CN219147632U - 一种影增c臂机x光注册装置以及导航机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种影增C臂机X光注册装置以及导航机器人,包括框架装置、配准板、示踪装置和紧固装置，框架装置生设置固定器，示踪装置可拆卸设置于固定器，配准板设置于框架装置，紧固装置设置于框架装置，紧固装置用于框架装置与影增C臂机的紧固连接，本实用新型通过紧固装置将影增探测器顶紧，无需预设螺钉孔，因而具备更大的位置调整空间；同时紧固装置紧固连接方便拆装，提高了X光注册装置的可拆卸性。

Description

一种影增C臂机X光注册装置以及导航机器人

技术领域

本实用新型属于医疗器械领域，涉及一种影增C臂机X光注册装置以及导航机器人。

背景技术

传统骨科手术中，医生通过不断地进行X光透视来判断植入器械在患者体内的实时位置,操作过程繁琐且患者需要承受大量的x线透视计量，这会对患者造成无法估计的损伤，且在实际操作过程中，标定组件固定在机械臂上，一旦患者体位发生移动时，机械臂会带动标定组件移动，导致产生无法精确捕捉手术器械位置以及无法修正手术器械定位的问题。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种影增C臂机X光注册装置以及导航机器人。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种影增C臂机X光注册装置,包括框架装置、配准板、示踪装置和紧固装置，框架装置生设置固定器，示踪装置可拆卸设置于固定器，配准板设置于框架装置，紧固装置设置于框架装置，紧固装置用于框架装置与影增C臂机的紧固连接。

进一步的，所述框架装置包括框架上板、框架中板、框架下板、框架第一支撑柱和框架第二支撑柱，框架第一支撑柱的上下端分别与框架中板和框架下板固设连接，框架第二支撑柱的上下端分别与框架上板和框架中板固设连接，框架中板、框架下板和框架第一支撑柱形成配准空间，配准板设置于配准空间，框架上板、框架中板以及第二支撑柱形成安装空间，影增探测器设置于安装空间。

进一步的，所述配准板至少包括配准上板和配准下板，配准上板和配准下板分别设有若干配准球，配准上板设置于框架中板，配准下板设置于框架下板。

进一步的，所述框架下板设置若干下限位连接板，若干下限位连接板朝向配准空间的端面设为承载面，若干下限位连接板的承载面处于同一平面，配准下板与下限位连接板通过紧固件锁紧，框架中板设置若干上限位连接板，若干上限位连接板朝向配准空间的端面设为安装面，安装面设置上限位槽，配准上板设置于若干上限位槽，若干上限位连接板的上限位槽端面处于同一平面，配准上板与上限位连接板通过紧固件锁紧。

进一步的，所述紧固装置设置于第二支撑柱，紧固装置包括手柄、螺杆、螺杆底座和紧固防滑垫，螺杆设置于手柄，螺杆底座设置于螺杆，紧固防滑垫设置于螺杆底座，手柄和螺杆底座位于螺杆的两端，手柄设置于X光注册装置外部，螺杆与第二支撑柱螺纹连接。

进一步的，所述示踪装置包括示踪器支架和示踪球，若干示踪球分别设置于示踪器支架，示踪装置与固定器通过磁吸装置磁吸连接，磁吸装置包括磁性物质和磁铁，磁性物质设置于示踪装置，磁铁设置于固定器，磁性物质和磁铁磁吸连接。

进一步的，还包括手柄螺丝，所述手柄螺丝包括手柄端和锁紧端，示踪装置包括示踪器支架和示踪球，若干示踪球分别设置于示踪器支架，示踪器支架设置定位凸起，固定器设置固定接口，固定接口包括锁紧孔和定位孔，定位孔与定位凸起安装，锁紧端贯穿示踪器支架延伸至锁紧孔并锁紧。

进一步的，还包括防滑装置，所述防滑装置包括第一防滑垫和第二防滑垫，第一防滑垫设置于框架中板，第二防滑垫设置于框架下板。

进一步的，所述磁性物质设置定位部，示踪器支架设置与定位部适配的定位孔，定位部设置于定位孔进行定位，磁性物质通过紧固件与示踪器支架锁紧，固定器设置安装接口，安装接口包括第一接口和第二接口，第一接口和第二接口连通，第二接口与外部空间连通，磁铁固设在第一接口，示踪装置处于装配状态时，磁性物质插入第二接口，位于第二接口的磁性物质与位于第一接口的磁铁磁吸连接。

