CN102048573B - 双交面激光定向微创颅钻 - Google Patents

Abstract

双交面激光定向微创颅钻是用于取出头部内血肿定位开孔钻，有机体、设置于机体内驱动机构和与驱动机构输出轴同轴连接的钻头，机体带有相交线与钻头轴线共线的两个交叉平面光激光器。最好是一个平面光的激光器与机体固定，另一个平面光的激光器绕机体钻头轴线过渡配合转动连接。在头部表面确定的三维基准引导下，根据CT片上的数据，推算出血肿中心所在的各方向的层面在头部表面画线，通过激光器发射的交叉平面光与头部表面交叉画线重叠，来模拟血肿所在不同平面进行的无创伤快速简便地定位及开孔。

Description

双交面激光定向微创颅钻

技术领域：

本发明是一种用于微创颅内血肿清除术的医疗仪器，是在确定颅内血肿中心位置和头部开孔位置，进行定向开孔的器具。

背景技术：

微创血肿穿刺术已经在国内开展很多年了，但是受术者经验及技术的影响，血肿穿刺术的疗效难以受到客观的评价。以往的脑血肿穿刺术通过病人的头部CT或CT片的三维数据，确定血肿中心靶点和入颅路径，虽然能通过测量病人头部CT或CT确定血肿中心靶点，但是由于头部是一个类球体，从头部外向内开孔及穿刺，难以准确穿刺靶点。血肿中心靶点在头部表面是看不到的，因此入颅的角度容易产生偏移，降低了血肿穿刺的准确性。如果采用测量仪器进行定位，并以该仪器机体为定位基础，进行定向开孔，虽然理论上精确度比较高，但要想仪器稳定不变形就必须做的比较厚实和沉重，又要相对人的头部固定是比较困难，固定在头部肉体表面由于肉体是软体的，是容易产生相对位置变化的，特别是在病人昏迷或痛苦状态，又在头部加上沉重庞大的仪器，又要反复做CT和调整测量，很难保持稳定和相对头部不窜动或摆动，更不适合头部需要快速定向手术急诊病人的救治。查阅大量的血肿穿刺术文献，术者均未详细描述血肿穿刺术的过程穿刺针进入时如何控制其方向。穿刺治疗过程中，特别是在救治危重脑出血病人的手术中，对颅骨微创开孔钻的偏移是难免发生的。

发明内容：

本发明的目的就是为了解决已有技术中，对头部微创开孔定位和开孔过程的定位导向复杂，仪器测量成本高，开孔导向误差比较大的问题，提供一种简便精确定位和导向控制，保证穿刺快捷并误差大大的降低的双交面激光定向微创颅钻。

