CN104434316A - 一种多自由度颅脑穿刺限位固定器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多自由度颅脑穿刺限位固定器，包括底座、安装在底座上的支架，所述的支架沿水平方向可伸缩，支架上安装有可沿竖直方向伸缩的调位杆，调位杆端部安装有可转动的固定架，固定架上可拆卸地安装有能在固定架中转动的固定盘，固定盘中部开设有用于通过穿刺器械的芯孔。该装置采用多自由度支架，使固定盘能全方位地调整位置、旋转，无论患者是以何种角度、以何种姿态进行穿刺手术，利用该支架均能找出合适的角度和方向，方便穿刺；移动、固定方便，支架结构精简，占用较小的空间，作为手术辅助器械使用，便于固定、安装，拆卸，保证穿刺手术顺利进行。

Description

一种多自由度颅脑穿刺限位固定器

技术领域

本发明涉及一种医疗器械用具，具体涉及一种多自由度颅脑穿刺限位固定器。

背景技术

脑出血是神经科常见急症，脑出血后，血肿的占位效应使周围神经受到压迫，造成脑屏障受损，继而引发脑水肿，并且血肿周围组织水肿的体积可以超出血肿本身体积的数倍，血肿还可造成变性、坏死等一系列继发性损害，严重威胁患者生命安全，死亡率、致残率较高，并且预后差。对于脑出血的紧急处理，临床上通常采用血肿抽吸引流治疗，以降低颅压，减轻水肿。

随着CT技术的成熟应用，利用CT定位行血肿穿刺和脑室出血穿刺引流在近年逐渐推广开来。目前临床上钻颅抽吸术基本上有两种，一种是通过脑CT测定血肿才脑内位置，然后利用钻颅穿刺器械进行颅穿刺；另一种是应用立体定向装置，进行穿刺。

无论是哪一种颅穿刺手段，均对穿刺的位置、角度和穿刺深度有着严格的要求。穿刺点要位于最接近血肿位置的颅面，穿刺方向要朝着正对血肿的方向，即垂直于颅部穿刺处的切面方向，并且穿刺深度应精确控制以不损伤其他脑组织。

现有的钻颅器械在行进过程中，没有辅助的固定器械，使器械在钻颅过程中保持稳定以最短的距离通过颅骨，同时也不能很好地掌握钻头的行进方向、深度，不利于手术的顺利进行。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于，提供一种多自由度颅脑穿刺限位固定器，解决现有技术中存在的问题，辅助手术顺利进行。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种多自由度颅脑穿刺限位固定器，包括底座、安装在底座上的支架，所述的支架沿水平方向可伸缩，支架上安装有可沿竖直方向伸缩的调位杆，调位杆端部安装有可转动的固定架，固定架上可拆卸地安装有能在固定架中转动的固定盘，固定盘中部开设有用于通过穿刺器械的芯孔。

进一步地，所述的固定盘沿其径向分为两个半圆盘，其中一个半圆盘上沿径向设置有卡板，另一个圆盘上设置有与卡板配合的固定槽，两个半圆盘沿轴向通过卡板和固定槽拼合成完整的固定盘；固定盘不能沿径向分为两个半圆盘。

进一步地，所述的固定盘的底部设置有支撑盘，支撑盘在固定盘分为两个半圆盘时，也分为两个半支撑盘；支撑盘顶部与固定盘固结，支撑盘顶部半径小于底部半径。

进一步地，所述的固定架上安装有用于安装固定盘的卡圈，卡圈由两个对称设置的纵向截面为L形的弧形支撑板组成，两个支撑板分别活动式安装在两个与调位杆垂直设置的盘轴上，盘轴固结在固定架上；在支撑板的内侧设置有可旋转的固定片，固定盘安装在卡圈中后，通过固定片进行固定。