一种导航机器人，包括所述的影增C臂机X光注册装置。

综上所述，本实用新型的有益之处在于：

1)本实用新型的配准板和示踪装置为双目视觉系统的组成部分，配准板和示踪装置装配在框架装置的预设位置，影增探测器获取包含配准球的X光图像，配准球设有在X光图像所在坐标系下的坐标，光学测位仪获取在光学测位仪的坐标系下示踪装置的空间坐标，根据配准板与示踪装置预设的位置关系，将X光图像的坐标系和光学测位仪的坐标系进行统一，完成X光图像注册，本申请借助双目视觉系统将术中拍摄的X光图像、术前CT和手术器械的坐标系进行统一，从而将手术器械的实时位置映射到CT坐标系中或X光图像中，实现实时显示手术器械在患者体内的相对位置的目的，同时可以更好的辅助医生手术，使手术过程更加安全和方便。

2)本实用新型通过紧固装置将影增探测器顶紧，无需预设螺钉孔，因而具备更大的位置调整空间；同时紧固装置紧固连接方便拆装，提高了X光注册装置的可拆卸性。

3)本实用新型的示踪装置和固定器之间采用磁吸连接或螺纹联接的可拆卸连接方式，实现示踪装置的快速拆装。

4)本实用新型的配准板设置于框架装置，两者完全包裹在C臂机无菌罩内部无需消毒，示踪器支架和磁性物质需要高温消毒灭菌，通过示踪装置与固定器磁吸连接的无源设计，可实现示踪器支架和磁性物质的单独地灭菌处理，磁吸连接的无源设计可使示踪装置隔着C臂机无菌罩与固定器连接，更加安全和方便。

5)本实用新型设置防滑装置，防滑装置分别设置于框架中板和框架下板，通过第一防滑垫可防止使用过程中X光注册装置磨损影增探测器表面，通过第二防滑垫防止X光注册装置放置平面时，配准下板上的配准球直接接触平面而损坏。

6)本实用新型在框架中板和框架下板设置若干上限位连接板和下限位连接板，通过若干上限位连接板和下限位连接板承载并锁紧配准上板和配准下板，结构简单，有效降低了配准上板和配准下板的安装难度，提高配准上板和配准下板的安装的安装效率。

7)本实用新型的配准上板和配准下板上的配准球分布位置不同，便于提取不同的特征，提高配准精度，配准球选用陶瓷球或光珠球或钢珠球，陶瓷球或光珠球或钢珠球具有圆度，透视深度更好，能够更清晰的投射到手术区域内。

8)本实用新型的配准上板和配准下板采用碳纤维材料，碳纤维材质强度高，在X光机下显影好，透出来的图像清晰干净，不会有遮挡，从而便于软件识别。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的X光注册装置装配示意图。

图2为本实用新型实施例一的X光注册装置分解示意图。

图3为本实用新型实施例一的固定器示意图。

图4为图2中A的放大示意图。

图5为本实用新型实施例一的紧固装置示意图。

图6为图5中B-B的剖切示意图。

图7为本实用新型实施例一的示踪装置和固定器装配示意图

图8为图7中C-C的剖切示意图。

图9为本实用新型实施例二的X光注册装置装配示意图。

图10为本实用新型实施例二的X光注册装置分解示意图。

图11为本实用新型实施例二的示踪装置和固定器装配示意图。

图12为图11中D-D的剖切示意图。

图中标识：框架上板10、框架中板11、框架下板12、框架第一支撑柱13、框架第二支撑柱14、上限位连接板111、上限位槽112、开槽121、下限位连接板122、定位口124、锁紧孔55、定位孔56、配准上板21、配准下板22、配准球23、示踪器支架31、示踪球32、定位孔311、磁性物质4、定位部41、固定器5、第一接口51、第二接口52、磁铁6、第一防滑垫71、第二防滑垫72、紧固装置8、手柄81、螺杆82、螺杆底座83、紧固防滑垫84、手柄螺丝9、手柄端91、锁紧端92。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、横向、纵向……)仅用于解释在某一特定姿态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。

