CN105326566A - 头颅表面标记平面定位立体定向仪及其定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械及医疗技术领域，具体地说是一种头颅表面标记平面定位立体定向仪及其定位方法。包括头颅表面标记物、推进器及导向弓，其中头颅表面标记物贴敷于患者头颅病变侧，用于根据CT或MRI扫描影像所示标记，将靶点垂直投影于颅骨表面，按该投影位置置导向弓，使靶点位于导向弓所在的平面内，所述推进器滑动连接在导向弓上、并且推进方向与导向弓位于同一平面内；工作时，所述导向弓的两个自由端固定于患者的头颅上靶点的垂直投影处，测量靶点距中线或颅骨板外缘的距离，经模拟器确定靶点在导向弓上的位置，确定推进器的推进方向及推进深度，实现准确定位。本发明将带有标记物的头颅扫描影像与颅内病变、颅表面位置完善对应，定位精准，结构简单，使用方便。

Description

头颅表面标记平面定位立体定向仪及其定位方法

技术领域

本发明涉及医疗器械及医疗技术领域，具体地说是一种头颅表面标记平面定位立体定向仪及其定位方法。

背景技术

颅脑手术需要准确定位，定位越精准，手术损伤越小，病人越容易恢复。目前，颅脑定位定向方法有颅骨自然标志法，以leckse1立体定向仪为代表的经典方法，导航系统，实时术中CT、MRI扫描系统等。颅骨自然标志定位方法，仍然是开颅手术最常用的方法。缺点是定位不准确，只能取“大概”或“基本”的位置。其他方法需要昂贵的设备从十几万到上千万元人民币不等，且使用复杂，需经专门训练。手术费时，同时增加并发症的发生。这些设备即便在发达国家也不能做到普及应用。因此，有必要研制一种合理、定位准确、临床实用、操作简单、价格便宜的立体定向设备和方法。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种头颅表面标记平面定位立体定向仪及其定位方法。该定向仪用于将工作器经颅钻孔导入颅内靶点，如把引流管穿刺入颅内血肿块或脑室额角，把射频针穿刺入颅底卵圆孔等。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种头颅表面标记平面定位立体定向仪，包括头颅表面标记物、推进器及导向弓，其中头颅表面标记物贴敷于患者头颅病变侧，用于根据CT或MRI扫描影像所示标记，将靶点垂直投影于颅骨表面，按该投影位置置导向弓，使靶点位于导向弓所在的平面内，所述推进器滑动连接在导向弓上、并且推进方向与导向弓位于同一平面内；工作时，所述导向弓的两个自由端固定于患者的头颅上靶点的垂直投影处，根据靶点在导向弓上的位置，经模拟器模拟，确定推进器的推进方向及推进深度，实现准确定位定向。

所述头颅表面标记物包括投影标记层、标记物及粘贴层，所述标记物设置于投影标记层和粘贴层之间，用于影像扫描时显示标记，所述投影标记层的外侧印有与标记物的大小、形状相同的标记线，所述粘贴层用于粘贴于患者头颅病变侧。

所述标记物由两个对称设置的等腰三角形组成，两个等腰三角形顶点重合，并且底边相互平行，所述两个等腰三角形的底边分别在左半段和右半段加粗，以便确定扫描倾斜角。所述标记物的材质采用金属条或亚硫酸铁灌注管。

所述导向弓的一端为开放型，并且该开放端的两侧自由端均设有固定螺丝I和固定螺丝II，所述固定螺丝II设置于自由端的端部，所述固定螺丝I设置于固定螺丝II的内侧，并且可在导向弓上沿周向滑动；所述导向弓上沿周向设有轨道，所述推进器滑动安装在导向弓的轨道上。所述导向弓上沿周向设有刻度，并且在封闭端中心位置设有中心指示器。

所述推进器包括弹簧卡头、台板、固定螺帽及滑块，其中台板上设有器械安装孔，所述器械安装孔的两端分别连接有一个弹簧卡头，所述台板上设有垂直于器械安装孔轴线的滑块安装孔，所述滑块的一端与导向弓上的轨道连接，另一端穿过滑块安装孔、并通过固定螺帽锁紧。

所述弹簧卡头包括卡头和卡头帽，其中卡头为中空结构，其一端设有外螺纹，另一端为沿周向依次设置的三个弹簧块，所述卡头帽螺纹连接在卡头的外侧，通过旋转螺纹帽，实现卡头的卡紧与松开。

