CN112075994A - 用于定位医疗器械的光学标识物和医疗器械组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于体外定位医疗器械的光学标识物和医疗器械。该光学标识物包括：具有凹陷部和/或凸出部的本体，所述凹陷部和/或凸出部设置有用于定位的、不共面的光学标识，所述光学标识从所述凹陷部或凸出部的表面可见；以及与所述本体连接的连接部，用于与所述医疗器械的待定位部连接。该光学标识物中，具有光学标识的本体是非平面结构，能够增大医疗器械的可识别角度，并且提高识别精度和稳定度。

Description

用于定位医疗器械的光学标识物和医疗器械组件

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体地，涉及一种用于定位医疗器械的光学标识物和医疗器械组件。

背景技术

在医疗临床实践过程中，常需要将医疗器械探入人体内，进行某种介入操作。例如，可通过经皮体外穿刺来获取人体内病变组织的微量标本。目前在基于人体自然腔道的疾病领域，如心血管，消化，呼吸等领域，都有可以满足临床需求的成熟器械解决方案。但如果病变并未直接连接自然腔道，则需要建立手术通道。在这种情况下，微创介入操作会受到手术定位导航的限制。相对于操作者，医疗器械的远端是不可视的。这类操作中，医疗器械的准确定位导航是非常重要的。

现有的用于医疗器械定位的光学特征点通常是平面排布的，其影响手术定位精度，无法满足医疗实践需求。

发明内容

为了至少部分地解决现有技术中存在的问题，根据本发明的一个方面，提供一种用于体外定位医疗器械的光学标识物，包括：

具有凹陷部和/或凸出部的本体，所述凹陷部和/或凸出部设置有用于定位的、不共面的光学标识，所述光学标识从所述凹陷部或凸出部的表面可见；以及

与所述本体连接的连接部，用于与所述医疗器械的待定位部连接。

示例性地，所述本体呈片状结构，所述片状结构的正面的至少局部的光学标识与所述片状结构的反面的对应局部的光学标识分布一致。

示例性地，所述片状结构设置有不透明的光学标识层，所述光学标识层上设置有所述光学标识，所述光学标识层的一侧或两侧设置有由透明材质制成的表层。

示例性地，所述片状结构由非透明材质制成，在所述片状结构的正面和反面覆盖有分布一致的光学标识。

示例性地，所述本体呈空心半球状。

示例性地，所述光学标识包括多个特征点，所述多个特征点中至少一部分位于同心圆上且呈非旋转对称分布。

示例性地，所述空心半球的边缘设置有向外延伸的翻边。

示例性地，所述连接部设置于所述本体的中心区域。

示例性地，所述连接部的中心设置有安装孔，用于接收所述医疗器械的安装配合部。

示例性地，所述连接部的至少设置有所述安装孔的部分由弹性材料制成，用于与所述医疗器械的安装配合部过盈配合。

示例性地，所述安装孔为螺纹孔，用于与所述医疗器械的安装配合部螺纹连接。

示例性地，所述连接部设置有卡爪，所述卡爪用于夹紧所述医疗器械的安装配合部。

示例性地，所述连接部包括彼此连接的第一端部和第二端部，所述第一端部连接于所述本体，所述第一端部和所述第二端部之间具有夹角，所述第二端部用于连接所述医疗器械的安装配合部。

根据本发明另一方面，还提供了一种医疗器械组件，包括医疗器械，还包括上述的光学标识物。

示例性地，所述医疗器械是穿刺针。

在根据本发明实施例提供的用于体外定位医疗器械的光学标识物中，具有光学标识的本体是非平面结构，能够增大医疗器械的可识别角度，并且提高识别精度和稳定度。

在发明内容中引入了一系列简化的概念，这些概念将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

以下结合附图，详细说明本发明的优点和特征。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。附图中类似的参考标记表示类似的部件。在附图中，

图1示出了不同角度下平板上特征点的可识别性的示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的连接了医疗器械的光学标识物的侧视图；

