[实用新型]一种检测配准精度的标准块及其测试系统

说明书

本实用新型涉及一种检测配准精度的标准块及其测试系统，包括主板、安装在所述主板上的能够被光学追踪设备定位追踪的定位支架；所述主板上设有配准区、测试区；其中，所述配准区用于将所述标准块的虚拟模型与所述标准块在所述光学追踪坐标系中配准；所述测试区用于测试配准精度。该标准块可以确定配准后的待测对象是否整体或部分满足手术精度要求，且该精度相较于医生的判断更为客观准确，提高手术导航系统使用的安全性。

技术领域

本实用新型涉及计量仪器领域，特别涉及一种检测配准精度的标准块及其测试系统。

背景技术

在基于增强现实技术的骨科手术导航系统中(以下简称手术导航系统)，其原理为：通过对患者进行CT扫描，获得图像数据；然后，计算机对图像数据进行三维重建，获得患者虚拟模型；现实环境中，定位支架固定在患者身上，光学追踪设备可以直接获取定位支架的位置信息，并可以在其坐标系中显示，但却无法直接获取患者的位置信息，因此，需要利用配准算法以及光学追踪设备，间接获得患者在光学追踪设备中的的位置信息，将虚拟模型与患者进行配准，最终，在光学追踪设备坐标系中，呈现出的虚拟模型与定位支架固定连接，且该连接关系与实际环境中患者于定位支架的连接关系一致，从而获得导航图像。医生根据导航图像，可以直观了解患者的内部解剖结构，快速确定入刀口位置，以及手术器械深入患者体内的情况。

在手术导航系统辅助的手术中，由于医生的判断、操作很多都是依据导航图像做出的，因此，手术导航系统的配准精度对手术的安全性有着直接的影响，但是，目前对于配准精度的验证，只能靠医生主观判断，尤其对于一些精度要求较高的手术，例如脊椎手术，存在很大风险。

因此，如何客观测试手术导航系统的配准精度，是目前我们需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是如何客观测试手术导航系统的配准精度。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种检测配准精度的标准块，包括主板、安装在所述主板上的能够被光学追踪设备定位追踪的定位支架；所述主板上设有配准区、测试区；其中，所述配准区用于将所述标准块的虚拟模型与所述标准块在所述光学追踪坐标系中配准；所述测试区用于测试所述虚拟模型的配准精度。

较佳的，所述配准区包括至少1个内凹坑，且所述内凹坑表面为不规则曲面。

较佳的，所述配准区包括至少1个凸块，所述凸块表面为不规则曲面。

较佳的，所述测试区包括至少一排N个刻度孔位，N为大于2的整数；相邻所述刻度孔位的间距相等，方向指向所述配准区。

较佳的，所述测试区还包括至少2个插孔，所述插孔与所述主板形成预设夹角A，其中0°<A<180°。

本实用新型还提供一种配准精度测试系统，包括上述所述的检测配准精度的标准块、光学追踪设备、能够被光学追踪设备定位追踪的检测器具。

较佳的，所述光学追踪设备为NDI光学定位跟踪系统或深度相机。

较佳的，所述检测器具为加装定位支架的探针，所述探针用于在所述标准块进行配准、检测的取点操作。

相对于现有技术而言，本实用新型通过提供标准块达到对骨科手术导航系统配准精度的客观验证。标准块上包括主板以及能够被光学追踪设备定位追踪的定位支架，主板上设有配准区、测试区；其中，标准块是模拟手术过程中配准的部分骨头，而配准区对应于骨头上的配准区域。在验证前，先通过配准区将标准块与其虚拟模型进行配准，然后利用测试区验证手术导航的配准精度。测试区上设有多个刻度孔位，在实际环境中，医生将检测器具插入刻度孔位或插孔，然后测得一个位置信息，将其与配准后的虚拟模型上的刻度孔位或插孔的位置信息进行比较，其差值变化可以体现手术导航系统的精度。该精度相较于医生的判断更为客观准确。

附图说明