專利名稱：可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)位置的n型線立體定位框架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種兼容患者手術(shù)定位與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)患者體位改變的精確立體定 位設(shè)備，更具體地說(shuō)，涉及一種手術(shù)中具有定位功能的框架。
背景技術(shù)：
縱觀國(guó)內(nèi)國(guó)外，在外科手術(shù)中，定位框架大多是微創(chuàng)固定，CT掃描圖像的 三維重建也僅是作為診斷使用，手術(shù)過(guò)程中大多依賴于醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)或者如C型 臂等X線監(jiān)測(cè)儀確定手術(shù)部位，導(dǎo)致手術(shù)精度不高，而且阻礙了年輕醫(yī)生的迅 速成長(zhǎng)，同時(shí)X線劑量也危害到手術(shù)醫(yī)生的身體健康。在有導(dǎo)航的外科手術(shù)中， 患者位置的空間坐標(biāo)系是借助于數(shù)個(gè)特殊加工的標(biāo)識(shí)點(diǎn)，這些標(biāo)識(shí)點(diǎn)在CT掃描 定位時(shí)以及手術(shù)時(shí)都要使用，從CT掃描定位到手術(shù)治療前都要牢固地粘在原來(lái) 的位置上，因?yàn)槭中g(shù)過(guò)程中的空間坐標(biāo)全靠這幾個(gè)點(diǎn)進(jìn)行配準(zhǔn)。這些標(biāo)識(shí)點(diǎn)不 僅制造困難，而且使用時(shí)也給患者增加了麻煩和痛苦。
發(fā)明內(nèi)容
本設(shè)計(jì)利用熱塑性面膜或體膜等定位固緊裝置將患者固定在床板上，這樣 一方面可最大限度地保證患者體位固定，另一方面可保證患者CT掃描檢測(cè)時(shí)的 定位與在手術(shù)過(guò)程中的體位重復(fù)，避免由于體位不一致導(dǎo)致的組織移位。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)位置的N型線立體定位 框架，包括定位床板，以及用于將患者固定在定位床板上的熱塑膜定位固緊裝 置。其中，本發(fā)明還包括在沿定位床板兩側(cè)滑軌運(yùn)動(dòng)的插板上設(shè)置的N型標(biāo)識(shí) 線、分別在定位床板縱向兩側(cè)和插板上設(shè)置的三維空間坐標(biāo)系，以及安裝有位 置反饋傳感器的位置反饋傳感器安裝架。
本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，位置反饋傳感器可以采用電磁方式插接的感應(yīng) 線圈或者紅外方式插接的反光小球。而在三維空間坐標(biāo)系中還設(shè)置有激光燈。
本設(shè)計(jì)是一種兼容患者手術(shù)定位與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)患者體位改變的精確立體定位
設(shè)備。涉及神經(jīng)外科手術(shù)、骨科手術(shù)等領(lǐng)域中的患者治療前CT掃描定位、治療
過(guò)程中患部定位以及實(shí)時(shí)跟蹤患部位置的改變，采用無(wú)創(chuàng)固定，減輕患者痛苦； 床體帶CT識(shí)別坐標(biāo)線，與三維坐標(biāo)系合并能夠準(zhǔn)確導(dǎo)引手術(shù)入口，釆用精密位 置反饋傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)患部位置的改變，減少人為誤差，減輕工作強(qiáng)度，淡化 醫(yī)生憑經(jīng)驗(yàn)手術(shù)的傳統(tǒng)方式，使手術(shù)醫(yī)生具有同樣高的手術(shù)精度。
本設(shè)計(jì)結(jié)合了外放療使用的精確N形線立體定位框架的特點(diǎn)，也就是在該 框架上設(shè)有CT掃描后能夠識(shí)別出的標(biāo)識(shí)線，這些標(biāo)識(shí)線與立體定位框架上可見 的三維坐標(biāo)系又具有固定的空間位置關(guān)系，由于人體是固定在這個(gè)三維坐標(biāo)系 中，因此可將三維重建后的人體內(nèi)部各組織的位置與外部的空間坐標(biāo)聯(lián)系起來(lái)， 提高了手術(shù)過(guò)程中的操作準(zhǔn)確性。
可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)位置的N型線立體定位框架上能夠安裝各種位置反饋傳感器， 這些傳感器的空間位置與N型線位置是固定不變的，在實(shí)際手術(shù)過(guò)程中，系統(tǒng) 是以這些傳感器反饋的空間位置建立手術(shù)的三維坐標(biāo)系，然后在這個(gè)坐標(biāo)系中 引導(dǎo)手術(shù)器械的移動(dòng)。因此在具有導(dǎo)航的手術(shù)中，插上這些位置反饋傳感器(電 磁的插上感應(yīng)線圈，紅外的插上反光小球)之后，可反饋人體的實(shí)時(shí)位置，如 果人體位有變化，系統(tǒng)感知后，就會(huì)調(diào)整手術(shù)路徑，以最小的手術(shù)誤差實(shí)時(shí)指 導(dǎo)醫(yī)生操作手術(shù)，實(shí)現(xiàn)了重建的三維虛擬圖像與現(xiàn)實(shí)的具體位置在時(shí)空中的一 致。


圖1是本發(fā)明可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)位置的N型線立體定位框架中熱塑膜定位固緊裝 置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)位置的N型線立體定位框架立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