进一步地，所述的芯孔中装配有钻芯，两者通过螺纹配合安装，钻芯由芯柱和设置在芯柱端部的盘体组成，在钻芯中部沿轴向设置有贯穿芯柱和盘体的通孔，该通孔直径大于穿刺器械的外径；钻芯沿其轴向分为对称的两部分。

进一步地，所述的固定架通过轴承安装在调位杆的端部，在调位杆上沿轴向开设有第一卡槽，在调位杆上装配有第一卡套，第一卡套通过第一卡键与第一卡槽配合，使第一卡套能沿调位杆轴向滑动但不能转动；第一卡套上靠近轴承的一侧固结有第一卡柱，在轴承上呈圆周状分布有与第一卡柱配合的第一卡孔，第一卡柱伸入第一卡孔时，轴承不能相对于调位杆转动。

进一步地，所述的盘轴上沿轴向开设有第二卡槽，盘轴上装配有第二卡套，第二卡套通过与第二卡键与第二卡槽配合，使第二卡套能沿盘轴的轴向滑动但不能转动；第二卡套上靠近支撑板的一侧固结有第二卡柱，在支撑板上呈圆周状分布有与第二卡柱配合的第二卡孔，第二卡柱伸入第二卡孔时，支撑板不能相对于盘轴转动。

进一步地，所述的支架为L形支架，支架上铰接有加固杆，加固杆的自由端可支撑在支架上设置的加固孔中，构成三角形结构以加固支架。

进一步地，所述的支架上设置有调节支架水平方向伸缩的第一调节钮，调位杆上设置有调节调位杆长度的第二调节钮。

进一步地，所述的底座底部设置有带有轮锁的万向轮。

进一步地，所述的底座上设置有配重块。

本发明与现有技术相比具有以下技术特点：

1.采用多自由度支架，使固定盘能全方位地调整位置、旋转，无论患者是以何种角度、以何种姿态进行穿刺手术，利用该支架均能找出合适的角度和方向，方便穿刺；

2.利用推卡式结构，在不同的位置均能对固定器进行有效的位置固定，使整个固定器界面在钻颅时保持稳固；

3.采用限位固定器结构，对于不同直径的钻头均可以选择合适的钻芯，使钻头仅能沿钻芯轴向行进而不能左右晃动，保持钻颅过程钻头的稳定；

4.该限位固定器能使钻头行进方向直指血肿部位，钻头能有最短的行进距离，并且钻头的钻入深度可以容易地掌控，使钻颅过程更加精准有效；

5.该装置移动、固定方便，支架结构精简，占用较小的空间，作为手术辅助器械使用，便于固定、安装，拆卸，保证穿刺手术顺利进行。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为卡圈部分的结构示意图；

图3为卡圈被固定时的结构示意图；

图4为固定盘底部的结构示意图；

图5为钻芯的结构示意图；

图6为第二卡套的结构示意图；

图7为第一卡套的结构示意图；

图中标号代表：1—万向轮，2—底座，3—加固杆，4—支架，5—第一调节钮，6—调位杆，7—第二调节钮，8—第一卡套，9—固定架，10—第二卡套，11—卡圈，12—固定盘，13—第一卡槽，14—第一卡孔，15—轴承，16—支撑板，17—固定片，18—第二卡孔，19—盘轴，20—第二卡槽，21—芯孔，22—半圆盘，23—卡板，24—支撑盘，25—钻芯，26—芯柱，27—第二卡柱，28—第二卡键，29—第一卡柱，30—第一卡键；

具体实施方式

遵从上述技术方案，如图1至图7所示，一种多自由度颅脑穿刺限位固定器，包括底座2、安装在底座2上的支架4，所述的支架4沿水平方向可伸缩，支架4上安装有可沿竖直方向伸缩的调位杆6，调位杆6端部安装有可转动的固定架9，固定架9上可拆卸地安装有能在固定架9中转动的固定盘12，固定盘12中部开设有用于通过穿刺器械的芯孔21。

