带有手术定位和导航功能的C形臂X光机的制作方法

本实用新型涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种带有手术定位和导航功能的c形臂x光机。

背景技术：

移动式c形臂x光机（以下简称c形臂x光机）是医院临床手术中常用的设备，它将一个x射线发生器与一个影像增强器分别集成在一个“c”形臂状框架结构的两端。影像增强器输出的影像通过光电耦合的方式传送到电视摄像机中，形成视频信号。该视频信号可实时地显示在监视器上，以便医生看到患者的解剖信息影像及其在治疗过程中的动态情况，而这些视觉信息可辅助医生进行体内异物或病变组织精确定位。

手术导航系统，是将病人术前或术中影像数据和手术床上病人解剖结构准确对应，手术中跟踪手术器械并将手术器械的位置在病人影像上以虚拟探针的形式实时更新显示，使医生对手术器械相对病人解剖结构的位置一目了然，使外科手术更快速、更精确、更安全。

当前，导航设备是独立于影像设备工作的，导航设备需要采集术前患者的ct图像，根据ct图像进行图像配准，但这种采集患者术前ct图像，再进行导航设备的图像配准以指导后续操作是十分繁琐和耽误时间的，且为了完成这一步工作，需要在ct或c臂成像区域放置用于坐标变换的标志物，以实现导航与c形臂等影像设备的协同使用。

目前通常使用的是导航设备与c形臂配合，手术室中必须共在两种大设备，需要专门设计标记物用于两个设备获得图像间的坐标转换运算，设备摆放与数据传输极不方便。同时由于导航设备与c形臂来自不同厂家，操作、控制系统、图形制式不兼容的情况多有发生，使得导航技术难以大面积普及应用，制约了行业成长。因此，如果c臂x光机本身就带有手术定位和手术导航功能，则将为手术带来极大便利，且因为中间过程减少而具备定位准确、快速、方便的优势。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于供一种能够快速、精确定位人体内部异物、病变组织和医疗器械的具体位置、增加手术安全性、提高手术准确率、同时减少辐射暴露及减少手术创伤的带有手术定位和导航功能的c形臂x光机。

本实用新型为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：

设计一种带有手术定位和导航功能的c形臂x光机，包括x光机本体，所述x光机本体包括x射线成像系统和图像处理器，所述c形臂x光机还包括：导航标志物和导航相机，所述导航相机与所述图像处理器电性连接，所述导航相机用于识别所述导航标志物的运动轨迹，并将识别结果传递至所述图像处理器中，所述图像处理器将所述导航相机的识别结果与所述x射线成像系统的成像结果的坐标实现定位，完成图像配准。

优选地，所述导航标志物包括跟踪反光球、手术工具、红外主动式发光管。

优选地，所述跟踪反光球设置在所述c形臂上面向所述导航相机的一侧。

优选地，所述导航相机包括红外线相机和可见光相机。

优选地，所述导航相机设置在多自由度支撑架上。

优选地，所述c形臂x光机还包括：机械臂，所述机械臂与所述图像处理器电性连接。

优选地，所述导航相机、所述机械臂的电源端连接至所述c形臂x光机上。

本实用新型采用上述结构后，有益效果在于：

（1）本实用新型首先依靠x射线成像系统对视野范围包括病人病患部位、导航标志物等进行x光成像，然后将x光成像信息传递至图像处理器中，由图像处理器对其进行处理；在手术过程中，医生根据外科手术的需要来操作导航相机，实时地在病人身体部位进行拍照操作，而导航相机拍摄的照片传递至图像处理器进行处理，导航相机拍摄的图片以相同位置处的的导航标志物作为参考，从而实现了x射线成像系统的x光成像与导航相机的照片坐标位置的统一；进而实现图像处理器对x光成像、照片进行坐标定位，完成图像配准，从而体提高了图像的清晰度和准确度。最后，完成配准以后的图像能更加清楚地显示出病灶部位，从而能更好地指导医护人员快速、精确定位人体内部异物、病变组织，提高手术准确率。

（2）本实用新型集成了影像与导航设备在同一操作、控制系统下，从系统架构、机械结构上实现了一体化，省去了数据传输的过程，减少了专用导航标记物，设备体积更小，使用更为方便、灵活。

