CN110559076B - 术中射线透视联合可见光图像融合系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械领域，特别涉及一种术中射线透视联合可见光图像融合系统。本发明所述辅助系统包括同轴固定套设于X光机的圆形放射源外周壁上的环形导轨、用于拍摄照片的拍摄组件以及连接于环形导轨和拍摄组件之间的用于带动拍摄组件在位于圆形放射源下方且与圆形放射源同轴的位置和在位于圆形放射源放射范围以外的位置之间来回切换的切换组件，所述辅助系统还包括插置于病人身上的标记组件，所述标记组件采用不吸收X光的材料制成。本发明设有能在位于放射源下方且与放射源同轴的位置和在位于放射源放射范围以外的位置之间来回切换的拍摄组件，使得拍摄组件所拍摄照片的视角与X光机所拍的视角一致。

Description

术中射线透视联合可见光图像融合系统

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别涉及一种术中射线透视联合可见光图像融合系统。

背景技术

神经外科的大部分手术关键在于确定手术的路线，手术路线的确定是根据骨头的位置来选择手术入路位置，而骨头的位置只能通过X光机所拍出的X光片来确认，由于X光机所拍的片显示不了表皮的图像，医生只能根据经验在表皮确定穿刺位置，即使医生经验再丰富，穿刺位置也会多多少少存在偏差，这就会导致按照原来计算好的角度和深度，穿刺针无法到达病灶部位。医务人员不得不重新进行调整拍摄，既拖延了手术时间，又增大了射线对医护人员及病人的危害。

发明内容

本发明的目的在于克服以上缺点，提供一种术中射线透视联合可见光图像融合系统，该辅助系统设有能在位于放射源下方且与放射源同轴的位置和在位于放射源放射范围以外的位置之间来回切换的拍摄组件，使得拍摄组件所拍摄照片的视角与X光机所拍的视角一致，此外标记组件采用不吸收X光的材料制成，在两张照片中均可显示，以便于后期以标记组件为参照将两张照片进行重叠对比，使医务人员能够更直观的看出骨头和表皮的相对位置，精确确定穿刺针在表皮的穿刺位置。

本发明是这样实现的：一种术中射线透视联合可见光图像融合系统，其特征在于：所述辅助系统包括同轴固定套设于X光机的圆形放射源外周壁上的环形导轨、用于拍摄照片的拍摄组件以及连接于环形导轨和拍摄组件之间的用于带动拍摄组件在位于圆形放射源下方且与圆形放射源同轴的位置和在位于圆形放射源放射范围以外的位置之间来回切换的切换组件，所述辅助系统还包括插置于病人身上的标记组件，所述标记组件采用不吸收X光的材料制成。

为了便于检查环形导轨与圆形放射源是否同轴以及为手术提供辅助线，所述辅助系统还包括连接于环形导轨上的用于检查环形导轨与圆形放射源是否同轴以及辅助手术的激光发射组件。

优选地，所述激光发射组件包括滑动连接于环形导轨外周壁上的环形转套一以及固定安装于环形转套一下表面两个不同位置上的两个一字激光发射器一。

更进一步，两个一字激光发射器一与圆形放射源中心的连线所形成的夹角为90°。

优选地，所述激光发射组件包括滑动连接于环形导轨外周壁上的环形转套二、滑动连接于环形导轨外周壁上且位于环形转套二下方的环形转套三、设置于环形转套二下端面上的一字激光发射器二以及设置于环形转套三下端面上的一字激光发射器三，所述环形转套三的外径小于环形转套二的外径，所述一字激光发射器二转动轨迹的内径大于环形转套三的外径。

