專利名稱：手術(shù)導(dǎo)航用固定支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于光學(xué)定位裝置的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，尤其涉及一種手術(shù)導(dǎo)航用固
定支架。
背景技術(shù)：
在計(jì)算機(jī)手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)前，醫(yī)師往往只能通過間接方法或有創(chuàng)檢測手段獲得 診斷信息，如觀察CT斷層圖像、B超檢查、手術(shù)探查等，然后再憑借醫(yī)師的經(jīng)驗(yàn)來實(shí)施手術(shù)， 這種方式不易準(zhǔn)確掌握手術(shù)對象某些關(guān)鍵生理點(diǎn)的空間坐標(biāo)，手術(shù)部位定位性差。
在手術(shù)過程中，要實(shí)現(xiàn)手術(shù)器械的可視化與實(shí)時(shí)跟蹤，首先要建立術(shù)前CT模型與 患者空間位置間的關(guān)系，即空間配準(zhǔn)，然后有效指導(dǎo)手術(shù)計(jì)劃，實(shí)時(shí)引導(dǎo)手術(shù)的進(jìn)行。計(jì)算 機(jī)手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)將空間立體導(dǎo)航技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖像處理及可視化技術(shù)與臨床手術(shù)相結(jié)合， 使手術(shù)器械位置實(shí)時(shí)顯示，醫(yī)師可隨時(shí)了解手術(shù)器械位置及手術(shù)安全。由于其優(yōu)點(diǎn)較多，計(jì) 算機(jī)手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)在口腔頜面外科中的應(yīng)用也日益廣泛。 目前臨床上使用最多的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)是基于光學(xué)定位裝置的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，定位 器跟蹤原理是一個雙目的位置傳感器可以發(fā)射紅外光，紅外光照射在裝有定位器的固定 支架上，定位支架上裝有一組按特定的尺寸分布的(最少3個， 一般選用4個可反射紅外光 的小球)，小球?qū)⒓t外光反射回位置傳感器，位置傳感器經(jīng)過系統(tǒng)軟件的處理，可以計(jì)算出 目前手術(shù)器械尖端的空間位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)手術(shù)器械在術(shù)野范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)跟蹤。如一公開號 為ZL200710044709. 1 (公開號為CN101099673A)的中國發(fā)明專利《采用紅外反光球?yàn)闃?biāo)志 點(diǎn)的手術(shù)器械定位方法》披露了這樣一種手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，該文獻(xiàn)沒有公開固定支架的具體 結(jié)構(gòu)。 在現(xiàn)有光學(xué)定位系統(tǒng)的手術(shù)導(dǎo)航中，許多情況下都是以患者的位置作為基準(zhǔn)的， 這就要求手術(shù)臺或者患者相對位置傳感器來說是相對靜止的，而在實(shí)際外科手術(shù)中，不可 避免地要移動或轉(zhuǎn)動手術(shù)對象進(jìn)行手術(shù)操作，而這些位置的變化會給計(jì)算機(jī)手術(shù)導(dǎo)航帶來 影響，以致影響手術(shù)的質(zhì)量。 影像漂移是影響手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)準(zhǔn)確性的重要因素，影像漂移有兩類，一類是系統(tǒng) 性影像漂移，另一類是結(jié)構(gòu)性影像漂移。