定位面，轴向标定孔组和第一轴向标定槽设置于标定装置本体的端面上，轴向标定孔组包括多个轴向标定孔，第一定位面用于第一轴向标定槽中手术工具的端部的定位；示踪器，设置于标定装置本体上。本申请的标定装置能够用于多种类型及规格手术工具的标定，提高手术工具标定的效率。

Description

一种标定装置

技术领域

本申请涉及医疗设备领域，尤其涉及一种能够用于多种手术工具标定的标定装置。

背景技术

利用手术机器人进行手术时，关键的步骤之一是对手术工具进行空间位置的标定，从而确定手术工具端部、手术工具的轴线方向相对于附着的导航参考架的坐标，以及手术工具的几何尺寸等信息。在整个手术过程中，操作者可能会使用到多种类别或不同规格的器械，如穿刺针、钻头、上钉器、摆锯、超声骨刀以及电钻等，现有的标定装置不能同时满足多种手术工具的标定需求。

实用新型内容

基于上述问题，本申请提供了一种标定装置，满足多种手术工具的标定需求，操作方便。

本申请的一个实施例提供一种标定装置，包括：标定装置本体，包括轴向标定孔组、第一轴向标定槽和第一定位面，所述轴向标定孔组和第一轴向标定槽设置于所述标定装置本体的端面上，所述轴向标定孔组包括多个轴向标定孔，所述第一定位面用于所述第一轴向标定槽中手术工具的端部的定位；示踪器，设置于所述标定装置本体上。

根据本申请的一些实施例，所述标定装置本体还包括设置于所述标定装置本体侧壁上的定位结构，所述多个轴向标定孔连通所述定位结构，所述定位结构的侧壁用于所述轴向标定孔中手术工具的端部的定位。

根据本申请的一些实施例，所述标定装置本体还包括设置于所述标定装置本体侧壁上的第二轴向标定槽，所述第二轴向标定槽包括大径部分和小径部分，所述小径部分的一端位于所述标定装置本体的端面上，所述小径部分的另一端连通所述大径部分，所述大径部分连通所述定位结构。

根据本申请的一些实施例，所述多个轴向标定孔按照孔径大小依次排列。

根据本申请的一些实施例，所述标定装置本体还包括握持孔，所述第一定位面位于所述握持孔的孔壁上。

根据本申请的一些实施例，所述标定装置本体还包括：第三轴向标定槽，设置于所述标定装置本体的端面上；定位间隙，用于所述第三轴向标定槽中手术工具的端部的定位。

根据本申请的一些实施例，所述标定装置本体还包括设置于所述标定装置本体端面的尖端标定槽，所述尖端标定槽为锥形槽。

根据本申请的一些实施例，所述标定装置本体还包括标定平台，所述标定平台包括台面、第二定位面和第三定位面，所述台面与所述标定装置本体的端面平行，所述第二定位面和第三定位面均垂直于所述台面。

根据本申请的一些实施例，标定装置还包括交互单元，所述交互单元设置于所述标定装置本体上，所述交互单元用于与手术机器人的导航系统传递信息。

根据本申请的一些实施例，标定装置还包括：第一感应片，设置于所述第一轴向标定槽的槽壁上；第二感应片，设置于所述第一定位面上；所述第一感应片和第二感应片均连接所述交互单元。

本申请的标定装置，能够方便的标定手术工具的端部位置及手术工具的轴线方向，满足不同种类及不同规格的手术工具的标定需求，保证手术中手术工具的精准定位。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本申请要求保护的范围。

图1是本申请实施例标定装置的示意图；

图2是本申请实施例轴向标定孔组示意图；

图3是本申请实施例定位结构示意图；

图4是本申请实施例第二轴向标定槽示意图；

图5是本申请实施例握持孔示意图；

图6是本申请实施例第三轴向标定槽示意图；

图7是本申请实施例标定平台示意图；

图8是本申请实施例滚轮和按钮的示意图；

图9是本申请实施例交互单元的示意图；

图10是本申请实施例第一感应片和第二感应片的示意图。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

导航参考架上设置有手术工具的示踪器，手术工具连接导航参考架后，需标定手术工具端部及手术工具的轴线方向相对于附着的导航参考架的坐标等信息，以便手术机器人的导航系统通过识别手术工具的示踪器确定手术工具的空间位置。手术工具的直径、长度、宽度等尺寸信息通常是已知的。

