本發(fā)明涉及醫(yī)療器械，尤其涉及一種用于外科手術(shù)導(dǎo)航的手術(shù)工具及導(dǎo)航系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)和立體定位技術(shù)，通過(guò)三維重建直觀定位病灶位置和規(guī)劃手術(shù)路徑，并利用空間定位技術(shù)實(shí)時(shí)反饋手術(shù)器械位置。相比傳統(tǒng)手術(shù)定位不準(zhǔn)確、視野受限、缺乏實(shí)時(shí)反饋的局限性，目前的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)在手術(shù)時(shí)能直觀地展示手術(shù)器械相對(duì)患者真實(shí)解剖組織的位置，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)治療，大大提高了手術(shù)的精準(zhǔn)度和安全性。
2、在外科手術(shù)導(dǎo)航中，首先需要進(jìn)行手術(shù)工具的定位，通常手術(shù)工具的定位可采用基于紅外反光點(diǎn)的注冊(cè)方法；其原理是將紅外反光點(diǎn)與手術(shù)工具綁定，并利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)將紅外相機(jī)拍攝到的反光點(diǎn)進(jìn)行識(shí)別，進(jìn)而間接實(shí)現(xiàn)手術(shù)工具的定位?，F(xiàn)有技術(shù)中，公告號(hào)為cn220193149u的專利公開(kāi)了一種用于手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的手術(shù)器械標(biāo)定裝置，包括器械定位架及器械標(biāo)定架；器械定位架包括第一紅外反光工具和定位結(jié)構(gòu)；第一紅外反光工具上設(shè)有多個(gè)第一反光點(diǎn)；定位結(jié)構(gòu)用于結(jié)合手術(shù)器械；器械標(biāo)定架包括第二紅外反光工具和標(biāo)定參考板；第二紅外反光工具上設(shè)有多個(gè)第二反光點(diǎn)；標(biāo)定參考板凹設(shè)有數(shù)個(gè)定位槽，用于結(jié)合手術(shù)器械的工作部。
3、上述現(xiàn)有技術(shù)的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的手術(shù)工具標(biāo)定裝置雖然具有使用方便、標(biāo)定精度高、適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)；但是其需要使用專用的配準(zhǔn)工裝，匹配的手術(shù)工具在使用前需要在手術(shù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)手術(shù)器械組裝，校準(zhǔn)，調(diào)試，如反復(fù)校準(zhǔn)失敗，還需要更換耗材反光球后再重新校準(zhǔn)，嚴(yán)重增加了手術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種用于外科手術(shù)導(dǎo)航的手術(shù)工具及導(dǎo)航系統(tǒng)，通過(guò)在生產(chǎn)時(shí)就對(duì)手術(shù)工具的前端和光學(xué)標(biāo)志物的相對(duì)空間位置信息進(jìn)行標(biāo)定，并將信息與特定的識(shí)別標(biāo)識(shí)進(jìn)行關(guān)聯(lián)；使用時(shí)，通過(guò)識(shí)別標(biāo)識(shí)直接調(diào)用該手術(shù)工具的三維數(shù)字模型即可；無(wú)需在手術(shù)時(shí)進(jìn)行標(biāo)定，解決現(xiàn)有手術(shù)導(dǎo)航工具使用前需要對(duì)手術(shù)器械組裝，校準(zhǔn)，調(diào)試，如反復(fù)校準(zhǔn)失敗，還需要更換耗材反光球后再重新校準(zhǔn)，嚴(yán)重增加了手術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間的問(wèn)題。
