[发明专利]一种用于微创手术导航系统及方法

摘要

本发明公开了一种用于微创手术导航系统及方法。针对微创手术和术中导航需要改造的系统特征主要涉及开放式U型磁体结构、磁体间隙大于500mm、射频收发线圈设计为双平面圆极化类型、梯度线圈设计为双平面主线圈并在外侧附加双平面轴向屏蔽线圈；并涉及临床适用的导航控制流程和术中导航成像方法。本发明的结构和方法保证微创手术所需的系统开放度、安全性和便利性；尤其是，为了改善磁共振成像质量和实时性并保证手术器械精准定位和手术路线精准控制。

主权项

一种用于微创手术导航系统，包括：磁轭(1)、磁钢(2)、极板(3)、屏蔽线圈(4)、梯度线圈(5)、射频线圈(6)、扫描床(7)、加热棒(8)、加热片(9)、温度传感器(10)、外壳(11)、T/R接发开关(12)、梯度功放(13)、射频功放(14)、前置放大器(15)、温控单元(16)、光学跟踪定位系统(17)、线圈调谐控制单元(18)、扫描床控制单元(19)、导航成像控制单元(20)、系统控制接口(21)、主机(22)、显示器(23)，其特征在于，磁体(60)为开放式U型结构，磁体间隙大于500mm，极板(3)半径为350mm至400mm；所述极板(3)半径为380mm；磁体(60)场强在0.2T至0.7T之间；磁体(60)的射频线圈(6)为双平面圆极化结构，在外导体环(50)与内导体环(52)之间设置若干无磁电容(51)；射频收发线圈(6)通过T/R开关实现发射和接收的转换；所述无磁电容(51)数量为100以上；X，Y和Z轴平面梯度线圈各有两组，一组置于一个磁极内侧，另一组置于另一个磁极内侧，线圈平面均平行于极板(3)表面，并通过抗涡流板与极板(3)隔开；其中，Z轴梯度线圈均由主梯度线圈(101)和轴向屏蔽线圈(102)构成，属于MAXWELL线圈，绕线为同心圆样式，主梯度线圈(101)13匝，轴向屏蔽线圈(102)14匝，两组梯度线圈通过6根梯度电缆(104)经梯度电源滤波器连接至梯度功放(13)；主梯度线圈(101)和轴向屏蔽线圈(102)采用印刷电路板技术制作而成；轴向屏蔽线圈(102)置于主梯度线圈(101)外侧并靠近极板(3)，轴向屏蔽线圈(102)和主梯度线圈(101)的梯度电流方向相反，磁场梯度限制在轴向屏蔽线圈(102)圆周内，使线圈内电流脉冲与静磁场相互作用产生的推力被抵消；主梯度线圈(101)、轴向屏蔽线圈(102)之间设置绝缘层(103)；主梯度线圈(101)、轴向屏蔽线圈(102)和绝缘层(103)半径优选为350mm，每个线圈厚度为4mm至5mm，主梯度线圈(101)和轴向屏蔽线圈(102)间距为2mm至3mm。