本发明的双交面激光定向微创颅钻是用于取出头部内血肿定位开孔钻，有机体、设置于机体内驱动机构和与驱动机构输出轴同轴连接的钻头，其特征在于：机体带有相交线与钻头轴线共线的两个交叉平面光激光器。在使用本发明双交面激光定向微创颅钻前，利用解剖知识快速的找出耳眦线、正中线，先找出并画出头部的耳眦线，正中线。利用一块两个相互垂直面A面、B面并通过一个过渡面C面连接的三面尺，各面分别开有排列的条孔。A面的条孔与耳眦线平行，B面的条孔与正中线平行，利用三面尺上的条孔可快速的画出多个矢状面、水平面在头部表面的画线(假设的矢状面和水平面与头部表面的交汇线)，最后在保持三面尺中一个面(A面)条孔与矢状面平行不变的条件下变化三面尺的角度使A面的条孔与水平面垂直，沿A面、C面可画出冠状面在头部表面的画线。利用患者的CT或MRI图像数据，在图像上及利用数据找到血肿的中心所在的水平层面、矢状面、冠状面。可通过血肿中心所在的矢状面距正中线所在的矢状面之间的层面厚度，找到并画出血肿中心在头部的投影线，即血肿中心所在矢状面在头部表面交汇线(矢状线)。可通过血肿中心所在的水平面距耳眦线所在的水平面之间的层面厚度，找到或画出血肿中心在头部表面的投影线，即血肿中心所在的水平面在头部表面交汇线(水平线)。可通过血肿中心所在的冠状面距头部中间冠状面之间的层面厚度，找到或画出血肿中心在头部表面的投影线，即血肿中心所在冠状面在头部表面交汇线(冠状线)。这样使用画线法在病人的头部表面标识出血肿投影部位，以此画线为判断标准。然后再以血肿中心所在各面在头部表面投影线的交叉点作为开孔点，并以形成该交叉点两条交叉线(形成交点的交汇线)为基准，确定开孔的方向和插入导管及探取器具的方向。本发明是以找出血肿中心在头部表面的投影线来作为判断方向基准，使本手术的客观性更强。本发明的双交面激光定向微创颅钻，由于带有至少两个平面光的激光器(或激光发射元件)，发射出穿过并交汇于钻头轴线的两个交叉平面光。发生出一个平面光的激光器与机体固定，发射出另一个平面光的激光器绕机体钻头轴线过渡配合转动连接。参见附图4，一组激光器1、3与机体固定，共同发射出同一个平面光，另一组激光器2、4通过调节环7与机体转动连接，也共同发射出另一同一个平面光，并可以根据头部表面相交线的角度调整与前一平面光相交的角度。这样4个激光器(头)发出的4束激光束正好形成两个相交的平面光，相交的平面光的夹角与头部表面交叉线的夹角相等。用本发明的双交面激光定向微创颅钻在头部表面交叉点为开孔点，激光器发出交叉平面光照射在头部表面的交叉线与头部表面交叉线重叠，平面光就相当于血肿中心所在平面延伸面，钻头的轴线与交叉平面光相交线及血肿中心所在平面相交线共线，钻头开孔的方向就是血肿中心。这样根据头部表面画线调整激光束的方向，当激光束与头部的交叉画线重合时，激光束相交的点正好与微颅钻的钻头在同一直线上，准确的确定出钻孔和穿刺的方向。这样保持交叉的平面光照在头部表面的交叉线形成重叠，就能保持钻孔的准确方向。

本发明与已有技术相比，进一步的改进和具有如下优点：

本发明的双交面激光定向微创颅钻，是在头部表面确定的三维基准引导下，根据CT片上的数据，推算出血肿中心所在的各方向的层面在头部表面画线，通过激光器发射的交叉平面光与头部表面画线重叠，来模拟血肿所在不同平面进行的无创伤快速定位及开孔。本发明的开孔定位及开孔过程正确确定方向，无需沉重的定位框架，基础不需要固定在头部，定位开孔设备简便、易操作。

本发明的双交面激光定向微创颅钻，还可以包括激光矫正穿刺方向的立体定位系统。它包括可调式双交面激光装置、手电两用微颅钻(驱动机构为手动驱动机构和电动机构并联的驱动机构)、辅助定向系统(包括立体成像系统和图像重合辨认系统)，可调试双交面激光装置可以根据头部表面的画线调整激光束的角度，准确的与头部表面画线重合；手电两用的微颅钻在有电的情况下方便使用，又可以在没电的紧急情况下继续使用；辅助定向系统可有效的减少以前由术者肉眼观察带来的误差。通过上述系统可以在不到一分钟内就能实现精确的钻颅方向，提高血肿穿刺成功率。

本发明的快速定位血肿穿刺点，无框架，无创伤，操作简便，为初学者大大的提高了血肿穿刺的成功率。以往由于血肿穿刺方向由术者主观判断，因此常常因术者的经验，技术水平不同，导致微创手术的疗效评价结果有很大的差距，如果本仪器能够广泛的推广，将会具有很大的统计学意义。与以往的血肿穿刺仪相比在进行血肿穿刺时具有更高的准确性及客观性，以往微创血肿穿刺术的疗效评价常由术者的技术影响，难以做出客观评价，而本仪器减小微创血肿穿刺术术者的技术影响的误差，对以后的微创血肿穿刺术的统计具有重要的意义。特别在没有CT或MRI监视的紧急情况下，可以大大的提高穿刺的成功率。下面结合附图对本发明专利进一步说明

附图说明：

图1、图2是本发明双交面激光定向微创颅钻即用于取出头部内血肿定位开孔手动电动两用钻的两个方向的立体结构示意图；图3是这种用于取出头部内异物定位开孔手动电动两用钻的反映内部结构的主示意图，图4是其从钻头方向的结构示意图；

