專利名稱：一種用于手術導航系統(tǒng)可重復拆裝的定位參考架的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療器械領域，涉及一種用于外科導航手術術中追蹤病人解剖結構位置改變的定位參考架，尤其涉及一種用于頭部導航手術可在術中重復拆裝而不影響導航精度的定位參考架。
背景技術：
手術導航技術來源于立體定向神經(jīng)外科，將醫(yī)學影像診斷技術、空間定位技術、三維圖像處理技術和高性能計算機結合起來，又稱無框架立體定向外科或影像導航外科。而手術導航系統(tǒng)的工作過程大致相似，首先根據(jù)患者CT或MRI的斷層影像重建解剖結構三維模型，使醫(yī)生可以從各個角度觀察病灶周圍的組織結構關系，在手術前制定最佳的安全的 手術路線。手術過程中實時跟蹤定位手術器械的位置，并將手術器械的位置在患者影像上實時更新顯示，從而手術器械相對計劃手術路線、病灶的位置一目了然，引導手術器械不偏離手術計劃，同時避免正常組織受到損傷。外科手術導航最初應用于神經(jīng)外科，并逐步擴展到耳鼻喉科、脊柱外科、膝髖關節(jié)和創(chuàng)傷等領域。導航技術在臨床上的應用是在傳統(tǒng)外科手術理念上的巨大進步，明顯提高了手術精度、減小了手術創(chuàng)傷，增加了手術的安全性。導航系統(tǒng)已成為微創(chuàng)外科的重要組成部分，作為一種先進的微侵襲設備，可降低醫(yī)生手術的難度和強度，使手術更加安全。在國外，已成為外科手術室的常規(guī)設備。目前手術導航系統(tǒng)大多采用紅外線光學定位技術。其工作過程大致為術前掃描病人影像；術前在病人影像上制定手術計劃；在病人手術區(qū)域附近安裝帶有紅外線反射源或發(fā)射源的定位參考架，便于術中追蹤病人位置移動；術中配準，將病人影像空間和實際病人空間一一對應；術中導航，紅外線定位裝置通過追蹤手術工具和定位參考架上的紅外線發(fā)射源和反射源的位置追蹤手術工具和病人解剖結構的位置改變，從而將手術工具的位置在術前影像上實時更新顯示，通過導航醫(yī)生可明確目前工具的位置等信息。術中配準完成后，安裝于病人解剖結構上的定位參考架不能發(fā)生移動，參考架任何相對于配準時原始位置的移動都將疊加到導航定位誤差上，最終導致導航手術無法進行。因此，定位參考架安裝后直至導航結束不能拆卸，以保持在原來的位置。因整個手術過程中只是少部分時間使用導航定位，導航之外的大部分時間參考架嚴重影響手術醫(yī)生的操作空間。本發(fā)明設計了一種可在手術中拆卸，重新安裝后又能恢復原來位置的定位參考架。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題就在于改變目前使用的定位參考架的不足，提供一種可以在手術中重復拆裝、不必重新配準仍舊保持原來位置精度的定位參考架。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種用于手術導航系統(tǒng)可重復拆裝的定位參考架，包括底座，在底座下方固定有數(shù)根針；第一關節(jié)組件，其包括第一關節(jié)和第一關節(jié)固定筒，該第一關節(jié)通過第一關節(jié)固定筒與底座組合在一起，用固定螺母固定；鈦釘導向管，該鈦釘導向管中心是沉孔結構，鈦釘導向管上安裝有調(diào)節(jié)螺母，用來調(diào)節(jié)鈦釘導向管底部與底座下方固定的數(shù)根針的針尖平面之間的距離；第二關節(jié)組件，其包括第二關節(jié)和第二關節(jié)固定螺桿，該第二關節(jié)組件用固定螺母固定嚙合在第一關節(jié)上；第三關節(jié)組件，其包括圓柱銷和十字支架柱，十字支架柱上設有一根固定的圓柱銷，該第三關節(jié)組件用固定螺母固定嚙合在第二關節(jié)上；十字支架柱上設有反射紅外線的反光球陣列。所述在底座下方固定的數(shù)根針可以是三根鈦合金針。