[发明专利]经颅磁刺激手术视觉导航装置

权利要求书

1.经颅磁刺激手术视觉导航装置，包括视觉定位仪（Ⅰ）、手术器械跟踪靶标（Ⅱ）和病灶跟踪靶标（Ⅲ），其特征在于：三者之间相互独立无机械连接关系，手术器械跟踪靶标（Ⅱ）通过热熔胶固定在手术器械上，病灶跟踪靶标（Ⅲ）通过热熔胶固定在病人头部；视觉定位仪（Ⅰ）是系统的核心装置，可对空间靶标点进行实时三维坐标获取，获得手术器械在空间中的坐标和位姿，将手术器械跟踪靶标（Ⅱ）和病灶跟踪靶标（Ⅲ）同时置于视觉定位仪（Ⅰ）视场下，视觉定位仪（Ⅰ）通过刚体变化计算可获得手术器械和病灶的相对距离，引导手术器械接近病灶，相对距离值减少，直至接近0，达到视觉导航目的。

2.根据权利要求1，所述经颅磁刺激手术视觉导航装置，具体特征在于：所述视觉定位仪（Ⅰ）包括红外光源（1）、红外滤镜（2）、相机镜头（3）、工业相机（4）、壳体（5），壳体（5）包括主体部分和底板部分，内部中空，主体采用塑料模具一体成型，底板采用硬铝合金，主体与底板使用内六角螺钉完成安装，工业相机（4）通过内六角螺钉固连在壳体（5）底板上，壳体（5）前面板开有圆孔及台阶槽，可方便安装镜头（3）及红外光源（1），镜头（3）可直接与工业相机（4）通过螺纹连接，红外光源（1）使用固体胶粘连在壳体（5）上，红外滤镜通过螺纹与镜头连接；视觉定位仪是基于双目立体视觉技术构建的空间坐标定位装置，通过双相机对空间中同一点拍摄图片，提取其像素坐标可计算出空间三维坐标，此外加入滤镜和红外光源是为了减弱背景对目标物的影响，简化图像处理流程。

3.根据权利要求1，所述经颅磁刺激手术视觉导航装置，具体特征在于：所述手术器材跟踪靶标（Ⅱ）包括为手术器械捕捉球（6）和手术器械捕捉球支架（7），手术器械捕捉球（6）通过螺钉固连在手术器械跟捕捉球支架（7）上；手术器械捕捉球（6）采用运动捕捉专用反光球，反光效果好且精度高，手术器械跟捕捉球支架（7）采用工程塑料一体成型，不易受温度影响变形，整体重量较轻，采用形状不对称Y字形形状，三个跟踪球之间任意两个的距离值保证不相等，这样设计主要是解决视觉跟踪过程中的匹配问题，支架上固连有3个捕捉球，这样设计的目的是可以计算刚体变换关系，先标定手术器械与捕捉球的初始位置坐标，手术器材跟踪靶标（Ⅱ）是刚体结构，移动到新位置，通过计算获得相对初始位置的刚体变化关系，将刚体变换关系应用于初始位置手术器械坐标，可获得新位置坐标，完成对手术器械的实时跟踪。

4.根据权利要求1，所述经颅磁刺激手术视觉导航装置，具体特征在于：所述病灶跟踪靶标（Ⅲ）包括为病灶捕捉球（8）和病灶捕捉球支架（9），病灶捕捉球（8）通过螺钉固连在手术病灶捕捉球支架（9）上；病灶捕捉球（8）采用运动捕捉专用反光球，反光效果好且精度高，病灶捕捉球支架（9）采用工程塑料一体成型，不易受温度影响变形，整体重量较轻，采用形状不对称Y字形形状，三个跟踪球之间任意两个的距离值保证不相等，这样设计主要是解决视觉跟踪过程中的匹配问题，支架上固连有3个捕捉球，这样设计的目的是可以计算刚体变换关系，先标定病灶与捕捉球的初始位置坐标，病灶跟踪靶标（Ⅲ）整体是刚体结构，移动到新位置，通过计算获得相对初始位置的刚体变化关系，将刚体变换关系应用于初始位置病灶坐标，可获得新位置坐标，完成对病灶的实时跟踪。