本装置的工作原理如下：

对颅部进行穿刺时，穿刺点需要有固定装置，使穿刺的方向能以最短的路径穿过颅骨，穿刺过程中穿刺器械不会偏移，同时穿刺的深度容易观察。本装置中的固定盘12承载着实现上述任务的功能。将固定盘12放置在患者颅表面，使固定盘12上的芯孔21对准穿刺位置，并且使固定盘12与患者颅部呈点接触，即固定盘12的盘面是穿刺点的切面，那么沿着芯孔21进行穿刺时，穿刺器械将以最短的路径通过颅骨，直指血肿部位。芯孔21的大小是一定的，刚好大于穿刺器械的外径，使穿刺器械转动过程中不会晃动，保证穿刺路径的笔直和器械的稳定；另外，由于固定盘12的厚度是一定的，因此可以根据穿刺器械进入芯孔21的程度来判断钻头部位当前的位置，一般来讲，盘体厚度设置2cm最宜。

接下来的问题是如何对固定盘12进行固定。本方案中提出了一种多自由度的支架4，该支架4能沿着水平方向伸缩、并且竖直方向也可以伸缩，这样就容易调整固定盘12在空间的位置；直接安装固定盘12的固定架9也是可以转动的，并且固定盘12在固定架9中亦能转动，这两个转动的方向能精确调整固定盘12的朝向和与颅面所呈角度。

由上述可知，本装置的支架4结构，加上支架4底部设置的万向轮1结构，一共有五个可以调整的自由端，能使固定盘12以任意姿态固定在空间当中的任何位置，极大地满足了手术过程中苛刻地空间需求。

另外支架4的结构较为精简，这是考虑到手术空间有限所致，应尽量将固定盘12暴露在医生的手术野中，而其余机构应尽量减少。

为了使本装置结构更优，进一步提出以下技术特征和结构：

固定盘12沿其径向分为两个半圆盘22，其中一个半圆盘22上沿径向设置有卡板23，另一个圆盘上设置有与卡板23配合的固定槽，两个半圆盘22沿轴向通过卡板23和固定槽拼合成完整的固定盘12；固定盘12不能沿径向分为两个半圆盘22。

穿刺过后，暂时不会退出穿刺器械，而要通过穿刺器械植入导丝、引流管等操作，而如果固定盘12还保持在颅部将比较影响操作。因此最好在固定盘12完成引导作用后，能从穿刺器械上取下。而这种半圆盘22结构能将一整个固定盘12分为两个半圆盘22，穿刺完成后，将固定盘12从固定架9上卸下，然后沿着固定盘12的轴向相反的方向移动两个半圆盘22，则可以将两个半圆盘22分开，这样就可以在保证穿刺器械不动的情况下，卸下固定盘12。如图4所示，在半圆盘22上设置的卡板23为L形，卡板23与半圆盘22处于同一平面，两个半圆盘22卡合后，向固定盘12径向施力时，不能把固定盘12打开，而只能通过上下的方式打开。这种卡合方式有效保证了固定盘12在穿刺器械工作时的稳定性。

固定盘12的底部设置有支撑盘24，支撑盘24在固定盘12分为两个半圆盘22时，也分为两个半支撑盘；支撑盘24顶部与固定盘12固结，支撑盘24顶部半径小于底部半径。

固定盘12设置在颅部穿刺部位时，固定盘12与颅部之间仍为点接触。而设置的这个支撑盘24，可呈环状与颅部表面固定，固定盘12不宜过大，以适应颅表面的弧度。并且由于固定盘12的支撑作用，使固定盘12能处于与穿刺点的切面方向，便于对固定盘12的固定。固定板也是两个半支撑盘拼合成的，半支撑盘与半圆盘22为一体结构。

固定架9上安装有用于安装固定盘12的卡圈11，卡圈11由两个对称设置的纵向(即卡圈11的轴向)截面为L形的弧形支撑板16组成，两个支撑板16分别活动式安装在两个与调位杆6垂直设置的盘轴19上，盘轴19固结在固定架9上；在支撑板16的内侧设置有可旋转的固定片17，固定盘12安装在卡圈11中后，通过固定片17进行固定。

