[发明专利]一种轮廓采集装置及配准定位的方法

说明书

本发明涉及配准定位技术领域，尤其涉及一种轮廓采集装置及配准定位的方法，包括光电跟踪设备和采集设备，采集设备包括感应组件和探杆，感应组件包括固定部和位于固定部上的感应部，探杆的前端为尖端，探杆的后端与固定部连接，尖端在感应部组成标定坐标系中标定，尖端接触被测样体的内表面并可在被测样体的内表面移动，光电跟踪设备与感应部电连接，以采集尖端的位置信息形成被测样体的内表面轮廓。本发明的感应部构设标准坐标系，探杆的尖端在标准坐标系下的位置预先已被标定，探杆伸入到被测样体内部，尖端接触被测样体内表面并按照被测样体内表面轮廓划动，光电跟踪设备对标准坐标系进行实时跟踪，获得尖端的位置，确定被测样体内表面的轮廓。

技术领域

本发明涉及配准定位技术领域，尤其涉及一种轮廓采集装置及配准定位的方法。

背景技术

在外部物体可视的环境条件下，对于外部内体内部的非可视位置点或物体的位置确定仍然存在一定的困难，在外部物体不可破除的情况下，虽然可通过扫描等方式对外部物体轮廓进行确定，但对内部非可视的目标物体的定位依旧不能方便快捷且满足一定精度和准确度的进行。例如，在传统的肺肿瘤结节切除手术中，肿瘤结节的定位主要依靠术前CT引导置入弹簧标记物，从而在术中根据弹簧标记物的位置来定位结节所在的肺段，该方法一是术前需要对人体置入弹簧，对人体会造成额外伤害，二是需要CT反复的引导下置入弹簧，因而患者会承受较大的辐射损伤。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种对物体进行轮廓采集的装置及对非可视物体进行配准定位的方法。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种轮廓采集装置，包括光电跟踪设备和采集设备，所述采集设备包括感应组件和探杆，所述感应组件包括固定部和位于所述固定部上的感应部，所述探杆的前端为尖端，所述探杆的后端与所述固定部连接，所述尖端在所述感应部组成标定坐标系中标定，所述尖端接触被测样体的内表面并可在所述被测样体的内表面移动，所述光电跟踪设备与所述感应部电连接，以采集所述尖端的位置信息形成所述被测样体的内表面轮廓。

其中，所述探杆包括直杆段与弧杆段，所述直杆段一端与所述固定部连接，另一端与所述弧杆段连接，所述弧杆段的弧度为20°～30°。

其中，所述感应部包括三个主定位球。

其中，所述感应部还包括至少一个辅助定位球。

其中，所述固定部为十字型的固定杆，三个所述主定位球和一个所述辅助定位球分别位于所述固定杆的四个杆端。

其中，所述探杆的后端与所述辅助定位球所在的所述固定杆的杆端连接。

其中，所述探杆为刚性件。

本发明还提供了一种利用上述轮廓采集装置进行配准定位的方法，目标物体为位于基础物体内侧的非可视物体，包括以下步骤：

S1，获取基础物体和目标物体的三维CT数据，根据基础物体和目标物体的三维CT数据重建出基础物体和目标物体的三维轮廓，得到基础物体与目标物体在虚拟环境中的相对位置关系；

S2，根据基础物体与目标物体在虚拟环境中的相对位置关系，选取实际环境中目标物体附近的部分基础物体作为配准的基准参考物体；

S3，通过轮廓采集装置获取基准参考物体的三维轮廓；

S4，将基准参考物体的三维轮廓与基础物体和目标物体的三维轮廓进行配准，使基础物体和目标物体在实际环境中的位置关系与其在虚拟环境中的位置关系实现统一；

S5，通过虚拟环境下目标物体的位置来引导定位实际环境下目标物体的位置。

其中，步骤S3具体包括以下步骤：