如图1所示，本实施例提供一种标定装置100，标定装置100包括标定装置本体1和示踪器2，示踪器2设置于标定装置本体1上。标定装置本体1设置有用于手术工具标定的结构，如用于标定的孔、用于标定的槽、用于标定的面等。手术机器人的导航系统能够识别示踪器2，以确定标定装置本体1上各个用于标定的结构的空间位置。手术工具连接导航参考架后，将手术工具放置在标定装置本体1上，手术工具与用于标定的结构接触，以确定手术工具需要标定的参数，如手术工具的端部及轴线方向相对导航参考架的坐标。

如图2所示，标定装置本体1整体为圆柱状，标定装置本体1包括轴向标定孔组11、第一轴向标定槽12和第一定位面13。

轴向标定孔组11设置于标定装置本体1的上端面，轴向标定孔组11包括多个轴向标定孔，轴向标定孔的数量可根据需求设置。本实施例中，轴向标定孔组11包括第一轴向标定孔111、第二轴向标定孔112、第三轴向标定孔113、第四轴向标定孔114、第五轴向标定孔115、第六轴向标定孔116、第七轴向标定孔117、第八轴向标定孔118、第九轴向标定孔119、第十轴向标定孔1110。轴向标定孔均设置在标定装置本体1的端面的边缘附近。不同轴向标定孔的孔径不相等。轴向标定孔组11可以用于直径较小的圆柱状手术工具的标定，圆柱状手术工具可以为螺钉植入工具、铣刀等。

可选地，轴向标定孔为盲孔。标定时，根据手术工具的直径将手术工具插入对应的轴向标定孔中，手术工具的端部接触轴向标定孔的孔底，通过手术机器人的导航系统完成对手术工具的端部位置及轴线方向的标定。

第一轴向标定槽12设置于标定装置本体1的上端面。可选地，第一轴向标定槽12为V型槽，第一轴向标定槽12的一端延伸至标定装置本体1的端面的边缘。第一定位面13与第一轴向标定槽12相对应，第一轴向标定槽12的底边垂直于第一定位面13。手术工具放入第一轴向标定槽12后，手术工具的端部能够接触第一定位面13。第一轴向标定槽12和第一定位面13配合，用于直径较大的圆柱状手术工具的标定。本实施例的第一轴向标定槽12适用于直径5mm以上的手术工具的标定。手术工具放入第一轴向标定槽12中，能够标定手术工具的轴线方向，手术工具的端部与第一定位面13接触，第一定位面13对手术工具的端部定位，以标定手术工具的端部相对导航参考架的坐标。

示踪器2为已有的示踪器，例如选择红外主动示踪器，便于手术机器人的导航系统识别示踪器2。示踪器2的数量根据需求设置。

本实施例的标定装置100，满足不同种类及不同规格的手术工具的标定需求，还能够对手术工具已有的标定参数进行检测，保证手术中手术工具的精准定位。

如图3所示，标定装置本体1还包括定位结构14，定位结构14位于标定装置本体1的侧壁上，定位结构14可以为孔型结构也可以为槽型结构。本实施例中定位结构14为扁平的孔，定位结构14位于轴向标定孔组11的下方，轴向标定孔均与定位结构14连通。定位结构14的远离轴向标定孔的侧壁垂直于轴向标定孔的轴线。手术工具插入轴向标定孔进行标定，手术工具的端部与定位结构14的远离轴向标定孔的侧壁接触，定位结构14的侧壁对轴向标定孔中手术工具的端部定位，实现手术工具的端部标定。操作者通过定位结构14能够方便观察手术工具的端部是否接触到了定位结构14的远离轴向标定孔的侧壁。

