一種顱內(nèi)穿刺輔助導(dǎo)向系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種顱內(nèi)穿刺輔助導(dǎo)向系統(tǒng)，包括穿刺角度與深度計(jì)算子系統(tǒng)和穿刺裝置子系統(tǒng)，所述穿刺角度與深度計(jì)算子系統(tǒng)包括：計(jì)劃穿刺角度與深度計(jì)算模塊、第一通信模塊；所述穿刺裝置子系統(tǒng)包括：角度測(cè)量模塊、深度測(cè)量模塊、第二通信模塊和穿刺監(jiān)測(cè)模塊，用以比對(duì)穿刺裝置的實(shí)時(shí)角度與計(jì)劃穿刺角度，比對(duì)當(dāng)前穿刺深度與計(jì)劃穿刺深度。本發(fā)明提供一種簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、成本低，易于操作的顱內(nèi)穿刺輔助導(dǎo)向系統(tǒng)。
【專利說(shuō)明】一種]5頁(yè)內(nèi)穿刺輔助導(dǎo)向系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種顱內(nèi)穿刺輔助導(dǎo)向系統(tǒng)，用于顱內(nèi)穿刺手術(shù)，屬于醫(yī)療器械【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]顱內(nèi)穿刺是治療腦出血血腫的有效手術(shù)方式之一，與傳統(tǒng)開顱手術(shù)難度高，危險(xiǎn)性大，治療費(fèi)用高相比，穿刺治療腦出血具有創(chuàng)傷小，安全可靠，操作簡(jiǎn)單，價(jià)格較低等特點(diǎn)，因而其應(yīng)用日益廣泛。但由于穿刺方向角度和穿刺深度往往需要憑借醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定，對(duì)手術(shù)的效率和質(zhì)量有一定的影響，而現(xiàn)有的一些穿刺導(dǎo)向裝置或系統(tǒng)往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用不便，且價(jià)格昂貴，并且一些裝置需固定于病人頭部來(lái)達(dá)到定位和導(dǎo)向的目的，增加了病人的痛苦。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有的穿刺導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用不便，且價(jià)格昂貴的不足，本發(fā)明提供一種簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、成本低，易于操作的顱內(nèi)穿刺輔助導(dǎo)向系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種顱內(nèi)穿刺輔助導(dǎo)向系統(tǒng)，包括穿刺角度與深度計(jì)算子系統(tǒng)和穿刺裝置子系統(tǒng)，所述穿刺角度與深度計(jì)算子系統(tǒng)包括:
[0006]計(jì)劃穿刺角度與深度計(jì)算模塊，用于依照頭顱掃描圖像，設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)、靶點(diǎn)和進(jìn)入點(diǎn)建立基準(zhǔn)參考平面，計(jì)算出靶點(diǎn)和進(jìn)入點(diǎn)組成的穿刺路徑的長(zhǎng)度，穿刺路徑與基準(zhǔn)點(diǎn)確定的基準(zhǔn)參考平面之間的夾角，通過(guò)角度修正數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，得到最終計(jì)劃穿刺角度和深度；
[0007]第一通信模塊，用于將計(jì)劃穿刺角度與深度傳輸?shù)酱┐萄b置；
[0008]所述穿刺裝置子系統(tǒng)包括:
[0009]角度測(cè)量模塊，用以實(shí)時(shí)測(cè)量穿刺裝置與物理空間坐標(biāo)系所構(gòu)成的平面的夾角；
[0010]深度測(cè)量模塊，用以實(shí)時(shí)測(cè)量穿刺裝置的深度；
[0011]第二通信模塊，用于接收穿刺角度與深度計(jì)算子系統(tǒng)輸出的計(jì)劃穿刺角度與深度；
[0012]穿刺監(jiān)測(cè)模塊，用以比對(duì)穿刺裝置的實(shí)時(shí)角度與計(jì)劃穿刺角度，比對(duì)當(dāng)前穿刺深度與計(jì)劃穿刺深度。
[0013]進(jìn)一步，所述穿刺裝置子系統(tǒng)還包括:數(shù)據(jù)顯示模塊，用于顯示穿刺裝置的實(shí)時(shí)角度和深度，以及從穿刺角度與深度計(jì)算子系統(tǒng)處獲取的計(jì)劃穿刺角度信息之間的角度差。
