[发明专利]一种神经外科脑立体定位术中基于力传感器的颅内外坐标系的耦合方法

摘要

本发明涉及一种神经外科脑立体定位术中基于力传感器的颅内外坐标系的耦合方法，本方法将微细探针安装在高精度力传感器上，力传感器安装在手术设备所在颅外坐标系的Z轴上。首先通过利用颅骨表面的标记点，使得颅外设备坐标系的某一轴向面与颅内坐标系的相应的轴向面相平行，然后再利用通过颅内坐标原点与正中矢状面相垂直的垂线与颅骨表面的交点，利用交点这一标记点移动颅外坐标系原点与颅内原点相重合，达到颅内外坐标系耦合的目的。此方法设计构思巧妙，精确度高，解决了一系列现有技术中存在的问题，操作方便，效果显著。

主权项

一种神经外科脑立体定位术中基于力传感器的颅内外坐标系的耦合方法，包括如下步骤，(1)首先，对病人头部进行CT或MRI三维扫描，根据扫描结果，依据现有技术通过计算机重建得到颅内三维图像数据；(2)以颅内AC‑PC线为Y轴正向，以AC‑PC线的中点为原点建立颅内笛卡尔坐标系，即O₀‑X₀Y₀Z₀坐标系，其中，X₀Y₀面为轴向面，Y₀Z₀面为正中矢状面，X₀Z₀面为冠状面；(3)通过计算病变靶点在颅内笛卡尔坐标系的坐标值，以确定病变靶点在颅内的位置；(4)创设标记点，将步骤(2)中颅内笛卡尔坐标系的轴向面平行移动与人脑颅骨表面形成交界线，在交界线上选取至少三个标记点，记录各标记点的坐标值，同时记录X₀轴与颅骨表面的交点在颅内笛卡尔坐标系的坐标值；(5)根据病变靶点在颅内的位置调整病人头部姿态至最有利于手术操作的部位，通过固定病人头部下半部位的方式将其固定在手术台上，露出步骤(4)中的标记点及头的上半部位；(6)将装有微细探针的力传感器安装在颅外医疗设备笛卡尔坐标系即O‑XYZ坐标系的Z轴上，粗调医疗设备的位置及设备的Z轴位置，至微细探针的探头容易探测颅骨表面标记点的位置，然后将探头的Z轴坐标置零；(7)调整探头的位置使探头分别与颅骨表面交界线上的标记点相接触，当力传感器检测到接触时，会瞬间停止Z轴运动，并记录相应标记点Z轴坐标，观察各标记点Z轴坐标是否相同；(8)通过医疗设备底座的角度调节装置精调设备的位置，再次移动探头的位置，检测并记录交界线上各标记点的Z轴坐标，直到交界线上各标记点的Z轴坐标相同，此时，探针所在的颅外医疗设备笛卡尔坐标系与颅内笛卡尔坐标系相平行；(9)继续移动探头，使探头检测X₀轴与颅骨表面的交点，记录该交点在颅外医疗设备笛卡尔坐标系的坐标值，通过调整颅外医疗设备笛卡尔坐标系使该交点坐标值的Y轴值和Z轴值置零；(10)接着将探头移动至颅内正中矢状面上，探头所移动的距离为交点在颅内坐标系中X轴的值，通过将X轴值置零，至此实现颅内外坐标系的耦合。