如图4所示，根据本申请一种可选的技术方案，标定装置本体1还包括第二轴向标定槽15，第二轴向标定槽15位于标定装置本体1的侧壁上。第二轴向标定槽15包括大径部分151和小径部分152，大径部分151位于小径部分152的下方，小径部分152的一端位于标定装置本体1的上端面，小径部分152的另一端连通大径部分151，大径部分151位于定位结构14的上方，并与定位结构14连通。第二轴向标定槽15能够用于端部为球形的手术工具的标定，如球头磨钻的标定。标定时，将手术工具由标定装置本体1的侧面放入第二轴向标定槽15中，手术工具的端部与定位结构14远离第二轴向标定槽15的侧壁接触，定位结构14对手术工具的端部进行定位，以对手术工具的端部及轴线方向进行标定。可选地，第二轴向标定槽15靠近标定装置本体1的侧壁的开口为喇叭状，便于将手术工具放入第二轴向标定槽15中。

根据本申请一种可选的技术方案，轴向标定孔组11的多个轴向标定孔按照孔径大小依次排列。本实施例中，第一轴向标定孔111的孔径为1.5mm、第二轴向标定孔112的孔径为2mm、第三轴向标定孔113的孔径为2.4mm、第四轴向标定孔114的孔径为2.7mm、第五轴向标定孔115的孔径为3.2mm、第六轴向标定孔116的孔径为3.5mm、第七轴向标定孔117的孔径为4mm、第八轴向标定孔118的孔径为4.5mm、第九轴向标定孔119的孔径为5mm、第十轴向标定孔1110的孔径为6mm。按照孔径的大小排列多个轴向标定孔，便于操作者快速找到与手术工具对应的轴向标定孔。

如图5所示，根据本申请一种可选的技术方案，标定装置本体1还包括握持孔16，本实施例的握持孔16为半圆形，握持孔16贯通标定装置本体1的两个端面，便于操作者握持标定装置100。第一轴向标定槽12位于握持孔16的一侧，第一定位面13位于握持孔16的孔壁上。

如图6所示，根据本申请一种可选的技术方案，标定装置本体1还包括第三轴向标定槽171和定位间隙172。第三轴向标定槽171和定位间隙172均设置于标定装置本体1的上端面。本实施例中，第三轴向标定槽171为V型槽，第三轴向标定槽171的一端延伸至标定装置本体1的上端面的边缘，第三轴向标定槽171的另一端与定位间隙172连通。第三轴向标定槽171适用于端部为扁平状的手术工具的标定，如片状超声骨刀的标定。将手术工具放入第三轴向标定槽171中，手术工具的端部进入定位间隙172中并接触定位间隙172远离第三轴向标定槽171的端面。定位间隙172的端面对手术工具的端部定位，通过第三轴向标定槽171和定位间隙172对手术工具的端部和轴线方向进行标定。

根据本申请一种可选的技术方案，标定装置本体1还包括设置于标定装置本体1上端面的尖端标定槽18。尖端标定槽18为锥形槽，用于端部为圆锥形的手术工具的端部标定，如钻头、尖锥的端部标定。

如图7所示，标定装置本体1还包括标定平台19，标定平台19近似为扇形。标定平台19包括台面191、第二定位面192和第三定位面193，台面191与标定装置本体1的上端面平行，第二定位面192和第三定位面193位于标定装置本体1的上端面与台面191之间，第二定位面192和第三定位面193均垂直于台面191。本实施例中，第二定位面192和第三定位面193相互垂直。标定平台19适用于扁平状手术工具的标定，如摆据的标定。将手术工具放置在台面191上，手术工具相互垂直的两个边分别紧贴第二定位面192和第三定位面193，以对手术工具的端部进行标定，根据手术工具的尺寸，能够对手术工具的中心进行标定。

