本發(fā)明涉及應用于c臂x光機的導航裝置，尤其涉及一種應用于c臂x光機的投影導航裝置、校準及實施方法。

背景技術：

1、外科傳統(tǒng)手術方式切口大，出血多，對機體損傷大，術后不僅瘢痕大，影響美觀；而且可能會引起相關并發(fā)癥。隨著微創(chuàng)外科的發(fā)展，有望通過小切口或經(jīng)皮穿刺完成手術。但這有賴于體內目標的經(jīng)皮精準定位和到達該目標的精準路徑導航。

2、中國專利申請?zhí)枮?01920068139.8的實用新型專利，公開了一種基于c臂x光機的激光定位儀及手術導航系統(tǒng)，其在c臂x光機影像增強器的末端加裝可以產(chǎn)生可視激光束的激光定位儀，通過激光束完成對體內目標的精準導航。但是該專利存在以下幾個問題，一是該激光定位儀的尺寸較大，其是安裝在影像增強器的末端，要獲得足夠的透視視野，患者需要盡量靠近影像增強器，從而使得激光定位儀到患者體表的空間大大減小，不利于手術醫(yī)生操作；二是激光束的導航依賴于步進電機的運動，而步進電機運動過程中容易產(chǎn)生卡頓、掉步和噪音，會導致導航精度下降，對手術過程造成干擾；三是激光束只能對單個目標進行導航定位，無法實現(xiàn)手術區(qū)域目標的全景顯示和對多個目標的同時定位；四是該激光定位儀存在不透x射線的激光發(fā)生管等金屬部件，且這些部件位于x射線投射區(qū)域，會對人體手術目標的造成遮擋，影響其成像。

技術實現(xiàn)思路

1、針對上述技術問題，本發(fā)明提供的應用于c臂x光機的投影導航裝置及方法，能夠有效解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題，結構簡單、占用體積小，有效拓寬了手術空間，對手術目標無遮擋；手術過程中無需移動設備部件，實現(xiàn)對x光機透視區(qū)域的全景觀測、特定目標的單獨顯示和可視化線性導航。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為：

3、一種應用于c臂x光機的投影導航裝置，包括投影儀和反射裝置；所述反射裝置用于反射所述投影儀射出的光線；當所述投影導航裝置用于c臂x光機時，所述反射裝置可將經(jīng)所述投影儀的透鏡主光軸的光線反射至所述c臂x光機的x線球管下方，并將反射后的經(jīng)所述投影儀的透鏡主光軸的光線與所述x線球管的主光軸重合。

4、本發(fā)明提供的一種應用于c臂x光機的投影導航裝置，優(yōu)選地，所述反射裝置包括相互平行的第一平面鏡和第二平面鏡；所述第一平面鏡與所述第二平面鏡的鏡面相對；所述第一平面鏡的鏡面斜對著投影儀的透鏡；若經(jīng)所述投影儀的的透鏡主光軸的出射光線方向豎直向下，所述第一平面鏡與水平面之間的夾角為45°；經(jīng)所述投影儀射出的透鏡的主光軸的出射光線經(jīng)第一平面鏡反射后，照射至第二平面鏡，再經(jīng)第二平面鏡反射后與投影儀的透鏡主光軸平行。

5、本發(fā)明提供的應用于c臂x光機的投影導航裝置，優(yōu)選地，所述第二平面鏡至所述第一平面鏡之間的距離可調節(jié)。

6、本發(fā)明提供的應用于c臂x光機的投影導航裝置，優(yōu)選地，還包括第一驅動機構；所述第一驅動機構可驅動所述投影儀移動；若所述反射裝置的第一平面鏡、第二平面鏡之間的可調節(jié)方向為y軸方向，則所述第一驅動機構可驅動所述投影儀在x軸與z軸構成的平面內移動。

7、本發(fā)明提供的應用于c臂x光機的投影導航裝置，優(yōu)選地，包括微處理模塊和通信模塊；所述微處理模塊與所述通信模塊電性連接；所述微處理模塊與所述第一驅動機構電性連接。

8、本發(fā)明提供的應用于c臂x光機的投影導航裝置，優(yōu)選地，還包括第二驅動機構；所述反射裝置的兩塊平面鏡之間的距離通過所述第二驅動機構調節(jié)；所述第二驅動機構與所述微處理模塊電性連接。

9、本發(fā)明提供的應用于c臂x光機的投影導航裝置，優(yōu)選地，還包括校準裝置；所述校準裝置可拆卸固定于所述投影儀上；所述校準裝置包括固定件、第一金屬球、第二金屬球、第三金屬球和第四金屬球；所述第一金屬球、第二金屬球、第三金屬球、第四金屬球均固定于所述固定件上。