2、本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)手段解決上述技術(shù)問(wèn)題：
3、第一方面，本發(fā)明公開(kāi)了一種用于外科手術(shù)導(dǎo)航的手術(shù)工具，包括一體的工具主體和工具定位架，所述工具主體上具有工具前端，所述工具定位架上設(shè)置有至少3個(gè)非共線的光學(xué)標(biāo)志物，所述工具主體或者工具定位架上設(shè)置有識(shí)別標(biāo)識(shí)；所述光學(xué)標(biāo)志物可以反射光線或者主動(dòng)發(fā)射紅外光，所述識(shí)別標(biāo)識(shí)記錄了每個(gè)光學(xué)標(biāo)志物、工具前端的空間坐標(biāo)信息。
4、進(jìn)一步，所述識(shí)別標(biāo)識(shí)為二維碼、一維條碼、colorcode碼、dot?code碼、中的一種。這些識(shí)別標(biāo)識(shí)都可以記錄每個(gè)光學(xué)標(biāo)志物與工具前端的空間位置信息，利用相機(jī)拍攝識(shí)別標(biāo)識(shí)后，可以識(shí)別相應(yīng)信息。
5、進(jìn)一步，所述識(shí)別標(biāo)識(shí)還記錄了所述工具主體的形狀信息。工具主體的形狀信息同時(shí)被讀取，便于醫(yī)務(wù)人員手術(shù)。
6、進(jìn)一步，所述工具定位架上粘貼有標(biāo)簽，所述識(shí)別標(biāo)識(shí)設(shè)置于標(biāo)簽上。如此的設(shè)置，在生產(chǎn)時(shí)可以先將帶有信息的特定識(shí)別標(biāo)識(shí)打印在標(biāo)簽上，然后將帶有識(shí)別標(biāo)識(shí)的標(biāo)簽粘貼在工具定位架上即可，非常的方便。
7、進(jìn)一步，所述工具主體包括探針、剝離指和吸引管中的一種。
8、進(jìn)一步，所述光學(xué)標(biāo)志物包括具有逆反射的小球、具有逆反射功能的貼紙和具有主動(dòng)發(fā)射紅外光線的led燈珠中的一種。以上的這些光學(xué)標(biāo)志物都可以被紅外雙目相機(jī)所追蹤到，然后進(jìn)行手術(shù)工具的三維數(shù)字模型的建立。
9、進(jìn)一步，所述光學(xué)標(biāo)志物的數(shù)量為3個(gè)或者4個(gè)。3個(gè)或者4個(gè)的光學(xué)標(biāo)志物，既可以保證精度，滿足追蹤需求；也可以降低成本和降低遮擋風(fēng)險(xiǎn)。
10、進(jìn)一步，所述工具定位架上設(shè)置有連接部，所述連接部與所述工具主體固定連接。
11、第二方面，本發(fā)明還公開(kāi)了一種用于外科手術(shù)導(dǎo)航的導(dǎo)航系統(tǒng)，包括上述的手術(shù)工具和相機(jī)，所述識(shí)別標(biāo)識(shí)至少用于記錄每個(gè)光學(xué)標(biāo)志物、工具前端的空間坐標(biāo)信息，每個(gè)所述手術(shù)工具的光學(xué)標(biāo)志物、工具前端的空間坐標(biāo)信息對(duì)應(yīng)一個(gè)所述識(shí)別標(biāo)識(shí)，所述相機(jī)可以掃描識(shí)別所述識(shí)別標(biāo)識(shí)的信息。
12、進(jìn)一步，所述相機(jī)為紅外雙目相機(jī)。本技術(shù)方案使得紅外雙目相機(jī)在追蹤光學(xué)標(biāo)志物同時(shí)，也可以掃描識(shí)別所述識(shí)別標(biāo)識(shí)，無(wú)需再添加其它相機(jī)，整個(gè)系統(tǒng)更加的簡(jiǎn)單。
13、本發(fā)明的有益效果：
14、1、本發(fā)明的手術(shù)工具包括工具主體和工具定位架，在生產(chǎn)出廠時(shí)就可以將工具主體和工具定位架固定，并對(duì)工具本體的前端和工具定位架上光學(xué)標(biāo)志物的相對(duì)空間位置信息進(jìn)行標(biāo)定，并將參數(shù)信息記錄于識(shí)別標(biāo)識(shí)中，且給予每套手術(shù)工具一個(gè)特定的識(shí)別標(biāo)識(shí)；如此，在使用時(shí)，醫(yī)務(wù)人員只需將每套手術(shù)工具上的識(shí)別標(biāo)識(shí)對(duì)準(zhǔn)紅外雙目相機(jī)掃描一下，即可調(diào)出該手術(shù)工具的三維數(shù)字模型，無(wú)需在手術(shù)時(shí)再進(jìn)行標(biāo)定，使用簡(jiǎn)單方便，而且數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)。