图3示出了根据本发明一个实施例的用于计算不同形状光学标识物的有效特征点总数的坐标系示意图；

图4示出了根据本发明一个实施例的光学标识物的可见情况示意图；

图5示出了根据本发明另一个实施例的光学标识物的可见情况示意图；

图6示出了根据本发明一个实施例的光学标识物的凹形半球本体的示意图；

图7示出了根据本发明一个实施例的平板状本体、单面标识凹形半球本体、双面标识凹形半球本体和凸形半球本体的不同观察角度下的有效特征点数的统计结果示意图；

图8和图9分别示出了根据本发明另外实施例的平板状本体、双面标识凹形半球本体和凸形半球本体的不同观察角度下的有效特征点数的统计结果示意图；

图10示出了根据本发明又一实施例的平板状本体、双面标识凹形半球本体和凸形半球本体的不同观察角度下的有效特征点数的统计结果示意图；

图11示出了图2所示实施例的光学标识物的正视图；

图12示出了根据本发明另一实施例的光学标识物的侧视图；

图13a和图13b分别示出了根据本发明又一实施例的光学标识物的侧视图和俯视图。

具体实施方式

在下文的描述中，提供了大量的细节以便能够彻底地理解本发明。然而，本领域技术人员可以了解，如下描述仅涉及本发明的较佳实施例，本发明可以无需一个或多个这样的细节而得以实施。此外，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

医疗领域的体内介入操作，例如人体穿刺，是一种需要在三维，六个自由度都能精准定位的使用需求。同时，因为患者病变位置相对医生视角的任意性，对于诸如穿刺针的医疗器械的定位，需要针对医疗器械相对于视频采集装置的摄像头大角度转动这种情况做特殊优化，以保证在介入操作的全程都能够精准定位医疗器械。

在现有的基于图像的医疗器械定位技术中，光学特征点通常采用平面排布的方式，例如，二维码形式。这种情况中，当光学标识相对摄像头的倾斜角度大于某一范围时，特征点会快速消失，影响定位精度。

具体地，基于单目视觉对空间物体进行姿态估计的过程中，标识物的表面纹理布局直接影响到姿态估计算法的性能表现。

在标识物距视频采集装置同等距离情况下，特征点排布越密集，数量越多，越便于设计出高鲁棒性的纹理，但过于密集可能导致视频采集装置无法区分相邻特征点。图1示出了不同角度下平板上特征点的可识别性的示意图。对于平面形状的设计，如图1所示，C点表示视频采集装置所在位置。平板在由正对视频采集装置的位置逐渐旋转至与摄像头正前方平行的位置的过程中，相邻两个特征点P1和P2投射在视频采集装置平面上的位置会逐渐聚拢，最终在某一角度彻底无法识别。

主要基于上述原因，需要一种更理想的光学标识物。

本申请实施例提供了一种光学标识物，其用于体外定位医疗器械，以进一步用于为用户提供针对医疗器械位于体内的部分的定位导航。其中，用户是整个体内导航过程的观察者，其也是将器械探入体内的操作者。操作对象可以是用户需要对其进行操作的人或其他动物。医疗器械可以是任意可探入对象体内的工具。医疗器械可以例如是穿刺针、活检针、射频或微波消融针、硬质内窥镜、内窥镜手术下卵圆钳或电刀等。

在一个示例中，可以利用位于体外的视频采集装置实时采集医疗器械的视频，该视频中包括固定于医疗器械的光学标识物。该视频采集装置可以是位于体外的摄像头，例如用户头戴式的摄像头。这样，视频采集装置的采集角度与用户的观察方向保持一致。在利用视频采集装置采集视频的同时，利用定位装置识别视频中的光学标识物上设置的光学标识，即从视频的各个帧中识别其中的光学标识。该识别操作可以基于现有成熟的图像识别算法，例如基于纹理特征、频域分析和机器学习等识别方式。并且，还利用定位装置根据所识别的光学标识确定光学标识物的当前位姿，进而基于光学标识与医疗器械的待定位部的位置关系确定医疗器械的待定位部的当前位姿。

图2示出了根据本发明一个实施例的连接了医疗器械500的光学标识物200的侧视图。光学标识物200可以固定到医疗器械500上，由此形成与医疗器械500相对固定的位置关系。通过识别光学标识物200，即可定位医疗器械500。