所述的底座上有端面齒，端面齒的邊緣圓周上有對應的刻度標記，所述三根鈦合 金針與底座的三個孔過盈配合安裝。所述第一關節(jié)上設有與底座對應的嚙合端面齒，并設有對應的刻度標記。所述第一關節(jié)通過第一關節(jié)固定筒穿過底座上設的孔與底座組合在一起，用固定螺母固定。所述第二關節(jié)與第一關節(jié)有對應的嚙合端面齒，并有對應的刻度標記。所述第二關節(jié)通過第二關節(jié)固定螺桿穿過第一關節(jié)上設的孔并用固定螺母固定嚙合在第一關節(jié)上。所述十字支架柱上設的反射紅外線的反光球陣列由十字支架、反光球基座和反光球組成；十字支架的四個頂端上設有4個反光球基座,4個反光球基座上設有4個反光球。所述的十字支架柱在固定螺母的拉動下，圓柱銷與第二關節(jié)上的端面齒嚙合，用以將第三關節(jié)組件固定嚙合在第二關節(jié)上。和現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明提供的定位參考架在使用過程中，可以可靠地固定在病人身體上，為外科手術導航提供固定參考位置，該裝置在手術過程中，若暫時不用，可以拆下主要部件，待需要重新使用時，可以立即裝好，無須重新配準，不影響原來的位置精度。本發(fā)明提供的定位參考架通過在底座上的三根針，放置在病人體表上，用一枚鈦釘穿過鈦釘導向管進行固定，鈦釘導向管可調(diào)節(jié)與病人體表面之間的距離，這樣就可以控制旋入病人體表組織的鈦釘深度。本發(fā)明的裝置有三個關節(jié)，可以調(diào)整反射紅外線的反光球陣列至合適的位置，每個關節(jié)用端面齒嚙合，并有刻度標記指示角度位置，方便在原位重復拆裝。本發(fā)明提供的定位參考架結構緊湊、輕巧，可以重復拆裝、不必重新配準仍舊保持原來位置精度，不影響外科手術的進行，具有極高的實用性。


圖I為本發(fā)明實施例定位參考架的立體結構示意圖；圖2為本發(fā)明實施例組裝示意圖一；圖3為本發(fā)明實施例組裝示意圖二；圖4為本發(fā)明實施例組裝示意圖三；圖5為本發(fā)明實施例組裝示意圖四；圖6為本發(fā)明實施例組裝示意圖五；圖7為本發(fā)明實施例定位參考架的平面結構示意圖；圖7(八)是本發(fā)明實施例定位參考架的正視圖；圖7(B)是本發(fā)明實施例定位參考架的俯視圖；圖8為圖7的A-A向剖視圖；圖9為圖7的B-B向剖視圖。圖中附圖標記說明I是十字支架；3是十字支架柱；4是反光球；5是反光球基座；6是調(diào)節(jié)螺母；7是鈦釘導向管；9A、9B、9C是固定螺母；10是第一關節(jié)；11是三根鈦合金針；12是底座；13是第一關節(jié)固定筒；15是第二關節(jié)固定螺桿；16是圓柱銷；17是第二關節(jié)。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。如圖I所示，本發(fā)明提供的一種用于手術導航系統(tǒng)重復拆裝不影響精度的定位參考架上包括(a)底座12、固定于底座12下方的三根鈦合金針11 ；本發(fā)明所述的底座12上有端面齒，端面齒的邊緣圓周上有對應的刻度標記，三根鈦合金針11與底座12的三個孔過盈配合安裝，見圖1-4、圖7、圖9)。(b)第一關節(jié)組件包括第一關節(jié)10、第一關節(jié)固定筒13 ；本發(fā)明所述的第一關節(jié)10通過第一關節(jié)固定筒13與底座12組合在一起(第一關節(jié)固定筒13穿過底座12上設的孔使兩者組合在一起)，用固定螺母9A固定，第一關節(jié)10有與底座12對應的嚙合端面齒，并有對應的刻度標記，見圖1-4、圖7、圖9。(c)鈦釘導向管7、調(diào)節(jié)螺母6 ；本發(fā)明所述的鈦釘導向管7中心是沉孔結構，用于安放一枚鈦釘；鈦釘導向管7上安裝有調(diào)節(jié)螺母6，用來調(diào)節(jié)鈦釘導向管7底部與針尖(三根鈦合金針11)平面之間的距離，見圖I、圖3、圖4、圖7、圖9。