前者與定位標(biāo)記物移位，頭架松動，配準(zhǔn)時(shí)標(biāo)記物 滑移等有關(guān)，后者與術(shù)中患者組織移位、變形、位置體積改變有關(guān)，因此固定架與術(shù)中患者 定位的牢靠性和穩(wěn)定性很重要。 作為改進(jìn)，又如一專利號為ZL02272609. 8(公告號為CN2565417Y)的中國實(shí)用新 型專利《用于手術(shù)導(dǎo)航的紅外無線指示跟蹤裝置》披露了這樣一種用于手術(shù)導(dǎo)航的紅外無 線指示跟蹤裝置，包括主體、手柄和棒體，主體表面設(shè)置有四個不共面的紅外發(fā)光二極管和 紅外收發(fā)點(diǎn)，主體內(nèi)設(shè)有發(fā)光電路，主體的上下部各設(shè)有手柄和棒體，該裝置可作為手術(shù)導(dǎo) 航的指示器或跟蹤器使用，手術(shù)中因手術(shù)對象位置的變化，裝置主體不間斷地給出位置變 化信息，經(jīng)控制系統(tǒng)對信息的處理，達(dá)到對手術(shù)對象位置的指示或跟蹤的目的，上述跟蹤裝 置通過手柄將棒體插入手術(shù)對象固定，該裝置能較好解決影像漂移這一問題。
但前述裝置只通過一根棒體插入手術(shù)對象，穩(wěn)定性差；再有前述跟蹤裝置的主體角度不能變換，即反光球的反射位置在棒體被固定后不能進(jìn)行角度調(diào)節(jié)，故前述跟蹤裝置的適應(yīng)性較差。 綜上所述，現(xiàn)有手術(shù)導(dǎo)航用固定支架還可作進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種結(jié)構(gòu)新穎與手
術(shù)對象固定牢靠的手術(shù)導(dǎo)航用固定支架。 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種手術(shù)導(dǎo)航用固定支架，包括有架體和固定架，該固定架安裝在所述架體上，固定架上至少安裝有三個能反射紅外光的反光小球，其特征在于所述架體包括有三腳架、定位桿和中心桿，定位桿有三根，各定位桿的上端分別連接在三腳架的三個端部并軸向向下延伸，所述中心桿安裝在三腳架的中部并軸向向下延伸，中心桿內(nèi)設(shè)有一顱骨固定螺釘，該顱骨固定螺釘?shù)穆菁y端露出中心桿的下端面。 如果定位桿的底部為平面，在將該固定支架固定在患者身體上(如頭部)時(shí)，定位桿的底面就會緊抵壓在頭部的表皮上，而一般這種手術(shù)時(shí)間較長，如定位桿下端長期抵靠在頭部的表皮或使表皮組織長時(shí)間缺氧，而引起頭部表皮組織的局部壞死，增加患者的痛苦，不易患者的恢復(fù)，針對前述原因，作為改進(jìn)，上述定位桿的底部為尖端朝下的針尖部。這樣在將該固定支架固定在患者身體上(如頭部)時(shí)，定位桿底部的針尖部會直接剌入患者的表皮下方的頭骨內(nèi)而形成固定，定位桿不會大面積抵壓表皮，而且針尖對表皮的創(chuàng)傷面積很小，幾乎可以忽略，便于患者術(shù)后恢復(fù)。 上述的中心桿為空心桿，該中心桿的下端口部具有徑向內(nèi)縮的內(nèi)擋肩，所述顱骨固定螺釘?shù)穆菁y端活動穿出中心桿的下端口部，顱骨固定螺釘頭部擱置在所述內(nèi)擋肩上。該顱骨固定螺釘活動設(shè)置在中心桿內(nèi)，便于將顱骨固定螺釘旋入頭骨內(nèi)進(jìn)行定位，操作時(shí)只需將相應(yīng)扳手從中心桿的空心處插入，帶動顱骨固定螺釘旋入頭骨內(nèi)實(shí)現(xiàn)固定支架的固定。 上述的固定架呈十字架狀，所述反光球以有四個為佳，分別螺紋連接在固定架的四個端部。四個反光球能使患者和手術(shù)器械之間定位更為準(zhǔn)確。 上述中心桿通過一連接套筒安裝在三腳架的中部，連接套筒的下部設(shè)有外螺紋，
三腳架的中心位置處開有螺紋通孔，連接套筒的下部螺紋連接在三腳架的螺紋通孔內(nèi)，中
心桿的上部設(shè)有外螺紋，該中心桿活動穿插在連接套筒內(nèi)，中心桿上部的外螺紋露出連接
套筒上部后與一第一鎖緊螺母螺紋連接；所述的固定架通過連接組件鎖定在所述連接套筒
上。其為一種將中心桿安裝在固定架上的結(jié)構(gòu)方式，該結(jié)構(gòu)方式使中心桿能相對三腳架上
