[发明专利]一种用于坐标标定的外固定装置、系统及方法

说明书

本发明公开了一种用于坐标标定的外固定装置、系统及方法，包括：夹持装置、标定装置和支架；所述夹持装置包括滑槽杆和夹持器，所述滑槽杆的一端通过第一固定件连接支架，在滑槽杆的槽内安装夹持器；所述标定装置包括标定支架，所述标定支架一端通过第一连接件连接支架，在标定支架上安装标定球，所述标定球上设有通向球心的标定孔。将需要固定的夹持物通过夹持装置夹持，通过标定球上的标定孔读取标定球球心坐标，根据球心坐标将基准坐标系与虚拟坐标系进行统一后，输出最优复位路径。

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，特别是涉及一种用于坐标标定的外固定装置、系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

四肢骨折是骨科常见病，针对四肢骨折情况，大多采用手术复位与内固定和手法复位与外固定。手术复位与内固定方法将骨折复位后，需要切开骨折部的软组织，暴露骨折段，在直视下将骨折复位；手法复位与外固定方法是运用手法将骨折复位后，在骨折的肢体外安装夹板或骨外固定器，骨外固定器是由夹头和钢管组装成的体外钢架，可以支持骨骼，矫正骨骼在愈合过程中出现的各种移位。

然而，发明人认为，内固定方法为有创方法，创伤较大容易增加感染机率，容易造成关节粘连，严重影响骨折愈合及恢复；外固定方法以及手法复位准确性差，对复位者操作经验依赖性强，容易造成骨折功能恢复不完善。目前四肢骨折最佳复位和固定方法是医学影像导引下的机器人复位与固定，但机器人复位与固定需要机器人基准坐标系与医学影像虚拟坐标系的统一，否则无法精确的获取骨骼需要复位的坐标点，以及无法精确获取骨骼的最优复位路径。

发明内容

为了解决机器人基准坐标系与医学影像虚拟坐标系的统一问题，本发明提出了一种用于坐标标定的外固定装置、系统及方法，将需要固定的夹持物通过夹持装置夹持进行医学影像采集，通过标定球上的标定孔读取标定球球心坐标，根据球心坐标将机器人基准坐标系与医学影像虚拟坐标系进行统一后，规划最优复位路径。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种用于坐标标定的外固定装置，包括：夹持装置、标定装置和支架；

所述夹持装置包括滑槽杆和夹持器，所述滑槽杆的一端通过第一固定件连接支架，在滑槽杆的槽内安装夹持器；

所述标定装置包括标定支架，所述标定支架一端通过第一连接件连接支架，在标定支架上安装标定球，所述标定球上设有通向球心的标定孔。

第二方面，本发明提供一种用于坐标标定的外固定系统，包括：第一方面所述外固定装置和处理器；

所述外固定装置用于将夹持物置于夹持装置中，将标定针插入标定球的标定孔内，获取在基准坐标系下的球心坐标；

所述处理器用于根据得到的球心坐标，对标定球进行虚拟球体建模，并将基准坐标系下的球心坐标匹配至虚拟球体，将虚拟球体的虚拟坐标系与基准坐标系统一后，在虚拟坐标系下进行复位路径规划，并在基准坐标系下执行复位路径。

第三方面，本发明提供一种用于坐标标定的外固定方法，包括：

将夹持物置于外固定装置的夹持装置中，将标定针插入标定球的标定孔内，获取在基准坐标系下的球心坐标；

根据得到的球心坐标，对标定球进行虚拟球体建模，并将基准坐标系下的球心坐标匹配至虚拟球体，将虚拟球体的虚拟坐标系与基准坐标系统一后，在虚拟坐标系下进行复位路径规划，并在基准坐标系下执行复位路径。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的夹持装置通过滑槽杆内可移动的夹持器，以及滑槽杆与支架的连接实现万向夹持，可从任意角度对夹持物进行夹持。