CN209377743U - 一种机器人手术导航的柔性无创定位装置 - Google Patents
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Abstract
一种机器人手术导航的柔性无创定位装置，包括：柔性片和若干个被红外设备识别的反光体，柔性片为一任意规则或不规则形状，柔性片设有规则或不规则的定位窗口；反光体围绕定位窗口非对称、均匀地分布柔性片上；待柔性片通过定位窗口围绕患者的手术部位固定于患者的体表时，若干个反光体的空间位置反应了手术部位的空间位置。在机器人手术时，根据患者的手术部位选择合适的柔性无创定位装置并通过定位窗口围绕患者的手术部位将其固定于患者的体表，通过红外设备实时读取反光体的空间位置数据，根据反光体的空间位置数据的动态变化对机器人手术进行实时导航，从而达到了对机器人手术进行无创定位、导航的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人手术导航技术领域，具体涉及一种机器人手术导航的柔性无创定位装置。
背景技术
在机器人手术时，需要对手术机器人进行手术导航和定位，但是患者的病变部位，如关节等容易发生位移、角度等状态改变，为了对这些病变部位进行精确定位，现有的定位方法是：在病变部位进行切口，通过夹具夹持在该切口处，该夹具有携带有定位球，通过对定位球进行实时空间定位，以实现对病变部位的改变状态进行定位，从而实现对手术机器人导航的目的。
发明内容
为了避免机器人手术导航的有创定位，本申请提供一种机器人手术导航的柔性无创定位装置，包括：
柔性片，为一任意规则或不规则形状，柔性片设有规则或不规则的定位窗口；
若干个被红外设备识别的反光体，围绕定位窗口非对称、均匀地分布柔性片上；
待柔性片通过定位窗口围绕患者的手术部位固定于患者的体表时，若干个反光体的空间位置反应了手术部位的空间位置。
一种实施例中，反光体为反光贴片。
一种实施例中，反光体为塑料反光球，若干个塑料反光球中任一塑料反光球分别与剩余塑料反光球的距离均不等。
一种实施例中，塑料反光球包括塑料球核，塑料球核的外表面涂覆有反光涂层。
一种实施例中，塑料反光球为半球形状或圆球形状。
一种实施例中，塑料反光球的直径范围为3-12mm。
一种实施例中，塑料反光球粘贴于柔性片上。
一种实施例中，还包括支撑件，塑料反光球固定于支撑件的顶部，支撑件的底部粘贴于柔性片上。
一种实施例中，柔性片包括背衬层，背衬层上设有定位窗口，背衬层的一面围绕定位窗口粘贴有反光体。
一种实施例中，背衬层的另一面围绕定位窗口涂覆有粘性层，并于粘性层上贴有可撕开的防粘层。
依据上述实施例的柔性无创定位装置，在机器人手术时，根据患者的手术部位选择合适的柔性无创定位装置并通过定位窗口围绕患者的手术部位将其固定于患者的体表，通过红外设备实时读取反光体的空间位置数据，根据反光体的空间位置数据的动态变化对机器人手术进行实时导航，从而达到了对机器人手术进行无创定位、导航的目的。
附图说明
图1为柔性片结构示意图；
图2为塑料反光球与柔性片结合示意图；
图3为实施例一的塑料反光球结构示意图；
图4为实施例二的塑料反光球结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
在本实用新型实施例中，通过研发一种对机器人手术导航的柔性无创定位装置，实现对患者的手术部位进行无创定位，进而实现对机器人手术进行导航。