因安装误差等原因，本实用新型实施例中所指的平行关系可能实际为近似平行关系，垂直关系可能实际为近似垂直关系。

实施例一：

如图1-8所示，一种影增C臂机X光注册装置，包括框架装置、配准板、示踪装置和紧固装置8，框架装置生设置固定器，示踪装置可拆卸设置于固定器，配准板设置于框架装置，紧固装置8设置于框架装置，紧固装置8用于框架装置与影增C臂机的紧固连接。

本实施例中轴向方向设定为图1中的x方向。

框架装置包括框架上板10、框架中板11、框架下板12、框架第一支撑柱13和框架第二支撑柱14，框架上板10、框架中板11和框架下板12沿轴向方向平行或近似平行分布，框架第一支撑柱13和框架第二支撑柱14沿圆周方向分布，框架第一支撑柱13位于框架中板11和框架下板12之间，框架第一支撑柱13的上下端分别与框架中板11和框架下板12固设连接，框架第二支撑柱14位于框架上板10和框架中板11之间，框架第二支撑柱14的上下端分别与框架上板10和框架中板11固设连接，从而形成双层筒型或类筒型框架结构，框架中板11、框架下板12和框架第一支撑柱13形成配准空间。

框架第一支撑柱13和框架第二支撑柱14结构相同，框架中板11和框架下板12结构相同，以第一安装板13与框架中板11和框架下板12的连接为例进行说明，框架中板11和框架下板12设置定位口124，第一安装板13的上下端设置于定位口124，通过定位口124为第一安装板13的安装进行定位，第一安装板13与框架中板11和框架下板12通过紧固件锁紧，框架第一支撑柱13和框架第二支撑柱14分别与框架上板10、框架中板11和框架下板12采用上述结构进行装配和锁紧，有效提高了框架装置的装配效率。

配准板至少包括配准上板21和配准下板22，配准上板21和配准下板22沿轴向平行或近似平行分布于配准空间形成双层结构，配准上板21和配准下板22分别设有若干配准球23，配准上板21和配准下板22上的配准球23数量至少为4个，配准上板21和配准下板22上的配准球23分布位置根据实际需要设定，优选的，配准上板21和配准下板22上的配准球23分布位置不同，便于提取不同的特征，提高配准精度。

优选的，配准上板21和配准下板22设置为平板结构。

优选的，配准上板21和配准下板22采用碳纤维材料，碳纤维材质强度高，在X光机下显影好，透出来的图像清晰干净，不会有遮挡，从而便于软件识别。

本实施例中，配准球23选用陶瓷球或光珠球或钢珠球，陶瓷球或光珠球或钢珠球具有圆度，透视深度更好，能够更清晰的投射到手术区域内。

配准上板21和配准下板22结构相同，配准上板21设置于框架中板11，配准下板22设置于框架下板12，框架下板12设置若干下限位连接板122，若干下限位连接板122朝向配准空间的端面设为承载面，若干下限位连接板122的承载面处于同一平面，从而保证配准下板22平稳安装在下限位连接板122，配准下板22与下限位连接板122通过紧固件锁紧，框架中板11设置若干上限位连接板111，若干上限位连接板111朝向配准空间的端面设为安装面，安装面设置上限位槽112，配准上板21设置于若干上限位槽112，若干上限位连接板111的上限位槽112端面处于同一平面，从而保证配准上板21平稳安装在上限位连接板111，配准上板21与上限位连接板111通过紧固件锁紧。

本实施例中，下限位连接板122和上限位连接板111设置于框架下板12的侧壁。

框架上板10、框架中板11以及第二支撑柱14形成安装空间，影增探测器(图未显示)设置于安装空间，紧固装置8顶紧影增探测器，使影增探测器与X光注册装置处于相对稳定的状态。

紧固装置8设置于第二支撑柱14，紧固装置8的数量与第二支撑柱14的数量一一对应，紧固装置8包括手柄81、螺杆82、螺杆底座83和紧固防滑垫84，螺杆82设置于手柄81，螺杆底座83设置于螺杆82，紧固防滑垫84设置于螺杆底座83，手柄81和螺杆底座83位于螺杆82的两端，手柄81设置于X光注册装置外部，便于手动操作，螺杆82与第二支撑柱14螺纹连接，旋转手柄81通过驱动螺杆82沿径向的移动控制紧固防滑垫84与影增探测器接触或分离实现对紧固装置8对影增探测器的顶紧操作或对放松操作。