下滑移，能適時(shí)調(diào)整中心桿位于三腳架下方的長度，調(diào)整到合適位置后，通過第一鎖緊螺母
的作用防止中心桿向下脫離三腳架。 作為進(jìn)一步地改進(jìn)，上述的連接組件包括連接塊，其上開有縱向貫穿的通孔，該通孔活動套設(shè)在所述連接套筒上，連接套筒的上部設(shè)有外螺紋，該外螺紋上螺紋連接有一將該連接塊鎖定在三腳架上方的第二鎖緊螺母，連接塊上還開有一橫向貫穿連接塊側(cè)端面的螺紋孔；T形接頭，其上開有橫向貫穿與所述連接塊上的螺紋孔對應(yīng)的穿孔，一鎖緊螺栓穿過該穿孔后與連接塊上的螺紋孔螺紋連接，并在鎖緊螺栓外部螺紋連接有第三鎖緊螺母而將T形接頭壓緊在連接塊上，T形接頭上還開有一縱向貫穿T形接頭上端面的螺紋孔；連接桿，其上部和下部均設(shè)有外螺紋，所述固定架中部開有螺紋孔，連接桿的上部螺紋連接在固定架的螺紋孔內(nèi)，連接桿的下部螺紋連接在T形接頭上的螺紋孔內(nèi)。 該連接阻件能使安裝有反光球的固定架與架體之間的相對位置關(guān)系在水平方向上進(jìn)行360°的調(diào)節(jié)，由于連接塊活動套設(shè)在連接套筒上，故連接塊能相對連接套筒在水平方向上360°旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)到合適位置時(shí)再用第二鎖緊螺母將連接塊與三腳架之間鎖定，而固定架與連接塊相對位置關(guān)系固定，即安裝有反光球的固定架能相對三腳架在水平的360°范圍內(nèi)進(jìn)行位置調(diào)節(jié)，因此該固定架的適應(yīng)性強(qiáng)。 作為更進(jìn)一步地改進(jìn)，上述連接塊的側(cè)端面上螺紋連接有一定位柱，該定位柱側(cè)凸出連接塊的側(cè)端面，所述T形接頭相應(yīng)端面上沿圓周間隔開有多個供定位柱插入的定位孔，所述定位柱插設(shè)在定位孔內(nèi)而將連接塊和T形接頭相對定位。 該結(jié)構(gòu)能使安裝有反光球的固定架與架體之間的相對位置關(guān)系在空間位置上進(jìn)
行多角度的調(diào)節(jié)，由于T形接頭端面上的定位孔沿沿圓周間隔設(shè)置，調(diào)節(jié)時(shí)只需將定位柱
插入相應(yīng)的定位孔內(nèi)，T形接頭與連接塊之間的角度關(guān)系確定，最后用調(diào)節(jié)螺栓將T形接頭
與連接塊在軸向位置上鎖緊，即完成固定架與架體之間的相對位置關(guān)系的調(diào)節(jié)。 為將更牢靠的鎖定在T形接頭的螺紋孔內(nèi)，上述連接桿下部的外螺紋上螺紋連接
有第四鎖緊螺母。 上述各定位桿的上端分別螺紋連接在三腳架的三個端部。這樣便于拆裝定位桿。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于安裝有反光小球的固定架固定在架體上，而固定架不僅通過中心桿上的顱骨固定螺釘與術(shù)中患者固定，而且還通過三根定位桿與術(shù)中患者支撐定位，支架與術(shù)中患者之間形成三個支撐點(diǎn)和一個固定點(diǎn)，使固定架與患者位置關(guān)系保持恒定，即使反光小球與患者位置關(guān)系保持恒定，空間配準(zhǔn)的準(zhǔn)確性大大提高，防止影響漂移，提高手術(shù)導(dǎo)航精度。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)剖視圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中固定架的俯視圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例中三腳架的俯視圖； 圖5為本發(fā)明實(shí)施例中連接塊的剖視圖； 圖6為本發(fā)明實(shí)施例中T形接頭的剖視圖； 圖7為本發(fā)明實(shí)施例中T形接頭的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
