一種紅外線跟蹤定位系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種紅外線跟蹤定位系統(tǒng)，包括導(dǎo)航儀、安裝支架、被動標(biāo)識點和被動標(biāo)識點安裝底座，所述被動標(biāo)識點通過所述被動標(biāo)識點安裝底座固定在所述安裝支架上。結(jié)構(gòu)合理、制備成本較低。所述被動反光小球不需要電力提供紅外光,而且由被動反光小球組成的集合個體小,并且不受電線限制,可靈活自由安置在手術(shù)器械的各個位置。更為重要的是被動反光小球不會產(chǎn)生紅外光源,干擾其他手術(shù)器械，可以根據(jù)醫(yī)生需求定制被動反光小球集合的形狀和位置,擴(kuò)大手術(shù)器械的可見范圍。
【專利說明】一種紅外線跟蹤定位系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及醫(yī)療設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地是涉及一種紅外線跟蹤定位系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息技術(shù)的發(fā)展，臨床中已經(jīng)利用計算機(jī)視覺技術(shù)來引導(dǎo)手術(shù)，從而使手術(shù)做到微創(chuàng)、精確。為引導(dǎo)手術(shù)，就需要獲取手術(shù)器械與人體之間的相對位置關(guān)系。最常使用的是紅外光學(xué)三維定位跟蹤系統(tǒng)，它通過兩個以上的紅外攝像機(jī)來獲取視場中的圖像，并在各個攝像機(jī)兩維的圖像中提取固結(jié)在手術(shù)器械上的若干個發(fā)光標(biāo)志點的位置，然后通過基于雙目視覺原理的空間位置解算方法，計算出各個標(biāo)志點的三維位置，并進(jìn)一步計算出手術(shù)器械的位置。目前紅外光學(xué)三維定位系統(tǒng)所能夠定位的手術(shù)器械主要為主動式定位系統(tǒng)，其是指手術(shù)器械上有供電，通過驅(qū)動紅外發(fā)光二極管順序發(fā)光，并可以與位置檢測和器械識到系統(tǒng)主機(jī)進(jìn)行主動通訊的檢測方式。但主動式的器械多采用電纜聯(lián)結(jié)，不僅需要電力提供紅外光且容易受電線限制，而且其本身會產(chǎn)生紅外光源，有可能干擾其他手術(shù)器械，整體精度受限。其本身需要配備電線，整體結(jié)構(gòu)相對較大、安裝位置不夠靈活、生產(chǎn)成本較聞。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型旨在提供一種測量精度高、結(jié)構(gòu)合理的紅外線跟蹤定位系統(tǒng)。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是:
[0005]一種紅外線跟蹤定位系統(tǒng)，包括導(dǎo)航儀、安裝支架、被動標(biāo)識點和被動標(biāo)識點安裝底座，所述被動標(biāo)識點通過所述被動標(biāo)識點安裝底座固定在所述安裝支架上。
[0006]其中所述安裝支架為十字架結(jié)構(gòu)，所述十字架結(jié)構(gòu)中的四個端點處分別設(shè)有螺紋孔，所述被動標(biāo)識點安裝底座通過所述螺紋孔固定在所述安裝支架上，所述十字架結(jié)構(gòu)上設(shè)有安裝部，通過所述安裝部將所述安裝支架固定在手術(shù)器械上。
[0007]所述被動標(biāo)識點為被動反光小球,所述被動反光小球包括球體、反光鍍膜和安裝底座入口，所述反光鍍膜粘結(jié)在所述球體外圍，所述球體內(nèi)設(shè)有一安裝底座入口，所述球體的直徑為11.5_，所述反光鍍膜的厚度為50 μ m，所述被動標(biāo)識點安裝底座通過所述安裝底座入口固定所述被動反光小球。
[0008]進(jìn)一步地所述安裝支架上的十字架結(jié)構(gòu)中的豎條長度為30mm，橫條長度為50mm。
[0009]進(jìn)一步地所述導(dǎo)航儀與所述安裝支架的距離小于或者等于1136mm。
[0010]進(jìn)一步地所述導(dǎo)航儀包括定位傳感器、激光發(fā)射器、處理器和顯示器。
[0011]進(jìn)一步地所述被動標(biāo)識點安裝底座包括底座頂端和螺紋部，所述底座頂端通過所述安裝底座入口卡在所述球體上，所述螺紋部旋入所述安裝支架上的所述螺紋孔內(nèi)將所述被動標(biāo)識點安裝底座固定在所述安裝支架上。
[0012]進(jìn)一步地所述球體為ABS樹脂球體。
[0013]進(jìn)一步地所述被動標(biāo)識點安裝底座整體長度為14mm。
[0014]進(jìn)一步地所述安裝支架為被動剛體安裝支架。
[0015]進(jìn)一步地所述導(dǎo)航儀還包括碰撞傳感器和溫度傳感器。
[0016]進(jìn)一步地所述被動標(biāo)識點安裝底座為不銹鋼被動標(biāo)識點安裝底座。
[0017]采用上述技術(shù)方案，本實用新型至少包括如下有益效果:
