[发明专利]用于三维医疗影像系统与双目视觉系统配准的标记元件及其装配方法

说明书

本发明提供了一种用于三维医疗影像系统与双目视觉系统配准的标记元件及其装配方法，圆柱体的空腔中盛满符合核磁成像要求的液体，在圆柱体顶部固定设置有圆形反光标记，且圆形反光标记的圆心与圆柱体轴线相重合。本发明以巧妙而简单的结构实现了手术导航的高配准效率，只需要三个特定结构的部件和少量符合核磁成像要求的液体即可组装成本发明的配准标记元件，巧妙地将核磁成像所需清晰标记点与双目视觉所需观测点融合到了一个元件上，操作简单，配准时只需要将其贴于患者手术部位附近的体表位置，无需进行多点测量就能够将医疗三维影像与双目视觉快速匹配到同一个标记点，大大提高了配准效率。

技术领域

本发明属于手术导航器械技术领域，尤其涉及一种用于三维医疗影像系统与双目视觉系统配准的标记元件。

背景技术

在进行双目视觉手术导航时，必须使患者术前的医疗三维影像与双目视觉系统进行坐标系配准，选择合适的体表位置和配准装置进行视觉标记，对配准的精度影响很大，一旦出现偏差，会危及手术安全。

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。

然而，现有的配准方法是在术前使用带有主动发光球的标靶测量患者手术部位体表的不同位置，系统根据测量数据拟合出与医疗三维影像一样的结构，然后再进行坐标系配准，这样的配准装置具有很大的局限性，只适用于全刚体的手术部位，对于刚体结构不明显的手术部位就很难适用，而且操作复杂费时，配准效率低，对医护人员的非专业技能要求较高。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于三维医疗影像系统与双目视觉系统配准的标记元件，至少用于解决现有配准方法/器件/装置存在的局限性大、操作复杂、配准效率低的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。

一种用于三维医疗影像系统与双目视觉系统配准的标记元件，其特征在于：包括圆柱体，圆柱体的空腔中盛满符合核磁成像要求的液体，在圆柱体顶部固定设置有圆形反光标记，且圆形反光标记的圆心与圆柱体轴线相重合。

为进一步提高配准精度，圆柱体的空腔为圆柱形空腔，内腔顶面垂直于圆柱体轴线。

为进一步提高配准精度，减少体表测量与体内手术部位之间的误差，在圆柱体顶部设置有凹槽，在凹槽侧壁径向设置有缺口或孔；圆形反光标记固定在反光标记载体上，反光标记载体粘固在凹槽的底壁上，且反光标记载体的侧壁正对缺口或孔。

作为优选方案，圆形反光标记采用玻璃微珠反光贴层或玻璃微珠反光贴纸；反光标记载体采用高度不大于5mm的尼龙层或树脂层。

作为优选方案，圆柱体采用直径不大于20mm、高度不大于8mm的尼龙材料或树脂制得。

为减小制造过程对配准精度的影响，在圆柱体底部设置有孔径0.8-1.5mm的注液孔。

作为更优选方案，圆柱体直径为15mm、高度为6.5mm、缺口或孔的直径为1mm、壁厚为1-5mm，凹槽内径为13mm、槽壁高1.5mm，注液孔孔径为1mm；反光标记载体外径为13mm、高度位1.5mm；反光标记载体上的安装槽内径为12mm、槽壁高为0.5mm，圆形反光标记外径为12mm、厚度为0.5mm。

为方便使用，圆柱体底部为适配于人体体表的曲面结构，并在圆柱体底部设置粘接层，以实现能够将圆柱体粘固在人体皮肤上。

本发明另一目的在于提供一种装配精度高的前述标记元件的装配方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1，清洁标记元件的各部件，并保持洁净、干燥；