本申请通过紧固装置8顶紧影增探测器，固定相较于现有通过螺钉固定的方式，本申请无需预设螺钉孔，因此具备更大的位置调整空间；另外紧固装置8紧固连接方便拆装，提高了X光注册装置的可拆卸性。

示踪装置包括示踪器支架31和示踪球32，若干示踪球32分别设置于示踪器支架31，示踪球32在示踪器支架31的位置根据行业标准进行设定，在此不作赘述，示踪球32的数量根据实际需要进行设定。

框架装置设置固定器5，示踪装置通过与固定器5的可拆卸连接，实现示踪装置的快速拆装。本实施例中，固定器5固设在框架上板10和框架中板11之间。

本实施例中，示踪装置与固定器5通过磁吸装置磁吸连接以实现示踪装置快速拆装，磁吸装置包括磁性物质4和磁铁6，磁性物质4设置于示踪装置，磁铁6设置于固定器5，磁性物质4和磁铁6相互吸引实现示踪装置与固定器5的磁吸连接。

如图8所示，磁性物质4设置定位部41，示踪器支架31设置与定位部41适配的定位孔311，定位部41设置于定位孔311进行定位，磁性物质4通过紧固件与示踪器支架31锁紧。

固定器5设置安装接口，安装接口包括第一接口51和第二接口52，第一接口51和第二接口52连通，第二接口52与外部空间连通，第二接口52的形状与磁性物质4适配，磁铁6固设在第一接口51，示踪装置处于装配状态时，磁性物质4插入第二接口52，位于第二接口52的磁性物质4与位于第一接口51的磁铁6相互吸引，从而通过示踪装置与固定器5的磁吸连接实现示踪装置的快速拆装。

在实施例实施过程中，配准板设置于框架装置，两者完全包裹在C臂机无菌罩内部无需消毒，示踪器支架31和磁性物质4需要高温消毒灭菌，因此示踪装置与固定器5磁吸连接的无源设计，可实现示踪器支架31和磁性物质4的单独地灭菌处理，磁吸连接的无源设计可使示踪装置隔着C臂机无菌罩与固定器连接，更加安全和方便。

X光注册装置还包括防滑装置，防滑装置包括第一防滑垫71和第二防滑垫72，第一防滑垫71设置于框架中板11，第二防滑垫72设置于框架下板12，通过第一防滑垫71可防止使用过程中X光注册装置磨损影增探测器表面，通过第二防滑垫72防止X光注册装置放置平面时，配准下板22上的配准球23直接接触平面而损坏。

本实施例中，第一防滑垫71、第二防滑垫72和紧固防滑垫84采用带3M背胶的聚氨酯材料，并采用背胶方式进行固定。

本实施例中，磁性物质4采用430不锈铁。

本实施例中，紧固件可采用螺钉等固定件。

本实施例中框架中板11、框架下板12、框架第一支撑柱13和框架第二支撑柱14采用铝合金材质，除良好的抗弯强度不易变形的优点外，减轻框架装置的重量。

本申请的配准板和示踪装置为双目视觉系统的组成部分，配准板和示踪装置装配在框架装置的预设位置，影增探测器获取包含配准球23的X光图像，配准球23设有在X光图像所在坐标系下的坐标，光学测位仪获取在光学测位仪的坐标系下示踪装置的空间坐标，根据配准板与示踪装置预设的位置关系，将X光图像的坐标系和光学测位仪的坐标系进行统一，完成X光图像注册，本申请借助双目视觉系统将术中拍摄的X光图像、术前CT和手术器械的坐标系进行统一，从而将手术器械的实时位置映射到CT坐标系中或X光图像中，实现实时显示手术器械在患者体内的相对位置的目的，同时可以更好的辅助医生手术，使手术过程更加安全和方便。

本实施例配准板和示踪装置的坐标转换以及坐标统一采用常规方案实现，配准板和示踪装置的坐标转换以及坐标统一的具体实施方式不是本申请的创新点，在此不作赘述。

实施例二：

如图9-12所示，本实施例与实施例一的区别在于：实施例一中示踪装置与固定器5通过磁吸装置磁吸连接，而本实施例中示踪装置与固定器5螺纹联接。

X光注册装置还包括手柄螺丝9，手柄螺丝9包括手柄端91和锁紧端92，示踪装置的示踪器支架31设置定位凸起93，固定器5设置固定接口，固定接口包括锁紧孔55和定位孔56，定位孔56与定位凸起93配合安装实现示踪装置与固定器5装配的定位，锁紧端92贯穿示踪器支架31延伸至锁紧孔55并锁紧，从而将示踪装置与框架装置可拆卸连接。

