1.一种用于经皮穿刺微创手术智能引导的持针器,其特征在于,包括定位机械臂、穿刺引导装置、光学跟踪系统以及数据处理系统(1);
所述定位机械臂包括三个关节,且第一关节(2)的末端与底座固定装置(3)固定连接,第三关节(4)的末端与所述穿刺引导装置固定连接;
所述穿刺引导装置包括金属穿刺架(5)、万向节(6)以及单目相机(7),所述金属穿刺架(5)包括U型本体(5‑1)和与所述U型本体(5‑1)紧密配合的U型金属滑动块(5‑2),所述U型本体(5‑1)的底部内壁与所述U型金属滑动块(5‑2)的底部的相应位置上开设有穿刺针引导槽(5‑3),所述穿刺针引导槽(5‑3)的直径与穿刺针(8)的直径相同,所述穿刺针引导槽(5‑3)用于引导穿刺针(8)由患者皮肤入针点缓缓进入病灶点;所述U型本体(5‑1)的内侧壁上相对位置设有一凸部(5‑4),所述凸部(5‑4)与所述U型本体(5‑1)的底部形成导向槽(5‑5),所述U型金属滑动块(5‑2)的两侧设有凸出的导轨(5‑6),当所述U型金属滑动块(5‑2)与所述U型本体(5‑1)紧密配合时,所述导轨(5‑6)位于所述导向槽(5‑5)内且所述导轨(5‑6)与所述导向槽(5‑5)紧密配合;
所述万向节(6)包括万向球(6‑1)、万向球基座(6‑2)和支撑杆(6‑3),所述万向球基座(6‑2)与所述第三关节(4)的末端固定连接,所述万向球(6‑1)通过所述支撑杆(6‑3)与所述U型本体(5‑1)固定连接;
所述单目相机(7)通过相机支架与所述第三关节(4)的末端固定连接,所述穿刺针(8)的末端设有黑点,所述单目相机(7)以所述黑点作为特征点实时获取所述穿刺针(8)的位移信息;
所述光学跟踪系统包括光学跟踪设备(9)以及与所述光学跟踪设备(9)配合使用的红外反光标志球(10),所述红外反光标志球(10)固定安装在所述U型本体(5‑1)与所述光学跟踪设备(9)相对的外侧壁上,所述光学跟踪设备(9)用于对所述红外反光标志球(10)的位置进行实时测量,以实时获取所述红外反光标志球(10)的三维空间坐标;
所述单目相机(7)和所述光学跟踪设备(9)分别与所述数据处理系统(1)连接,所述数据处理系统(1)根据患者的CT影像或者MRI影像重建患者病灶处的三维影像模型,结合所述单目相机(7)和所述光学跟踪设备(9)发送的实时数据对患者坐标系和手术器械坐标系进行配准,得到所述穿刺针(8)在患者坐标系下的实时位姿,并通过所述数据处理系统(1)中显示屏的虚拟三维导航界面实时显示。
2.根据权利要求1所述的用于经皮穿刺微创手术智能引导的持针器,其特征在于,所述定位机械臂为五自由度的机械臂。
3.根据权利要求1所述的用于经皮穿刺微创手术智能引导的持针器,其特征在于,所述光学跟踪设备(9)为双目视觉光学导航仪。
4.根据权利要求1所述的用于经皮穿刺微创手术智能引导的持针器,其特征在于,所述红外反光标志球(10)的数量为3个以上,且全部所述红外反光标志球(10)的球体均处在同一个平面上,所述红外反光标志球(10)与所述U型本体(5‑1)的安装固定部位均为刚性连接。