所述头颅表面标记平面定位立体定向仪的定位方法，包括以下几个步骤：

1)将所述头颅表面标记物贴敷于患者头颅病变侧，根据CT或MRI扫描影像在头颅表面标记物上标记出靶点的垂直投影位置；

2)将导向弓的两个自由端固定在靶点在颅骨表面上的垂直投影处；

3)根据CT或MRI扫描影像和测量在模拟器上确定靶点的位置，进而确定导针棒的方向及深度；根据模拟器数据确定推进器在导向弓上的位置、推进方向及推进深度。

通过带头颅表面标记物扫描影像，在头颅表面标记物上投影靶点的过程：

通过带头颅表面标记物扫描所示的影像，测量各标记线之间的距离，根据距离和标记线的粗细特征确定扫描倾角，确定靶点所在扫描平面，确定靶点在颅骨表面的垂直投影位置，然后将这些信息还原到头颅表面标记物上、并作图表示，按靶点的垂直投影位置设置导向弓。

本发明的优点及有益效果是：

1.本发明具有普适性，相当于常规神经外科手术器械(设备)。适用于确定颅内病变、重要结构，颅底自然结构(如腔隙，孔道等)在颅表的投影位置，以指导开颅手术等操作(如作骨瓣，骨窗)；同时适用于颅内病变，如脑出血、脑积水穿刺引流治疗；对自然结构辨认与操作，如卵园孔穿刺，蝶鞍底切开等。

2.本发明将头颅扫描后的影像(包括标记物)与颅内病变、颅表面位置完善对应，定位精准，能够满足临床要求。

3.本发明采用平面几何内靶点定位，通过模拟方法解决穿刺的方向与深度，且可经一条穿刺道贯穿两个平面(如脑出血血肿的两个极)，实际上相当于完成了昂贵的导航系统功能。

4.本发明结构简单，使用方便，也为非常规工作器具的应用开辟道路，为经典立体定向仪的改进提供模板。

5.本发明的推进器为可调式，可以适应不同管径的工作器(如引流管，脑镜等)，操作非常方便。

附图说明

图1a为本发明中头颅表面标记物的结构示意图；

图1b为图1a中A-A剖视图；

图2a为本发明贴有头颅表面标记物的头颅轴位扫描影像图之一；

图2b为本发明贴有头颅表面标记物的头颅轴位扫描影像图之二；

图2c为本发明贴有头颅表面标记物的头颅轴位扫描影像图之三；

图3为本发明头颅表面标记物CT或MRI轴位扫描标记示意图；

图4为本发明头颅表面标记物CT或MRI不同倾斜角扫描标记示意图；

图5a为本发明中导向弓的结构示意图；

图5b为图5a的后视图；

图6a为本发明中推进器的结构示意图；

图6b为图6a的左视图。

其中：1为头颅表面标记物，101为投影标记层，102为标记物，103为粘贴层，2为标记线，3为标记点，4为颅骨表面，5为靶点，6为扫描线，601为扫描线I，602为扫描线II，603为扫描线III，7为推进器，701为弹簧卡头，702为台板，703为固定螺帽，704为滑块，8为导向弓，9为轨道，10为固定螺丝I，11为固定螺丝II。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

如图1-5所示，本发明包括头颅表面标记物1、推进器7及导向弓8，其中头颅表面标记物1贴敷于患者头颅病变侧，用于根据CT或MRI扫描影像所示标记，将靶点5垂直投影于颅骨表面，按该投影位置置导向弓8，使靶点5位于导向弓8所在的平面内，所述推进器7滑动连接在导向弓8上、并且推进方向与导向弓8位于同一平面内；工作时，所述导向弓8的两个自由端固定于患者的头颅上靶点5的垂直投影处(即无论导向弓8如何转动，靶点5始终位于导向弓8的两个自由端的连线上)，根据靶点5在导向弓8上的位置，经模拟器，确定推进器7的推进方向及推进深度，实现准确定位。

如图1a-1b所示，所述头颅表面标记物1包括投影标记层101、标记物102及粘贴层103，所述标记物102设置于投影标记层101和粘贴层103之间，用于影像扫描时显示标记，所述投影标记层101采用纸质材料、并外侧印有与标记物102的大小、形状相同的标记线2，所述粘贴层103用于粘贴于患者头颅病变侧，可随颅骨形状而改变。

所述标记物102由两个对称设置的等腰三角形组成，两个等腰三角形顶点重合，底边较粗、且相互平行，所述两个等腰三角形的底边分别在左半段和右半段加粗，以便确定扫描倾斜角。所述标记物102的材质采用金属条(如铝箔)或亚硫酸铁灌注管(MRI扫描专用)。所述头颅表面标记物1的全部结构经无菌处理。

