本发明专利技术公开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。此外，本发明专利技术还公开了该装置的检测方法。本发明专利技术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。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术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。此外，本专利技术还涉及该外科手术导航系统定位精度检测装置的检测方法。
技术介绍
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--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。
技术实现思路
本专利技术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。为此，本专利技术还提供该外科手术导航系统定位精度检测装置的检测方法。为了解决本专利技术的技术问题，本专利技术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。所述基座由不透明的尼龙材料制成，该基座上设有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。所述基座上设的有机玻璃棒的长短范围在12mm 62mm，该有机玻璃棒随机插入32个孔内，插入深度为IOmm ;所述取3根较长的有机玻璃棒，其长度分别为58mm、60mm、62mm，在其上打孔的直径为4mm、深度为25mm，与有机玻璃棒中轴线的角度为15度，打孔后孔底尖点与有机玻璃棒顶端距离为37_，在将这些有机玻璃棒固定好后，便可以通过测量得知这3个孔的尖点位置和轴线的方向，从而通过这3个孔来检测轴线的精度。所述外罩由透明有机玻璃制成；在外罩上设有10根有机玻璃棒,其底端固定于外罩上，其顶端设一个小的凹坑，这些凹坑是用于检测的靶点；在外罩上设的有机玻璃棒的长度比在基座上设的有机玻璃棒更短，且在外罩上设的有机玻璃棒的位置是随机分布的。所述外罩上设的有机玻璃棒的长度为10mm。所述密封盖由透明有机玻璃板制成，上面设有2个孔，其中一个孔位于密封盖的中心，用于穿设连接螺栓；另一个孔是注水孔，位于中心孔的旁边；该连接螺栓从中心孔内穿出，在连接螺栓的上部有一小孔，将密封圈套入后，将把手装在连接螺栓上，再用销固定；该注水孔上设有注水孔螺丝，该注水孔螺丝上套上密封圈，再拧到密封盖上；在密封盖上粘接密封圈，再将上盖的密封盖与底座的外罩接触固定。所述基座中心设一与上盖的连接螺栓配合固定的螺纹孔。所述头模上设有几个孔以便液体能够流入头模并灌满头模的内部空间；在头模的下方设有2个用于固定的连接块，使头模能够固定在底座的相应位置。此外，本专利技术还提供一种外科手术导航系统定位精度检测装置的精度检测方法，包括如下步骤(I)在CT扫描的情况下，在CT扫描前，在检测装置的上盖和底座的外罩上随机的贴10 15个标记点，然后等待扫描；在1 1扫描的情况下，在MRI扫描前，将检测装置的注水孔螺丝拧下，往检测装置中灌满水，之后将注水孔螺丝重新拧紧，在上盖和底座的外罩上随机的贴10 15个标记点，然后等待扫描；(2)将检测装置横放，进行断层影像扫描(CT扫描或MRI扫描)，断层影像扫描结束后将检测装置中的水抽出；(3)将断层影像扫描得到的数据，输入电脑，利用三维重建软件将断层影像数据重 建成三维模型；(4)数据重建好后，将该三维数据导入导航软件中，开始进行点配准和面配准；(5)配准完成后，将上盖、头模都取下，开始进行精度检测在42个靶点中选取一个靶点P，用探针针尖点在该靶点P凹坑内，这时，在导航界面的三个视图(分别表示空间的三个方向)上就会出现利用十字坐标表示的探针针尖的位置P’，在导航界面上分别测量这三个视图中P点与P’点之间的距离，即可计算出P点与P’点的空间距离，这个距离值也就是系统对P’点的定位误差；用上述方法，逐一测量体模中42个空间定位点的定位误差；(6)统计学分析数据分布的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种外科手术导航系统定位精度检测装置，其特征在于，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。
【技术特征摘要】
1.一种外科手术导航系统定位精度检测装置，其特征在于，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I旲，该头|旲固定于底座的基座上和底座的外罩内。2.如权利要求I所述的外科手术导航系统定位精度检测装置，其特征在于，所述基座由不透明的尼龙材料制成，该基座上设有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。3.如权利要求2所述的外科手术导航系统定位精度检测装置，其特征在于，所述基座上设的有机玻璃棒的长短范围在12mm 62mm，该有机玻璃棒随机插入32个孔内，插入深度为IOmm ;所述取3根较长的有机玻璃棒,其长度分别为58mm、60mm、62mm,在其上打孔的直径为4mm、深度为25mm，与有机玻璃棒中轴线的角度为15度，打孔后孔底尖点与有机玻璃棒顶端距离为37_，在将这些有机玻璃棒固定好后，便可以通过测量得知这3个孔的尖点位置和轴线的方向，从而通过这3个孔来检测轴线的精度。4.如权利要求I所述的外科手术导航系统定位精度检测装置，其特征在于，所述外罩由透明有机玻璃制成；在外罩上设有10根有机玻璃棒,其底端固定于外罩上,其顶端设一个小的凹坑，这些凹坑是用于检测的靶点；在外罩上设的有机玻璃棒的长度比在基座上设的有机玻璃棒更短，且在外罩上设的有机玻璃棒的位置是随机分布的。5.如权利要求I或4所述的外科手术导航系统定位精度检测装置，其特征在于，所述外罩上设的有机玻璃棒的长度为10mm。6.如权利要求I所述的外科手术导航系统定位精度检测装置，其特征在于，所述密封盖由透明有机玻璃板制成，上面设有2个孔，其中一个孔位于密封盖的中心，用于穿设连接螺栓；另一个孔是注水孔，位于中心孔的旁边；该连接螺栓从中心孔内穿出，在连接螺栓的上部有一小孔，将密封圈套入后，将把手装在连接螺栓上，再用销固定；该注水孔上设有注水孔螺丝，该注水孔螺丝上套上密封圈，再拧到密封盖上；在密封盖...
【专利技术属性】
技术研发人员：全懿，苏颖颖，叶铭，奚波，
申请(专利权)人：上海优益基医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。