(d)第二關節(jié)組件包括第二關節(jié)17、第二關節(jié)固定螺桿15 ；本發(fā)明所述的第二關節(jié)17和第二關節(jié)固定螺桿15組成第二關節(jié)組件，第二關節(jié)17與第一關節(jié)10有對應的嚙合端面齒，并有對應的刻度標記；第二關節(jié)17通過第二關節(jié)固定螺桿15穿過第一關節(jié)10上設的孔并用固定螺母9C固定嚙合在第一關節(jié)10上，見圖
I、圖5-圖8。(e)第三關節(jié)組件包括圓柱銷16、十字支架柱3 ；本發(fā)明所述的十字支架柱3上有一根固定的圓柱銷16，十字支架柱3在固定螺母9B的拉動下，圓柱銷16與第二關節(jié)17上的端面齒嚙合，用以固定十字支架柱3，見圖I、圖5-圖 9。如圖2-圖6所示，是本發(fā)明實施例，提供一種用于手術導航系統(tǒng)重復拆裝不影響精度的定位參考架的使用組裝過程包括如下步驟首先，如圖2所示，第一關節(jié)10通過第一關節(jié)固定筒13與底座12組合在一起，用固定螺母9A固定；然后，如圖3所示，把安裝有調(diào)節(jié)螺母6的鈦釘導向管7插入第一關節(jié)固定筒13內(nèi)，用調(diào)節(jié)螺母6來調(diào)節(jié)鈦釘導向管7底部與三根鈦合金針11的針尖平面之間的距離；然后，如圖4所示，把組裝好的調(diào)節(jié)螺母6、鈦釘導向管7、固定螺母9A、第一關節(jié)10、第一關節(jié)固定筒13、三根鈦合金針11、底座12組件，通過在底座12上的三根鈦合金針11，放置在病人體表上，用一枚鈦釘穿過鈦釘導向管7，用螺絲刀進行固定，鈦釘導向管7通過調(diào)節(jié)螺母6可調(diào)節(jié)與病人體表面之間的距離，這樣就可以控制旋入病人體表組織的鈦釘深度；然后，如圖5所示，預先準備好反射紅外線的反光球陣列。本發(fā)明所述的第二關節(jié)17和第二關節(jié)固定螺桿15組成第二關節(jié)組件，第二關節(jié)17與第一關節(jié)10有對應的嚙合端面齒，并有對應的刻度標記；圓柱銷16、十字支架柱3組成的第三關節(jié)組件，用固定螺母9B固定嚙合在第二關節(jié)17上，十字支架柱3上面是由十字支架I、反光球基座5、反光球4組成的反射紅外線的反光球陣列，十字支架I的四個頂端上設有4個反光球基座5，4個反光球基座5上設有4個反光球4,每個反光球基座上設有一個反光球；最后，如圖6所示，安裝反射紅外線的反光球陣列。第二關節(jié)17和第二關節(jié)固定螺桿15組成的第二關節(jié)組件，用固定螺母9C固定嚙合在第一關節(jié)10上，最終整個定位參考架組裝完成，組裝完成后定位參考架結構見圖I)。
本發(fā)明的用于手術導航系統(tǒng)可重復拆裝的定位參考架有三個關節(jié)，可以調(diào)整反射紅外線的反光球陣列至合適的位置，每個關節(jié)用端面齒嚙合，并有刻度標記指示角度位置，在手術過程中，若暫時不用手術導航系統(tǒng)，可以拆下主要部件，待需要重新使用時，可以在原先位置重新裝好，無須重新配準，不影響原來的位置精度。
權利要求
1.一種用于導航手術可重復拆裝的定位參考架，其特征在于，包括 底座(12)，在底座(12)下方固定有數(shù)根針； 第一關節(jié)組件，其包括第一關節(jié)(10)和第一關節(jié)固定筒(13)，該第一關節(jié)(10)通過第一關節(jié)固定筒(13)與底座(12)組合在一起，用固定螺母(9A)固定； 鈦釘導向管(7)，該鈦釘導向管(7)中心是沉孔結構，鈦釘導向管(7)上安裝有調(diào)節(jié)螺母(6)，用來調(diào)節(jié)鈦釘導向管(7)底部與底座(12)下方固定的數(shù)根針的針尖平面之間的距離； 第二關節(jié)組件，其包括第二關節(jié)(17)和第二關節(jié)固定螺桿(15)，該第二關節(jié)組件用固定螺母(9C)固定嚙合在第一關節(jié)(10)上； 第三關節(jié)組件，其包括圓柱銷(16)和十字支架柱(3)，十字支架柱(3)上設有一根固定 的圓柱銷(16)，該第三關節(jié)組件用固定螺母(9B)固定嚙合在第二關節(jié)(17)上；十字支架柱(3)上設有反射紅外線的反光球陣列。