图5是本发明双交面激光定向微创颅钻所带有的辅助定向提示系统示意图。

图6是用于取出头部内异物定位开孔电钻主视图；图7是用于取出头部内异物定位开孔电钻的左视图。

图1、2、3、4、5中，6.钻头锁紧器，21.钻头，9、10、16、17.传动齿轮，.2、3、4、5平面光激光器，13.传动轴，14.手柄及内部的电池，19.连接杆，20.手摇杆摇柄，11.启动开关，12.封闭防水外壳，15.电动机，7.激光束调节环，8.平面光激光器连接环27.病患头部，28.影像采集系统，29.影像采集系统，30.立体成像系统，31.图像重合辨认系统，32.辨认提示系统。

具体实施方式：

实施例1、一种双交面激光定向微创颅钻(参考图1、2、3、4、5)，是用于取出头部内血肿定位开孔钻，有耐高温塑料或钢材的圆柱形机体、机体两端设有轴承，一端轴承配有伸出的钻头，机体内设置有电动驱动机构和手动驱动机构，电动驱动机构的电动机固定与机体内，电动机轴与深入到机体内的钻头轴同轴连接。钻头轴带有小齿轮，小齿轮与一大齿轮啮合，大齿轮轴向上延伸的上端带有另一个小齿轮，这个另一小齿轮再与手摇柄轴的大齿轮啮合，构成手动驱动机构。机体带有发射出相交线与钻头轴线共线的交叉平面光激光器。这种发射出交叉平面光的激光器，参见图4，激光器(头)3、5发射的激光束为同一平面光，激光器2、4发射激光束为同一平面光并与前一个平面光相会垂直交叉，与头部表面垂直交叉画线一致。四个激光器(头)发出的4束激光束正好形成垂直相交面的平面光，模拟出CT片上血肿所在的两个相互垂直的平面。根据头部表面画线调整激光束的方向，当激光束照射在头部表面的交叉光线与头部表面交叉点的画线重合时，激光束相交的点正好与微颅钻的钻头在同一直线上，准确指向血肿中心，保证确定出穿刺开孔的方向指向血肿中心点。双交面激光定向微创颅钻还带有的辅助定向系统，这个系统包括立体成像系统和图像重合辨认系统，立体成像系统包括两个摄像仪28、29采集图像后经立体成像系统30及软件在屏幕上显示出头部27的立体图形，图像重合辨认系统是由分析软件系统分析出画线的坐标，当激光术投影照射在头部表面，再经软件分析系统分析激光束投影的坐标，当激光束投影的坐标与画线坐标重合时，发出信号由语音系统31进行音频提示，表示定位定向准确。

实施例2、一种本发明用于取出头部内异物定位开孔的手动电动两用钻，有机体、设置于机体内驱动机构和与驱动机构输出轴同轴连接的钻头，此外机体带有两组平面激光发射器，激光发射器发射出两个平面光相互交叉，相交于钻头轴线，即相交线与钻头轴线共线。如图1、2、3、4所示，图中，6.钻头锁紧器，21.钻头，9、10、16、17.传动齿轮，.2、3、4、5平面光激光器，13.传动轴，14.手柄及内部的电池，19.连接杆，20.手摇杆摇柄，11.启动开关，12.封闭防水外壳，15.电动机，7.激光束调节环，8.平面光激光器连接环。一组平面光激光器2、4固定在机体的连接环不动，发出同一平面光，平面光与电动机轴线、钻头轴线1共面。另一组是可调的平面光激光器3、5设置在激光束调节环7，可随着激光束调节环7绕机体及轴线转动，也发出同一平面光，平面光与电动机轴线、钻头轴线共面，同时与固定的平面光相交，相交线与轴线为同一条线，即共线。可调的平面光可以根据头部表面交叉线的角度，调整与固定的平面光相交的角度，来达到一致，并且在相交的平面光在头部表面投影线与表面交叉线重合时，就正好使得钻头的轴线穿过血肿中心，保持钻孔的准确方向。所形成两相交平面光，也相当模拟出CT片上的穿过血肿中心的平面。这样根据头部表面画线随时保持激光束的方向，当激光束照在头部表面的光线与头部表面开孔点的交叉线重合，激光束相交的点正好与开孔交叉点及钻头轴在同一直线上，开孔的方向就准确的朝向血肿中心的方向，确保了穿刺的方向准确性、和快捷操作性。

