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：
本實(shí)用新型涉及一種基于光學(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(guò)間接方法或有創(chuàng)檢測(cè)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(lái)實(shí)施手術(shù)， 這種方式不易準(zhǔn)確掌握手術(shù)對(duì)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(guò)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(gè)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(gè)， 一般選用4個(gè)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(guò)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(hào) 為ZL200710044709. 1 (公開號(hào)為CN101099673A)的中國(guó)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(méi)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(tái)或者患者相對(duì)位置傳感器來(lái)說(shuō)是相對(duì)靜止的，而在實(shí)際外科手術(shù)中，不可 避免地要移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)手術(shù)對(duì)象進(jìn)行手術(shù)操作，而這些位置的變化會(huì)給計(jì)算機(jī)手術(shù)導(dǎo)航帶來(lái) 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(dòng)，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(hào)為ZL02272609. 8(公告號(hào)為CN2565417Y)的中國(guó)實(shí)用新 型專利《用于手術(shù)導(dǎo)航的紅外無(wú)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(wú) 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(gè)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(duì)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(duì)信息的處理，達(dá)到對(duì)手術(shù)對(duì)象位置的指示或跟蹤的目的，上述跟蹤裝 置通過(guò)手柄將棒體插入手術(shù)對(duì)象固定，該裝置能較好解決影像漂移這一問(wèn)題。[0008] 但前述裝置只通過(guò)一根棒體插入手術(shù)對(duì)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)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)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(duì)象固定牢靠的手術(shù)導(dǎo)航用固定支架。 本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)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(gè)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(gè)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(huì)緊抵壓在頭部的表皮上，而一般這種手術(shù)時(shí)間較長(zhǎng)，如定位桿下端長(zhǎng)期抵靠 在頭部的表皮或使表皮組織長(zhǎng)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(duì)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(huì)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(huì)大面積抵壓表皮，而且針尖對(duì)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(gè)為佳，分別螺紋連接在固定架的 四個(gè)端部。四個(gè)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(guò)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(dòng)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(guò)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(duì)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(zhǎng)度，調(diào)整到合適位置后，通過(guò)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(dòng)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(duì)應(yīng)的穿孔，一鎖緊螺栓穿過(guò)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(duì)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(dòng)套設(shè)在連接套筒上，故連接塊能相對(duì)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(duì)位置關(guān)系固定，即安裝有反光球的固定架能相對(duì)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(gè)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(duì)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(duì)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(duì)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(gè)端部。這樣便于拆裝定位桿。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(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(guò)中心桿上的顱骨固定螺釘與術(shù)中患者固定，而且還通過(guò)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(gè)支撐點(diǎn)和一個(gè)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為本實(shí)用新型實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)剖視圖； 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中固定架的俯視圖； 圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中三腳架的俯視圖； 圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中連接塊的剖視圖； 圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例中T形接頭的剖視圖； 圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例中T形接頭的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。 如圖1 7所示，為本實(shí)用新型的一個(gè)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(gè)能反射紅外光的反光小球3，四個(gè)反光小球3分別螺紋連接在固定架2的四個(gè)端部。 架體1包括有一個(gè)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(gè)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(guò)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(dòng)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(dòng)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(huì)向下脫離中心桿13內(nèi)。 固定架2通過(guò)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(dòng)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(duì)應(yīng)的穿孔61， 一鎖緊螺 栓7穿過(guò)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(gè)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(duì)定位。 先將固定架2與三腳架11相對(duì)固定準(zhǔn)確，然后將中心桿13穿過(guò)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(gè)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(gè)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(dòng) 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(gè)，分別螺紋連接在固定架(2)的四個(gè)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(guò)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(dòng)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(guò)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(dòng)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(duì)應(yīng)的穿孔(61)，一鎖 緊螺栓(7)穿過(guò)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(gè)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(duì)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(gè)端部。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種手術(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(gè)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(gè)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(guò)中心桿上的顱骨固定螺釘與術(shù)中患者固定，而且還通過(guò)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(gè)支撐點(diǎn)和一個(gè)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(hào)A61B17/00GK201519139SQ200920269509
公開日2010年7月7日 申請(qǐng)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(guó)成, 沈國(guó)芳 申請(qǐng)人:沈國(guó)芳;沈國(guó)成