15、2、本發(fā)明的手術(shù)工具對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的識(shí)別標(biāo)識(shí)，可以循環(huán)使用，也可以一次性的使用；一次性使用完之后醫(yī)務(wù)人員可以直接丟棄，無(wú)需再對(duì)手術(shù)工具進(jìn)行消毒處理，減輕了醫(yī)院的工作量，也避免了因消毒不徹底可能導(dǎo)致的交叉感染。
1.一種用于外科手術(shù)導(dǎo)航的手術(shù)工具，其特征在于：包括一體的工具主體和工具定位架，所述工具主體上具有工具前端，所述工具定位架上設(shè)置有至少3個(gè)非共線的光學(xué)標(biāo)志物，所述工具主體或者工具定位架上設(shè)置有識(shí)別標(biāo)識(shí)；所述光學(xué)標(biāo)志物可以反射光線或者主動(dòng)發(fā)射紅外光，所述識(shí)別標(biāo)識(shí)記錄了每個(gè)光學(xué)標(biāo)志物、工具前端的空間坐標(biāo)信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于外科手術(shù)導(dǎo)航的手術(shù)工具，其特征在于：所述識(shí)別標(biāo)識(shí)為二維碼、一維條碼、colorcode碼、dot?code碼中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于外科手術(shù)導(dǎo)航的手術(shù)工具，其特征在于：所述識(shí)別標(biāo)識(shí)還記錄了所述工具主體的形狀信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于外科手術(shù)導(dǎo)航的手術(shù)工具，其特征在于：所述工具定位架上粘貼有標(biāo)簽，所述識(shí)別標(biāo)識(shí)設(shè)置于標(biāo)簽上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的一種用于外科手術(shù)導(dǎo)航的手術(shù)工具，其特征在于：所述工具主體包括探針、剝離指和吸引管中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的一種用于外科手術(shù)導(dǎo)航的手術(shù)工具，其特征在于：所述光學(xué)標(biāo)志物包括具有逆反射的小球、具有逆反射功能的貼紙和具有主動(dòng)發(fā)射紅外光線的led燈珠中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的一種用于外科手術(shù)導(dǎo)航的手術(shù)工具，其特征在于：所述光學(xué)標(biāo)志物的數(shù)量為3個(gè)或者4個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的一種用于外科手術(shù)導(dǎo)航的手術(shù)工具，其特征在于：所述工具定位架上設(shè)置有連接部，所述連接部與所述工具主體固定連接。
9.一種用于外科手術(shù)導(dǎo)航的導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于：包括權(quán)利要求1-8任一所述的手術(shù)工具和相機(jī)，所述識(shí)別標(biāo)識(shí)至少用于記錄每個(gè)光學(xué)標(biāo)志物、工具前端的空間坐標(biāo)信息，每個(gè)所述手術(shù)工具的光學(xué)標(biāo)志物、工具前端的空間坐標(biāo)信息對(duì)應(yīng)一個(gè)所述識(shí)別標(biāo)識(shí)，所述相機(jī)可以掃描識(shí)別所述識(shí)別標(biāo)識(shí)的信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種用于外科手術(shù)導(dǎo)航的導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于：所述相機(jī)為紅外雙目相機(jī)。