光磁一体椎间孔镜导航平台

摘要

本发明公开一种光磁一体椎间孔镜导航平台，设置有标记参考系统、注册探针、标记系统和导航终端，通过注册探针、标记参考系统和标记系统分别定位标记点、参考点、椎间孔镜尖端在电磁空间坐标系的电磁空间坐标，以及在光学空间坐标系中的光学空间坐标。并获取获取包括标记点和解剖位置的扫描图像进行三维重建，得到三维图像。导航终端根据三维图像，以及标记点、参考点、椎间孔镜尖端的电磁空间坐标、光学空间坐标确定所述椎间孔镜尖端的追踪坐标，并根据追踪坐标在所述三维图像中显示椎间孔镜。

权利要求

1.一种光磁一体椎间孔镜导航平台，其特征在于，设置有：

标记参考系统，用于安装在人体上靠近解剖部位的位置处，以在电磁空间坐标系、光学空间坐标系中标定参考点和标记多个标记点；

注册探针，用于分别在电磁空间坐标系、光学空间坐标系中定位标记点；

标记系统，用于分别在电磁空间坐标系和光学空间坐标系中标定椎间孔镜尖端；

导航终端，用于确定椎间孔镜在三维图像中的追踪坐标；

导航终端设置有：

光学定位系统，用于通过标记参考系统、注册探针、标记系统，定位参考点、标记点、椎间孔镜尖端在光学空间坐标系中的光学空间坐标；

电磁定位系统，用于通过标记参考系统、注册探针、标记系统，定位参考点、标记点、椎间孔镜尖端在电磁空间坐标系中的电磁空间坐标；

导航系统，用于获取包括标记点和解剖部位的扫描图像进行三维重建，并根据重建后的三维图像，以及参考点、标记点、椎间孔镜尖端的光学空间坐标和电磁空间坐标，确定椎间孔镜尖端的电磁虚拟空间坐标和光学虚拟空间坐标，导航系统根据电磁虚拟空间坐标和光学虚拟空间坐标确定椎间孔镜尖端的追踪坐标，所述导航系统根据追踪坐标在三维图像中显示椎间孔镜；

首先，所述导航终端通过注册探针、标记参考系统和标记系统分别定位标记点、参考点、椎间孔镜尖端在电磁空间坐标系的电磁空间坐标，以及在光学空间坐标系中的光学空间坐标；

其次，所述导航终端根据标记点的电磁空间坐标、光学空间坐标以及包括解剖位置和标记点的扫描图像，分别确定电磁空间坐标系、光学空间坐标系与虚拟空间坐标系之间的转换矩阵；

然后，导航终端通过转换矩阵将参考点的电磁空间坐标、光学空间坐标，转换为电磁虚拟空间坐标、光学虚拟空间坐标；

下一步，导航终端根据参考点、椎间孔镜尖端的电磁空间坐标、光学空间坐标，确定椎间孔镜尖端与参考点的相对位置，并基于参考点的电磁虚拟空间坐标、光学虚拟空间坐标，确定椎间孔镜尖端的电磁虚拟空间坐标、光学虚拟空间坐标；

最后，导航终端根据椎间孔镜尖端的电磁虚拟空间坐标、光学虚拟空间坐标确定追踪坐标，并根据追踪坐标在所述三维图像中显示椎间孔镜。

2.根据权利要求1所述的光磁一体椎间孔镜导航平台，其特征在于：所述导航系统设置有：信息获取单元，用于获取扫描图像，以及获取参考点、标记点、椎间孔镜尖端的光学空间坐标和电磁空间坐标；

信息处理单元，用于根据扫描图像进行三维重建，并根据重建后的三维图像，以及标记点、参考点、椎间孔镜尖端的光学空间坐标，确定椎间孔镜尖端的光学虚拟空间坐标；还根据三维图像，以及标记点、参考点、椎间孔镜尖端的电磁空间坐标，确定椎间孔镜尖端的电磁虚拟空间坐标；所述信息处理单元结合光学虚拟空间坐标、电磁虚拟空间坐标确定椎间孔镜尖端的追踪坐标；

导航显示单元，用于根据追踪坐标在三维图像中显示椎间孔镜。

3.权利要求2所述的光磁一体椎间孔镜导航平台，其特征在于：所述信息处理单元设置有：三维重建模块，用于根据扫描图像进行三维重建，建立包括标记点和解剖部位的三维图像；

