[发明专利]光学手术导航系统中圆轴状工具适配器及其标定和方法

说明书

本发明公开了一种光学手术导航系统中圆轴状工具适配器，包括多个适配臂、同轴线设置的适配动环和适配定环，所述适配动环通过弹性件安装于适配定环的内壁，所述适配动环在适配定环内旋转，所述适配臂一端的两角处通过销轴分别与适配动环和适配定环连接，所述适配动环旋转至闭合状态时多个适配臂的另一端向内旋转将圆轴状工具夹持住，所述适配动环、适配定环的轴线与圆轴状工具的轴线重合，所述适配动环旋转至打开状态时多个适配臂的另一端向外旋转将圆轴状工具取出。通过上述方式，本发明结构简单、设计合理，适用于不同直径的圆轴状工具都被夹持工作。

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，涉及一种圆轴状工具适配器及其标定，特别是涉及一种光学手术导航系统中圆轴状工具适配器及其标定和方法。

背景技术

手术导航系统，是指将患者影像数据与患者手术区域实体配准，从而在影像上显示手术器械方位，达到辅助医生手术操作、判断手术进展情况的计算机辅助系统。

现有的手术导航系统如图1所示，一般分为以下几个部分：1、计算机；2、显示器；3、光学定位仪；4、圆轴状工具适配器；5、参考架。术前获得患者的CT或MRI扫描数据，并对它们进行处理，三维重建，提取组织模型，得到病人患部的模型结构。这部分的工作由图1中计算机1中完成。

手术导航系统，通过光学定位系统3，通过参考架5上的红外线反光球，确定参考架的位置，与患者影像中的图形信息和组织空间信息，进行配准。实时跟踪导航工具，在手术时，手术工具定位信息和相应的影像信息融合，并将这些在显示器2中显示，辅助医生手术。

现有的手术导航系统的位方法为：双目识别光学定位法。它的定位精度高。采用定位仪对红外线反光球的中心识别，然后应用双目识别原理重建出目标的空间位置。

手术导航系统光学定位实现原理：定位仪上的位置传感器通过曝光的方式，得到红外线反光球的位置，计算得到红外线反光球中心点，依据双目确定空间位置。系统逐一记录红外线反光球位置，从而计算出和固定组合的工具如圆轴状工具适配器4的位置和方向以及参考架5的中心点等，其中，圆轴状工具适配器4和参考架5的各自三个红外线反光球的相互位置关系是不一致的，以区分不同工具。

手术过程中，通常会使用圆轴状的手术工具，如专利CN213075906U，在这类手术工具的标定过程中，通常会使用专用的标定模块，这就导致：

1)为标定工具的轴线，需要提供专门用于标定轴线的标定模块。

2)标定模块工具，如专利CN306013741S结构比较复杂，增加加工难度。

3)使用过程中，增加圆轴状工具标定模式，复杂了标定过程。

4)增加了医生术中手术工具的操作，针对不同的直径，增加了标定过程的复杂性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学手术导航系统中圆轴状工具适配器及其标定和方法，结构简单、设计合理，适用于不同直径的圆轴状工具都被夹持工作。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种光学手术导航系统中圆轴状工具适配器，包括多个适配臂、同轴线设置的适配动环和适配定环，所述适配动环通过弹性件安装于适配定环的内壁，所述适配动环在适配定环内旋转，所述适配臂一端的两角处通过销轴分别与适配动环和适配定环连接，所述适配动环旋转至闭合状态时多个适配臂的另一端向内旋转将圆轴状工具夹持住，所述适配动环、适配定环的轴线与圆轴状工具的轴线重合，所述适配动环旋转至打开状态时多个适配臂的另一端向外旋转将圆轴状工具取出。

进一步的是，所述适配定环的环壁上设有一限位槽，所述适配动环和适配定环上分别安装有一手柄，所述适配动环的手柄设置在限位槽内。

进一步的是，所述弹性件为扭簧、弹簧或拉簧。

进一步的是，所述适配臂的另一端固定安装有适配缓冲器。