[0018]本實用新型所述的紅外線跟蹤定位系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)合理、制備成本較低。所述被動反光小球不需要電力提供紅外光，而且由被動反光小球組成的集合個體小，并且不受電線限制，可靈活自由安置在手術(shù)器械的各個位置。更為重要的是被動反光小球不會產(chǎn)生紅外光源，干擾其他手術(shù)器械，可以根據(jù)醫(yī)生需求定制被動反光小球集合的形狀和位置，擴(kuò)大手術(shù)器械的可見范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1a為本實用新型所述的紅外線跟蹤定位系統(tǒng)的導(dǎo)航儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖1b為本實用新型所述的紅外線跟蹤定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖(除去導(dǎo)航儀)；
[0021]圖2為本實用新型所述的被動標(biāo)識點的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本實用新型所述的被動標(biāo)識點安裝底座的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]其中:1.導(dǎo)航儀，2.安裝支架，3.被動標(biāo)識點，4.被動標(biāo)識點安裝底座，5.安裝部，31.球體，32.反光鍍膜，33.安裝底座入口，21.豎條，22.橫條，41.底座頂端，42.螺紋部。

【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0025]如圖la、圖lb、圖2和圖3所示，為符合本實用新型的一種紅外線跟蹤定位系統(tǒng)，包括導(dǎo)航儀1、安裝支架2、被動標(biāo)識點3和被動標(biāo)識點安裝底座4,所述被動標(biāo)識點3通過所述被動標(biāo)識點安裝底座4固定在所述安裝支架2上。
[0026]其中所述安裝支架2為十字架結(jié)構(gòu)，所述十字架結(jié)構(gòu)中的四個端點處分別設(shè)有螺紋孔，所述被動標(biāo)識點安裝底座4通過所述螺紋孔固定在所述安裝支架2上，所述十字架結(jié)構(gòu)上設(shè)有安裝部5，通過所述安裝部5將所述安裝支架2固定在手術(shù)器械上。所述安裝部5的位置可以設(shè)定在所述十字架結(jié)構(gòu)的中心或者底部或者其他部位，本實施例對此不作限定。
[0027]所述被動標(biāo)識點3為被動反光小球,所述被動反光小球包括球體31、反光鍍膜32和安裝底座入口 33，所述反光鍍膜32粘結(jié)在所述球體31外圍，所述球體31內(nèi)設(shè)有一安裝底座入口 33，所述球體31的直徑為11.5mm，所述反光鍍膜32的厚度為50 μ m，所述被動標(biāo)識點安裝底座4通過所述安裝底座入口 33固定所述被動反光小球。
[0028]本實施例的原理在于:將所述安裝支架2固定在手術(shù)器械上，實際使用過程中，所述導(dǎo)航儀I發(fā)出紅外線至所述被動標(biāo)識點3，所述被動標(biāo)識點3具有反射光線的功能，將所述紅外線反射回所述導(dǎo)航儀1，所述導(dǎo)航儀I進(jìn)而通過分析反射回的紅外線來確定所述手術(shù)器械的位置，從而達(dá)到精確定位的效果。
[0029]優(yōu)選地所述安裝支架2上的十字架結(jié)構(gòu)中的豎條21長度為30mm，橫條22長度為50_，其長度設(shè)定主要是結(jié)合口腔手術(shù)器械的結(jié)構(gòu)特點進(jìn)行的設(shè)定，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以根據(jù)實際的使用需求進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，本實施例對此不做限定。
[0030]所述導(dǎo)航儀I與所述安裝支架2的距離小于或者等于1136mm。距離過長會影響整體的測量精準(zhǔn)度，距離過短會使整體靈活性受限。合理設(shè)置可使用距離可以在保證獲得較高的測量精度的前提下具有較高的靈活性。
[0031]所述導(dǎo)航儀I包括定位傳感器、激光發(fā)射器、處理器和顯示器。所述激光發(fā)射器用于發(fā)射紅外線給所述被動標(biāo)識點3，經(jīng)由所述被動標(biāo)識點3反射回至所述定位傳感器，所述定位傳感器獲取反射回的紅外線信息并發(fā)送給所述處理器分析處理，并將處理結(jié)果經(jīng)由所述顯示器顯示。
[0032]所述被動標(biāo)識點安裝底座4包括底座頂端41和螺紋部42，所述底座頂端41通過所述安裝底座入口 33固定在所述球體31上，所述螺紋部42旋入所述安裝支架2上的所述螺紋孔內(nèi)將所述被動標(biāo)識點安裝底座4固定在所述安裝支架2上。
[0033]優(yōu)選地所述球體31為ABS樹脂球體31。ABS樹脂是一種強(qiáng)度高、韌性好、易于加工成型的熱塑型高分子材料，采用ABS樹脂制備所述球體31，制備工藝簡單、產(chǎn)品性能優(yōu)異、加工成本較低，適合工業(yè)生產(chǎn)。