手术注册模块，用于根据三维图像，以及标记点的光学空间坐标确定光学空间坐标系与计算机空间坐标系之间的光学转换矩阵；还用于根据三维图像，以及标记点的电磁空间坐标确定电磁空间坐标系与计算机空间坐标系之间的电磁转换矩阵；

导航追踪模块，用于根据光学转换矩阵将参考点的光学空间坐标转换为光学虚拟参考坐标，并根据电磁转换矩阵将参考点的电磁空间坐标转换为电磁虚拟参考坐标；

还用于根据参考点和椎间孔镜尖端的光学空间坐标，以及光学虚拟参考坐标确定椎间孔镜尖端的光学虚拟空间坐标，并根据参考点和椎间孔镜尖端的电磁空间坐标，以及电磁虚拟参考坐标确定椎间孔镜尖端的电磁虚拟空间坐标，所述导航追踪模块根据电磁虚拟空间坐标和光学虚拟空间坐标确定追踪坐标。

4.权利要求2所述的光磁一体椎间孔镜导航平台，其特征在于：所述信息获取单元设置有RS232接口和RJ45网口，所述信息获取单元分别通过RS232接口和RJ45网口与电磁定位系统、光学定位系统连接。

5.根据权利要求1所述的光磁一体椎间孔镜导航平台，其特征在于，所述标记参考系统设置有参考架、标记板和人体安装机构，该参考架和标记板均与人机安装机构连接，所述标记板上设置有至少3个标记点，所述参考架上设置有电磁传感器和光学标记，该电磁传感器和光学标记用于分别在电磁空间坐标系、光学空间坐标系中标定参考点。

6.根据权利要求5所述的光磁一体椎间孔镜导航平台，其特征在于：所述人体安装机构设置有固定座和安装骨钉，该固定座套装在安装骨钉上，并通过夹持机构与2根安装骨钉固定，该夹持机构设置在固定座内，所述参考架安装在固定座上。

7.权利要求5所述的光磁一体椎间孔镜导航平台，其特征在于：所述人体安装机构设置有棘突夹，所述参考架和标记板均与棘突夹连接。

8.根据权利要求1所述的光磁一体椎间孔镜导航平台，其特征在于：所述注册探针设置有电磁传感器和光学标记，该电磁传感器和光学标记用于分别在电磁空间坐标系和光学空间坐标系中标定标记点。

9.根据权利要求1所述的光磁一体椎间孔镜导航平台，其特征在于：所述标记系统设置有电磁传感器和光学标记，该电磁传感器和光学标记用于分别在电磁空间坐标系和光学空间坐标系中标定椎间孔镜尖端。

说明书

光磁一体椎间孔镜导航平台

技术领域

[0001] 本发明涉及外科医学领域，特别是涉及一种光磁一体椎间孔镜导航平台。

背景技术

[0002] 椎间孔镜是一个配备有灯光的管子，它从病人身体侧方或者侧后方进入椎间孔，在安全工作三角区实施手术。通过椎间孔镜可以清楚的看到突出的髓核、神经根、硬膜囊和增生的骨组织。然后使用各类抓钳摘除突出组织、镜下去除骨质、射频电极修复破损纤维环。是同类手术中对病人创伤最小、效果最好的椎间盘突出微创疗法。

[0003] 整个手术中，将椎间孔镜准确送入需要手术的部位最为重要，现有的手术主要依赖医生的经验，对于经验不丰富的医生来说手术较为困难，而且容易损伤椎管内的神经。并且在手术过程中还需要进行多次照射X射线，确定椎间孔镜尖端的位置。

发明内容

[0004] 为解决以上技术问题，本发明提供一种光磁一体椎间孔镜导航平台，在手术过程中，采用电磁手术导航技术和光学手术导航技术，同步对椎间孔镜尖端的位置进行追踪，以便医生实时监控椎间孔镜的位置，将椎间孔镜准确送入手术部位。

