專利名稱：用于光電手術(shù)導(dǎo)航的被動式跟蹤靶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及用于光電手術(shù)導(dǎo)航的被動式跟蹤靶。
背景技術(shù)：
手術(shù)導(dǎo)航是綜合先進(jìn)的成像設(shè)備(CT、MRI、X線透視等)和空間定位方法，通過虛擬手術(shù)環(huán)境為外科醫(yī)生提供導(dǎo)航技術(shù)支持，使手術(shù)過程更安全、更精確，使手術(shù)效果更好、康復(fù)過程更快的新興技術(shù)。手術(shù)導(dǎo)航的基本原理類似于GPS衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)，即利用外部跟蹤設(shè)備，實時測量手術(shù)器械相對于操作對象的位置，然后將位置信息顯示在醫(yī)學(xué)圖像上，使得外科醫(yī)生能夠清楚地看到手術(shù)器械的當(dāng)前位置，便于判斷和決策手術(shù)操作。目前使用最廣泛的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)是基于紅外雙目視覺的光電手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，該系 統(tǒng)采用基于雙目視覺原理的空間定位方法，即用至少兩個攝像機(jī)觀察目標(biāo)，并對至少兩幅圖像上相同的目標(biāo)點進(jìn)行計算，然后利用計算機(jī)視覺原理得到這些點的三維位置。光電手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)采用紅外追蹤器來采集目標(biāo)點的位置信息，而目標(biāo)點多使用被動反射紅外線的小球來實現(xiàn)。為了獲得定位對象的三維空間位姿，一般采用多個目標(biāo)點，并以一定規(guī)則排列形成空間坐標(biāo)系，構(gòu)成跟蹤靶。將跟蹤靶安裝在手術(shù)器械和手術(shù)對象即可得到手術(shù)器械或手術(shù)對象的空間位置和姿態(tài)信息。因此設(shè)計結(jié)構(gòu)合理、安裝重復(fù)精度高、裝卸方便的跟蹤器對于保障光電手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度，提高其臨床適應(yīng)性具有重要意義。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種高精度、輕便、裝卸方便的用于光電手術(shù)導(dǎo)航的被動式跟蹤靶。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型所提供的技術(shù)方案是用于光電手術(shù)導(dǎo)航的被動式跟蹤靶，包括本體、底座和紅外反射小球；所述本體為異形平面結(jié)構(gòu)；所述本體的下部固定在底座上；所述本體上設(shè)有四個安裝孔，四個安裝孔內(nèi)分別安裝一個紅外反射小球。所述本體上的安裝孔為螺紋孔；所述紅外反射小球的小球安裝桿與本體的安裝孔螺紋連接。所述本體的下部加工有安裝斜面，底座上也加工有同樣尺寸的斜面凹槽；所述本體的安裝斜面與在底座的斜面凹槽相配合。用于光電手術(shù)導(dǎo)航的被動式跟蹤靶，還包括擋板和鎖釘；所述擋板固定在底座上，并遮住底座的斜面凹槽；所述擋板的內(nèi)側(cè)面與本體的下部之間設(shè)有間隙；所述擋板上設(shè)有螺孔，螺孔正對本體；所述鎖釘與擋板上的螺孔螺紋連接。用于光電手術(shù)導(dǎo)航的被動式跟蹤靶，還包鎖釘固定板；所述鎖釘固定板固定在擋板的外側(cè)；所述鎖釘穿設(shè)在鎖釘固定板上。采用了上述技術(shù)方案后，本實用新型具有以下的有益效果(1)本實用新型的跟蹤靶結(jié)構(gòu)簡單，本體為異形平面結(jié)構(gòu)，易于實現(xiàn)高精度加工，同時也能充分減輕跟蹤靶自身重量，具有較好的使用和推廣價值。(2)本實用新型的跟蹤靶的本體上的四個安裝孔內(nèi)分別安裝一個紅外反射小球，可以在光電手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)中對該跟蹤靶的實時位置和姿態(tài)進(jìn)行追蹤。(3)本實用新型的跟蹤靶的紅外反射小球的小球安裝桿與本體的安裝孔螺紋連接，這種結(jié)構(gòu)使得紅外反射小球的安裝和拆卸非常方便。(4)本實用新型的跟蹤靶的本體與跟蹤靶底座通過斜面配合，可以實現(xiàn)較高的安裝精度和重復(fù)精度。(5)本實用新型的跟蹤靶的擋板的內(nèi)側(cè)面與本體的下部之間設(shè)有間隙，這種結(jié)構(gòu)使得本體的安裝和拆卸非常方便。(6)本實用新型的跟蹤靶的鎖釘與擋板上的螺孔螺紋連接，當(dāng)擰緊鎖釘時，可以將本體壓緊在底座上，擰松鎖釘，即可以方便的將本體卸下，通過鎖釘固定板限制鎖釘?shù)奈?置，使鎖釘在擰松時不會掉落。