如图2所示，该光学标识物200包括本体210和与本体210连接的连接部220。该连接部220用于与医疗器械500的待定位部连接。待定位部是医疗器械500执行操作的部件，是医疗器械500的远端。连接部220用于连接在医疗器械500的靠近近端的部分。在本申请的实施例中，部件的近端是指该部件中距离操作该部件的用户更靠近的端部；反之，则称为其远端。可以理解，因为视频采集装置与用户通常处于医疗器械的同一方向。由此，近端也比远端更靠近视频采集装置。例如，对于穿刺针来说，其针管部分可以称为其近端，其针尖部分可以称为其远端，即待定位部。当利用该医疗器械进行介入操作时，该医疗器械的近端位于体外，是可视的；而远端位于体内，是不可视的。可以理解，视频采集装置只能采集到医疗器械的近端，而无法采集到医疗器械的远端。当用户使用医疗器械时，光学标识物200位于体外，医疗器械500的待定位部位于体内。由同样位于体外的视频采集装置采集包含光学标识物的视频，以用于医疗器械500的待定位部的定位。在图2所示实施例中，该医疗器械500为穿刺针。当用户使用该穿刺针时，可以握住连接部220进行穿刺。可以理解，医疗器械500还可以是其他医疗器械。

可以理解，相对医疗器械500来说，连接部220可以是单独的部件，也可以是与医疗器械500一体的部件，例如是医疗器械500的手柄的一部分。

连接部220与医疗器械500的连接可以是直接连接，还可以通过其他部件的间接连接。后者例如，连接部220通过医疗器械500的安装配合部等其他部件与医疗器械500的待定位部连接。

当光学标识物200使用时，光学标识物指向视频采集装置。光学标识物200的本体210具有凹陷部。该凹陷部相对于视频采集装置所在的方向呈凹形。凹陷部设置有用于定位的光学标识，光学标识从凹陷部的表面可见。如图2中本体210上的纹理所示。该光学标识用于由定位装置识别光学标识物并根据所识别的光学标识物确定医疗器械500的待定位部的位置。该光学标识是不共面的，换言之，光学标识并非全部处于同一平面上。但是，可以存在部分共面的光学标识。可以理解，光学标识可以包括多个特征点。基于特征点做光学标识物的识别和定位计算量小，容易实现。在本体210中，光学标识处于凹陷部所在的曲面上。

虽然在图2中示出了本体210具有凹陷部，但是本体210也可以具有表面上设置有不共面的光学标识的凸出部。该凸出部相对于视频采集装置所在的方向呈凸形。可以理解，本体210可以在不同位置分别具有凹陷部和凸出部。

本体210上具有凹陷部和/或凸出部能够在保持本体总体尺度不变的前提下，显著提高本体210的表面的可识别面积，进而提高医疗器械的定位精度。同时，该光学标识物位于体外，其可以用于与一次性使用的无菌介入耗材组合使用，而对光学标识物自身的无菌性要求不高，可以重复使用，降低了使用成本。另外，该光学标识物对于医疗器械的形状没有要求，普适性强。

三个及三个以上非共线特征点，即可确定三维物体的空间位置。但在实际基于单目视觉对物体进行空间定位过程中，基于视频进行物***姿识别受运动模糊、光学畸变、色散、遮挡和不均匀光照等等因素影响，越多的可识别特征点可以保证越精确的识别效果。下面分别以本体呈平板状和碗状为例来说明碗状本体可识别特征点数的显著提升。为了简化计算，假设该碗的数学表示是半球。

如图1中左图所示，光学标识物上两个相邻特征点P1和P2与视频采集装置的摄像头所在位置点C构成夹角θ(简称为“特征点视场角”)。

特征点的分辨能力依赖于物体特征点经过光学镜头后投影在摄像头CCD(或CMOS)平面上的像素点间的距离。在特征点与摄像头距离不变情况下，两个特征点在摄像头平面的投影距离与特征点视场角成正比，为方便计算，可直接以特征点视场角大小作为判定对象。当特征点视场角大于某一阈值θ_T(称为“最小可视视场角”，记为)时，则特征点可被摄像头识别并提取。

假设摄像头最大视场角为48°，分辨率为896*504，则一个像素所占视场角约为0.054°(48°/896)。因分辨两个点最小需要3个像素，因此对应最小可视视场角θ_T＝0.16°