[0005] 技术方案如下：

[0006] 一种光磁一体椎间孔镜导航平台，设置有：

[0007] 标记参考系统，用于在电磁空间坐标系、光学空间坐标系中标定参考点和多个标记点；

[0008] 注册探针，用于分别在电磁空间坐标系、光学空间坐标系中标定标记点；

[0009] 标记系统，用于分别在电磁空间坐标系和光学空间坐标系中标定椎间孔镜尖端；

[0010] 导航终端，用于建立电磁空间坐标系、光学空间坐标系以及虚拟空间坐标系；

[0011] 用于通过注册探针、标记参考系统和标记系统分别定位标记点、参考点、椎间孔镜尖端在电磁空间坐标系的电磁空间坐标，以及在光学空间坐标系中的光学空间坐标；

[0012] 所述导航终端根据三维图像，以及标记点、参考点、椎间孔镜尖端的电磁空间坐标、光学空间坐标确定所述椎间孔镜尖端的追踪坐标，并根据追踪坐标在所述三维图像中显示椎间孔镜。

[0013] 更进一步的，导航终端设置有：

[0014] 光学定位系统，用于通过标记参考系统、注册探针、标记系统，定位参考点、标记点、椎间孔镜尖端在光学空间坐标系中的光学空间坐标；

[0015] 电磁定位系统，用于通过标记参考系统、注册探针、标记系统，定位参考点、标记点、椎间孔镜尖端在电磁空间坐标系中的电磁空间坐标；

[0016] 导航系统，用于获取包括标记点和解剖部位的扫描图像进行三维重建，并根据重建后的三维图像，以及参考点、标记点、椎间孔镜尖端的光学空间坐标和电磁空间坐标，确定椎间孔镜尖端的电磁虚拟空间坐标和光学虚拟空间坐标，导航系统根据电磁虚拟空间坐标和光学虚拟空间坐标确定椎间孔镜尖端的追踪坐标，所述导航系统根据追踪坐标在三维图像中显示椎间孔镜。

[0017] 更进一步的，所述导航系统设置有：

[0018] 信息获取单元，用于获取扫描图像，以及获取参考点、标记点、椎间孔镜尖端的光学空间坐标和电磁空间坐标；

[0019] 信息处理单元，用于根据扫描图像进行三维重建，并根据重建后的三维图像，以及标记点、参考点、椎间孔镜尖端的光学空间坐标，确定椎间孔镜尖端的光学虚拟空间坐标；还根据三维图像，以及标记点、参考点、椎间孔镜尖端的电磁空间坐标，确定椎间孔镜尖端的电磁虚拟空间坐标；所述信息处理单元结合光学虚拟空间坐标、电磁虚拟空间坐标确定椎间孔镜尖端的追踪坐标；

[0020] 导航显示单元，用于根据追踪坐标在三维图像中显示椎间孔镜。

[0021] 更进一步的，所述信息处理单元设置有：

[0022] 三维重建模块，用于根据扫描图像进行三维重建，建立包括标记点和解剖部位的三维图像；

[0023] 手术注册模块，用于根据三维图像，以及标记点的光学空间坐标确定光学空间坐标系与计算机空间坐标系之间的光学转换矩阵；还用于根据三维图像，以及标记点的电磁空间坐标确定电磁空间坐标系与计算机空间坐标系之间的电磁转换矩阵；

[0024] 导航追踪模块，用于根据光学转换矩阵将参考点的光学空间坐标转换为光学虚拟参考坐标，并根据电磁转换矩阵将参考点的电磁空间坐标转换为电磁虚拟参考坐标；

[0025] 还用于根据参考点和椎间孔镜尖端的光学空间坐标，以及光学虚拟参考坐标确定椎间孔镜尖端的光学虚拟空间坐标，并根据参考点和椎间孔镜尖端的电磁空间坐标，以及电磁虚拟参考坐标确定椎间孔镜尖端的电磁虚拟空间坐标，所述导航追踪模块根据电磁虚拟空间坐标和光学虚拟空间坐标确定追踪坐标。

[0026] 更进一步的，所述信息获取单元设置有RS232接口和RJ45网口，所述信息获取单元分别通过RS232接口和RJ45网口与电磁定位系统、光学定位系统连接。

[0027] 更进一步的，所述标记参考系统设置有参考架、标记板和人体安装机构，该参考架和标记板均与人机安装机构连接，所述标记板上设置有至少3个标记点，所述参考架上设置有电磁传感器和光学标记，该电磁传感器和光学标记用于分别在电磁空间坐标系、光学空间坐标系中标定参考点。

[0028] 更进一步的，所述人体安装机构设置有固定座和安装骨钉，该固定座套装在安装骨钉上，并通过夹持机构与2根安装骨钉固定，该夹持机构设置在固定座内，所述参考架安装在固定座上。