如图5a-5b所示，所述导向弓8采用硬质材料制作(如铬钢)，形状为马蹄状开放型，开放端的两侧自由端均由上至下设置两个通孔，两个通孔内分别设有固定螺丝I10和固定螺丝II11，所述固定螺丝II11设置于自由端的端部，所述固定螺丝I10设置于固定螺丝II11的内侧，并且可在导向弓8上沿周向滑动，用来固定在第二个扫描平面上靶点的垂直投影上。所述固定螺丝I10和固定螺丝II11均为尖头螺纹钉，作用是将导向弓8固定在颅骨外板上，进钉距离双侧对称，有可读性，并且设计双套筒钉型，这种设计是为了进行靶点致导向弓8的外缘计算(另一种方法是自中线计算)，所述靶点5位于端部两个固定螺丝II11的连线上。所述导向弓8上沿周向设有轨道9，所述推进器7滑动安装在导向弓8的轨道9上。所述导向弓8上沿周向设有刻度线，并且在封闭端中心位置设有中心指示器。所述中心指示器在设置导向弓8及导向弓8左右调整固定后，严格位于颅顶中心线上(鼻根-枕外粗隆连线)

如图6a-6b所示，所述推进器7包括弹簧卡头701、台板702、固定螺帽703及滑块704，其中台板702上设有器械安装孔，所述器械安装孔的两端分别连接有一个弹簧卡头701。所述台板702上设有垂直于器械安装孔轴线的滑块安装孔，所述滑块704的一端与导向弓8上的轨道9连接，另一端穿过滑块安装孔、并通过固定螺帽703锁紧。所述轨道9为T型槽，所述滑块704为与T型槽配合的T型结构。所述弹簧卡头701包括卡头和卡头帽，其中卡头为中空结构，其一端设有外螺纹，另一端为沿周向依次设置的三个弹簧块，所述卡头帽螺纹连接在卡头的外侧，通过旋转螺纹帽，实现卡头的卡紧与松开。

所述推进器是用来保证工作器(如引流管、穿刺针等器械)进入到靶点5的过程中，严格限制在导向弓8所在的平面内。经典立体定向仪是将器械放入前后两个中间带孔的圆塞中，不同器械配置不同孔径圆塞。本发明的推进器是通过旋转卡头帽来调整弹簧卡头701的中心孔的大小，以适应不同直径的器械，操作方便。

所述头颅表面标记平面定位立体定向仪的定位方法，包括以下几个步骤：

1)将所述头颅表面标记物1贴敷于患者头颅病变侧，根据CT或MRI扫描影像在头颅表面标记物1上标记出靶点5的垂直投影位置；

2)将导向弓8的两个自由端通过固定螺丝II11固定在靶点5在颅骨表面上的垂直投影处；

3)根据CT或MRI扫描影像和测量在模拟器上确定靶点5的位置，进而确定导针棒的方向及深度；根据模拟器数据确定推进器7在导向弓8上的位置、推进方向及推进深度。

模拟器是基于立体定向仪是将靶点确定在一个平面内，在平面内确定靶点。因此，需要确定靶点距中心线的距离和距导向弓缘的距离，这两点通过简单模拟就可完成，模拟器与导向弓8相同并具有同样的刻度线。

通过带头颅表面标记物1扫描影像，在头颅表面标记物1上投影靶点5的过程：

通过带头颅表面标记物1扫描所示的影像，测量各标记线之间的距离，根据距离和标记线的粗细特征确定扫描倾角，确定靶点5所在扫描平面，确定靶点5在颅骨表面4的垂直投影位置，然后将这些信息还原到头颅表面标记物1上、并作图表示，按靶点5的垂直投影位置设置导向弓8。

如图2a-2c，对贴有头颅表面标记物1的头颅进行CT或MRI轴位扫描后的影像，扫描线与标记物102有三个或四个交点，即标记点3，靶点5位于图2a显示的扫描平面内。同时扫描影像还显示颅骨、颅内结构、病变灶、病变灶与中线及骨外板之间的关系。测量病变扫描平面上的影像标记点3之间的距离，在头颅表面标记物1的投影标记层101上还原靶点5所在的扫描平面，并依据测量确定靶点5在颅骨表面4上的垂直投影，如图3所示。进一步测量靶点5到中心线的距离，便得出靶点5在颅腔内的立体位置。由于是任意扫描，所以扫描线6与中心线存在角度。

如图4所示，CT或MRI不同倾斜角扫描标记情况，理论上前后倾斜角相同方向相反的扫描，可以存在两个在四点或三点测量相同的扫描平面。但是本发明中标记物102的两端粗线标记，可以克服这一缺陷。另外CT扫描或MRI扫描均可提供扫描定位线图示，协助解决确定倾斜角问题，再根据线段bc测量及线段ab、cd的测量，最终可以确定出唯一一个经过靶点5的扫描平面。

