标识模组制造技术

本发明专利技术涉及一种标识模组，包括标识组件(1)，所述标识组件(1)包括支撑柱(11)和标识球(12)，还包括底座(2)，所述底座(2)的一端具有底板(3)，所述支撑柱(11)的一端具有沿轴向延伸且适应于所述底座(2)外形的连接槽(111)。本发明专利技术可以使患者无创的获得标识物特征。发明专利技术可以使患者无创的获得标识物特征。发明专利技术可以使患者无创的获得标识物特征。

【技术实现步骤摘要】
标识模组


[0001]本专利技术涉及一种标识模组。

技术介绍

[0002]现有的医用辅助导航系统采用的标识物通常为支架式标志球，其需要专用夹头固定于患者骨骼表面，因此会造成较大的医源性损伤创面，从而无法在进入手术室之前就将标志球固定在患者身上，使得与该种标识物配套的导航系统必须依赖术中CT或O臂机等术中三维成像设备才能识别其特征定位并用于术中导航。由于术中导航是在手术室内进行，受到空间的限制，手术室仅配置了能保证手术的基本影像采集设备，而能配备三维成像的设备有限，因此在手术中通过手术室的设备不能获取更多的三维成像信息。并且，在手术过程中的时间也有限，若再进行信息融合，则会进一步延长手术时间，从而增加手术中的风险。而术中导航也更依赖于医生的经验和手术过程中的影像进行判断和决策，术前的影像数据则仅能作为医生经验的数据源，同时不同设备、不同时间段、不同技术手段采集的数据要开展数据分析和特征匹配算法难度也很高。并且，利用支架式标志球的固定方式也会受到支架的影响，具体的，支架在固定时会发生变形，因此当解除固定时，支架与硬组织之间会存在相对移动，从而影响数据的准确性。当然，现有技术中还存在其他用于辅助导航系统的标识物，例如植入克氏针/骨针芯等，但这些方式均依赖患者骨骼已经植入的克氏针或骨针芯，因此也会在术前造成较大的医源性损伤创面。可见，由于手术中信息采集方式的单一，而不具备更多信息融合的能力(或融合能力较差)，亟需一种能够实现多模态数据融合的技术方案。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种标识模组。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供一种标识模组，包括标识组件，所述标识组件包括支撑柱和标识球，还包括底座，所述底座的一端具有底板，所述支撑柱的一端具有沿轴向延伸且适应于所述底座外形的连接槽。
[0005]根据本专利技术的一个方面，所述底座为圆柱状，侧面设有卡条，中部设有通孔；
[0006]所述连接槽的槽壁上设有可与所述卡条配合的卡槽。
[0007]根据本专利技术的一个方面，所述标识组件还包括识别板，所述支撑柱的侧面设有用于容纳所述识别板的容置槽。
[0008]根据本专利技术的一个方面，所述支撑柱的侧面设有安装槽，所述标识球设置在所述安装槽中；
[0009]所述识别板上设有与所述安装槽位置对应的孔；
[0010]所述识别板上还设有光学定位标记，所述光学定位标记为黑白相间的方格或二维码。
[0011]根据本专利技术的一个方面，所述底座和所述底板连接的部位设有定位凸起，所述支
撑柱的端部设有适用于所述定位凸起的定位槽。
[0012]根据本专利技术的一个方面，所述标识组件还包括活塞杆和针芯；
[0013]所述活塞杆包括杆体和位于所述杆体一端的滑动头，所述针芯连接在所述滑动头上。
[0014]根据本专利技术的一个方面，还包括针筒，所述针筒中具有沿轴向延伸第一导向孔和第二导向孔；
[0015]所述第一导向孔、所述第二导向孔和所述连接槽沿所述针筒的轴向同轴依次排列，且相互联通。
[0016]根据本专利技术的一个方面，所述滑动头可移动的位于所述第一导向孔中，所述杆体远离所述滑动头的一端伸出所述针筒，所述针芯可移动的位于所述第二导向孔中；
[0017]所述杆体上套设有第一弹簧，所述第一弹簧位于所述第一导向孔中。
[0018]根据本专利技术的一个方面，所述标识组件还包括阻挡件；
[0019]所述阻挡件包括环形本体、按钮、第二弹簧和连接体；
[0020]所述按钮和所述第二弹簧分别连接在所述环形本体的外缘两侧，所述按钮通过所述连接体与所述环形本体连接；
[0021]所述环形本体位于所述第一导向孔中，所述第二弹簧还与所述针筒连接；
[0022]所述针筒的侧面设有通过孔和收纳槽，所述连接体可移动的位于所述通过孔中，所述按钮可被按压进所述收纳槽中。
[0023]在未按压所述按钮时，所述环形本体与所述第一导向孔偏心；
[0024]在将所述按钮按压至所述收纳槽中后，所述环形本体与所述第一导向孔同轴。
[0025]根据本专利技术的一个方面，所述标识球不共面的设置四个以上，且任意三个所述标识球不共线。
[0026]根据本专利技术的一个方面，所述底板的材质为picc，所述支撑柱的材质为POM或PEEK，所述标识球的材质为铝合金或钛合金。
[0027]根据本专利技术的一个方面，在使用时，将底板贴敷于患者体表或辅助治疗治具上，获取患者手术部位与标识模组的相对空间位置数据；
[0028]在手术前利用针芯将标识模组与手术部位的硬体组织固定，在手术中采集手术部位与标识模组的相对空间位置数据；
[0029]通过转换关系将术前和术中的位置数据融合，获得手术部位信息，以指导手术机器人或导航系统开展手术辅助。