為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中圖I為本實用新型的實施例I的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型的實施例2的目標(biāo)點及坐標(biāo)系設(shè)置示意圖。附圖中的標(biāo)號為本體I、安裝孔11、安裝斜面12、底座2、斜面凹槽21、紅外反射小球3、小球安裝桿31、擋板4、螺孔41、鎖釘5、鎖釘固定板6。
具體實施方式
(實施例I)見圖I，本實施例的用于光電手術(shù)導(dǎo)航的被動式跟蹤靶，包括本體I、底座2、紅外反射小球3、擋板4、鎖釘5和鎖釘固定板6。本體I為異形平面結(jié)構(gòu)。本體I的下部加工有安裝斜面12，底座2上也加工有同樣尺寸的斜面凹槽21。本體I的安裝斜面12與在底座2的斜面凹槽21相配合。擋板4固定在底座2上，并遮住底座2的斜面凹槽21。擋板4的內(nèi)側(cè)面與本體I的下部之間設(shè)有間隙。擋板4上設(shè)有螺孔41，螺孔41正對本體I。鎖釘5與擋板4上的螺孔41螺紋連接。當(dāng)擰緊鎖釘5時，可以將本體I壓緊在底座2上，擰松鎖釘5，即可以方便的將本體I卸下。鎖釘固定板6固定在擋板4的外側(cè)。鎖釘5穿設(shè)在鎖釘固定板6上。鎖釘固定板6用于限制鎖釘5的位置，使鎖釘5在擰松時不會掉落。本體I上設(shè)有四個安裝孔11，安裝孔11為螺紋孔。四個安裝孔11內(nèi)分別安裝一個紅外反射小球3，紅外反射小球3的小球安裝桿31與本體I的安裝孔11螺紋連接。(實施例2)見圖2，用于光電手術(shù)導(dǎo)航的被動式跟蹤靶的實時空間位置和姿態(tài)追蹤方法，利用在本體I上的四個安裝孔11內(nèi)安裝的四個紅外反射小球3的相對位置，建立該跟蹤靶的三維坐標(biāo)系，從而確定該跟蹤靶的實時空間位置；具體方法為[0027]假定本體I的四個紅外反射小球3分別為A、B、C、D ;該坐標(biāo)系z軸沿AC方向，從A點指向C點；y軸與AC垂直,指向B點一側(cè)；之后依據(jù)右手定則可以確定X軸方向；通過光電追蹤器實時確定上述四個目標(biāo)點在三維坐標(biāo)系下的空間坐標(biāo)，就可以獲得該跟蹤靶的實時空間位置和姿態(tài)。以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是 ，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.用于光電手術(shù)導(dǎo)航的被動式跟蹤靶，其特征在于包括本體(I)、底座(2)和紅外反射小球⑶；所述本體⑴為異形平面結(jié)構(gòu)；所述本體⑴的下部固定在底座⑵上；所述本體(I)上設(shè)有四個安裝孔(11)，四個安裝孔(11)內(nèi)分別安裝一個紅外反射小球(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于光電手術(shù)導(dǎo)航的被動式跟蹤靶，其特征在于所述本體(I)上的安裝孔(11)為螺紋孔；所述紅外反射小球(3)的小球安裝桿(31)與本體(I)的安裝孔(11)螺紋連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于光電手術(shù)導(dǎo)航的被動式跟蹤靶，其特征在于所述本體(I)的下部加工有安裝斜面(12)，底座(2)上也加工有同樣尺寸的斜面凹槽(21);所述本體⑴的安裝斜面(12)與在底座⑵的斜面凹槽(21)相配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于光電手術(shù)導(dǎo)航的被動式跟蹤靶，其特征在于還包括擋板⑷和鎖釘(5);所述擋板⑷固定在底座⑵上，并遮住底座⑵的斜面凹槽(21);所述擋板(4)的內(nèi)側(cè)面與本體(I)的下部之間設(shè)有間隙；所述擋板(4)上設(shè)有螺孔(41)，螺孔(41)正對本體⑴；所述鎖釘(5)與擋板⑷上的螺孔(41)螺紋連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于光電手術(shù)導(dǎo)航的被動式跟蹤靶，其特征在于還包鎖釘固定板￠);所述鎖釘固定板￠)固定在擋板(4)的外側(cè)；所述鎖釘(5)穿設(shè)在鎖釘固定板(6)上。
專利摘要本實用新型公開了一種用于光電手術(shù)導(dǎo)航的被動式跟蹤靶，包括本體、底座和紅外反射小球；所述本體為異形平面結(jié)構(gòu)；所述本體的下部固定在底座上；所述本體上設(shè)有四個安裝孔，四個安裝孔內(nèi)分別安裝一個紅外反射小球。本實用新型的跟蹤靶結(jié)構(gòu)簡單，本體為異形平面結(jié)構(gòu)，易于實現(xiàn)高精度加工，同時也能充分減輕跟蹤靶自身重量，具有較好的使用和推廣價值。
文檔編號A61B19/00GK202637119SQ20122016718
公開日2013年1月2日 申請日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者劉文勇, 王豫, 房志剛, 喬惠婷, 樊瑜波, 孫紹朋, 蔣偉, 董翼楓 申請人:北京航空航天大學(xué), 江蘇久信醫(yī)用凈化工程有限公司