[0034]所述被動標(biāo)識點安裝底座4整體長度為14mm，即從所述底座頂端41到所述螺紋部42的長度為14mm，略大于所述球體31的直徑大小。
[0035]所述安裝支架2為被動剛體安裝支架2。眾所周知剛體為在任何力的作用下，體積和形狀都不發(fā)生改變的物體，而所述被動剛體的特點為不運動、不受各種場(重力場、風(fēng)場等)的影響、不發(fā)生形變。所述被動剛體采用精密金屬加工，材質(zhì)一般為鋁或者鋼，有硬度且不易變形，表面經(jīng)過發(fā)黑處理，確保不影響所述被動反光小球的反光，并且保證表面不發(fā)生氧化。本實施例采用被動剛體安裝支架2，可以很好的將所述球體31固定在手術(shù)器械上，保證其不會發(fā)生移動，使得測量精度得以保證。
[0036]所述導(dǎo)航儀I還包括碰撞傳感器和溫度傳感器。當(dāng)系統(tǒng)受到?jīng)_擊過高或者所處的環(huán)境溫度過高或者過低時就會發(fā)出警報信號，在一定程度上提升了整個系統(tǒng)的安全系數(shù)。
[0037]所述被動標(biāo)識點安裝底座4為不銹鋼被動標(biāo)識點安裝底座4，其成本較低、并且可以多次使用，使用壽命較長。
[0038]本實施例所述的紅外線跟蹤定位系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)合理、制備成本較低。所述被動反光小球不需要電力提供紅外光，而且由被動反光小球組成的集合個體小，并且不受電線限制，可靈活自由安置在手術(shù)器械的各個位置。更為重要的是被動反光小球不會產(chǎn)生紅外光源，干擾其他手術(shù)器械，可以根據(jù)醫(yī)生需求定制被動反光小球集合的形狀和位置，擴(kuò)大手術(shù)器械的可見范圍。
[0039]以上對本實用新型的一個實施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本實用新型創(chuàng)造的較佳實施例，不能被認(rèn)為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型申請范圍所作的任何等同變化，均應(yīng)仍處于本實用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種紅外線跟蹤定位系統(tǒng)，其特征在于，包括導(dǎo)航儀、安裝支架、被動標(biāo)識點和被動標(biāo)識點安裝底座，所述被動標(biāo)識點通過所述被動標(biāo)識點安裝底座固定在所述安裝支架上； 其中所述安裝支架為十字架結(jié)構(gòu)，所述十字架結(jié)構(gòu)中的四個端點處分別設(shè)有螺紋孔，所述被動標(biāo)識點安裝底座通過所述螺紋孔固定在所述安裝支架上，所述十字架結(jié)構(gòu)上設(shè)有安裝部，通過所述安裝部將所述安裝支架固定在手術(shù)器械上； 所述被動標(biāo)識點為被動反光小球，所述被動反光小球包括球體、反光鍍膜和安裝底座入口，所述反光鍍膜粘結(jié)在所述球體外圍，所述球體內(nèi)設(shè)有一安裝底座入口，所述球體的直徑為11.5_，所述反光鍍膜的厚度為50 μ m，所述被動標(biāo)識點安裝底座通過所述安裝底座入口固定所述被動反光小球。
2.如權(quán)利要求1所述的紅外線跟蹤定位系統(tǒng)，其特征在于:所述安裝支架上的十字架結(jié)構(gòu)中的豎條長度為30mm,橫條長度為50mm。
3.如權(quán)利要求2所述的紅外線跟蹤定位系統(tǒng)，其特征在于:所述導(dǎo)航儀與所述安裝支架的距離小于或者等于1136mm。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的紅外線跟蹤定位系統(tǒng)，其特征在于:所述導(dǎo)航儀包括定位傳感器、激光發(fā)射器、處理器和顯示器。
5.如權(quán)利要求4所述的紅外線跟蹤定位系統(tǒng)，其特征在于:所述被動標(biāo)識點安裝底座包括底座頂端和螺紋部，所述底座頂端通過所述安裝底座入口卡在所述球體上，所述螺紋部旋入所述安裝支架上的所述螺紋孔內(nèi)將所述被動標(biāo)識點安裝底座固定在所述安裝支架上。
6.如權(quán)利要求5所述的紅外線跟蹤定位系統(tǒng)，其特征在于:所述球體為ABS樹脂球體。
7.如權(quán)利要求6所述的紅外線跟蹤定位系統(tǒng)，其特征在于:所述被動標(biāo)識點安裝底座整體長度為14mm。
8.如權(quán)利要求6或7所述的紅外線跟蹤定位系統(tǒng)，其特征在于:所述安裝支架為被動剛體安裝支架。
9.如權(quán)利要求8所述的紅外線跟蹤定位系統(tǒng)，其特征在于:所述導(dǎo)航儀還包括碰撞傳感器和溫度傳感器。
10.如權(quán)利要求9所述的紅外線跟蹤定位系統(tǒng)，其特征在于:所述被動標(biāo)識點安裝底座為不銹鋼被動標(biāo)識點安裝底座。
【文檔編號】A61B19/00GK204133605SQ201420456454
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】陳云, 肖新建, 楊麗蓉, 潘盼, 朱國華 申請人:蘇州迪凱爾醫(yī)療科技有限公司