如圖1 7所示，為本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例。 —種手術(shù)導(dǎo)航用固定支架，包括有架體1和固定架2，該固定架2安裝在架體1上，固定架2呈十字架狀，固定架2上安裝有四個能反射紅外光的反光小球3，四個反光小球3分別螺紋連接在固定架2的四個端部。 架體1包括有一個三腳架ll，其具有沿中心向外輻射設(shè)置的腳部，三腳架11的中心位置處開有螺紋通孔lll。 三根定位桿12，各定位桿12的上端分別螺紋連接在三腳架11的三個端部并軸向向下延伸，即定位桿12位于架體下方，定位桿12的底部為尖端朝下的針尖部121。
—根中心桿13，中心桿13為空心桿，該中心桿13的下端口部具有徑向內(nèi)縮的內(nèi)擋肩131，中心桿13通過一連接套筒4安裝在三腳架11的中部并軸向向下延伸，該中心桿13與定位桿12保持平行，連接套筒4的下部設(shè)有外螺紋，連接套筒4的下部螺紋連接在三腳架11的螺紋通孔111內(nèi)，中心桿13的上部設(shè)有外螺紋，該中心桿13活動穿插在連接套筒4內(nèi)，中心桿13上部的外螺紋露出連接套筒4上部后與一第一鎖緊螺母41螺紋連接。
顱骨固定螺釘14，其為鈦釘，設(shè)于空心的中心桿13內(nèi)，顱骨固定螺釘14的螺紋端活動穿出中心桿13的下端口部，即露出中心桿13的下端面，顱骨固定螺釘14頭部擱置在中心桿13的下端口部的內(nèi)擋肩131上，這樣顱骨固定螺釘14便不會向下脫離中心桿13內(nèi)。
固定架2通過連接組件鎖定在連接套筒4上。
連接組件包括 連接塊5，其一側(cè)上開有縱向貫穿的通孔51，該通孔51活動套設(shè)在所述連接套筒4上，連接套筒4的上部設(shè)有外螺紋，該外螺紋上螺紋連接有一將該連接塊5鎖定在三腳架11上方的第二鎖緊螺母53，連接塊5上還開有一橫向貫穿連接塊側(cè)端面的螺紋孔52。
T形接頭6，其上開有橫向貫穿與連接塊上的螺紋孔52對應(yīng)的穿孔61， 一鎖緊螺栓7穿過該穿孔61后與連接塊上的螺紋孔52螺紋連接，并在鎖緊螺栓7外部螺紋連接有第三鎖緊螺母71而將T形接頭6壓緊在連接塊5上，該T形接頭6上還開有一縱向貫穿T形接頭6上端面的螺紋孔62。 連接桿8，其上部和下部均設(shè)有外螺紋，固定架2中部開有螺紋孔21，連接桿8的上部螺紋連接在固定架的螺紋孔21內(nèi)，連接桿8的下部螺紋連接在T形接頭上的螺紋孔62內(nèi)，連接桿8下部的外螺紋上螺紋連接有第四鎖緊螺母81 ，以將連接桿8更牢靠的鎖定在T形接頭6上。 連接塊5的側(cè)端面上螺紋連接有一定位柱9，該定位柱9側(cè)凸出連接塊5的側(cè)端面，T形接頭6相應(yīng)端面上沿圓周間隔開有多個供定位柱9插入的定位孔63，定位柱9插設(shè)在定位孔63內(nèi)而將連接塊8和T形接頭6相對定位。 先將固定架2與三腳架11相對固定準(zhǔn)確，然后將中心桿13穿過連接套筒4，再將顱骨固定螺釘14旋入術(shù)中患者的顱骨內(nèi)，旋緊第一鎖緊螺母41將中心桿13軸向限位在三腳架ll上，同時(shí)，定位桿12下端的針尖部121插入顱骨中，完成固定。
權(quán)利要求
一種手術(shù)導(dǎo)航用固定支架，包括有架體(1)和固定架(2)，該固定架(2)安裝在所述架體(1)上，固定架(2)上至少安裝有三個能反射紅外光的反光小球(3)，其特征在于所述架體(1)包括有三腳架(11)、定位桿(12)和中心桿(13)，定位桿(12)有三根，各定位桿(12)的上端分別連接在三腳架(11)的三個端部并軸向向下延伸，所述中心桿(13)安裝在三腳架(11)的中部并軸向向下延伸，中心桿(13)內(nèi)設(shè)有一顱骨固定螺釘(14)，該顱骨固定螺釘(14)的螺紋端露出中心桿(13)的下端面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的固定支架，其特征在于所述定位桿(12)的底部為尖端朝下 的針尖部(121)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的固定支架，其特征在于所述的中心桿(13)為空心桿，該中 心桿(13)的下端口部具有徑向內(nèi)縮的內(nèi)擋肩(131)，所述顱骨固定螺釘(14)的螺紋端活動 穿出中心桿(13)的下端口部，顱骨固定螺釘(14)頭部擱置在所述內(nèi)擋肩(131)上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定支架，其特征在于所述的固定架(2)呈十字架狀，所述 