为简化问题，考虑二维空间中的情况。三维空间可以依此类推。图3示出了根据本发明一个实施例的用于计算不同形状光学标识物的有效特征点总数的坐标系示意图。如图3所示，以平板状本体所在直线为X轴，构建二维直角坐标系。其中，直角坐标系的原点是平板状本体的中点，且该平板状本体朝向摄像头的下表面设置有光学标识。对于碗状本体的情况，如果碗的碗口相对于碗底对于摄像头是近端(简称凹形半球本体)，则直角坐标系的X轴是半圆弧两端点连线所在直线，原点是半圆弧两端点连线的中点；如果碗的碗口相对于碗底对于摄像头是远端(简称凸形半球本体)，则直角坐标系的X轴是过半圆弧顶部中点且垂直于半圆弧两端点连线的直线，原点是半圆弧顶部中点。假设碗状本体的朝向摄像头的正面和背对摄像头的反面均设置有光学标识。

如图3所示，保持摄像头距坐标原点距离R(变化范围可以是200至450mm)不变的前提下，在摄像头自Y轴上的观察点C_α1移动到X轴上的观察点C_αn的轨迹上，平均取n个点作为观察点。对于每个观察点C_α，其X轴和Y轴坐标分别为：

其中，α是观察点与原点的连线和Y轴负向的夹角。

对于平板状本体，如图3所示，从坐标(-D，0)设置第1个特征点开始，延X轴正方向每间隔距离d(例如3mm)设置新的特征点，直至下一个特征点位置即将超出本体范围为止(横坐标＞D)。其中D是平板状本体的长度的一半，且是半球的半径。在图3所示实施例中，D＝25mm。

可求得总的特征点数N，

将第i个特征点的位置记为P_i，则其坐标为：

对于凹形半球本体，从坐标(-D，0)设置第1个特征点开始，延圆弧方向每间隔弧长d设置新的特征点，直至下一个特征点位置即将超出半圆弧范围为止。

可求得总的特征点数N，

将第i个特征点的位置记为P_i，则其坐标为：

类似地，对于凸形半球本体，从坐标(-D，D)设置第1个特征点开始，延圆弧方向每间隔弧长d设置新的特征点，直至下一个特征点位置即将超出半圆弧范围为止。

总的特征点数N，

将第i个特征点的位置记为P_i，则其坐标为：

在每个观察点C_α，将某类型本体所有相邻特征点对逐一与观察点C_α计算夹角∠P_iC_αP_i+1(简记为θ_αi)，统计符合夹角值大于最小可视视场角条件的特征点对总数目，记为此观察角度的有效特征点数M_α。期望计算所有观察角度α的有效特征点数M_α的分布。

其中，

下面详细描述以上三种类型的本体的有效特征点计算。

对于平板状本体，任意一组相邻特征点P_i，P_i+1在某观察点C_α的特征点视场角θ_αi计算结果如下：

平板本体的特征点对于所有观察点均不存在遮挡问题，直接根据有效特征点数M_α的计算公式即可得到结果。

对于凹形半球本体，任意一组相邻特征点P_i，P_i+1在某观察点C_α的特征点视场角θ_αi计算结果如下：

其中，

在某些观察角度下，凹形半球本体的一些特征点会被凹形半球本体自身所遮挡，统计过程中需排除此部分特征点。

参考图3，称本体的正面是下表面，本体的反面是上表面。对于凹形半球本体，如果光学标识仅从本体的正面可见，其可见有效特征点为点A和点A′之间的圆弧上的特征点。可见有效特征点对于位于点C处的摄像头来说是可见的。

对于凹形半球本体，如果光学标识从本体的正反两面均可见，且正面的光学标识与反面的光学标识分布一致。可以理解，分布一致是指在正面的某特定位置具有一个光学标识，则在反面上与该特定位置对应的位置，也有一个同样的光学标识。图4示出了根据本发明一个实施例的这样的光学标识物的可见情况，图4中虚线圆弧(点A和点B之间的圆弧)为被遮挡部分，其对于位于点C处的摄像头来说是不可见的。

参考图4，交点A的坐标是：

切点B的坐标是：

其中，a＝C_x ²+C_y ²，b＝-2C_yD²，c＝(1-C_x ²)D²。

当特征点的横坐标X值大于A_x且小于B_x时，视为被遮挡点。

对于凸形半球本体，任意一组相邻特征点P_i，P_i+1在某观察点C_α的特征点视场角θ_αi计算结果如下：

在某些观察角度下，凸形半球本体的部分特征点也会被其自身遮挡，统计过程中需排除此部分特征点对。图5示出了根据本发明另一个实施例的光学标识物的可见情况，图5中虚线圆弧(点A左边的圆弧)为被遮挡部分，其对于位于点C处的摄像头来说是不可见的。