如圖l、圖2所示，本設(shè)計(jì)由以下幾部分組成定位床板l、熱塑膜定位固 緊裝置2、 N型標(biāo)識(shí)線3、三維空間坐標(biāo)系4和位置反饋傳感器安裝架5。
定位床板1為強(qiáng)度高重量輕的碳纖維材料制作，兩邊的側(cè)面各有一條Z向 刻度線，是三維空間坐標(biāo)系4的一個(gè)方向。同時(shí)兩側(cè)有滑軌，以供N形標(biāo)識(shí)線3
插板沿著滑軌運(yùn)動(dòng)。CT掃描時(shí)，先將定位床板1放置于CT床上，患者平躺其上， 用熱塑膜定位固緊裝置2對(duì)患者進(jìn)行固定，掃描。掃描后通過(guò)圖像上顯示的N 形線標(biāo)識(shí)點(diǎn)，結(jié)合N型標(biāo)識(shí)線3在三維空間坐標(biāo)系4的已知參數(shù)，計(jì)算出患部 在三維空間坐標(biāo)系的具體位置，進(jìn)一步確定手術(shù)路徑。手術(shù)前，由移動(dòng)三維空 間坐標(biāo)系4中的激光燈找到計(jì)劃的手術(shù)入徑，實(shí)施手術(shù)。導(dǎo)航手術(shù)中，首先對(duì) 位置反饋傳感器安裝架的位置進(jìn)行配準(zhǔn)，然后插入相應(yīng)的位置反饋傳感器，實(shí) 現(xiàn)手術(shù)過(guò)程中的患者體位的跟蹤，同時(shí)系統(tǒng)還可借助體位的改變信息隨時(shí)調(diào)整 手術(shù)路徑，提高手術(shù)精度。
具體說(shuō)明各組成部分，如下
定位床板l:用于固定患者進(jìn)行CT掃描和手術(shù)。主要由碳纖維材料制作， 這種材料強(qiáng)度大，變形很??；材料密度小，在CT掃描時(shí)不會(huì)產(chǎn)生偽影影響圖像
質(zhì)量0
熱塑膜定位固緊裝置2:用于固定患者體位。熱塑膜用70度左右的水軟化
后，貼緊患者身體成型變硬，膜的兩側(cè)固定在床邊。
N型標(biāo)識(shí)線3:密度較大的玻璃纖維制作。CT掃描后的斷層圖片上能夠顯示 出這些標(biāo)識(shí)亮點(diǎn)，通過(guò)這些標(biāo)識(shí)點(diǎn)之間的位置可以計(jì)算出患部在立體定位框架 的三維坐標(biāo)中的空間位置，從而能夠較為準(zhǔn)確地確定手術(shù)操作位置。
三維空間坐標(biāo)系4:框架中三維方向上都有一定范圍的刻度，這些刻度架上
還帶有可調(diào)節(jié)的點(diǎn)狀激光燈，手術(shù)前，可導(dǎo)引醫(yī)生按照治療計(jì)劃系統(tǒng)計(jì)算的手 術(shù)路徑切入點(diǎn)實(shí)施手術(shù)。
位置反饋傳感器安裝架5:與N型線的位置固定，手術(shù)計(jì)劃系統(tǒng)已經(jīng)提前預(yù)
知。在導(dǎo)航手術(shù)中，首先利用安裝架配準(zhǔn)三維空間坐標(biāo)系，接著在這些位置上 插入多種類型的位置反饋傳感器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)患者體位的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
權(quán)利要求1、一種可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)位置的N型線立體定位框架，包括定位床板(1)，以及用于將患者固定在所述定位床板(1)上的熱塑膜定位固緊裝置(2)；其特征在于，還包括在沿所述定位床板(1)兩側(cè)滑軌運(yùn)動(dòng)的插板上設(shè)置的N型標(biāo)識(shí)線(3)、分別在所述定位床板(1)縱向兩側(cè)和所述插板上設(shè)置的三維空間坐標(biāo)系(4)，以及安裝有位置反饋傳感器的位置反饋傳感器安裝架(5)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)位置的N型線立體定位框架，其特征在于，所述位置反饋傳感器為電磁方式插接的感應(yīng)線圈或者紅外方式插接的反光小球。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)位置的N型線立體定位框架，其特征在于，所述三維空間坐標(biāo)系(4)中設(shè)置有激光燈。
專利摘要本設(shè)計(jì)是一種兼容患者手術(shù)定位與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)患者體位改變的精確立體定位設(shè)備，方案包括定位床板、熱塑膜定位固緊裝置、N型標(biāo)識(shí)線、三維空間坐標(biāo)系、位置反饋傳感器安裝架。本設(shè)計(jì)涉及神經(jīng)外科手術(shù)、骨科手術(shù)等領(lǐng)域中的患者治療前CT掃描定位、治療過(guò)程中患部定位以及實(shí)時(shí)跟蹤患部位置的改變，采用無(wú)創(chuàng)固定，減輕患者痛苦；床體帶CT識(shí)別坐標(biāo)線，與三維坐標(biāo)系合并能夠準(zhǔn)確導(dǎo)引手術(shù)入口，采用精密位置反饋傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)患部位置的改變，減少人為誤差，減輕工作強(qiáng)度，淡化醫(yī)生憑經(jīng)驗(yàn)手術(shù)的傳統(tǒng)方式，使手術(shù)醫(yī)生具有同樣高的手術(shù)精度。
文檔編號(hào)A61B6/03GK201067408SQ200720012129
公開日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2007年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月17日
發(fā)明者秦嘉川, 蘇以翔 申請(qǐng)人:大連現(xiàn)代高技術(shù)發(fā)展有限公司