[实用新型]外科手术导航系统定位精度检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及外科手术导航系统，具体涉及一种外科手术导航系统的定位精度检测装置，尤其是基于断层影像的外科手术导航系统定位精度检测装置。

背景技术

长期以来虽然有CT、MRI等先进的影像学诊断设备和技术，但外科医生在术中定位和寻找病灶却仍较困难，病灶切除的程度主要依赖于外科医生的主观判断和个人经验。手术导航技术来源于立体定向神经外科，将医学影像诊断技术、空间定位技术、三维图像处理技术和高性能计算机结合起来，又称无框架立体定向外科或影像导航外科。

外科手术导航最初应用于神经外科，并逐步扩展到耳鼻喉科、脊柱外科、膝髋关节和创伤等领域。导航技术在临床上的应用是在传统外科手术理念上的巨大进步，明显提高了手术精度、减小了手术创伤，增加了手术的安全性。导航系统已成为微创外科的重要组成部分，作为一种先进的微侵袭设备，可降低医生手术的难度和强度，使手术更加安全。导航系统的基本原理基于空间定位技术和配准技术。目前手术导航系统基本采用两种空间定位技术：电磁定位技术和红外线光学定位技术。电磁定位适用于导管类等软性手术器械的跟踪，由于精度不理想及需要特殊的手术工具，除心内科之外的神经外科、骨科、耳鼻喉科等手术基本采用红外线光学定位技术。光学导航系统主要包括：高性能计算机、红外线空间定位装置、导航软件、手术工具、解剖结构定位参考架等。红外线定位装置通过追踪安装于手术工具和解剖结构定位参考架上的红外线发射源或反射源确定手术工具和患者的实际位置。

手术导航系统的关键性能指标是定位精确度。手术过程中的定位误差主要分为两部分，一是系统本身的定位误差，包括手术工具机械加工误差、反光球尺寸的微小差别、定位跟踪仪定位误差、影像处理导致的误差、配准误差等。二是手术过程中参考架松动、组织移位造成的误差。第一部分的误差是反映导航系统总体性能指标的误差，反映了一个导航系统的总体定位精度。而第二部分误差影响因素更为复杂，属于不可控误差，与操作者的熟练程度、甚至手术类型、手术部位等有关。

因此，反应手术导航系统性能水平的，是第一类误差，称为配准精确度。配准是通过坐标系的空间变换将患者术前的断层影像数据与患者实体之间达到空间上一致的过程，使影像数据与实际患者的解剖点一一对应。配准的精度是提高手术导航精确度的主要因素。目前，手术导航系统术中采用的配准方法分为点配准和面配准两种。点配准是在术中点取患者身上若干影像上可分辨的标记点，通过这些标记点的一一对应求出影像坐标系和患者坐标系的变换关系。面配准是在患者身上连续点取一个点云，通过点云和患者影像形状上的匹配求出影像坐标系和患者坐标系之间的变换关系。

随着手术导航技术的发展，伴生的手术导航精度的检测技术也在持续改进，国际上所有的手术导航系统生产厂商都有自己的手术导航精度检测方法，导致市面上众多的手术导航系统的精度参数都由厂商自己给出，而没有一个标准来检测和衡量，使广大的使用者不知道这个精度是如何得出，在使用中存在隐患。

另外，一个制约手术导航精度检测技术标准化的因素是：对于基于断层影像的手术导航系统来说，采用的配准方式主要是点配准和面配准。目前还没有一个可同时检测点配准和面配准精确度的检测装置。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种外科手术导航系统定位精度检测装置，该装置既能检测点配准也能同时检测面配准精度，使检测精度更高、更真实。

为了解决本实用新型的技术问题，本实用新型提供了一种外科手术导航系统定位精度检测装置，其主体是一个可密封的圆柱体，包括：

底座，包括基座、外罩和数根有机玻璃棒；该基座位于底座的底面，该基座上设有数根长短不一的有机玻璃棒；该外罩位于底座的侧面，该外罩粘结在基座上，该外罩上设有数根长度一致的有机玻璃棒；

可拆卸的上盖，包括密封盖、连接螺栓和注水孔螺丝；密封盖中心设有一根用于拧紧上盖的连接螺栓，其旁边设有用于注水的注水孔螺丝；该上盖与底座接触固定；

可拆卸的头模，该头模固定于底座的基座上和底座的外罩内。

所述基座上设有32个直径一定的孔，将数根长短不一的有机玻璃棒随机插入这些孔内；在基座上设的有机玻璃棒的底端固定于基座上，顶端设一个小的凹坑，这些凹坑是用于检测的靶点；在基座上设的有机玻璃棒的长短分布为随机分布，但较长的有机玻璃棒分布比较靠中心，较短的有机玻璃棒分布比较靠外圈，其中取3根较长的有机玻璃棒，在其上打孔。