左切点A的坐标为：

右切点B的坐标为：

在上述左切点A和右切点B的计算公式中，a＝C_x ²+(C_y-D)²，b＝-2C_xD²，c＝C_yD²(2D-C_y)。且当B_y大于D时，右切点坐标固定为(D，D)。

对于凸形半球本体的情况，当特征点的横坐标X值大于A_x且小于B_x时，视为未遮挡点。

图6示出了根据本发明一个实施例的凹形半球本体的示意图。如图6所示，由半球中心的半圆弧向两边延伸，每隔距离d设置一个新的半圆弧。计算新的半圆弧有效特征点数量时，为简化计算，将摄像头所在观察点与圆弧朝同一方向一起平移d距离，得到近似结果。

R，d，θ_T等参数均不变，仅D参数的值发生变化，其值为

所有半圆弧的有效特征点数量之和，即为半圆球本体的有效特征点的总个数

图7示出了根据本发明一个实施例的平板状本体、单面标识凹形半球本体、双面标识凹形半球本体和凸形半球本体的不同观察角度下的有效特征点数的统计结果示意图。图8和图9分别示出了根据本发明另外实施例的平板状本体、双面标识凹形半球本体和凸形半球本体的不同观察角度下的有效特征点数的统计结果示意图。其中，图中纵坐标表示有效特征点总数，横坐标表示观察角度。在图7所示实施例中，D＝25mm，d＝3mm，θ_T＝0.2°，R＝200mm。在图8所示实施例中，D、d和θ_T与图7所示实施例相同，R＝300mm。在图9所示实施例中，D、d和θ_T与图7所示实施例相同，R＝450mm。图10示出了根据本发明又一实施例的平板状本体、凹形半球本体和凸形半球本体的不同观察角度下的有效特征点数的统计结果示意图。在图10所示实施例中，摄像头的视场角为60°，像素值为1000万(3600*2800)，最小可视角为3*60°/3600＝0.05°，D＝25mm，d＝2mm，R＝300mm。

在光学标识物总体尺度不变前提下，如果本体是凹形半球本体或凸形半球本体等非平板形状，能够避免在光学标识物旋转过程中所有特征点同时无法被摄像头区分而彻底失效。如图7至图10所示，凹形半球和凸形半球本体的光学标识物在医疗器械的移动范围内均可获得稳定的较大的总识别点数，同时在0-30°及60-90°范围内能获得比平面的光学标识物更多且总数稳定的可识别点，因此本体上具有凹陷部或凸出部非常适于用于在此范围内定位医疗器械。

示例性地，再次参考图2，本体210呈片状结构。片状结构是扁且薄的空间结构。由于片状结构的空间特点，在进行后续定位计算时，其厚度可以忽略不计。在片状结构的一个表面(例如反面)形成凸出部且在片状结构的另一个表面形成与凸出部相适配的凹陷部(例如正面)。可选地，片状结构的正面的至少局部的光学标识与片状结构的反面的对应局部的光学标识分布一致。由此，在进行定位计算时，正面的光学标识与反面的对应光学标识可以作为同一个光学标识处理。再次参考图7，在观测角度较小时，双面标识的凹形半球本体性能明显更优，显著优于其他本体，而当观测角度较大时，双面标识的凹形半球本体与凸形半球本体二者的有效特征点数最多，多于单面标识的凹形半球本体和平板本体。因此，具有双面标识的片状本体能够带来更理想的定位效果。

此外，片状结构的凹陷部或凸出部的中心是空的，所以用料少、生产成本低。进而，本体的自重轻，避免了因为其重力对操作者和医疗器械定位的不利影响。例如，在CT或MR介入手术时，存在将穿刺针留置于患者体内，存在再次做影像扫描定位的需求。由于在做影像扫描定位时，医生需要离开扫描间，此时由于本体自重轻的特点，可以避免穿刺针因重力影响在患者体内偏转，影响定位精度。