[0029] 更进一步的，所述人体安装机构设置有棘突夹，所述参考架和标记板均与棘突夹连接。

[0030] 更进一步的，所述注册探针设置有电磁传感器和光学标记，该电磁传感器和光学标记用于分别在电磁空间坐标系和光学空间坐标系中标定标记点。

[0031] 更进一步的，所述标记系统设置有电磁传感器和光学标记，该电磁传感器和光学标记用于分别在电磁空间坐标系和光学空间坐标系中标定椎间孔镜尖端。

[0032] 有益效果：

[0033] 1、通过手术导航能精确定位手术器械的位置，准确将手术器械送入到手术部位，不对人体其他的部位造成损伤。

[0034] 2、能减少外界对手术导航造成的干扰，提高定位精度。

[0035] 3、方便医生观察手术器械与手术部位的相对位置，使手术更快速。

[0036] 4、减少病人进行X射线的拍摄次数，降低对病人的辐射和时间。

附图说明

[0037] 图1为本发明的平台系统连接示意图；

[0038] 图2为本发明的平台系统框图；

[0039] 图3为本发明的导航终端400的系统原理框图；

[0040] 图4为本发明的导航系统430的系统原理框图；

[0041] 图5为本发明的信息处理单元的原理框图；

[0042] 图6为标记参考系统100的结构示意图；

[0043] 图7为图6中参考架110的结构示意图；

[0044] 图8为标记参考系统100的安装结构示意图；

[0045] 图9为夹持机构的结构示意图；

[0046] 图10为注册探针200的结构示意图；

[0047] 图11为椎间孔镜A的结构示意图；

[0048] 图12为实施例二中人体安装机构的结构示意图。

具体实施方式

[0049] 下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

[0050] 实施例一、如图1、图2所示的光磁一体椎间孔镜导航平台的系统框图，该导航平台设置有：

[0051] 标记参考系统100，用于在电磁空间坐标系、光学空间坐标系中标定参考点和多个标记点121；

[0052] 注册探针200，用于分别在电磁空间坐标系、光学空间坐标系中标定标记点121；

[0053] 标记系统300，用于分别在电磁空间坐标系和光学空间坐标系中标定椎间孔镜A尖端；

[0054] 导航终端400，用于建立电磁空间坐标系、光学空间坐标系以及虚拟空间坐标系；

[0055] 用于通过注册探针200、标记参考系统100和标记系统300分别定位标记点121、参考点、椎间孔镜A尖端在电磁空间坐标系的电磁空间坐标，以及在光学空间坐标系中的光学空间坐标；

[0056] 所述导航终端400根据三维图像，以及标记点121、参考点、椎间孔镜A尖端的电磁空间坐标、光学空间坐标确定所述椎间孔镜A尖端的追踪坐标，并根据追踪坐标在所述三维图像中显示椎间孔镜A。

[0057] 具体而言，标记参考系统100安装在人体上靠近解剖部位的位置处，标记参考系统100可以为手术导航标记一个相对于解剖部位的固定参考点，以及多个标记点121。

[0058] 导航终端400通过注册探针200，采用电磁定位和光学定位确定标记点121分别在电磁空间坐标系和光学空间坐标系中的坐标，并根据包括解剖位置和标记点121的扫描图像，采用现有的手术注册方法，确定虚拟空间坐标系分别与电磁空间坐标系和光学空间坐标系的转换矩阵。如此能避免在患者身体上切开较大的手术直接，选取标记点，从而减少对患者的损伤，并且能提高定位精度。

[0059] 所述导航终端400通过标记参考系统100定位参考点，在电磁空间坐标系和光学空间坐标系中的坐标位置，并根据对应的转换矩阵，分别确定参考点在虚拟空间坐标系中的电磁虚拟空间坐标，以及确定参考点在虚拟空间坐标系中的光学虚拟空间坐标。

[0060] 所述导航终端400分别通过标记参考系统100和标记系统300追踪参考点、椎间孔镜A尖端的电磁空间坐标、光学空间坐标，从而确定椎间孔镜A尖端相对于参考点的电磁空间相对位置和光学空间相对位置，并结合参考点的电磁虚拟空间坐标、光学虚拟空间坐标，确定椎间孔镜A尖端的电磁虚拟空间坐标、光学虚拟空间坐标。