[0030]根据本专利技术的一个方面，术前利用CT得到标识模组在术前CT中的空间位置和患者部位在术前CT中的空间位置，通过换算得到在术前CT中标识模组相对患者部位的空间位置；
[0031]术中通过空间信息获取设备识别光学定位标记，将手术部位和标识模组放在三维定位系统的工作区域内，识别出系统坐标系中标识模组的空间位置，获得术中标识模组实时的空间位置；
[0032]空间信息获取设备包括C臂机、O臂机、CBCT或双目视觉相机。
[0033]根据本专利技术的一个方面，术前获得的CT/MRI的DICOM切片图像包括患者手术部位及标识球，计算出标识球在DICOM图像坐标系下的坐标值P{P1,P2,P3，...,PN}；
[0034]结合断骨在CT坐标系下的数据集Bc{B1c,B2c,B3c,...,BNc}，利用下式计算得出术前CT中标识模组相对患者部位的空间位置T2：
[0035]Bc＝T2*P；
[0036]通过空间信息获取设备获取标识模组在术中的实时空间位姿An{A1,A2,A3,...,AN}，计算出标识球在空间信息获取设备下的坐标值Q{Q1,Q2,Q3,...,QN}；
[0037]结合断骨在空间信息获取设备下的实时数据集Bs{B1s,B2s,B3s,...,BNs}，利用下式通过最小二乘法拟合出最优的CT坐标系与空间信息获取设备坐标系的变换关系T1：
[0038]Q＝T1*P；
[0039]利用下式实时计算出各断骨在磁场坐标系下的位姿，并渲染显示：
[0040]Bs＝An*T1*Bc。
[0041]根据本专利技术的构思，提出一种用于医用导航手术辅助系统的标识模组，可用于CT扫描并在CT扫描的影像中具有可提取的标识球特征。标识模组可贴敷于皮肤表面或其他辅助治疗的治具表面，从而随同患者手术部位一起进行术前的CT扫描以获取手术部位与该标识物模组的相对空间位置，使得患者通过入院时的无创扫描即可自带标识物特征。进入手术环节后，为确保该标识物模组与患者手术部位硬体组织(如某骨块)的硬连接，从而便于手术导航设备(如双目视觉系统)追踪手术部位硬体组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种标识模组，包括标识组件(1)，所述标识组件(1)包括支撑柱(11)和标识球(12)，其特征在于，还包括底座(2)，所述底座(2)的一端具有底板(3)，所述支撑柱(11)的一端具有沿轴向延伸且适应于所述底座(2)外形的连接槽(111)。2.根据权利要求1所述的模组，其特征在于，所述底座(2)为圆柱状，侧面设有卡条(21)，中部设有通孔(22)；所述连接槽(111)的槽壁上设有可与所述卡条(21)配合的卡槽(112)。3.根据权利要求1所述的模组，其特征在于，所述标识组件(1)还包括识别板(17)，所述支撑柱(11)的侧面设有用于容纳所述识别板(17)的容置槽(113)。4.根据权利要求1所述的模组，其特征在于，所述支撑柱(11)的侧面设有安装槽(114)，所述标识球(12)设置在所述安装槽(114)中；所述识别板(17)上设有与所述安装槽(114)位置对应的孔(171)；所述识别板(17)上还设有光学定位标记，所述光学定位标记为黑白相间的方格或二维码。5.根据权利要求1所述的模组，其特征在于，所述底座(2)和所述底板(3)连接的部位设有定位凸起(A)，所述支撑柱(11)的端部设有适用于所述定位凸起(A)的定位槽(B)。6.根据权利要求1所述的模组，其特征在于，所述标识组件(1)还包括活塞杆(13)和针芯(14)；所述活塞杆(13)包括杆体(131)和位于所述杆体(131)一端的滑动头(132)，所述针芯(14)连接在所述滑动头(132)上。7.根据权利要求6所述的模组，其特征在于，还包括针筒(20)，所述针筒(20)中具有沿轴向延伸第一导向孔(115)和第二导向孔(116)；所述第一导向孔(115)、所述第二导向孔(116)和所述连接槽(111)沿所述针筒(20)的轴向同轴依次排列，且相互联通。8.根据权利要求7所述的模组，其特征在于，所述滑动头(132)可移动的位于所述第一导向孔(115)中，所述杆体(131)远离所述滑动头(132)的一端伸出所述针筒(20)，所述针芯(14)可移动的位于所述第二导向孔(116)中；所述杆体(131)上套设有第一弹簧(15)，所述第一弹簧(15)位于所述第一导向孔(115)中。9.根据权利要求7所述的模组，其特征在于，所述标识组件(1)还包括阻挡件(16)；所述阻挡件(16)包括环形本体(161)、按钮(162)、第二弹簧(163)和连接体(164)；所述按钮(162)和所述第二弹簧(163)分别连接在所述环形本体(161)的外缘两侧，所述按钮(162)通过所述连接体(164)与所述环形本体(161)连接；所述环形本体(161)位于所述第一导向孔(115)中，所述第二弹簧(163)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈汉清，沈丽萍，方华磊，孙盼，郭宏瑞，
申请(专利权)人：杭州三坛医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：