优选地，所述激光发射组件包括滑动连接于环形导轨外周壁上的环形转套四、滑动连接于环形导轨外周壁上且位于环形转套四下方的环形转套五、滑动连接于环形导轨外周壁上且位于环形转套五下方的环形转套六、设置于环形转套四下端面上的一字激光发射器四、设置于环形转套五下端面上的一字激光发射器五以及设置于环形转套六下端面上的一字激光发射器六，所述环形转套六的外径小于环形转套五的外径，所述环形转套五的外径小于环形转套四的外径，所述一字激光发射器四转动轨迹的内径大于环形转套五的外径，所述一字激光发射器五转动轨迹的内径大于环形转套六的外径。

为了便于两张照片进行重合比对，所述标记组件包括插置针以及固设于插置针上端的标记件，所述插置针的外周壁上设有刻度，所述标记件包括X标记轴、Y标记轴、Z标记轴、设置于X标记轴末端的X标记物、设置于Y标记轴末端的Y标记物以及设置于Z标记轴末端的Z标记物，所述X标记轴、Y标记轴和Z标记轴两两相互垂直，所述X标记物、Y标记物和Z标记物的形状均不同。

为了便于带动拍摄组件进行转动切换，所述切换组件包括上端转动连接于环形导轨上的转轴、一端与转轴下端固定连接且另一端与拍摄组件固定连接的弧形臂、同轴固设于转轴上的从动齿轮、固设于环形导轨上的驱动电机以及固设于驱动电机输出轴上且与从动齿轮相啮合的主动齿轮。

为了使弧形臂收合时与放射源的外周壁贴合，所述弧形臂的半径与圆形放射源的外圆半径相适应。

为了提高定位转套的旋转精度，所述环形导轨上环绕其外周设置有刻度盘。

较之现有技术而言，本发明具有以下优点：

（1）本发明提供的术中射线透视联合可见光图像融合系统，设有能在位于放射源下方且与放射源同轴的位置和在位于放射源放射范围以外的位置之间来回切换的拍摄组件，使得拍摄组件所拍摄照片的视角与X光机所拍的视角一致，此外标记组件采用不吸收X光的材料制成，在两张照片中均可显示，以便于后期以标记组件为参照将两张照片进行重叠对比，使医务人员能够更直观的看出骨头和表皮的相对位置，精确确定穿刺针在表皮的穿刺位置；

（2）本发明提供的术中射线透视联合可见光图像融合系统，设有激光发射组件，不仅可以辅助手术，还可以检查环形导轨与圆形放射源是否同轴，当环形导轨套到发射源外周壁上后，可开启激光发射组件，如果两个一字激光发射器所发射出的线激光的交点位于接收源的中心，则表明环形导轨与发射源同轴，否则则需对环形导轨再进行调整，当一字激光发射器设置多个且独立可旋转时，可以调整各条线激光的之间的夹角，可以更好地辅助手术；

（3）本发明提供的术中射线透视联合可见光图像融合系统，设有标记组件，由于标记组件采用不吸收X光的材料制成，CT拍摄后，CT片上能显示标记组件的图像，标记组件中插入背部后，可利用X光机和拍摄组件分别拍摄一张照片，后期处理时只需将两张照片上的标记组件对齐即可保证两张照片重叠后的位置相同，从而可精确确定穿刺针在表皮的穿刺位置；

（4）本发明提供的术中射线透视联合可见光图像融合系统，设有切换组件，能带动拍摄组件在位于放射源下方且与放射源同轴的位置和在位于放射源放射范围以外的位置之间来回切换，既不影响X光机的正常工作，又能保证拍摄组件所拍摄照片的视角和X光机所拍摄照片的视角一致；

（5）本发明提供的术中射线透视联合可见光图像融合系统，切换组件中的弧形壁半径与圆形放射源的外圆半径相适应，弧形壁收合时与放射源的外周壁贴合，不仅美观大方，而且不会影响医务人员的工作；

（6）本发明提供的术中射线透视联合可见光图像融合系统，可利用环形导轨上的刻度来检查是否旋转到位，进一步提高了定位精度。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明术中射线透视联合可见光图像融合系统的结构示意图；