可以采用手电两用微颅开孔钻，微颅开孔钻在手柄下方还可以有一个提供电源的蓄电池(参见图6、7)，以备停电时使用。电动机通电后带动电动机轴，电动机轴带动钻头轴及钻头锁紧器旋转，从而带动钻头转动。微颅开孔钻在电动机的带动下转动，减少了术者的体力劳动，又可以使钻头平稳转动。但是难免会有蓄电池也没电而又需要进行紧急手术的时候，此时将手摇杆的一端的六角孔套在摇柄的轴端六角柱，手摇动手摇杆及摇柄的轴，就能通过传动齿轮和传动轴带动电动机轴和砖头轴及钻头转动工作。这种设计即为术者提供方便又为术者考虑了突发因素。

实施例3、一种本发明的用于取出头部内异物的定位开孔电钻，有机体81、设置于机体内电动驱动机构82和与驱动机构输出轴同轴连接的钻头80，机体前端带有发射出相交于钻头轴线的平面光激光器83、84、85、86。如图6、7所示，其中，平面光激光器83、85发射的平面光为同一个平面，为主视图的垂直平面；平面光激光器84、86发射的平面光为同一个平面，为主视图的水平平面。图中平面光激光器83、85固定在机体前端上下，发出同一平面光，平面光与电动机轴线、钻头轴线共面。可调的平面光的激光器84、86设置在调整环87，调整环与机体前端圆柱过渡配合转动连接，可调的平面光激光器84、86可随着调整环绕轴线转动。可调的平面光激光器84、86发出同一平面光，平面光与电动机轴线、钻头轴线共面，同时与固定的平面光相交于轴线，形成可调的平面光。可调的平面光可以根据头部表面交叉线的角度，转动调整环，使可调的平面光与固定的平面光相交的角度，来达到一致，并且在相交的平面光在头部表面投影交叉光线与头部表面交叉线重合时，就正好使得钻头的轴线延伸穿过血肿中心，保持钻孔的准确方向。所形成两相交平面光，也相当模拟出CT片上的穿过血肿中心的平面。这样根据头部表面画线随时保持激光束的方向，保持激光束与头部表面的画线重合，就能保持激光束相交线正好与钻的钻头及血肿异物中心在同一直线上，能够准确的保持开孔及穿刺的方向。

Claims (4)

1.一种双交面激光定向微创颅钻，是用于取出头部内异物的定位开孔钻，有机体、设置于机体内的驱动机构和与驱动机构输出轴同轴连接的钻头，机体带有发射出相交线与钻头轴线共线的两个交叉平面光的激光器，其特征在于：带有辅助定向系统，这个系统包括立体成像系统和图像重合辨认系统，立体成像系统包括两个摄像仪采集图像后经立体成像软件在屏幕上显示出头部的立体图形，图像重合辨认系统是由分析软件系统分析出头部表面画线的坐标，当激光束照射在头部表面，再经分析软件系统分析激光束的坐标，当激光束的坐标与头部表面画线坐标重合时，由图像重合辨认系统发出信号经语音系统进行音频提示。

2.如权利要求1所说的双交面激光定向微创颅钻，其特征在于：发射出一个平面光的激光器与机体固定，发射出另一个平面光的激光器绕机体钻头轴线过渡配合转动连接。

3.如权利要求1或2所说的双交面激光定向微创颅钻，其特征在于：驱动机构为手动驱动机构和电动机构并联的驱动机构。

4.如权利要求3所述的双交面激光定向微创颅钻，其特征在于：电动机构为电动机和电动机轴；电动机轴与钻头轴同轴连接，钻头轴带有小齿轮，小齿轮与一大齿轮啮合，大齿轮轴向上延伸的上端带有另一个小齿轮，这个另一小齿轮再与手摇柄轴的大齿轮啮合，构成手动驱动机构。

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