该柔性无创定位装置设有定位窗口及反光体，且该柔性无创定位装置具有一定的柔性，使得该柔性无创定位装置可以适用于人体的各个部位，如，肩关节、胸部等，当该柔性无创定位装置通过定位窗口围绕患者的手术部位以粘贴或束缚等无创的方式固定于患者的体表时，在机器人手术期间，若患者的手术部位发生了位移，则该柔性无创定位装置因具有柔性其状态也必然发生相应的变化，也即是，反光体的空间位置能反应患者手术部位的空间位置，通过反光体的空间位置就能对手术部位的位置状态进行定位，因此，通过红外设备读取反光体的空间位置数据就能对机器人手术进行导航。
下面通过具体的实施例对本例的柔性无创定位装置进行详细描述。
实施例一：
本例提供的柔性无创定位装置包括柔性片1和若干个被红外设备识别的反光体2，其中，柔性片1设有定位窗口11，若干个反光体2围绕定位窗口11非对称、均匀地分布于柔性片1上，待柔性片1通过定位窗口11围绕患者的手术部位固定于患者的体表时，若干个反光体2的空间位置反应了手术部位的空间位置。
本例对柔性片1的形状不作具体限定，也即是，柔性片1的形状可以是任意规则或不规则形状，由于人体各部位的结构不同，相应的，定位窗口11的大小及形状也不作具体限定，定位窗口11的形状也可以是规则或不规则形状，总的来说，根据本申请的发明构思，本领域技术人员可以根据机器人手术的患者手术部位制作相应形状的柔性片1及开设相应形状的定位窗口11，最终目的是让柔性片1通过定位窗口11围绕患者手术部位固定于患者的体表。本例的柔性片1及定位窗口11的结构图如图1所示。
本例的柔性片1的材质也不作具体限定，只要具有一定的柔性即可，如，柔性片1可以是橡胶、布料等，相应的，柔性片1固定于人体体表的方式也有很多种形式，如，柔性片1可以是一种柔性贴，直接粘贴于人体的体表，柔性片还可以具有束缚带，通过束缚带束缚于人体的体表。
具体的，本例的柔性片1包括背衬层，该背衬层上设有定位窗口11，背衬层的一面围绕定位窗口11粘贴有反光体2，本领域技术人员可以在背衬层上附加束缚带。
若柔性片1采用粘贴的方式贴于人体的体表，相应的，背衬层的另一面围绕定位窗口11涂覆有粘性层，并于粘性层上贴有可撕开的防粘层，当使用柔性片1时，直接将防粘层撕去，将柔性片1的粘性层贴于人体的体表即可。
由于本例是通过反光体2的空间位置对患者的手术部位进行空间定位，在红外设备读取反光体2的空间位置数据时，如果若干个反光体2对称分布于柔性片1，则，红外设备只能获取反光体2的局部姿态变化，为了能获得柔性片1上的反光体2的全局姿态变化，本例的反光体2在柔性片1上分布时，按照非对称、均匀的原则将各个反光体2分布于柔性片1上，待若干个反光体2分布于柔性片1上时，使得，若干个反光体2中任一反光体分别与剩余反光体的距离均不等。假如柔性片1上分布有N个反光体2，其中N大于3，则，其中任一个反光体分别与剩余N-1个反光体的距离均不等，本例的反光体2在柔性片1上的分布示意图如图2所示。
本例的反光体2即可以是反光贴片，也可以是塑料反光球，即反光体2的结构可以是平面结构、可以是圆球形结构、还可以是半球形结构。
以反光体2为塑料反光球为例进行如下说明，本例的反光体2为塑料反光球时，则包括塑料球核21，塑料球核21的外表面涂覆有反光涂层，如图3所示，反光体2为半球形状，反光体2通过强力胶粘贴于柔性片1上，如，反光体2通过3M胶贴粘贴于柔性片1上。
另外，在柔性片1的空间大小一定的情况下，在一定的空间内，反光体2的数量越多越能精确地反应柔性片1的空间姿态变化，进一步精确地反应手术部位的姿态变化，因此，反光体2的体积设计非常重要，若体积太大，则一定空间内排布的反光体2的数量会减小，若体积太小，则小体积的反光体2不易被红外设备识别，针对这种情况，本例的反光体2的直径为3mm-12mm，其中，直径为3mm的反光体2为体积最小的球，直径为12mm的反光体2为体积最大的球，本领域技术人员可以根据反光体2直径所公开的范围制作其他直径的反光体2。