Claims (10)

1.一种头颅表面标记平面定位立体定向仪，其特征在于：包括头颅表面标记物(1)、推进器(7)及导向弓(8)，其中头颅表面标记物(1)贴敷于患者头颅病变侧，用于根据CT或MRI扫描影像所示标记，将靶点(5)垂直投影于颅骨表面，按该投影位置置导向弓(8)，使靶点(5)位于导向弓(8)所在的平面内，所述推进器(7)滑动连接在导向弓(8)上、并且推进方向与导向弓(8)位于同一平面内；工作时，所述导向弓(8)的两个自由端固定于患者的头颅上靶点(5)的垂直投影处，根据靶点(5)在导向弓(8)上的位置，经模拟器模拟，确定推进器(7)的推进方向及推进深度，实现准确定位定向。

2.按权利要求1所述的头颅表面标记平面定位立体定向仪，其特征在于：所述头颅表面标记物(1)包括投影标记层(101)、标记物(102)及粘贴层(103)，所述标记物(102)设置于投影标记层(101)和粘贴层(103)之间，用于影像扫描时显示标记，所述投影标记层(101)的外侧印有与标记物(102)的大小、形状相同的标记线(2)，所述粘贴层(103)用于粘贴于患者头颅病变侧。

3.按权利要求2所述的头颅表面标记平面定位立体定向仪，其特征在于：所述标记物(102)由两个对称设置的等腰三角形组成，两个等腰三角形顶点重合，并且底边相互平行，所述两个等腰三角形的底边分别在左半段和右半段加粗，以便确定扫描倾斜角。

4.按权利要求2或3所述的头颅表面标记平面定位立体定向仪，其特征在于：所述标记物(102)的材质采用金属条或亚硫酸铁灌注管。

5.按权利要求1所述的头颅表面标记平面定位立体定向仪，其特征在于：所述导向弓(8)的一端为开放型，并且该开放端的两侧自由端均设有固定螺丝I(10)和固定螺丝II(11)，所述固定螺丝II(11)设置于自由端的端部，所述固定螺丝I(10)设置于固定螺丝II(11)的内侧，并且可在导向弓(8)上沿周向滑动；所述导向弓(8)上沿周向设有轨道(9)，所述推进器(7)滑动安装在导向弓(8)的轨道(9)上。

6.按权利要求1或5所述的头颅表面标记平面定位立体定向仪，其特征在于：所述导向弓(8)上沿周向设有刻度，并且在封闭端中心位置设有中心指示器。

7.按权利要求5所述的头颅表面标记平面定位立体定向仪，其特征在于：所述推进器(7)包括弹簧卡头(701)、台板(702)、固定螺帽(703)及滑块(704)，其中台板(702)上设有器械安装孔，所述器械安装孔的两端分别连接有一个弹簧卡头(701)，所述台板(702)上设有垂直于器械安装孔轴线的滑块安装孔，所述滑块(704)的一端与导向弓(8)上的轨道(9)连接，另一端穿过滑块安装孔、并通过固定螺帽(703)锁紧。

8.按权利要求7所述的头颅表面标记平面定位立体定向仪，其特征在于：所述弹簧卡头(701)包括卡头和卡头帽，其中卡头为中空结构，其一端设有外螺纹，另一端为沿周向依次设置的三个弹簧块，所述卡头帽螺纹连接在卡头的外侧，通过旋转螺纹帽，实现卡头的卡紧与松开。

9.一种按权利要求1-8任一项所述的头颅表面标记平面定位立体定向仪的定位方法，其特征在于：包括以下几个步骤：

1)将所述头颅表面标记物(1)贴敷于患者头颅病变侧，根据CT或MRI扫描影像在头颅表面标记物(1)上标记出靶点(5)的垂直投影位置；

2)将导向弓(8)的两个自由端固定在靶点(5)在颅骨表面上的垂直投影处；

3)根据CT或MRI扫描影像和测量在模拟器上确定靶点(5)的位置，进而确定导针棒的方向及深度；根据模拟器数据确定推进器(7)在导向弓(8)上的位置、推进方向及推进深度。

10.按权利要求9所述的定位方法，其特征在于：通过带头颅表面标记物(1)扫描影像，在头颅表面标记物(1)上投影靶点(5)的过程：

通过带头颅表面标记物(1)扫描所示的影像，测量各标记线之间的距离，根据距离和标记线的粗细特征确定扫描倾角，确定靶点(5)所在扫描平面，确定靶点(5)在颅骨表面(4)的垂直投影位置，然后将这些信息还原到头颅表面标记物(1)上、并作图表示，按靶点(5)的垂直投影位置设置导向弓(8)。