[0061] 所述导航终端400根据椎间孔镜A尖端的电磁虚拟空间坐标、光学虚拟空间坐标确定追踪坐标，并根据追踪坐标在所述三维图像中显示椎间孔镜A，以便医生直接观察穿刺针尖端的位置。

[0062] 由于导航终端结合了光学手术导航技术和电磁手术导航技术，结合两种导航方法的定位结果，提高了导航精度。并且当存在其他手术器械产生的电磁场干扰时，由于导航终端通过光学定位能准确定位椎间孔镜A的位置，当导航终端不能通过光学定位进行定位时，如标记系统、标记参考系统被遮挡，导航终端通过电磁定位能准确定位椎间孔镜A的位置。减少外界对手术导航造成的干扰，提高定位精度。

[0063] 在本实施例中，优选的，如图3所示的导航终端400系统框图，导航终端400设置有：

[0064] 光学定位系统410，用于通过标记参考系统100、注册探针200、标记系统300，定位参考点、标记点121、椎间孔镜A尖端在光学空间坐标系中的光学空间坐标；

[0065] 电磁定位系统420，用于通过标记参考系统100、注册探针200、标记系统300定位，参考点、标记点121、椎间孔镜A尖端在电磁空间坐标系中的电磁空间坐标；

[0066] 导航系统430，用于获取包括标记点121和解剖部位的扫描图像进行三维重建，并根据重建后的三维图像，以及参考点、标记点121、椎间孔镜A尖端的光学空间坐标和电磁空间坐标，确定椎间孔镜A尖端的电磁虚拟空间坐标和光学虚拟空间坐标，导航系统430根据电磁虚拟空间坐标和光学虚拟空间坐标确定椎间孔镜A尖端的追踪坐标，所述导航系统430根据追踪坐标在三维图像中显示椎间孔镜A。

[0067] 应理解，光学定位系统410可以采用光学定位技术，确定参考点、标记点121、椎间孔镜A尖端在光学空间坐标系中的光学空间坐标，如NDI公司的Polaris光学定位跟踪系统，光学定位系统410通过自身的定位摄像机411采集定位图像，并根据定位图像建立光学空间坐标系。

[0068] 电磁定位系统420是可以采用电磁定位技术确定参考点、标记点121、椎间孔镜A尖端在电磁空间坐标系中的电磁空间坐标，如NDI公司的Aurora定位跟踪系统。电磁定位系统420通过自身的磁场发生器421产生一个磁场强度分布已知的电磁场，并根据磁场强度建立电磁空间坐标系。

[0069] 导航系统430可以根据获取的包括标记点121和解剖部位的扫描图像、以及光学定位系统410和电磁定位系统420发送的参考点、标记点121、椎间孔镜A尖端的光学空间坐标和电磁空间坐标。导航终端400根据扫描图像进行三维重建，并根据重建后的三维图像建立虚拟空间坐标系。所述导航系统430根据标记点121在光学空间坐标系、电磁空间坐标系、虚拟空间坐标系中的坐标进行手术注册，确定转换矩阵。

[0070] 导航系统430根据参考点的光学空间坐标、电磁空间坐标和转换矩阵，确定参考点的电磁虚拟空间坐标和光学虚拟空间坐标，并根据椎间孔镜A尖端和参考点的光学空间坐标和电磁空间坐标确定所述相对位置关系，最后根据相对位置关系和参考点的电磁虚拟空间坐标和光学虚拟空间坐标，确定椎间孔镜A尖端的追踪坐标，所述导航系统430根据追踪坐标在三维图像中显示椎间孔镜A。

[0071] 在本实施例中，优选的，如图4所示的导航系统430的结构框图，导航系统430设置有：

[0072] 信息获取单元431，用于获取扫描图像，以及获取参考点、标记点121、椎间孔镜A尖端的光学空间坐标和电磁空间坐标；

[0073] 信息处理单元432，用于根据扫描图像进行三维重建，并根据重建后的三维图像，以及标记点121、参考点、椎间孔镜A尖端的光学空间坐标，确定椎间孔镜A尖端的光学虚拟空间坐标；还根据三维图像，以及标记点121、参考点、椎间孔镜A尖端的电磁空间坐标，确定椎间孔镜A尖端的电磁虚拟空间坐标；所述信息处理单元432结合光学虚拟空间坐标、电磁虚拟空间坐标确定椎间孔镜A尖端的追踪坐标；