2.如權利要求I所述的用于手術導航系統(tǒng)可重復拆裝的定位參考架，其特征在于，所述在底座(12)下方固定的數(shù)根針為三根鈦合金針(11)。
3.如權利要求2所述的用于手術導航系統(tǒng)可重復拆裝的定位參考架，其特征在于，所述的底座(12)上有端面齒，端面齒的邊緣圓周上有對應的刻度標記，所述三根鈦合金針(11)與底座(12)的三個孔過盈配合安裝。
4.如權利要求I所述的用于手術導航系統(tǒng)可重復拆裝的定位參考架，其特征在于，所述第一關節(jié)(10)上設有與底座(12)對應的嚙合端面齒，并設有對應的刻度標記。
5.如權利要求I所述的用于手術導航系統(tǒng)可重復拆裝的定位參考架，其特征在于，所述第一關節(jié)(10)通過第一關節(jié)固定筒(13)穿過底座(12)上設的孔與底座(12)組合在一起，用固定螺母(9A)固定。
6.如權利要求I所述的用于手術導航系統(tǒng)可重復拆裝的定位參考架，其特征在于，所述第二關節(jié)(17)與第一關節(jié)(10)有對應的嚙合端面齒，并有對應的刻度標記。
7.如權利要求I所述的用于手術導航系統(tǒng)可重復拆裝的定位參考架，其特征在于，所述第二關節(jié)(17)通過第二關節(jié)固定螺桿(15)穿過第一關節(jié)(10)上設的孔并用固定螺母(9C)固定嚙合在第一關節(jié)(10)上。
8.如權利要求I所述的用于手術導航系統(tǒng)可重復拆裝的定位參考架，其特征在于，所述十字支架柱(3)上設的反射紅外線的反光球陣列由十字支架(I)、反光球基座(5)和反光球(4)組成；十字支架(I)的四個頂端上設有4個反光球基座(5)，4個反光球基座(5)上設有4個反光球⑷。
9.如權利要求I所述的用于手術導航系統(tǒng)可重復拆裝的定位參考架，其特征在于，所述的十字支架柱(3)在固定螺母(9B)的拉動下，圓柱銷(16)與第二關節(jié)(17)上的端面齒嚙合，用以將第三關節(jié)組件固定嚙合在第二關節(jié)(17)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于導航手術過程中可重復拆裝的定位參考架，包括底座，在底座下方固定有三根鈦合金針；第一關節(jié)組件，包括第一關節(jié)和第一關節(jié)固定筒，第一關節(jié)通過第一關節(jié)固定筒與底座組合，用固定螺母固定；鈦釘導向管，其中心是沉孔結構，其上安裝有調(diào)節(jié)螺母，用來調(diào)節(jié)鈦釘導向管底部與針尖平面的距離；第二關節(jié)組件，包括第二關節(jié)和第二關節(jié)固定螺桿，第二關節(jié)組件用固定螺母固定嚙合在第一關節(jié)上；第三關節(jié)組件，包括圓柱銷和十字支架柱，第三關節(jié)組件用固定螺母固定嚙合在第二關節(jié)上；十字支架柱上設有反射紅外線的反光球陣列。本發(fā)明結構緊湊、輕巧，可重復拆裝、不必重新配準仍能保持在初始安裝位置上，不影響導航手術進行。
文檔編號A61B19/00GK102727308SQ20111008179
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月1日 優(yōu)先權日2011年4月1日
發(fā)明者葉銘, 奚波, 蘇穎穎 申請人:上海優(yōu)益基醫(yī)療器械有限公司