[发明专利]用于髓内钉固定手术的钻头定位器及其配准方法

权利要求书

1.一种用于髓内钉固定手术的钻头定位器，其特征在于，包括传感器模块、钻头固定模块，以及和钻头固定模块相配套的保护壳体模块，所述钻头固定模块为圆盘形，圆心设有第一通孔，钻头固定模块的正面设有空心圆锥形的钻头支撑单元，钻头固定模块的背面安装保护壳体模块，保护壳体模块的中心设有第二通孔，传感器模块安装在钻头固定模块和保护壳体模块之间，传感器模块的中心设有第三通孔，钻头依次穿过第二通孔、第三通孔、第一通孔和钻头支撑单元在骨头上钻孔；所述钻头固定模块上还设有配准线，所述的配准线包括轴线、经线和纬线，多条轴线设置在所述钻头支撑单元的表面上，多条经线和纬线设置在钻头固定模块的正面，所述纬线为不规则环线；

所述髓内钉固定手术的钻头定位器的配准方法为：

S1、通过定位探针沿着钻头定位器上的配准线移动拾取一系列点云，将点云和定位器STL模型的顶点集合进行ICP配准获得定位器配准矩阵，其具体过程为：

S11、获取定位探针在钻头定位器实体表面缓慢沿着配准线移动的点云信息，设为点集P，定位器STL模型顶点集合设为点集Z；

S12、计算点集P中的每一个点在点集Z中的对应近点；

S13、求得使上述对应点对平均距离最小的刚体变换，求得平移矩阵R和旋转矩阵t；

S14、对点集Z使用平移矩阵R和旋转矩阵t，得到新的变换点集Q；

S15、判断新的变换点集Q与点集P是否满足两点集的平均距离小于给定阈值函数，若是则停止迭代计算；若否则新的变换点集Q作为新的P继续迭代，直到达到目标阈值函数的要求；

S2、将髓内钉坐标系设置为参考坐标系，根据刚体配准矩阵和定位器配准矩阵进行坐标转化，计算并显示定位器实体在髓内钉坐标系下的位置姿态信息。

2.根据权利要求1所述的用于髓内钉固定手术的钻头定位器，其特征在于，所述的配准线采用V型槽。

3.根据权利要求1所述的用于髓内钉固定手术的钻头定位器，其特征在于，所述的保护壳体模块上设有空心圆柱形的保护块，该保护块穿过第三通孔。

4.根据权利要求1所述的用于髓内钉固定手术的钻头定位器，其特征在于，所述的钻头固定模块和保护壳体模块可拆卸式连接，一个传感器模块与不同直径的钻头固定模块和保护壳体模块配套使用。