在其他实施例中，框架装置也可设为非筒型结构，只要适配于影增C臂机即可。

在其他实施例中，配准上板21和配准下板22不限于平板结构，也可采用曲面等形状。

本申请还提供了一种导航机器人，包括所述的影增C臂机X光注册装置。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种影增C臂机X光注册装置,其特征在于：包括框架装置、配准板、示踪装置和紧固装置，框架装置上设置固定器，示踪装置可拆卸设置于固定器，配准板设置于框架装置，紧固装置设置于框架装置，紧固装置用于框架装置与影增C臂机的紧固连接。

2.根据权利要求1所述的一种影增C臂机X光注册装置，其特征在于：所述框架装置包括框架上板、框架中板、框架下板、框架第一支撑柱和框架第二支撑柱，框架第一支撑柱的上下端分别与框架中板和框架下板固设连接，框架第二支撑柱的上下端分别与框架上板和框架中板固设连接，框架中板、框架下板和框架第一支撑柱形成配准空间，配准板设置于配准空间，框架上板、框架中板以及第二支撑柱形成安装空间，影增探测器设置于安装空间。

3.根据权利要求1所述的一种影增C臂机X光注册装置，其特征在于：所述配准板至少包括配准上板和配准下板，配准上板和配准下板分别设有若干配准球，配准上板设置于框架中板，配准下板设置于框架下板。

4.根据权利要求2所述的一种影增C臂机X光注册装置，其特征在于：所述框架下板设置若干下限位连接板，若干下限位连接板朝向配准空间的端面设为承载面，若干下限位连接板的承载面处于同一平面，配准下板与下限位连接板通过紧固件锁紧，框架中板设置若干上限位连接板，若干上限位连接板朝向配准空间的端面设为安装面，安装面设置上限位槽，配准上板设置于若干上限位槽，若干上限位连接板的上限位槽端面处于同一平面，配准上板与上限位连接板通过紧固件锁紧。

5.根据权利要求1所述的一种影增C臂机X光注册装置，其特征在于：所述紧固装置设置于第二支撑柱，紧固装置包括手柄、螺杆、螺杆底座和紧固防滑垫，螺杆设置于手柄，螺杆底座设置于螺杆，紧固防滑垫设置于螺杆底座，手柄和螺杆底座位于螺杆的两端，手柄设置于X光注册装置外部，螺杆与第二支撑柱螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的一种影增C臂机X光注册装置，其特征在于：所述示踪装置包括示踪器支架和示踪球，若干示踪球分别设置于示踪器支架，示踪装置与固定器通过磁吸装置磁吸连接，磁吸装置包括磁性物质和磁铁，磁性物质设置于示踪装置，磁铁设置于固定器，磁性物质和磁铁磁吸连接。

7.根据权利要求1所述的一种影增C臂机X光注册装置，其特征在于：还包括手柄螺丝，所述手柄螺丝包括手柄端和锁紧端，示踪装置包括示踪器支架和示踪球，若干示踪球分别设置于示踪器支架，示踪器支架设置定位凸起，固定器设置固定接口，固定接口包括锁紧孔和定位孔，定位孔与定位凸起安装，锁紧端贯穿示踪器支架延伸至锁紧孔并锁紧。

8.根据权利要求1所述的一种影增C臂机X光注册装置，其特征在于：还包括防滑装置，所述防滑装置包括第一防滑垫和第二防滑垫，第一防滑垫设置于框架中板，第二防滑垫设置于框架下板。

9.根据权利要求6所述的一种影增C臂机X光注册装置，其特征在于：所述磁性物质设置定位部，示踪器支架设置与定位部适配的定位孔，定位部设置于定位孔进行定位，磁性物质通过紧固件与示踪器支架锁紧，固定器设置安装接口，安装接口包括第一接口和第二接口，第一接口和第二接口连通，第二接口与外部空间连通，磁铁固设在第一接口，示踪装置处于装配状态时，磁性物质插入第二接口，位于第二接口的磁性物质与位于第一接口的磁铁磁吸连接。

10.一种导航机器人，其特征在于：包括权利要求1-9任一项所述的影增C臂机X光注册装置。

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