[0014]更進(jìn)一步，所述角度測(cè)量模塊中，使用陀螺儀實(shí)時(shí)測(cè)量穿刺裝置與物理空間坐標(biāo)系所構(gòu)成的平面的夾角。當(dāng)然，也可以采用其他傳感器進(jìn)行角度測(cè)量。
[0015]本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為:，通過(guò)軟件輔助計(jì)算，陀螺儀獲取空間位置信息和帶有刻度的穿刺針，可以輔助手術(shù)醫(yī)生快速、精確地確定穿刺角度和深度，增加手術(shù)的成功率，提高手術(shù)效果。系統(tǒng)的穿刺裝置無(wú)需固定在病人頭部，減少了病人的痛苦。
[0016]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在:使用功能模塊輔助計(jì)算，復(fù)雜度低，有助于腦外科手術(shù)醫(yī)生，特別是缺乏手術(shù)經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生進(jìn)行操作；使用陀螺儀來(lái)獲取實(shí)時(shí)角度信息，準(zhǔn)確度高，成本低；穿刺裝置無(wú)需固定在病人頭部，減少病人痛苦。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是穿刺角度與深度計(jì)算子系統(tǒng)示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明穿刺裝置子系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0021]參照?qǐng)D1~圖3，一種顱內(nèi)穿刺輔助導(dǎo)向系統(tǒng)，包括穿刺角度與深度計(jì)算子系統(tǒng)和穿刺裝置子系統(tǒng)，所述穿刺角度與深度計(jì)算子系統(tǒng)包括:
[0022]計(jì)劃穿刺角度與深度計(jì)算模塊，用于依照頭顱掃描圖像，設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)、靶點(diǎn)和進(jìn)入點(diǎn)建立基準(zhǔn)參考平面，計(jì)算出靶點(diǎn)和進(jìn)入點(diǎn)組成的穿刺路徑的長(zhǎng)度，穿刺路徑與基準(zhǔn)點(diǎn)確定的基準(zhǔn)參考平面之間的夾角，通過(guò)角度修正數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，得到最終計(jì)劃穿刺角度和深度；
[0023]第一通信模塊，用于將計(jì)劃穿刺角度與深度傳輸?shù)酱┐萄b置；
[0024]所述穿刺裝置子系統(tǒng)包括:
[0025]角度測(cè)量模塊，用以實(shí)時(shí)測(cè)量穿刺裝置與物理空間坐標(biāo)系所構(gòu)成的平面的夾角；
[0026]深度測(cè)量模塊，用以實(shí)時(shí)測(cè)量穿刺裝置的深度；
[0027]第二通信模塊，用于接收穿刺角度與深度計(jì)算子系統(tǒng)輸出的計(jì)劃穿刺角度與深度；
[0028]穿刺監(jiān)測(cè)模塊，用以比對(duì)穿刺裝置的實(shí)時(shí)角度與計(jì)劃穿刺角度，比對(duì)當(dāng)前穿刺深度與計(jì)劃穿刺深度。
[0029]所述穿刺裝置子系統(tǒng)還包括:數(shù)據(jù)顯示模塊，用于顯示穿刺裝置的實(shí)時(shí)角度和深度，以及從穿刺角度與深度計(jì)算子系統(tǒng)處獲取的計(jì)劃穿刺角度信息之間的角度差。
[0030]所述角度測(cè)量模塊中，使用陀螺儀實(shí)時(shí)測(cè)量穿刺裝置與物理空間坐標(biāo)系所構(gòu)成的平面的夾角。當(dāng)然，也可以采用其他傳感器進(jìn)行角度測(cè)量。
[0031]本實(shí)施例中，如圖1所示，本發(fā)明的顱內(nèi)穿刺引導(dǎo)系統(tǒng)包括輔助計(jì)算穿刺角度和深度的穿刺角度與深度計(jì)算子系統(tǒng)(如圖2所示)和用以實(shí)施穿刺手術(shù)的穿刺裝置子系統(tǒng)(如圖3所示)。其中，穿刺角度與深度計(jì)算子系統(tǒng)包括計(jì)劃穿刺角度與深度計(jì)算和第一通信模塊，計(jì)劃穿刺角度與深度計(jì)算用以加載頭顱掃描圖像序列，角度修正數(shù)據(jù)，以計(jì)算穿刺角度和深度；第一通信模塊通過(guò)有線傳輸或無(wú)線傳輸將計(jì)算所得數(shù)據(jù)傳輸給穿刺裝置子系統(tǒng)。穿刺裝置子系統(tǒng)包括角度測(cè)量模塊、深度測(cè)量模塊、第二通信模塊、穿刺監(jiān)測(cè)模塊和數(shù)據(jù)顯示模塊，分別用以獲取實(shí)時(shí)角度信息，深度信息，獲取計(jì)劃穿刺角度與深度，顯示數(shù)據(jù)。