卡圈11所组成的圆形结构，是非闭合的圆形结构，而两个支撑板16之间的间隙部分，是留下的通道，在穿刺后，利用这个间隙部分取出整个卡圈11，而不影响穿刺器械。卡圈的圆形结构正好用于放置固定盘12，由于L形结构，固定盘12放置在卡圈11中不会跌落。固定盘12放入卡圈11后，移动固定片17，对固定盘12的上部进行固定。这样固定盘12就能全面、稳定地固定在卡圈11中。支撑板16可以相对于盘轴19转动，以调整固定盘12的盘面角度、位置。

芯孔21中装配有钻芯25，两者通过螺纹配合安装，钻芯25由芯柱26和设置在芯柱26端部的盘体组成，在钻芯25中部沿轴向设置有贯穿芯柱26和盘体的通孔，该通孔直径大于穿刺器械的外径；钻芯25沿其轴向分为对称的两部分。

对于不同直径的穿刺器械，固定盘12不能有良好的通用性，因为固定盘12中部的芯孔21直径是一定的。对于这个问题，可以通过添加钻芯25来实现；设置固定盘12时，其中部的芯孔21可以设计大一些，芯孔21中装配钻芯25，而钻芯25中部的通孔正好和穿刺器械配合，通孔直径略大于穿刺器械外径。这样，只需要设置一系列通孔直径规格不同的钻芯25，即可使用一个固定盘12来固定不同直径的穿刺器械，使本装置有良好的通用性。为了便于钻芯25的拆卸，钻芯25也是由两个半钻芯构成的，将两个半钻芯拼合成一个钻芯25后，以旋转的方式拧入到芯孔21中，进行固定；使用完毕后，可以先反向旋转钻芯25取出钻芯25，然后将钻芯25分开，再拆除固定盘12，也可以先拆除固定盘12，再拆除钻芯25。

固定架9通过轴承15安装在调位杆6的端部，在调位杆6上沿轴向开设有第一卡槽13，在调位杆6上装配有第一卡套8，第一卡套8通过第一卡键30与第一卡槽13配合，使第一卡套8能沿调位杆6轴向滑动但不能转动；第一卡套8上靠近轴承15的一侧固结有第一卡柱29，在轴承15上呈圆周状分布有与第一卡柱29配合的第一卡孔14，第一卡柱29伸入第一卡孔14时，轴承15不能相对于调位杆6转动。

由于固定架9旋转调整固定盘12位置后需要固定，因此需要使其固定的比较稳固。本方案中提出一种固定结构，利用第一卡套8、第一卡槽13和第一卡柱29、第一卡孔14进行配合，使固定架9既可以自由转动，又可以在转动到合适位置后被固定。由于第一卡孔14均匀分布，可以设置其较高的密度，这样在不同的位置，第一卡柱29均能找到一对与其正好对应的卡孔，进行两者的相对固定，如图3所示。

盘轴19上沿轴向开设有第二卡槽20，盘轴19上装配有第二卡套10，第二卡套10通过与第二卡键28与第二卡槽20配合，使第二卡套10能沿盘轴19的轴向滑动但不能转动；第二卡套10上靠近支撑板16的一侧固结有第二卡柱27，在支撑板16上呈圆周状分布有与第二卡柱27配合的第二卡孔18，第二卡柱27伸入第二卡孔18时，支撑板16不能相对于盘轴19转动。

与上面的结构类似，对于卡圈11的固定，也可以采用类似的机构；卡圈11通常情况下可以相对于盘轴19转动，需要固定时，推动第二卡套10使第二卡柱27进入第二卡孔18即可。第二卡孔18设置密度高一些，便于在不同的位置进行固定。通过对卡圈11和固定架9的固定，能使卡板23在任意位置均能得到有效、稳固的固定。