需要说明的是，本例中提及的红外设备是一种发射红外线和接收红外线的设备，也即是，该红外设备是一种红外收发设备，该红外设备向反光体2发射红外光，该红外光经反光体2的反光涂层后被反射回来，反光体2反射的红外光被该红外设备接收，以此达到红外设备实时读取反光体2的空间位置数据。
实施例二：
基于实施例一，本例提供另外一种结构的反光体2，如图4所示，本例的反光体2为圆球形状，为了配合圆球形状的反光体2粘贴于柔性片1上，本例还包括支撑件3，本例的支撑件3可以是塑料材质，反光体2固定于支撑件3的顶部，支撑件3的底部粘贴于柔性片1上。
本例中，反光体2与支撑件3具体配合的安装方式是：反光体2设有螺纹孔，支撑件3的支撑部呈圆锥状，支撑件3于支撑部的尖端部设有与螺纹孔配合的螺杆，反光体2通过螺纹孔与支撑件3的螺杆螺接，使反光体2固定于支撑件3的顶部；支撑件3的支撑部底端通过强力胶贴粘贴于柔性片1上，从而，使反光体2粘贴于柔性片1上。
在其他实施例中，反光体2也可以设置非螺纹孔，反光体2通过非螺纹孔与支撑件3卡扣安装，进而，使反光体2固定安装于支撑件3上。
与实施例一相比，本例的反光体2呈圆球形状，与半球形状相比，圆球形状的反光体2能实现360度反射，使红外设备能在各个角度识别到反光体2的空间姿态变化。
以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (10)
1.一种机器人手术导航的柔性无创定位装置，其特征在于，包括：
柔性片，为一任意规则形状，所述柔性片设有定位窗口；
若干个被红外设备识别的反光体，围绕所述定位窗口非对称、均匀地分布所述柔性片上；
待所述柔性片通过所述定位窗口围绕患者的手术部位固定于患者的体表时，若干个所述反光体的空间位置反应了手术部位的空间位置。
2.如权利要求1所述的柔性无创定位装置，其特征在于，所述反光体为反光贴片。
3.如权利要求1所述的柔性无创定位装置，其特征在于，所述反光体为塑料反光球，若干个所述塑料反光球中任一塑料反光球分别与剩余塑料反光球的距离均不等。
4.如权利要求3所述的柔性无创定位装置，其特征在于，所述塑料反光球包括塑料球核，所述塑料球核的外表面涂覆有反光涂层。
5.如权利要求3所述的柔性无创定位装置，其特征在于，所述塑料反光球为半球形状或圆球形状。
6.如权利要求5所述的柔性无创定位装置，其特征在于，所述塑料反光球的直径范围为3-12mm。
7.如权利要求5所述的柔性无创定位装置，其特征在于，所述塑料反光球粘贴于所述柔性片上。
8.如权利要求5所述的柔性无创定位装置，其特征在于，还包括支撑件，所述塑料反光球固定于所述支撑件的顶部，所述支撑件的底部粘贴于所述柔性片上。
9.如权利要求1所述的柔性无创定位装置，其特征在于，所述柔性片包括背衬层，所述背衬层上设有所述定位窗口，所述背衬层的一面围绕所述定位窗口粘贴有所述反光体。
10.如权利要求9所述的柔性无创定位装置，其特征在于，所述背衬层的另一面围绕所述定位窗口涂覆有粘性层，并于所述粘性层上贴有可撕开的防粘层。
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| CN201821497305.8U CN209377743U (zh) | 2018-09-13 | 2018-09-13 | 一种机器人手术导航的柔性无创定位装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113520592A (zh) * | 2020-04-14 | 2021-10-22 | 上海优医基医疗器械有限公司 | 一种神经外科导航手术自动配准参考架 |
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