[发明专利]一种手术导航用的通用标定模及标定方法

权利要求书

1.一种手术导航用的通用标定模，其特征在于：它包括基座，以及设置在所 述基座上的扫描标志和定位标志；所述扫描标志由能被医学成像设备扫描成像的 几何体构成，所述几何体具有特征点和/或特征线，所述特征点和/或特征线能够 唯一确立一空间直角坐标系；所述定位标志由能够被定位设备探测追踪的几何体 构成；

所述基座上设置若干安装孔，所述安装孔中插设所述扫描标志和定位标志；

所述扫描标志由三个球体和三个圆柱体构成或所述扫描标志为一不等边三角 形体，所述扫描标志由所述三个球体和三个圆柱体构成时：所述三个球体能被CT 成像设备扫描成像，所述圆柱体中填充溶液，能被MRI成像设备扫描成像，所述 三个圆柱的中心线两两相交且中心线的三个交点正好是所述三个球体的球心；所 述扫描标志为所述不等边三角形体时：所述三角形体内部填充某种溶液，能被MRI 成像设备扫描成像，同时所述三角形体能被CT成像设备扫描成像。

2.如权利要求1所述的一种手术导航用的通用标定模，其特征在于：所述基 座表面还设置有一针尖定位点和一直线状的针体方向定位槽。

3.如权利要求1～2任意一项所述的一种手术导航用的通用标定模的标定方 法，其包括以下步骤：

1)获取标定模扫描标志在成像设备下的坐标

将设置有扫描标志和定位标志的标定模放入医学成像设备中扫描，确定扫描 标志特征点或特征线交点在成像设备下的坐标，由此建立一成像设备相关的正交 直角坐标系Coord_scan，进而确定标定模扫描标志在成像设备下的坐标

2)获取标定模扫描标志在标定模定位标志下的坐标

2.1)开启定位设备对探针针尖进行标定，将探针针尖接触扫描标志，通过读 取探针针尖在定位设备下的坐标获取扫描标志特征点或特征线交 点在定位设备下的坐标，由此建立一定位设备相关的正交直角坐标系Coord_track， 进而确定标定模扫描标志在定位设备下的坐标

2.2)从定位设备中读取标定模定位标志在定位设备下的坐标结合步骤 2.1)获得的通过下式换算出标定模扫描标志在标定模定位标志下的坐标 Cmar kerrefer:]]>

Cmar kerrefer=(Crefertrack)-1*Cmar kertrack;]]>

3)将步骤1)获得的步骤2.2)获得的和代入下式，得到 定位设备坐标系与医学成像设备坐标系之间的坐标转换关系

Cscantrack=Crefertrack*Cmar kerrefer*(Cmar kerscan)-1.]]>

4.如权利要求2所述的一种手术导航用的通用标定模的标定方法，其包括以 下步骤：

1)开启定位设备对探针针尖进行标定，将探针的针尖和标定模针尖定位点接 触，读取探针针尖在定位设备下的坐标获得标定模针尖定位点在 定位设备下的坐标同时读取标定模上定位标志在定位设备下的坐标 将代入下式获得标定模针尖定位点在标定模定位标志下的坐标

Vlocatorrefer=(Crefertrack)-1×Vlocatortrack;]]>

2)将探针针尖和标定模方向定位槽的一端接触，读取探针针尖在定位设备下 的坐标，获得方向定位槽的一端点在定位设备下的位置将探针针尖和标定 模方向定位槽的另一端接触，读取探针针尖在定位设备下的坐标，获得方向定位 槽的另一端点在定位设备下的位置由此计算方向定位槽相对于定位设备的 方向同时读取标定模上定位标志在定位设备下的坐标代 入公式获得标定模上方向定位槽相对于定位标志的方向 Vorientrefer={x,y,z,1};]]>

3)将手术器械末端抵在标定模针尖定位点上，同时读取持针器上定位标志在 定位设备下的坐标以及标定模定位标志在定位设备下的坐标将和步骤1)获得的代入下式获取手术器械末端相对于持针器上定位标志 的固定位置关系

Vlocatorprobe=(Cprobetrack)-1×Crefertrack×Vlocatorrefer;]]>

Vtipprobe=Vlocatorprobe;]]>

4)将手术器械针体和标定模方向定位槽平行放置，同时读取持针器上的定位 标志在定位设备下的坐标以及标定模定位标志在定位设备下的坐标结合步骤2)获得的代入下式获取手术器械针体相对于持针器上定位标志的方 向

Vorientprobe=(Cprobetrack)-1×Crefertrack×Vorientrefer,]]>

VInstrumentOrientprobe=Vorientprobe.]]>