[发明专利]一种探针配准装置和方法

说明书

本发明公开了一种探针配准装置，配合外科手术探针使用，探针连接于外科手术机械臂设备，机械臂设有第一定位追踪标记，探针配准装置包括位于同一基体平面或相平行的不同基体平面上的定位追踪标记部和探针检测部，定位追踪标记部的基体前表面设有第二定位追踪标记，所示探针检测部设有垂直于基体平面的定位装置。本发明可以很方便地确定探针的直径和探针相对于机械臂的方向，以便实现外科手术的可视化，且更换时无需对探针方向重新进行校准，能够缩短配准时间，提高手术效率。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及一种探针配准装置和方法。

背景技术

颅脑内部疾病，如帕金森病、癫痫、肿瘤或血肿等通常要经过外科定向手术 才能清除或根治。外科手术过程中，首要的问题是确定活检针或穿刺针的具体位 置，对活检针或穿刺针等手术工具的精确定位，以实现手术过程的可视化。

这个过程中，需要将颅内脑组织的坐标系与医疗设备的坐标系进行耦合或配 准，然后明确活检针或穿刺针等手术工具与医疗机器人的相对位置关系，当医疗 机器人与所拍摄的医学影像进行关联时，根据上述相对位置关系即可从显示设备 上看到活检针或穿刺针等探针工具的具体位置。其中，颅内脑组织坐标系是通过 电子计算机X线体层扫描技术(CT)或磁共振技术(MRI)等医学影像扫描技术的断层 图像重建病人颅内空间并构建坐标系以联系颅内脑组织的位置关系，此过程可同 时确定病灶或颅骨表面标记点的具体方位，并取得其颅内坐标值。医疗设备坐标 系是指医疗机器人或其它医疗设备操作时所使用的坐标系。

目前，医疗机器人包括机械臂和固接于机械臂上的手术探针，在使用手术探 针进入颅脑进行手术时，需要对手术探针的位置和所拍摄的医学影像进行配准， 并且需要快速精确地检测手术探针的直径，以便快速进行不同直径和长度的种植 钻针之间的更换，这就需要一种能对手术探针的位置、直径和长度进行定位或检 测的工具。现有的探针配准工具在更换不同尺寸的钻针时，需要频繁进行方向校 准，从而为手术操作带来了极大的不便。

发明内容

本发明公开了一种探针配准装置，用于配合外科手术探针使用，探针连接于 外科手术机械臂设备，机械臂设有第一定位追踪标记，探针配准装置包括位于同 一基体平面或相平行的不同基体平面上的定位追踪标记部和探针检测部，定位追 踪标记部的基体前表面设有第二定位追踪标记，探针检测部设有垂直于所示基体 平面的定位装置。

优选地，定位装置为定位销和/或定位孔，且所述定位孔具有一个或多个不同 直径。

进一步地，当同时设置有定位销和定位孔时，可将定位销设置于基体前表面， 定位孔设置于基体后表面。

优选地，定位追踪标记部为X形结构体，第二定位追踪标记位于X形结构体 的各个端部；探针检测部为Y形结构体，Y形结构体下部设有波浪状握持部。

进一步地，探针检测部的上部包括用于夹持定位追踪标记部的前平板和后平 板，探针检测部和定位追踪标记部之间由紧固装置进行固定。

优选地，X形结构体和Y形结构体的各处边缘呈圆弧状平滑过渡。

进一步地，定位追踪标记为一个或多个具有特征点的黑白图形。

本发明还公开了一种探针配准方法，使用如上所述的探针配准装置进行配准 定位，包括：将定位销插入机械臂上的探针插入孔，使得探针插入孔的中心轴垂 直于基体平面，追踪机械臂的第一定位追踪标记和探针配准装置上的第二定位追 踪标记，根据第一定位追踪标记和第二定位追踪标记所确定的空间坐标系之间的 位置关系，得到探针插入孔相对于机械臂的方向；或者将探针针尾安装在探针插 入孔中，使得探针轴向垂直于基体平面，追踪机械臂的第一定位追踪标记和探针 配准装置上的第二定位追踪标记，根据第一定位追踪标记和第二定位追踪标记所 确定的空间坐标系之间的位置关系，得到探针相对于所述机械臂的方向。