[发明专利]用于导航手术动力系统的光学跟踪结构

说明书

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其是涉及一种用于导航手术动力系统的光学跟踪结构，包括用于连接并驱动手术动力器械的连接器，所述连接器上设置有导航支架，所述导航支架上跟随有若干个用于为光学跟踪系统构建定位面的反光球，所述导航支架上形成有环状支撑面，若干个所述反光球环绕分布在所述环状支撑面的表面，光学跟踪系统通过若干个反光球对手术动力器械的空间位置进行360°的角度范围的光学跟踪。本发明一种用于导航手术动力系统的光学跟踪结构，能有效提高光学跟踪系统对手术动力器械的跟踪范围，确保手术过程中的导航精度，让导航手术更为顺利。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其是涉及一种用于导航手术动力系统的光学跟踪结构。

背景技术

目前，临床上用于导航手术的光学跟踪装置主要是由加拿大NDI公司生产的光学定位跟踪系统。该类系统的定位原理为：双目位置传感器发射的红外光照射在安装有跟踪工具的手术设备或器械上，跟踪工具上的可反射红外光的小球(也称反光球)会将红外光反射回位置传感器并由系统内置软件进行计算得到跟踪工具的位置坐标(包括跟踪工具的位置和角度)，从而实现对相应的手术设备和器械进行定位跟踪。

根据前述系统的定位原理可知，在手术设备和器械的跟踪方面，跟踪工具是起关键性作用的部件，系统计算得到的跟踪工具位置坐标的精度决定了手术导航系统的精度。目前常用的跟踪工具包含3～4个共面(该平面称为定位面)的反光球。如专利200720012127.0所公开的跟踪工具，该光学跟踪工具只有一个定位面，且该定位面为180°的平面，从而导致跟踪范围极小，简单来说，就是光学跟踪系统无法从侧方向顺利跟踪到手术动力器械，因此导致在手术过程中，光学跟踪系统对手术动力器械的跟踪范围较小，致使手术动力器械无法被稳定有效地跟踪，导航的精度也随之受到影响，不利于导航手术的顺利进行。

发明内容

本发明提供一种用于导航手术动力系统的光学跟踪结构，能有效提高光学跟踪系统对手术动力器械的跟踪范围，确保手术过程中的导航精度，让导航手术更为顺利。

本发明提供一种用于导航手术动力系统的光学跟踪结构，包括用于连接并驱动手术动力器械的连接器，所述连接器上设置有导航支架，所述导航支架上跟随有若干个用于为光学跟踪系统构建定位面的反光球，所述导航支架(3)上形成有环状支撑面(4)，若干个所述反光球(2)环绕分布在所述环状支撑面(4)的表面，所述光学跟踪系统通过若干个所述反光球(2)对所述手术动力器械的空间位置进行360°的角度范围的光学跟踪。

根据本发明提供的一种用于导航手术动力系统的光学跟踪结构，获取若干个所述反光球(2)的三维坐标信息，对所述三维坐标信息进行读取和解析处理，得到所述光学跟踪系统的位姿信息。

根据本发明提供的一种用于导航手术动力系统的光学跟踪结构，所述连接器(1)内的驱动电机设置有应变式扭矩传感器、转速传感器、压力传感器中的任意一种、二种或三种，在驱动电机上还设置有嵌入式智能测控模块以接收所述应变式扭矩传感器、转速传感器、压力传感器中的任意一种、二种或三种采集到的感应信号并进行判断，并根据判断结果控制驱动电机进行信号调节。

根据本发明提供的一种用于导航手术动力系统的光学跟踪结构，所述连接器(1)通过快接装置连接所述手术动力器械。

根据本发明提供的一种用于导航手术动力系统的光学跟踪结构，所述环状支撑面的外周表面通过径向扭曲形成沿轴线方向延伸的扭曲面，各个所述反光球环绕分布在所述扭曲面的表面。

根据本发明提供的一种用于导航手术动力系统的光学跟踪结构，所述导航支架上设置有前段支撑环和后段支撑环，所述扭曲面分别形成在所述前段支撑环和后段支撑环的表面，所述扭曲面在前段支撑环和后段支撑环上的扭曲轨迹互为不同；

所述前段支撑环的外径尺寸小于所述后段支撑环的外径尺寸。

根据本发明提供的一种用于导航手术动力系统的光学跟踪结构，所述前段支撑环和后段支撑环的扭曲面表面分别环绕分布有四个所述反光球。