[实用新型]两点导航立体定向设备

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别涉及一种两点导航立体定向设备。

背景技术

神经外科手术，尤其是开颅手术的成败与优劣，很大程度上取决于定位的准确性。为了准确定位病灶，人们研究了各种各样的方法。随着技术和电脑软件编写的发展，非接触式的(或叫无框架)准确定位病灶已经实现。但医生在临床操作中需要手持手术器械，对照神经导航系统显示器上的图像来调整方向，医生若同时使用多个手术器械操作起来就更加困难，比如手里拿着内窥镜，再把其它的手术器械通过内窥镜导入体内，并做手术，那是非常困难的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过导航和移动三维空间里的两个控制点使手术器械遥控指向目标的两点导航立体定向设备。

本发明技术方案：

一种定向杆，杆上有手术器械定向孔，孔的轴线与定向杆的轴线偏离某个距离；孔的外缘相对于定向杆前突某个距离。导航系统包括导航工具，在定向杆上安装导航工具，导航工具的导航轴线与定向杆的手术器械定向孔的轴线相重合。定向杆与机械零件配合后形成两个万向节。两个万向节分别与两个控制点连接，通过控制点在三维空间的位置来控制两个万向节在三维空间的位置，进而控制定向杆的手术器械定向孔的位置和方向。导航系统能够与CT、MRI等成像技术配合获得被扫描物体的三维模型并进行跟踪。定向杆的手术器械定向孔与较近的万向节之间不能做相对移动，而与较远的万向节之间可以做相对移动。

本设备根据两点决定一条直线，也就是两点决定一个方向的原理，通过移动定向杆上的两个控制点，来调整定向杆的方向，从而使手术器械到达指定位置并指向病灶。在定向过程中，不需要与人体接触，是非接触式的定向，是无框架立体定向的一种。两点，是指决定定向杆方向的两个三维空间里的点。通过导航和移动三维空间里的两个控制点使手术器械指向目标。因为是三维空间里的点，所以是立体定向。定向杆及其控制点可以有各种各样的设计，比如光电控制，机械式万向节连接等等。导航可选红外导航，超声导航，电磁导航等等。目标(病灶)的获取可用CT、MRI等无损伤性成像技术。

附图说明

图1：头皮基准架粘贴于头皮上。

图2：红外导航系统示意图

图3：安装有导航工具的定向杆

图4：直线移动机械臂组的机械臂端部作为控制点示意图

图5：机械臂端部的万向节结构示意图

图6：切开皮肤示意图

图7：手术器械定向孔到达开刀位置

图8：手术器械定向孔的中央轴线没有指向血肿

图9：在水平平面上手术器械定向孔的中央轴线穿过血肿

图10：在竖直平面上手术器械定向孔的中央轴线穿过血肿

图11：任意方向看，手术器械定向孔的中央轴线穿过血肿

图12：手术器械定向孔的位置偏离了医生的开刀位置

图13：手术器械定向孔重新回到开刀位置

图14：手术器械定向孔轴线穿过血肿的中心

图15：手术器械定向孔到达开刀位置，偏离在允许的范围内

图16：套筒、锁紧螺丝和颅钻的安装示意图

具体实施方式

下面结合附图及手术的过程对本发明方法作进一步详细描述：

1)CT扫描成像

首先要剃光患者的头发。然后粘上头皮基准架，如图1所示。头皮基准架上面的小球是用来反射红外线的，下面的小球是在CT扫描中显影用的。红外线反射球与CT扫描显影球之间的相对位置是固定的。患者带着极轻的头皮基准架进行CT扫描。当皮肤被切开后，由于张力的原因，头皮会发生移位。为此，CT扫描前一般用两个头皮基准架，左右各一个。若医生决定在左半脑做手术，那么左面那个头皮基准架就不用啦。反之亦然。

2)CT影像资料电脑三维重建

CT影像资料除了颅脑信息(包括病灶)外，还包括CT扫描显影球的影像资料。给每个断层以厚度，然后把这些断层叠起来就形成了颅脑三维模型。使用电脑完成这个工作就叫CT影像资料电脑三维重建。

3)红外导航

启动红外导航系统，如图2所示。红外导航系统通常包括电脑主机、键盘、显示器、红外线发射装置、红外线接收装置、导航工具(红外线反射装置)及电源等配套产品。红外线反射球的立体影像就显示在红外导航系统的显示器(以下简称显示器)里。

4)导航工具影像与三维重建的CT影像的配准