反光球(3)有四個，分別螺紋連接在固定架(2)的四個端部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一權(quán)利要求所述的固定支架，其特征在于所述中心桿(13) 通過一連接套筒(4)安裝在三腳架(11)的中部，連接套筒(4)的下部設(shè)有外螺紋，三 腳架(11)的中心位置處開有螺紋通孔(lll)，連接套筒(4)的下部螺紋連接在三腳架(11) 的螺紋通孔(111)內(nèi)，中心桿(13)的上部設(shè)有外螺紋，該中心桿(13)活動穿插在連接套筒 (4)內(nèi)，中心桿(13)上部的外螺紋露出連接套筒(4)上部后與一第一鎖緊螺母(41)螺紋連 接；所述的固定架(2)通過連接組件鎖定在所述連接套筒(4)上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的固定支架，其特征在于所述的連接組件包括連接塊(5)，其上開有縱向貫穿的通孔(51)，該通孔(51)活動套設(shè)在所述連接套筒(4) 上，連接套筒(4)的上部設(shè)有外螺紋，該外螺紋上螺紋連接有一將該連接塊(5)鎖定在三腳 架(11)上方的第二鎖緊螺母(53)，連接塊(5)上還開有一橫向貫穿連接塊側(cè)端面的螺紋孔 (52);T形接頭(6)，其上開有橫向貫穿與所述連接塊上的螺紋孔(52)對應(yīng)的穿孔(61)，一鎖 緊螺栓(7)穿過該穿孔(61)后與連接塊上的螺紋孔(52)螺紋連接，并在鎖緊螺栓(7)外 部螺紋連接有第三鎖緊螺母(71)而將T形接頭(6)壓緊在連接塊(5)上，該T形接頭(6) 上還開有一縱向貫穿T形接頭(6)上端面的螺紋孔(62);連接桿(8)，其上部和下部均設(shè)有外螺紋，所述固定架(2)中部開有螺紋孔(21)，連接 桿(8)的上部螺紋連接在固定架的螺紋孔(21)內(nèi)，連接桿(8)的下部螺紋連接在T形接頭 上的螺紋孔(62)內(nèi)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的固定支架，其特征在于所述連接塊(5)的側(cè)端面上螺紋連 接有一定位柱(9)，該定位柱(9)側(cè)凸出連接塊(5)的側(cè)端面，所述T形接頭(6)相應(yīng)端面上 沿圓周間隔開有多個供定位柱(9)插入的定位孔(63)，所述定位柱(9)插設(shè)在定位孔(63) 內(nèi)而將連接塊(8)和T形接頭(6)相對定位。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的固定支架，其特征在于所述連接桿(8)下部的外螺紋上螺 紋連接有第四鎖緊螺母(81)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的固定支架，其特征在于所述各定位桿(12)的上端分別螺紋 連接在三腳架(11)的三個端部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種手術(shù)導(dǎo)航用固定支架，包括有架體(1)和固定架(2)，固定架上至少安裝有三個能反射紅外光的反光小球(3)，其特征在于架體包括有三腳架(11)、定位桿(12)和中心桿(13)，定位桿(12)有三根，各定位桿(12)的上端分別連接在三腳架(11)的三個端部并軸向向下延伸，中心桿(13)安裝在三腳架(11)的中部并軸向向下延伸，中心桿(13)內(nèi)設(shè)有一顱骨固定螺釘(14)，該顱骨固定螺釘?shù)穆菁y端露出中心桿(13)的下端面。該固定架不僅通過中心桿上的顱骨固定螺釘與術(shù)中患者固定，而且還通過三根定位桿與術(shù)中患者支撐定位，支架與術(shù)中患者之間形成三個支撐點(diǎn)和一個固定點(diǎn)，使固定架與患者位置關(guān)系保持恒定，空間配準(zhǔn)的準(zhǔn)確性大大提高，防止影響漂移，提高手術(shù)導(dǎo)航精度。
文檔編號A61B19/00GK101697869SQ20091017968
公開日2010年4月28日 申請日期2009年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月19日
發(fā)明者沈國成, 沈國芳 申請人:沈國芳;沈國成