[0074] 导航显示单元433，用于根据追踪坐标在三维图像中显示椎间孔镜A。

[0075] 应理解，信息获取单元431设置有多个通信接口，RS232接口、RJ45网口、USB接口，所述信息获取单元431分别通过RS232接口和RJ45网口与电磁定位系统420、光学定位系统410连接。通过RS232接口和RJ45网口获取光学定位系统410、电磁定位系统420发送的定位信息，通过USB接口获取扫描图像，并将扫描图像和定位信息发送给信息处理单元432。

[0076] 信息处理单元432可以是存储有现有的电磁手术导航软件和光学手术导航软件的处理主机，分别通过电磁手术导航软件和光学手术导航软件对扫描图像和定位信息进行处理，确定椎间孔镜A尖端的光学虚拟空间坐标、电磁虚拟空间坐标，并结合光学虚拟空间坐标、电磁虚拟空间坐标确定追踪坐标。

[0077] 导航显示单元433根据追踪坐标生成包括椎间孔镜A的三维图像信息，并将三维图像信息发送给显示器进行显示。

[0078] 在本实施例中，优选的，如图5所示的信息处理单元432原理框图，信息处理单元432设置有：

[0079] 三维重建模块4321，用于根据扫描图像进行三维重建，建立包括标记点121和解剖部位的三维图像；

[0080] 手术注册模块4322，用于根据三维图像，以及标记点121的光学空间坐标确定光学空间坐标系与计算机空间坐标系之间的光学转换矩阵；还用于根据三维图像，以及标记点121的电磁空间坐标确定电磁空间坐标系与计算机空间坐标系之间的电磁转换矩阵；

[0081] 导航追踪模块4323，用于根据光学转换矩阵将参考点的光学空间坐标转换为光学虚拟参考坐标，并根据电磁转换矩阵将参考点的电磁空间坐标转换为电磁虚拟参考坐标；

[0082] 还用于根据参考点和椎间孔镜A尖端的光学空间坐标，以及光学虚拟参考坐标确定椎间孔镜A尖端的光学虚拟空间坐标，并根据参考点和椎间孔镜A尖端的电磁空间坐标，以及电磁虚拟参考坐标确定椎间孔镜A尖端的电磁虚拟空间坐标，所述导航追踪模块4323根据电磁虚拟空间坐标和光学虚拟空间坐标确定追踪坐标。

[0083] 具体而言，三维重建模块4321可以根据扫描图像，通过信息处理单元的存储器中存储的现有的三维重建软件进行三维图像重建，得到包括标记点和解剖部位的三维图像，并将得到的三维图像发送给导航追踪模块4323.

[0084] 所述导航追踪模块4323将三维图像发送给手术注册模块4322。手术注册模块4322根据三维图像确定标记点的虚拟坐标，并根据信息获取单元431发送的标记点在电磁空间坐标系和光学空间坐标系中的坐标，采用现有的手术注册方法，确定所述电磁转换矩阵和光学转换矩阵，所述手术注册模块4322将电磁转换矩阵和光学转换矩阵发送给导航追踪模块432。

[0085] 所述导航追踪模块4323根据电磁转换矩阵和光学转换矩阵、以及信息获取单元431发送的参考点的坐标和椎间孔镜A尖端的坐标，确定椎间孔镜A尖端的追踪坐标，并将追踪坐标发送给导航显示单元433进行显示。

[0086] 在本实施例中，优选的，如图6、图7所示的标记参考系统100的结构示意图，该标记参考系统100设置有参考架110、标记板120和人体安装机构130，该参考架110和标记板120均与人机安装机构连接。

[0087] 所述标记板120上设置有至少3个标记点121，所述参考架110上设置有电磁传感器111和光学标记112，该电磁传感器111和光学标记112用于分别在电磁空间坐标系、光学空间坐标系中定位参考点，光学标记112设置有至少4个光学标记球1121。

[0088] 具体而言，如图1所示，所述电磁定位系统420可以通过自身的电磁发生器421产生一个磁场强度分别已知的电磁场，导航终端400通过注册探针200去点击标记板120上的标记点121，即可通过光学定位技术和电磁定位技术分别确定，标记点121在光学空间坐标系和电磁空间坐标系中的位置坐标，以完成手术注册，确定转换矩阵。并且标记板120和参考架110设置在一起，减少器械数量精简结构，操作也简便。