[0032]本發(fā)明的顱內(nèi)穿刺引導(dǎo)裝置的具體操作分為前期計(jì)算和手術(shù)實(shí)施兩個(gè)步驟:
[0033]I)前期計(jì)算，在穿刺角度與深度計(jì)算子系統(tǒng)中進(jìn)行:[0034]第一步:加載頭顱掃描圖像序列和角度修正數(shù)據(jù)。
[0035]第二步:在系統(tǒng)中設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)、靶點(diǎn)、進(jìn)入點(diǎn)，建立基準(zhǔn)參考平面。
[0036]第三步:計(jì)算出靶點(diǎn)和進(jìn)入點(diǎn)組成的穿刺路徑的長(zhǎng)度及其與基準(zhǔn)點(diǎn)確定的基準(zhǔn)參考平面之間的夾角，通過(guò)角度修正數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，得到最終計(jì)劃穿刺角度和深度，以輔助醫(yī)生確定設(shè)備進(jìn)入頭顱的角度和深度。
[0037]第四步:通過(guò)第一通信模塊將計(jì)算所得數(shù)據(jù)傳輸給穿刺裝置。
[0038]2)手術(shù)實(shí)施，通過(guò)穿刺裝置子系統(tǒng)進(jìn)行:
[0039]第一步:第二通信模塊接受穿刺角度與深度計(jì)算子系統(tǒng)所得的計(jì)劃穿刺角度和深度，陀螺儀獲取三維空間姿態(tài)，實(shí)時(shí)輸出穿刺裝置子系統(tǒng)與實(shí)際物理坐標(biāo)系的夾角。
[0040]第二步:數(shù)據(jù)顯示模塊顯示實(shí)時(shí)角度、計(jì)劃穿刺角度、二者的差值及計(jì)劃穿刺深度。
[0041]第三步:調(diào)整穿刺裝置姿態(tài)，使陀螺儀的輸出與計(jì)劃穿刺角度一致。
[0042]第四步:保持穿刺裝置姿態(tài)不變，將穿刺針刺入顱內(nèi)，同時(shí)配合穿刺針表面的刻度和顯示的計(jì)劃穿刺深度，將穿刺針刺`入相應(yīng)的深度，以完成穿刺手術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種顱內(nèi)穿刺輔助導(dǎo)向系統(tǒng)，其特征在于:包括穿刺角度與深度計(jì)算子系統(tǒng)和穿刺裝置子系統(tǒng)，所述穿刺角度與深度計(jì)算子系統(tǒng)包括: 計(jì)劃穿刺角度與深度計(jì)算模塊，用于依照頭顱掃描圖像，設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)、靶點(diǎn)和進(jìn)入點(diǎn)建立基準(zhǔn)參考平面，計(jì)算出靶點(diǎn)和進(jìn)入點(diǎn)組成的穿刺路徑的長(zhǎng)度，穿刺路徑與基準(zhǔn)點(diǎn)確定的基準(zhǔn)參考平面之間的夾角，通過(guò)角度修正數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，得到最終計(jì)劃穿刺角度和深度； 第一通信模塊，用于將計(jì)劃穿刺角度與深度傳輸?shù)酱┐萄b置； 所述穿刺裝置子系統(tǒng)包括: 角度測(cè)量模塊，用以實(shí)時(shí)測(cè)量穿刺裝置與物理空間坐標(biāo)系所構(gòu)成的平面的夾角； 深度測(cè)量模塊，用以實(shí)時(shí)測(cè)量穿刺裝置的深度； 第二通信模塊，用于接收穿刺角度與深度計(jì)算子系統(tǒng)輸出的計(jì)劃穿刺角度與深度； 穿刺監(jiān)測(cè)模塊，用以比對(duì)穿刺裝置的實(shí)時(shí)角度與計(jì)劃穿刺角度，比對(duì)當(dāng)前穿刺深度與計(jì)劃穿刺深度。
2.如權(quán)利要求1所述的一種顱內(nèi)穿刺輔助導(dǎo)向系統(tǒng)，其特征在于:所述穿刺裝置子系統(tǒng)還包括:數(shù)據(jù)顯示模塊，用于顯示穿刺裝置的實(shí)時(shí)角度和深度，以及從穿刺角度與深度計(jì)算子系統(tǒng)處獲取的計(jì)劃穿刺角度信息之間的角度差。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種顱內(nèi)穿刺輔助導(dǎo)向系統(tǒng)，其特征在于:所述角度測(cè)量模塊中，使用陀螺儀實(shí) 時(shí)測(cè)量穿刺裝置與物理空間坐標(biāo)系所構(gòu)成的平面的夾角。
【文檔編號(hào)】A61B17/34GK103800051SQ201410052651
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月17日
【發(fā)明者】方路平, 潘 清, 曹平, 洪文杰, 姚家良, 陳曉雷, 鄭遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)