[发明专利]一种用于手术导航系统的手术器械标定装置及方法

说明书

本发明涉及一种用于手术导航系统的手术器械标定装置，包括标定装置本体，设于标定装置本体探针侧的多个探针孔，设于标定装置本体钻头侧的多个规格不同的钻头工具孔，设于标定装置本体锯条侧的多个规格不同的锯条安装槽，设于标定装置本体不同侧面的锯条探针孔和锯条旋转槽。与现有技术相比，本发明将手术器械和标定物分别安装在标定装置本体上，获取两者的追踪器坐标系，可以快速根据手术器械和标定物之间的轴线和距离关系快速完成手术器械的标定，精度更高，改变追踪器的类型，该装置既能用于光学导航系统，也能用于电磁导航系统，且分别设置了钻头工具孔和锯条安装槽，能够更好地固定待标定的手术钻头和手术锯条，标定过程的稳定性更高。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其是涉及一种用于手术导航系统的手术器械标定装置及方法。

背景技术

手术器械的末端标定是手术导航系统中至关重要的环节，标定结果对系统交互性、实时性、稳定性以及系统整体性能起决定性的影响。现有的导航技术可以实时识别追踪器，例如光学导航反光小球、电磁导航六自由度电磁传感器的位置和姿态，但无法直接追踪目标手术器械的姿态信息。因此，为了使导航系统可以识别目标手术器械尖端、轴线等姿态信息，需要对附着在手术工具上的追踪器坐标系与手术器械尖点进行标定。现有的手术器械主流标定方法包括尖端标定法和高精度标靶标定法。

但是，传统的尖端标定法与标靶法存在不可忽略的劣势。由于手术器械摆动幅度较大，手术器械尖端不可避免地会出现微小的位移，使用尖端标定法时，标定稳定性低。标靶法利用高精度的标靶标定手术器械，但是标靶法对标靶精度要求极高，机械制造误差、室内温湿度与磨损都会影响标定精度，并且标靶的金属材料会对电磁导航的磁场分布产生严重干扰，导致定位精度下降，定位稳定性低。此外，传统的标定方法只能标定特定长度与公称直径的手术器械，多样性较差。

公开号为CN110897732A的中国发明专利公开了一种标定装置和手术器械标定方法，实现了使导航软件自动识别光学标记物状态改变来实现手术器械位置数据采集的确认，但是，该标定装置和标定方法只适用于光学导航系统，精度不够高，定位稳定性差，并且将待标定的手术器械通过凹槽固定，稳定性差，需要频繁更换标定装置。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于手术导航系统的手术器械标定装置及方法，将待标定的手术器械和用于标定位置的标定物分别安装在标定装置本体上，获取手术器械的追踪器坐标系和标定物的追踪器坐标系，可以快速根据手术器械和标定物之间的轴线和距离关系快速完成手术器械的标定，精度更高，通过改变追踪器，既可以用于光学导航系统，也可以用于电磁导航系统，且分别设置了钻头工具孔和锯条安装槽，能够更好地固定待标定的手术钻头和手术锯条，标定过程的稳定性更高。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于手术导航系统的手术器械标定装置，包括；

标定装置本体；

多个探针孔，各探针孔均设于标定装置本体的探针侧，与用于位置标记的探针相配合；

多个规格不同的钻头工具孔，各钻头工具孔均设于标定装置本体的钻头侧，与待标定的钻头相配合；

多个规格不同的锯条安装槽，各锯条安装槽均设于标定装置本体的锯条侧，与待标定的锯条相配合；

锯条探针孔，安装于标定装置本体上，与用于位置标记的锯条探针相配合；

锯条旋转槽，安装于标定装置本体上，与待标定的锯条的尖点相配合，所述锯条旋转槽为内锥面；

所述锯条旋转槽的安装面与所述锯条探针孔的安装面为标定装置本体的不同侧面。