[0089] 通过电磁传感器111能检测标记参考系统100处的磁场强度，从而实现在电磁空间坐标系中定位参考点的位置。

[0090] 所述光学定位系统410可以通过定位摄像机411采集参考架110上光学标记112的定位图像，采用现有的图像定位技术，实现在光学空间坐标系中定位参考点的位置。

[0091] 如图8所示的标记参考系统100的安装结构示意图，所述人体安装机构130设置有固定座131和安装骨钉132，该固定座131套装在安装骨钉132上，并通过夹持机构与2根安装骨钉132固定，该夹持机构设置在固定座131内，所述参考架110安装在固定座131上。

[0092] 如图9所示，所述夹持机构设置有夹持臂135，所述固定座131的侧壁开有安装该夹持臂135的横向的安装槽136，所述夹持臂135横向设置在安装槽136内，所述夹持臂135朝向安装槽136槽口的侧面设置有松紧螺栓134。朝向所述安装槽136槽底的侧面上设置有2个限位槽137，2个限位槽137分别位于所述夹持臂135的两端。固定座131上开有2个骨钉过孔139，2个骨钉过孔139的安装位置与限位槽137相对应，且贯穿整个安装槽136。

[0093] 所述限位槽137与松紧螺栓134之间设置有朝向安装槽136槽底的限位条1391，该限位条1391的一端与夹持臂135固定，另一端向夹持臂135的两端弯折90度，形成限位部，所述安装槽136内设置有与限位部相配合的限位柱1392。所述安装槽136的槽底还设置有两根复位弹簧1393，2根复位弹簧1393设置在两根限位柱1392之间，该复位弹簧1393的一端与安装槽136槽底抵接，另一端与夹持臂135抵接。

[0094] 如图6所示，在人体上安装人体安装机构130时，先在患者身上切开较小的2个手术切口，然后将一根安装骨钉132沿手术切口固定在骨骼上，然后将松紧螺栓134水平向内挤压，复位弹簧1393压缩，将固定座131沿骨钉过孔139套装在安装骨钉132上。再沿骨钉过孔139插入另一根安装骨钉132后，并将安装骨钉132沿剩余的手术切口钻入患者身体。松开松紧螺栓134，然后沿螺纹将松紧螺栓134旋紧，以夹紧210紧固两骨钉，从而减少对患者的肌肉损伤。为了防止固定座131发生滑动，两骨钉过孔139之间存在夹角，在本实施例中，该夹角为6度。

[0095] 如图10所示的注册探针200的结构示意图，所述注册探针200设置有电磁传感器111和光学标记112，该电磁传感器111和光学标记112用于分别在电磁空间坐标系和光学空间坐标系中定位标记点121。其中，电磁传感器111设置在注册探针200的尖端，光学标记设置在注册探针200的手柄位置处。

[0096] 具体而言，所述电磁定位系统420通过电磁传感器111采集注册探针200在点击标记点121时的电磁强度信号，所述光学定位系统410通过定位摄像机411采集光学标记112的定位图像，所述电磁定位系统420和光学定位系统410分别采用在电磁空间坐标系和光学空间坐标系中定位参考点的位置相同的方法，定位注册探针200尖端的位置，从而确定标记点121在在电磁空间坐标系和光学空间坐标系中的位置。

[0097] 如图11所示的椎间孔镜A的结构示意图，所述标记系统300设置有电磁传感器111和光学标记112，该电磁传感器111和光学标记112分别设置在椎间孔镜A的尖端和手柄处，且分别用于在电磁空间坐标系和光学空间坐标系中标定椎间孔镜A尖端。

[0098] 应理解，椎间孔镜A通过信号连接线与导航终端400信号连接，电磁传感器111实时将检测到的磁场强度信号发送给电磁定位系统420，光学定位系统410实时采集椎间孔镜A上的光学标记112的定位图像，所述电磁定位系统420和光学定位系统410采用在电磁空间坐标系和光学空间坐标系中定位参考点的位置相同的方法定位椎间孔镜A尖端的位置。

[0099] 实施例二、实施例二与实施例一大致相同，其主要区别如图12所示，所述人体安装机构130设置有棘突夹133，所述参考架110和标记板120均与棘突夹133连接。

[0100] 最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。