10、本發(fā)明提供的應用于c臂x光機的投影導航裝置，優(yōu)選地，所述反射裝置包括兩端封口的管狀殼體；所述第一平面鏡與所述第二平面鏡固定于所述管狀殼體內；所述第一平面鏡與所述第二平面鏡分別位于所述管狀殼體的兩端；所述管狀殼體的上表面開設有進光口；所述管狀殼體的下表面開設有出光口；所述進光口對著所述第一平面鏡的鏡面；所述出光口對著所述第二平面鏡的鏡面；所述進光口包裹所述投影儀的透鏡。

11、本發(fā)明提供的應用于c臂x光機的投影導航裝置，優(yōu)選地，所述反射裝置包括第一平面鏡；所述第一平面鏡的鏡面斜對著投影儀的透鏡；若經(jīng)所述投影儀的透鏡主光軸為水平方向，所述第一平面鏡與水平面之間的夾角為45°；經(jīng)所述投影儀的透鏡主光軸的出射光線經(jīng)第一平面鏡反射后投影儀的透鏡主光軸垂直。

12、本發(fā)明提供的應用于c臂x光機的投影導航裝置，優(yōu)選地，步驟s101：將投影導航裝置安裝于x線球管的側面，使得投影儀的透鏡對著影像增強裝置，反射裝置伸入x線球管的下方；

13、步驟s102：將校準裝置安裝到投影儀上，使得所述第一金屬球、第二金屬球的連線與y軸平行；所述第三金屬球、第四金屬球的連線與x軸平行；第一金屬球、第二金屬球的連線的中點為第一中點；第三金屬球、第四金屬球的連線的中點為第二中點；第一中點與第二中點的連線與z軸平行；第一中點位于第二中點的上方；第一中點與第二中點的距離為l；第一金屬球與第二金屬球的距離也為l；第三金屬球與第四金屬球的距離也為l；

14、步驟s103：進行透視，得到透視圖像；第一金屬球、第二金屬球在透視圖像上的距離為s1；第三金屬球、第四金屬球在透視圖像上的距離為s2；第一金屬球、第二金屬球在透視圖像上的連線的中點作為(x0，y0)；x線焦點距離距離第一金屬球的z軸方向的距離是h＝s2*l/(s1-s2)；

15、步驟s104：在z軸上調節(jié)投影儀的距離sz＝h-h0，其中h0為投影儀透鏡中心與第一金屬球在z軸方向上的距離；在x軸上調節(jié)投影儀調整的距離sx＝s1*l/x0；在y軸上第二平面鏡與第一平面鏡之間的距離sy＝s1*l/y0；

16、步驟s105：投影儀在x軸、z軸上位置及第二平面鏡與第一平面鏡之間在y軸上的位置調節(jié)完成后，再次進行透視，調節(jié)輸入投影儀的圖像大小，使得投影儀投射出的第一金屬球、第二金屬球圖像與校準裝置上的第一金屬球、第二金屬球的實際大小及位置重合。

17、本發(fā)明提供的應用于c臂x光機的投影導航裝置的實施方法，優(yōu)選地，

18、步驟s201：將c臂x光機的投影導航裝置安裝至c臂x光機的線球管側面；

19、步驟s202：利用校準裝置對c臂x光機的投影導航裝置進行校準；

20、步驟s203：拆除校準裝置；

21、步驟s204：啟動c臂x光機對病人身體進行透視，投影導航裝置將獲取的透視圖像投影至患者體表；

22、步驟s205：對獲得的c臂x光機的透視圖像上的目標點利用不同顏色進行標記區(qū)分，此時，投影至患者體表的透視圖像為進行標記區(qū)分后的透視圖像。

23、上述技術方案具有如下優(yōu)點或者有益效果：

24、本發(fā)明提供的一種應用于c臂x光機的投影導航裝置，應用于c臂x光機的投影導航裝置，其特征在于，包括投影儀和反射裝置；所述反射裝置用于反射所述投影儀射出的光線；當所述投影導航裝置用于c臂x光機時，所述反射裝置可將經(jīng)所述投影儀的透鏡主光軸的光線反射至所述c臂x光機的x線球管下方，并將反射后的經(jīng)所述投影儀的透鏡主光軸的光線與所述x線球管的主光軸重合。本發(fā)明使用前對投影儀出射光路的位置和角度進行精密校準并鎖定后，后續(xù)使用過程中無需再次調節(jié)投影儀及反射裝置位置，達到“所見即所得”的效果，實現(xiàn)對x光機透視區(qū)域的全景觀測和對特定目標的單獨顯示和可視化線性導航；并且相對于現(xiàn)有c臂x光機輔助定位或導航設備占用體積小，有效拓寬了手術空間。