可选地，上述片状结构设置有不透明的光学标识层，该光学标识层上设置有前述光学标识。该光学标识层的一侧或两侧设置有由透明材质制成的表层。示例性地，光学标识层位于片状结构的正面，片状结构的反面由透明材质制成。又示例性地，片状结构具有三层，第一层结构和第三层结构均由透明材质制成，不透明的光学标识层位于二者的中间。无论是从片状结构的正面的方向还是片面结构的反面的方向均能够采集到光学标识的位置信息。这样，保证了内外表面光学标识的一致性，便于后续定位医疗器械的计算。

替代地，片状结构还可以由非透明材质制成。在非透明的片状结构的正面和反面覆盖有分布一致的光学标识。非透明材质制成的本体在保证计算量小且定位结果准确的前提下，还可以避免因光学畸变产生的定位误差，特别是对于视频采集装置从侧方采集的视频。

又替代地，对于上述非透明的片状结构来说，正面和反面可以覆盖有不同的光学标识。在这种情况中，虽然避免了光学畸变产生的定位误差，但是与前一实施方案相比，增加了计算量。

可选地，片状结构的厚度均匀。碗的壁厚均匀保证了本体的光学畸变较小，从而，进一步确保定位医疗器械的准确性。

可选地，再次参考图2，本体210呈空心半球状，类似碗状。在此情况下，该本体210也可以同时是片状。可选地，碗的内表面和外表面上可以均设置有所述光学标识。如前面分析，如此形状的本体210能够保证基于光学标识物定位导航医疗器械的准确性。空心半球状是较规则的立体形状，便于后期定位计算。

可以理解，本体还可以是其他形状，例如马鞍型或多面体，只要其具有凹陷部或凸出部，而使其上的光学标识不共面即可。但是，本体的形状越复杂，则定位计算量越大，对计算的精度和速度的要求越高。

再次参考图2，本体的边缘(碗的碗口)相对于本体的中心(碗的碗底)是光学标识物的近端。在如上理论计算中可知，凹形半球比凸型半球正面小角度(0-30°)具有更佳的被识别能力。即，在一定的观察角度内，本体包括相对摄像机的采集方向的凹陷部比包括相对同一方向的凸出部有效特征点更多，更有利于精准地定位医疗器械。

示例性地，本体上的光学标识包括多个特征点，多个特征点中至少一部分位于同心圆上且呈非旋转对称分布。利用特征点进行定位计算，计算量小，且计算准确。在图2所示实施例中，可以将标识的线段交点作为特征点。图11示出了图2所示实施例的光学标识物的正视图。如图11所示，该光学标识物的本体上的特征点112-117位于一个同心圆上，且呈非旋转对称分布。特征点如此设置可以进一步在保证定位准确性的同时，简化计算。

示例性地，空心半球的边缘(碗的碗口)设置有向外延伸的翻边。再次参考图2，本体210上设置有翻边211。翻边能够增加本体径向支撑力，减小其在手握或运输时变形程度，进而保证医疗器械的定位准确性。

示例性地，光学标识物的连接部设置于本体的中心区域。再次参考图2，本体210是碗状，连接部220位于碗底的中心区域。连接部设置于本体的中心区域，用户操作时，可以手握连接部，便于其操作。而且，有利于视频采集装置从大体一致的方向采集光学标识物的视频，从而更准确地定位医疗器械。

示例性地，连接部的中心设置有安装孔，用于接收医疗器械的安装配合部。可以理解，该安装孔可以视应用场景的不同，而是通孔或非通孔。如图2所示，穿刺针穿过连接部220的中心的安装孔，从而光学标识物固定在穿刺针上。在连接部的中心设置安装孔，便于光学标识物牢固地固定在医疗器械上，而且也有利于视频采集装置从大体一致的方向采集光学标识物的视频，从而更准确地定位医疗器械。

可选地，连接部的至少设置有安装孔的部分由弹性材料制成，用于与医疗器械的安装配合部过盈配合。如图2所示，穿刺针与连接部220通过过盈配合固定在一起。这种方式简单，易实现；而且光学标识物的成本较低。

可选地，安装孔为螺纹孔，用于与医疗器械的安装配合部螺纹连接。图12示出了根据本发明另一实施例的光学标识物1200的侧视图。为了简洁，其中未示出光学标识物1200的光学标识。如图12所示，该光学标识物1200的安装孔是螺纹孔。螺纹孔便于光学标识物1200与医疗器械的快速安装和解脱，提高了用户体验。