附图说明

下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型一实施例的c形臂x光机的立体结构示意图。

图2是本实用新型一实施例的c形臂x光机的立体结构示意图。

图3是本实用新型一实施例中导航相机和多自由度支撑架的结构示意图。

图4是本实用新型一实施例中机械臂的结构示意图。

图中：c形臂x光机100、c形臂1、运动支架2、台车3、图像处理器4、监视器5、导航标志物6、导航相机7、多自由度支撑架8、机械臂9。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参阅附图1所示，根据本实用新型实施例的一种带有手术定位和导航功能的c形臂x光机100，包括x光机本体，所述x光机本体包括x射线成像系统（图中未示出）和图像处理器4，所述c形臂x光机100还包括：导航标志物6和导航相机7，所述导航相机6与所述图像处理器4电性连接，所述导航相机7用于识别所述导航标志物6的运动轨迹，并将识别结果传递至所述图像处理器4中，所述图像处理器4将所述导航相机7的识别结果与所述x射线成像系统的成像结果的坐标实现定位，完成图像配准。

本实用新型所示c形臂x光机100，首先依靠x射线成像系统对视野范围包括病人病患部位、导航标志物6等进行x光成像，然后将x光成像信息传递至图像处理器4中，由图像处理器4对其进行处理。在手术过程中，医生根据外科手术的需要来操作导航相机7，实时地在病人身体部位进行拍照操作，而导航相机7拍摄的照片传递至图像处理器4对其进行处理，由图像处理器4对其进行处理。而导航相机7拍摄的图片也以相同位置处的的导航标志物6作为参考，从而实现了x射线成像系统的x光成像与导航相机7的照片坐标位置的统一；进而由图像处理器4对x光成像、照片进行坐标定位，完成图像配准。最后，完成配准以后的图像会更加清楚地识别出病灶部位，从而能更好地指导医护人员快速、精确定位人体内部异物、病变组织，提高手术准确率。

进一步地，参阅附图1所示，根据本实用新型的一实施例中，x光机本体还包括c形臂1、运动支架2、台车3和监视器5，所述x射线成像系统设置在所述c形臂1内；所述c形臂1安装在所述运动支架2上，所述c形臂1能够围绕所述运动支架2旋转；所述运动支架2安装在所述台车3上，所述台车3用于支撑所述运动支架2水平滑动；所述x射线成像系统和所述监视器5与所述图像处理器4电性连接，所述图像处理器4用于处理所述x射线成像系统的成像并将处理结果显示在所述监视器5上。设置的台车3可以方便在手术前或手术中根据需要移动x光机本体，同理，设置的运动支架2可以方便调节c形臂1的旋转角度，以达到最佳的成像条件，最后，设置的c形臂1结构可以针对身体特征，完成高效率地x光扫描。

进一步地，根据本实用新型的实施例，导航标志物6可以包括跟踪反光球、手术工具或红外主动式发光管，这样可以在手术过程中更好地实现x光成像以及相机成像的坐标统一，便于坐标准确定位和图像配准，从而能进一步提高对病灶部位的识别准确率。

具体地，参阅附图1和2所示，跟踪反光球可以设置在所述c形臂1上面向所述导航相机7的一侧。这样可以便于导航相机7接收跟踪反光球反射的光线，有利于提高标志物的定位准确度。

具体地，根据本实用新型的实施例中，导航相机7可以包括红外线相机和可见光相机。红外线相机和可见光相机搭配使用利用红外光谱和可见光可以根据颜色、材质的差异识别处物质，从而可以更好地识别出病灶部位。

具体地，根据本实用新型的实施例中，导航相机7可以设置在多自由度支撑架8上。这样可以根据实际需要调整导航相机7的拍摄角度，有利于获得最佳的照片质量，从而便于实现坐标定位，完成图像配准。具体地，多自由度支撑架8可以为六自由度支撑架。

进一步地，根据本实用新型的又一实施例中，c形臂x光机100还包括：机械臂9，所述机械臂9可以与所述图像处理器4电性连接。这样当图像处理器4完成坐标定位和图像配准、识别出病灶部位以后，医护人员通过操作可以驱动机械臂9在三维空间内运转以实现对病灶部位进行医学上的处理，如切除、采样等。具体地，机械臂9可以为能在三维空间内自由活动的机械手。

具体地，根据本实用新型的实施例中，导航相机7、所述机械臂9的电源端连接至所述c形臂x光机100上，有利于统一设备用电结构，减少设备体积，提高使用的便捷性。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

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