支架4为L形支架4，支架4上铰接有加固杆3，加固杆3的自由端可支撑在支架4上设置的加固孔中，构成三角形结构以加固支架4；底座2上设置有配重块。

支架4上设置有调节支架4水平方向伸缩的第一调节钮5，调位杆6上设置有调节调位杆6长度的第二调节钮7。

支架4前端重量较大，为了保持操作时支架4的稳固，支架4上设置有加固杆3，操作的时候将加固杆3撑起，形成稳固的三角形结构，以增加支架4前端的稳固程度；另外，也可以在底座2上设置配重块，增加底座2的重量使支架4稳定；对于支架4的调整，可以通过第一调节钮5和第二调节钮7进行，调整好位置后，通过紧固调节钮，可以将支架4伸缩的部分和调位杆6伸缩的部分进行有效固定。

底座2底部设置有带有轮锁的万向轮1，便于整个装置的移动，移动到合适位置后，通过轮锁对万向轮1进行锁定，使底座2不能移动，保持稳定的基础。

利用本装置进行穿刺的方法如下：

1.根据扫描结果，确定穿刺位置和穿刺点；

2.根据穿刺位置，选择规格合适的支撑盘和固定盘，支撑盘的大小应以支撑盘边缘覆盖在穿刺点之上时，能尽可能多地与颅面接触，并能通过芯孔充分暴露穿刺点；

3.根据穿刺器械的不同选择规格相适应的钻芯，并将穿刺器械穿过钻芯进行测试，保证穿刺器械能顺利通过钻芯，而不会晃动；然后对支撑盘、固定盘、钻芯等进行消毒；

4.将整个装置推至手术床旁边，并将万向轮锁定好；如果手术床位置离底座位置较远，还应在底座上设置配重块，以保证整体稳定，然后对固定架位置进行粗调：通过第一调节钮和第二调节钮的配合，使固定架位于穿刺部位的上方，并不影响其他器械的正常使用；

5.对固定盘进行拼合，然后将选好的钻芯拼合好之后旋转固定至芯孔中，继而将固定盘整体安装在卡圈中，通过固定片固定好；

6.对固定架进行细调：先通过第二调节钮、第一卡套、第二卡套解除对卡圈的限制，将固定盘放至穿刺点，并使支撑盘与穿刺部位周围有着稳定的接触，然后依次固定第二调节钮、第一卡套和第二卡套；

7.从钻芯处进行穿刺；

8.穿刺完毕后，将钻芯反向从芯孔中旋转而出，当钻芯全部出来后，可将两半钻芯分别取下；

9.拨开固定片，先将一半固定盘按在卡圈上不动，将另一半固定盘沿其轴向拿开，使两个半固定盘相互分开，然后解除第一卡套和第二调节钮的限制，将卡圈以其间隙通过穿刺器械的方式移开固定架，完成固定器的使用过程。

经实际使用测试证明，利用本装置的限位固定器能有效防止穿刺器械在穿刺过程中出现晃动、偏移等情况；并且本装置的多自由结构，能在各种角度、各种位置进行方便的固定，尤其是对于空间十分有限的手术室，该装置用于固定器械的部分结构精简，不会影响正常的手术操作和其他的手术设备，有效保障了手术的顺利进行。

Claims (10)

1.一种多自由度颅脑穿刺限位固定器，包括底座(2)、安装在底座(2)上的支架(4)，其特征在于，所述的支架(4)沿水平方向可伸缩，支架(4)上安装有可沿竖直方向伸缩的调位杆(6)，调位杆(6)端部安装有可转动的固定架(9)，固定架(9)上可拆卸地安装有能在固定架(9)中转动的固定盘(12)，固定盘(12)中部开设有用于通过穿刺器械的芯孔(21)。