可选地，光学标识物的安装部为鲁尔接头。鲁尔接头是标准接头，可以利于提高光学标识物的普适性，使其能够用于更多的医疗器械。

图13a和图13b分别示出了根据本发明又一实施例的光学标识物1300的侧视图和俯视图。如图13a和图13b所示，该光学标识物1300的本体1310也呈碗状。为了简洁，其中未示出光学标识物1200的光学标识。光学标识物1300的连接部1320设置有卡爪1321。卡爪1321用于夹紧医疗器械的安装配合部。卡爪便于光学标识物1300与医疗器械的快速安装和解脱，提高了用户体验。

示例性地，连接部包括彼此连接的第一端部和第二端部。再次参考图13a和图13b，连接部1320包括第一端部1322和第二端部1323。第一端部1322的一端连接于本体1310，另一端连接于第二端部1323。第二端部1323用于连接医疗器械的安装配合部。在图13a和图13b的实施例中，第二端部1323上设置有卡爪1321，用于夹紧医疗器械的安装配合部。第一端部1322和第二端部1323之间具有夹角。光学标识物1300可以连接在医疗器械的侧面，适用于视频采集装置的视角的中心线与医疗器械的轴线有夹角的应用场景。

根据本发明的另一个方面，提供一种医疗器械组件。该医疗器械组件包括医疗器械和前述光学标识物。该医疗器械的可识别角度大，识别精度和稳定度都较高。

可选地，该医疗器械是穿刺针。穿刺针大量应用于微创介入手术。根据本申请的穿刺针，定位准确度更高，为提高用户的操作精度提供了保证。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。单词第一、第二以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。这里的文字一、二、三等分别等同于与之分别对应的数字1、2、3等。因此，第一、第二以及第三等等同于与之分别对应的第1、第2和第3等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种用于体外定位医疗器械的光学标识物，其特征在于，包括：

具有凹陷部和/或凸出部的本体，所述凹陷部和/或凸出部设置有用于定位的、不共面的光学标识，所述光学标识从所述凹陷部或凸出部的表面可见；以及

与所述本体连接的连接部，用于与所述医疗器械的待定位部连接。

2.如权利要求1所述的光学标识，其特征在于，所述本体呈片状结构，所述片状结构的正面的至少局部的光学标识与所述片状结构的反面的对应局部的光学标识分布一致。

3.如权利要求2所述的光学标识，其特征在于，所述片状结构设置有不透明的光学标识层，所述光学标识层上设置有所述光学标识，所述光学标识层的一侧或两侧设置有由透明材质制成的表层。

4.如权利要求2所述的光学标识，其特征在于，所述片状结构由非透明材质制成，在所述片状结构的正面和反面覆盖有分布一致的光学标识。

5.如权利要求1所述的光学标识物，其特征在于，所述本体呈空心半球状。

6.如权利要求5所述的光学标识物，其特征在于，所述光学标识包括多个特征点，所述多个特征点中至少一部分位于同心圆上且呈非旋转对称分布。

7.如权利要求5所述的光学标识物，其特征在于，所述空心半球的边缘设置有向外延伸的翻边。

8.如权利要求1所述的光学标识物，其特征在于，所述连接部设置于所述本体的中心区域。

9.如权利要求1所述的光学标识物，其特征在于，所述连接部的中心设置有安装孔，用于接收所述医疗器械的安装配合部。

10.如权利要求9所述的光学标识物，其特征在于，所述连接部的至少设置有所述安装孔的部分由弹性材料制成，用于与所述医疗器械的安装配合部过盈配合。

11.如权利要求9所述的光学标识物，其特征在于，所述安装孔为螺纹孔，用于与所述医疗器械的安装配合部螺纹连接。

12.如权利要求1所述的光学标识物，其特征在于，所述连接部设置有卡爪，所述卡爪用于夹紧所述医疗器械的安装配合部。

13.如权利要求1所述的光学标识物，其特征在于，所述连接部包括彼此连接的第一端部和第二端部，所述第一端部连接于所述本体，所述第一端部和所述第二端部之间具有夹角，所述第二端部用于连接所述医疗器械的安装配合部。

14.一种医疗器械组件，包括医疗器械，其特征在于，还包括如权利要求1-13任一项所述的光学标识物。

15.如权利要求14所述的医疗器械组件，其特征在于，所述医疗器械是穿刺针。

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