[发明专利]一种手术导航工具的标定方法

摘要

一种手术导航工具的标定方法，它属于手术导航领域。它采用的标定方法是：1)、将尖端固定在一个点；2)、固定该点，向任意方向转动手术器械，同时令追踪器对手术器械的位置和方向信息进行采样；3)、计算尖端的位置和误差；4)、接受误差，结束标定；或者拒绝误差，重新进行标定；5)、固定手术器械的主轴；6)、围绕主轴旋转手术器械，同时对位置和方向进行采样；7)、计算主轴的方向；本发明通过以主轴为旋转轴进行旋转，传感器进行多次采样，循环校正，保证了标定的精度；适用于各种6自由度的导航传感器及各个类型的手术器械的尖端、轴线的标定，同时还可以兼容任何6自由度的导航工具。

主权项

1.一种手术导航工具的标定方法，其特征在于它采用的标定方法是：1)、将尖端固定在一个点；2)、固定该点，向任意方向转动手术器械，同时令追踪器对手术器械的位置和方向信息进行采样；3)、计算尖端的位置和误差；4)、接受误差，结束标定；或者拒绝误差，重新进行标定；5)、固定手术器械的主轴；6)、围绕主轴旋转手术器械，同时对位置和方向进行采样；7)、计算主轴的方向；标定方法步骤中从追踪传感器传回的位置和方向信息可以表示为：[R_i，t_i]；标定方法步骤中首先计算手术器械尖端的平移变换，表示为t_fixed；待标定的工具绕着目标点任意转动，得到一系列的采样点；标定方法步骤中从传感器的坐标和方向得到目标点的方法可以表示为：R_it_tip+t_i＝t_fixed；其中的未知量为t_tip和t_fixed；通过最小二乘法求伪逆矩阵，可以得到t_tip，然后计算传感器到手术工具轴线的旋转矩阵，表示为R_rot，主轴方向信息表示为R_axe；标定方法步骤中所述的传感器到手术工具轴线的旋转矩阵的旋转过程可以表示为：R_rotR_i＝R_axe。