[发明专利]空间交叉定位系统及方法

说明书

本申请公开了空间交叉定位系统及方法，包括具有第一运动轨迹的第一万向激光器和具有第二运动轨迹的第二万向激光器，所述第一万向激光器和第二万向激光器通过控制器发送的位置信息分别停留在第一运动轨迹上的位置Asubgt;n/subgt;处和停留在第二运动轨迹上的位置Dsubgt;n/subgt;处并分别发出相交于目标矢量BC所在直线的第一扇形激光和第二扇形激光。本发明提供的定位系统中任一个万向激光器均具有系统预设的运动轨迹，从而针对同一个目标定位所在空间矢量具有多个可行的位置组合，这使得两路激光在空间交汇的角度γ能够进行选择，在系统允许的范围内，执行足以满足目视可见且能够精准辨别的激光交汇点，达到任一目标定位均能精准引导的目的。

技术领域

本发明涉及定位技术领域，尤其涉及基于激光定位技术领域，具体涉及空间交叉定位系统及方法。

背景技术

穿刺诊疗是将穿刺针刺入体，切取人体组织条索、抽取分泌物进行实验室化验和病理分析，引流异质物，消融病变组织或通过植入放射性粒子进行肿瘤的精准放疗等。穿刺的目的是抽血化验，输血、输液及置入导管做血管造影或放射性粒子进行肿瘤的精准放疗等。

然而在进行穿刺时，有两方面因素决定着实际穿刺的准确性，即穿刺点和穿刺角度。现有技术是采用穿刺模板来提升精度，但由于模板是贴附在患者表面，存在晃动，为了提升穿刺引导精准，现有技术中，已经存在精准的激光引导设备，利用激光对穿刺路径或方向的可视化引导，从而达到精准穿刺的目的。

譬如现有技术1：授权公告号CN110755142B，主题名称为采用三向激光定位实现空间多点定位的控制系统及方法的中国发明专利利用可旋转的孔家弧形臂控制激光在空间有限的“锥形”范围内实现无死角的定位指示。

同时，作为进一步地技术革新，解决现有技术1中空间无死角定位范围较为局限，同时悬吊C型臂较为占用手术空间的问题，现有技术中还提出了一种采用多激光定位的装置及方法。

譬如：现有技术2：公开号CN107064950A，主题名称为激光定位装置及激光定位方法的中国发明公开文本，提出了通过三激光，基于测量学实现定位。

再如，现有技术3：公开号CN115634059A，主题名称为基于多点激光实现空间自由矢量定位的系统，同样利用激光交叉实现空间定位，但在定位过程中不难发现，该技术针对特殊的定位时会出现两路激光平行或者交汇角度非常小，也就是说尽管理论上能够做到任一角度的定位，但是由于两路激光交汇角度小，使得实际产生的激光交线在实现引导式形成的光斑交叉点难以辨认，从而导致实际应用时不能达到预期的效果。如图6所示，针对位于定位系统中心且目标定位方向偏向于竖直时，激光交线形成的夹角非常小，相交的光斑交点从十字交点变成长条状相交线段，从而无法确定准确位置，从而失去了精准引导的意义。

发明内容

为了解决现有交叉激光空间定位技术存在的激光交线形成的夹角非常小，在引导穿刺过程中难以目视确定实际定位点导致精准引导失效的问题，本申请提供空间交叉定位系统及方法，用于解决现有的基于交叉激光空间定位特定矢量有且只有一个定位方案存在局限或者激光交叉交汇角度小不能目视确定实际定位点导致精准引导失效的问题。

为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：

空间交叉定位系统，包括具有第一运动轨迹的第一万向激光器和具有第二运动轨迹的第二万向激光器，所述第一万向激光器和第二万向激光器通过控制器发送的位置信息分别停留在第一运动轨迹上的位置A_n处和停留在第二运动轨迹上的位置D_n处并分别发出相交于目标矢量BC所在直线的第一扇形激光和第二扇形激光，且满足夹角γ≥70％Maxγ；其中，γ为第一扇形激光和第二扇形激光的空间夹角，γ≤90°，n∈[1，2,…+∞]。

本发明还提供了空间交叉定位方法，基于上述的空间交叉定位系统实现，包括以下步骤：

步骤STP100，以第一运动轨迹或第二运动轨迹的中心建立空间坐标系XYZ；