图2是本发明术中射线透视联合可见光图像融合系统的三维结构示意图（其中驱动电机和主动齿轮未画出）；

图3是标记组件的结构示意图；

图4是本发明术中射线透视联合可见光图像融合系统的使用状态示意图；

图5是实施例2的结构示意图；

图6是实施例3的结构示意图；

图7是实施例4的结构示意图。

图中符号说明：1-圆形放射源、2-环形导轨、201-刻度盘、3-拍摄组件、4-切换组件、401-转轴、402-弧形臂、403-从动齿轮、404-驱动电机、405-主动齿轮、5-标记组件、501-插置针、5011-刻度、502-X标记轴、503-Y标记轴、504-Z标记轴、505-X标记物、506-Y标记物、507-Z标记轴、6-环形转套一、7一字激光发射器一、8-环形转套二、9-环形转套三、10-一字激光发射器二、11-一字激光发射器三、12-环形转套四、13-环形转套五、14-环形转套六、15-一字激光发射器四、16-一字激光发射器五、17-一字激光发射器六，18-X光机，19-驱动件一，20-驱动件二，21-驱动件三，22-驱动件四，23-驱动件五，24-驱动件六。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明内容进行详细说明：

实施例1：

如图1-4所示为本发明提供的一种术中射线透视联合可见光图像融合系统，其特征在于：所述辅助系统包括同轴固定套设于X光机的圆形放射源1外周壁上的环形导轨2、用于拍摄照片的拍摄组件3以及连接于环形导轨2和拍摄组件3之间的用于带动拍摄组件3在位于圆形放射源1下方且与圆形放射源1同轴的位置和在位于圆形放射源1放射范围以外的位置之间来回切换的切换组件4，所述辅助系统还包括插置于病人身上的标记组件5，所述标记组件5采用不吸收X光的材料制成。

如图3所示，为了便于两张照片进行重合比对，所述标记组件5包括插置针501以及固设于插置针501上端的标记件，所述插置针501的外周壁上设有刻度5011，所述标记件包括X标记轴502、Y标记轴503、Z标记轴504、设置于X标记轴502末端的X标记物505、设置于Y标记轴503末端的Y标记物506以及设置于Z标记轴504末端的Z标记物507，所述X标记轴502、Y标记轴503和Z标记轴504两两相互垂直，所述X标记物505、Y标记物506和Z标记物507的形状均不同。

如图1所示，为了便于带动拍摄组件进行转动切换，所述切换组件4包括上端转动连接于环形导轨2上的转轴401、一端与转轴401下端固定连接且另一端与拍摄组件3固定连接的弧形臂402、同轴固设于转轴401上的从动齿轮403、固设于环形导轨2上的驱动电机404以及固设于驱动电机404输出轴上且与从动齿轮403相啮合的主动齿轮405。

如图2所示，为了使弧形臂收合时与放射源的外周壁贴合，所述弧形臂42的半径与圆形放射源1的外圆半径相适应。

实施例2：

如图5所示，实施例2与实施例1的区别在于：所述辅助系统还包括连接于环形导轨2上的用于检查环形导轨2与圆形放射源1是否同轴以及辅助手术的激光发射组件。所述激光发射组件包括滑动连接于环形导轨2外周壁上的环形转套一6以及固定安装于环形转套一6下表面两个不同位置上的两个一字激光发射器一7。两个一字激光发射器一7安装时均需进行调整，调整到两个一字激光发射器一7所发出的两条线激光均与放射源1的中心轴线相交。当环形导轨套到发射源外周壁上后，可开启激光发射组件，如果两个一字激光发射器所发射出的线激光的交点位于接收源的中心，则表明环形导轨与发射源同轴，否则则需对环形导轨再进行调整。一字激光发射器一7所形成的线激光还可作为辅助手术的参考线。

优选的，两个一字激光发射器一7与圆形放射源1中心的连线所形成的夹角为90°。为了提高定位转套的旋转精度，所述环形导轨2上环绕其外周设置有刻度盘201。

为了便于自动控制环形转套一6的旋转，所述辅助系统还包括与环形转套一6相连接的驱动件一19。环形转套一6上环绕其外周均匀分布有轮齿，驱动件一19包括伺服电机以及固设于伺服电机输出轴上且与轮齿相啮合的驱动齿。