可选地，在第二定位面192对应的标定装置本体1的上端面设置有标尺3，便于操作者对尺寸未知的手术工具进行测量。

如图8和图9所示，标定装置100还包括交互单元4，交互单元4设置于标定装置本体1上，交互单元4用于与手术机器人的导航系统传递信息。

本实施例中，交互单元4包括滚轮41、按钮42、通信模块43和蜂鸣器44。滚轮41和按钮42与通信模块43通信连接，通信模块43和蜂鸣器44通信连接，通信模块43能够收发信息，以与导航系统进行通信。本实施例的滚轮41设置于标定装置本体1的侧壁上，按钮42设置于握持孔16的孔壁上。标定时，通过操作滚轮41和按钮42，起到类似鼠标的作用，操作者能够控制导航软件中的标定选项，提高标定效率。导航软件的标定选项填写完毕后，导航系统向标定装置100发送反馈信息，通信模块43接收到反馈信息后，通过蜂鸣器44发出蜂鸣，对操作者进行提醒。

如图10所示，标定装置100还包括第一感应片51和第二感应片52。其中，第一感应片51的数量为两个，两个第一感应片51分别设置于第一轴向标定槽12的槽壁上，第二感应片52设置于第一定位面13上。第一感应片51和第二感应片52均连接交互单元4的通信模块43。对直径未知的手术工具进行标定时，将手术工具放置在第一轴向标定槽12中，手术工具的外壁分别与两个第一感应片51接触，手术工具的端部与第二感应片52接触。第一感应片51和第二感应片52检测的接触位置信息通过通信模块43发送给导航系统，导航系统根据第一感应片51与手术工具的接触位置能够确定手术工具的直径，以对手术工具的轴线方向和端部进行标定。可选地，导航系统还可根据第二感应片52检测的手术工具的端部相对第一定位面13的位置对手术工具的端部进行标定。根据第一感应片51的检测对手术工具端部的标定结果和根据第二感应片52的检测对手术工具端部的标定结果两者相互验证，以提高标定的精准度。

标定装置100还包括电源模块，电源模块为标定装置100的电器元件供电。

本实施例的标定装置100满足不同种类及不同规格的手术工具的标定需求，能够方便的标定手术工具的端部位置及手术工具的轴线方向，保证手术中手术工具的精准定位。

以上对本申请实施例进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想。因此，本领域技术人员依据本申请的思想，基于本申请的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本申请保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种标定装置，其特征在于，包括：

标定装置本体，包括轴向标定孔组、第一轴向标定槽和第一定位面，所述轴向标定孔组和第一轴向标定槽设置于所述标定装置本体的端面上，所述轴向标定孔组包括多个轴向标定孔，所述第一定位面用于所述第一轴向标定槽中手术工具的端部的定位；

示踪器，设置于所述标定装置本体上。

2.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述标定装置本体还包括设置于所述标定装置本体侧壁上的定位结构，所述多个轴向标定孔连通所述定位结构，所述定位结构的侧壁用于标定时所述轴向标定孔中手术工具的端部的定位。

3.根据权利要求2所述的标定装置，其特征在于，所述标定装置本体还包括设置于所述标定装置本体侧壁上的第二轴向标定槽，所述第二轴向标定槽包括大径部分和小径部分，所述小径部分的一端位于所述标定装置本体的端面上，所述小径部分的另一端连通所述大径部分，所述大径部分连通所述定位结构。

4.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述多个轴向标定孔按照孔径大小依次排列。

5.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述标定装置本体还包括握持孔，所述第一定位面位于所述握持孔的孔壁上。

6.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述标定装置本体还包括：

第三轴向标定槽，设置于所述标定装置本体的端面上；

定位间隙，用于所述第三轴向标定槽中手术工具的端部的定位。

7.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述标定装置本体还包括设置于所述标定装置本体端面的尖端标定槽，所述尖端标定槽为锥形槽。

8.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述标定装置本体还包括标定平台，所述标定平台包括台面、第二定位面和第三定位面，所述台面与所述标定装置本体的端面平行，所述第二定位面和第三定位面均垂直于所述台面。

9.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，还包括交互单元，所述交互单元设置于所述标定装置本体上，所述交互单元用于与手术机器人的导航系统传递信息。

10.根据权利要求9所述的标定装置，其特征在于，还包括：

第一感应片，设置于所述第一轴向标定槽的槽壁上；

第二感应片，设置于所述第一定位面上；

所述第一感应片和第二感应片均连接所述交互单元。

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