2.如权利要求1所述的多自由度颅脑穿刺限位固定器，其特征在于，所述的固定盘(12)沿其径向分为两个半圆盘(22)，其中一个半圆盘(22)上沿径向设置有卡板(23)，另一个圆盘上设置有与卡板(23)配合的固定槽，两个半圆盘(22)沿轴向通过卡板(23)和固定槽拼合成完整的固定盘(12)；固定盘(12)不能沿径向分为两个半圆盘(22)。

3.如权利要求2所述的多自由度颅脑穿刺限位固定器，其特征在于，所述的固定盘(12)的底部设置有支撑盘(24)，支撑盘(24)在固定盘(12)分为两个半圆盘(22)时，也分为两个半支撑盘；支撑盘(24)顶部与固定盘(12)固结，支撑盘(24)顶部半径小于底部半径。

4.如权利要求1所述所述的多自由度颅脑穿刺限位固定器，其特征在于，所述的固定架(9)上安装有用于安装固定盘(12)的卡圈(11)，卡圈(11)由两个对称设置的纵向截面为L形的弧形支撑板(16)组成，两个支撑板(16)分别活动式安装在两个与调位杆(6) 垂直设置的盘轴(19)上，盘轴(19)固结在固定架(9)上；在支撑板(16)的内侧设置有可旋转的固定片(17)，固定盘(12)安装在卡圈(11)中后，通过固定片(17)进行固定。

5.如权利要求1所述的多自由度颅脑穿刺限位固定器，其特征在于，所述的芯孔(21)中装配有钻芯(25)，两者通过螺纹配合安装，钻芯(25)由芯柱(26)和设置在芯柱(26)端部的盘体组成，在钻芯(25)中部沿轴向设置有贯穿芯柱(26)和盘体的通孔，该通孔直径大于穿刺器械的外径；钻芯(25)沿其轴向分为对称的两部分。

6.如权利要求1所述的多自由度颅脑穿刺限位固定器，其特征在于，所述的固定架(9)通过轴承(15)安装在调位杆(6)的端部，在调位杆(6)上沿轴向开设有第一卡槽(13)，在调位杆(6)上装配有第一卡套(8)，第一卡套(8)通过第一卡键(30)与第一卡槽(13)配合，使第一卡套(8)能沿调位杆(6)轴向滑动但不能转动；第一卡套(8)上靠近轴承(15)的一侧固结有第一卡柱(29)，在轴承(15)上呈圆周状分布有与第一卡柱(29)配合的第一卡孔(14)，第一卡柱(29)伸入第一卡孔(14)时，轴承(15)不能相对于调位杆(6)转动。

7.如权利要求4所述的多自由度颅脑穿刺限位固定器，其特征在于，所述的盘轴(19)上沿轴向开设有第二卡槽(20)，盘轴(19)上装配有第二卡套(10)，第二卡套(10)通过与第二卡键(28)与第二卡槽(20)配合，使第二卡套(10)能沿盘轴(19)的轴向滑动但不能转动；第二卡套(10)上靠近支撑板(16)的一侧固结有第二 卡柱(27)，在支撑板(16)上呈圆周状分布有与第二卡柱(27)配合的第二卡孔(18)，第二卡柱(27)伸入第二卡孔(18)时，支撑板(16)不能相对于盘轴(19)转动。

8.如权利要求1所述的多自由度颅脑穿刺限位固定器，其特征在于，所述的支架(4)为L形支架，支架(4)上铰接有加固杆(3)，加固杆(3)的自由端可支撑在支架(4)上设置的加固孔中，构成三角形结构以加固支架(4)。

9.如权利要求1所述的多自由度颅脑穿刺限位固定器，其特征在于，所述的支架(4)上设置有调节支架(4)水平方向伸缩的第一调节钮(5)，调位杆(6)上设置有调节调位杆(6)长度的第二调节钮(7)。

10.如权利要求1所述的多自由度颅脑穿刺限位固定器，其特征在于，所述的底座(2)底部设置有带有轮锁的万向轮(1)。