为了保证旋转精度，在旋转调整后旋转角度保持不变，所述环形转套一6与环形导轨2之间设置有用于锁定环形转套一旋转位置的限位机构。

实施例3：

如图6所示，实施例3与实施例2的区别在于：所述激光发射组件包括滑动连接于环形导轨2外周壁上的环形转套二8、滑动连接于环形导轨2外周壁上且位于环形转套二8下方的环形转套三9、设置于环形转套二8下端面上的一字激光发射器二10以及设置于环形转套三9下端面上的一字激光发射器三11，所述环形转套三9的外径小于环形转套二8的外径，所述一字激光发射器二10转动轨迹的内径大于环形转套三9的外径。一字激光发射器二10和一字激光发射器三11安装时均需进行调整，调整到一字激光发射器二10和一字激光发射器三11所发出的两条线激光均与放射源1的中心轴线相交。所述环形转套二8和环形转套三9的外周壁上均设有轮齿，所述辅助系统还包括分别与环形转套二8和环形转套三9相连接的驱动件二20和驱动件三21。驱动件二20和驱动件三21均包括伺服电机以及固设于伺服电机输出轴上且与轮齿相啮合的驱动齿。环形转套8和环形转套9可独立进行自动旋转，位于环形转套8和环形转套9上的一字激光发射器二10和一字激光发射器三11所发出的两条线激光的夹角可进行任意调整，能更好地辅助手术。

实施例4：

如图7所示，实施例4与实施例3的区别在于：所述激光发射组件包括滑动连接于环形导轨2外周壁上的环形转套四12、滑动连接于环形导轨2外周壁上且位于环形转套四12下方的环形转套五13、滑动连接于环形导轨2外周壁上且位于环形转套五13下方的环形转套六14、设置于环形转套四12下端面上的一字激光发射器四15、设置于环形转套五13下端面上的一字激光发射器五16以及设置于环形转套六14下端面上的一字激光发射器六17，所述环形转套六14的外径小于环形转套五13的外径，所述环形转套五13的外径小于环形转套四12的外径，所述一字激光发射器四15转动轨迹的内径大于环形转套五13的外径，所述一字激光发射器五16转动轨迹的内径大于环形转套六14的外径。一字激光发射器四15、一字激光发射器五16和一字激光发射器六17安装时均需进行调整，调整到一字激光发射器四15、一字激光发射器五16和一字激光发射器六17所发出的三条线激光均与放射源1的中心轴线相交。所述环形转套四12、环形转套五13和环形转套六14的外周壁上均设有轮齿，所述辅助系统还包括分别与环形转套四12、环形转套五13和环形转套六14相连接的驱动件四22、驱动件五23和驱动件六24。驱动件四22、驱动件五23和驱动件六24均包括伺服电机以及固设于伺服电机输出轴上且与轮齿相啮合的驱动齿。环形转套四12、环形转套五13和环形转套六14可独立进行自动旋转，位于环形转套四12、环形转套五13和环形转套六14上的一字激光发射器四15、一字激光发射器五16和一字激光发射器六17所发出的三条线激光之间的夹角可进行任意调整，其中一条可作为基准线，另外两条可任意调整，能更好地辅助手术。

上述具体实施方式只是对本发明的技术方案进行详细解释，本发明并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本发明原理的任何改进或替换，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种术中射线透视联合可见光图像融合系统，其特征在于：包括同轴固定套设于X光机的圆形放射源（1）外周壁上的环形导轨（2）、用于拍摄照片的拍摄组件（3）以及连接于环形导轨（2）和拍摄组件（3）之间的用于带动拍摄组件（3）在位于圆形放射源（1）下方且与圆形放射源（1）同轴的位置和在位于圆形放射源（1）放射范围以外的位置之间来回切换的切换组件（4），还包括插置于病人身上的标记组件（5），所述标记组件（5）采用不吸收X光的材料制成；

还包括连接于环形导轨（2）上的用于检查环形导轨（2）与圆形放射源（1）是否同轴以及辅助手术的激光发射组件；

所述激光发射组件包括滑动连接于环形导轨（2）外周壁上的环形转套二（8）、滑动连接于环形导轨（2）外周壁上且位于环形转套二（8）下方的环形转套三（9）、设置于环形转套二（8）下端面上的一字激光发射器二（10）以及设置于环形转套三（9）下端面上的一字激光发射器三（11），所述环形转套三（9）的外径小于环形转套二（8）的外径，所述一字激光发射器二（10）转动轨迹的内径大于环形转套三（9）的外径。

2.根据权利要求1所述的术中射线透视联合可见光图像融合系统，其特征在于：所述标记组件（5）包括插置针（501）以及固设于插置针（501）上端的标记件，所述插置针（501）的外周壁上设有刻度（5011），所述标记件包括X标记轴（502）、Y标记轴（503）、Z标记轴（504）、设置于X标记轴（502）末端的X标记物（505）、设置于Y标记轴（503）末端的Y标记物（506）以及设置于Z标记轴（504）末端的Z标记物（507），所述X标记轴（502）、Y标记轴（503）和Z标记轴（504）两两相互垂直，所述X标记物（505）、Y标记物（506）和Z标记物（507）的形状均不同。

3.根据权利要求1所述的术中射线透视联合可见光图像融合系统，其特征在于：所述切换组件（4）包括上端转动连接于环形导轨（2）上的转轴（401）、一端与转轴（401）下端固定连接且另一端与拍摄组件（3）固定连接的弧形臂（402）、同轴固设于转轴（401）上的从动齿轮（403）、固设于环形导轨（2）上的驱动电机（404）以及固设于驱动电机（404）输出轴上且与从动齿轮（403）相啮合的主动齿轮（405）。

4.根据权利要求3所述的术中射线透视联合可见光图像融合系统，其特征在于：所述弧形臂（402）的半径与圆形放射源（1）的外圆半径相适应。

5.根据权利要求1所述的术中射线透视联合可见光图像融合系统，其特征在于：所述环形导轨（2）上环绕其外周设置有刻度盘（201）。

6.一种术中射线透视联合可见光图像融合系统，其特征在于：包括同轴固定套设于X光机的圆形放射源（1）外周壁上的环形导轨（2）、用于拍摄照片的拍摄组件（3）以及连接于环形导轨（2）和拍摄组件（3）之间的用于带动拍摄组件（3）在位于圆形放射源（1）下方且与圆形放射源（1）同轴的位置和在位于圆形放射源（1）放射范围以外的位置之间来回切换的切换组件（4），还包括插置于病人身上的标记组件（5），所述标记组件（5）采用不吸收X光的材料制成；

还包括连接于环形导轨（2）上的用于检查环形导轨（2）与圆形放射源（1）是否同轴以及辅助手术的激光发射组件；

所述激光发射组件包括滑动连接于环形导轨（2）外周壁上的环形转套四（12）、滑动连接于环形导轨（2）外周壁上且位于环形转套四（12）下方的环形转套五（13）、滑动连接于环形导轨（2）外周壁上且位于环形转套五（13）下方的环形转套六（14）、设置于环形转套四（12）下端面上的一字激光发射器四（15）、设置于环形转套五（13）下端面上的一字激光发射器五（16）以及设置于环形转套六（14）下端面上的一字激光发射器六（17），所述环形转套六（14）的外径小于环形转套五（13）的外径，所述环形转套五（13）的外径小于环形转套四（12）的外径，所述一字激光发射器四（15）转动轨迹的内径大于环形转套五（13）的外径，所述一字激光发射器五（16）转动轨迹的内径大于环形转套六（14）的外径。