CN107106255B - 立体定向手术器械 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及立体定向外科手术领域。具体来说，本发明涉及用于在立体定向治疗和外科手术中使用的立体定向手术器械和用于这种器械的耦合机构。所述立体定向手术器械包含半圆形弧状物部(28)分和头部框架(24)，其中所述头部框架用于通过销或螺杆固定到患者的头部，其中所述弧状物部分包括耦合部件(30)，所述耦合部件成形为环，其彼此以固定距离布置，以用于将所述弧状物部分附接并锁定到所述头部框架，其中所述头部框架包括支撑部件，其形成为环以用于接纳对应的耦合部件，其中每个耦合部件包含可枢转夹具元件，其在将所述弧状物部分耦合到所述头部框架时沿周向部分地环绕相应的支撑部件，且其中所述耦合部件包含用于接纳所述相应的夹具元件的顶端部分的锁定元件，和用于将相应的耦合部件拧紧并锁定到相应的支撑部件的可调整锁定旋钮。

Description

立体定向手术器械
技术领域
本发明涉及立体定向治疗和外科手术领域。具体来说，本发明涉及用于在立体定向治疗和外科手术中使用的立体定向手术器械和用于这种器械的耦合机构。
背景技术
通常在神经手术期间，医生采用立体定向导引来到达目标位置。立体定向导引一般被界定为在三维空间中定位和接近对象的能力。此外，常常通过使用例如计算机断层扫描(CT)或磁共振成像(MRI)等三维扫描技术来导引器械进行手术递送。通常，此立体定向手术需要使用立体定向头部框架，其一般被称为基于框架的立体定向手术。典型的立体定向头部框架是通过销或螺杆而刚性地附接到患者头骨的光环状或环状装置。将用于固持器械的半圆形弧状物附接到所述头部框架。
在固定或紧固所述头部框架时，使用所述头部框架来界定目标和到所述目标的轨迹。这例如可以使用CT或MRI图像来实现。所述头部框架还可以用作用于递送各种类型的器械(例如，活检针或DBS(深部脑刺激)引线或电极)的导引件。
为了校正头部框架和半圆形弧状物的定位和调整，所述头部框架和弧状物通常包含刻度或刻痕，其带有标度以提供沿着头部框架和弧状物的尺度的单独谨慎的移动。这需要用户具有知识和长期经验。经由布置在头部框架上的调整旋钮来手动地调整目标和轨迹调整和定位，且这些对用于调整x、y和z坐标的各种尺度以及关于目标和轨迹的这些坐标的旋转的手动调整容易受到人为误差影响，并且比较耗时。明确来说，所述将弧状物附接到头部框架的支撑部件且在将弧状物附接到头部框架之后经由支撑部件来调整x坐标的步骤是困难且麻烦的，并且还需要经验，且因此是耗时的且容易受到人为误差影响。
因此需要提供一种立体定向手术器械，其中有利于将弧状物安装或附接到头部框架，并且还是以与此环境中的对公差和精度的高要求相符的准确和精确的方式来进行。
发明内容
本发明的目的是提供一种立体定向手术器械，其中促进了弧状物到头部框架的支撑部件的安装或附接。
本发明的另一目的是提供一种准确和精确的立体定向手术器械，其与手术和临床环境中的对公差和精度的高要求相符。
通过提供具有在独立权利要求中界定的特征的校准方法来实现这个和其它目的。在附属权利要求书中界定优选实施例。
根据本发明的一方面，提供一种立体定向手术器械，其包含半圆形弧状物部分和头部框架，其中所述头部框架用于通过销或螺杆固定到患者的头部，其中所述弧状物部分包括耦合部件，所述耦合部件成形为环，其彼此以固定距离布置，以用于将所述弧状物部分附接并锁定到所述头部框架，其中所述头部框架包括支撑部件，其形成为环以用于接纳对应的耦合部件，其中每个耦合部件包含可枢转夹具元件，其在将所述弧状物部分耦合到所述头部框架时沿周向部分地环绕相应的支撑部件，且其中所述耦合部件包含接纳相应的夹具元件的顶端部分的锁定元件，和用于将相应的耦合部件拧紧并锁定到相应的支撑部件的可调整锁定旋钮。
根据本发明的第二方面，提供一种耦合机构，其用于将半圆形弧状物部分刚性地耦合或附接到用于在立体定向外科手术中使用的立体定向手术器械的头部框架，其中所述头部框架用于通过销或螺杆固定到患者的头部，其中所述弧状物部分包括耦合部件，所述耦合部件成形为环，其彼此以固定距离布置，以用于将所述弧状物部分锁定到所述头部框架，其中所述头部框架包括支撑部件，其形成为环以用于接纳对应的耦合部件，其中每个耦合部件包含可枢转夹具元件，其在所述弧状物部分耦合到所述头部框架时沿周向部分地环绕相应的支撑部件，且其中所述耦合部件包含接纳相应的夹具元件的顶端部分的锁定元件，和用于将相应的耦合部件拧紧并锁定到相应的支撑部件的可调整锁定旋钮。
本发明是基于以下想法：通过提供头部框架上的支撑部件和弧状物上的彼此相对固定的对应耦合部件，从而非常有利于立体定向手术器械的弧状物部分到立体定向手术器械的头部框架的安装和调整，其中所述头部框架固定到患者的头部。也就是说，将弧状物部分的耦合部件和头部框架的支撑部件布置在固定的X坐标处。因此，不需要在将弧状物附接到头部框架之后调整X坐标。这已经通过根据本发明的新的和发明性耦合机构来实现，所述耦合机构包含布置在头部框架上的环状支撑部件，和弧状物部分的对应的环状耦合部件，其允许通过沿着对应的环平面的径向滑动而在这些环状部件之间进行连接。此外，所述耦合部件包括例如成形为半圆或环的可枢转夹具元件，其被设计成与相应的支撑部件协作，且在将弧状物部分耦合到头部框架时沿周向部分地环绕所述相应的支撑部件。这有助于将弧状物连接到所述头部框架。
在本发明的优选实施例中，每个可枢转夹具元件包括鼻状部分，其与相应的支撑部件协作，以便在彼此相抵地按压时围绕所述支撑部件闭合所述夹具元件。这使得将耦合部件容易且快速地附接到对应的支撑部件。在本发明的实施例中，所述鼻状部分具备弯曲区段以与对应的支撑部件协作。在其它实施例中，所述弯曲区段与对应支撑部件的导引区段或台阶协作。
在本发明的优选实施例中，每个支撑部件包括形成为圆形突出部分的导引部分，其在支撑部件的外表面上在周向方向上延伸，其中所述导引部分接纳相应耦合部件的鼻状部分。
根据本发明的实施例，所述导引部分包含在周向方向上延伸的圆形脊状物，其中所述脊状物包括倾斜区段，和在周向方向上延伸的凹部。
根据本发明的实施例，所述夹具元件包含在周向方向上延伸的圆形脊状物，其中所述脊状物包括倾斜区段，和在周向方向上延伸的凹部。
根据本发明的实施例，所述夹具元件的脊状物和凹部与支撑部件的凹部和脊状物相对应配对。
根据本发明的实施例，其中所述弧状物部分包括彼此以固定距离固定到弧状物部分的两个耦合部件。
根据本发明的实施例，所述可枢转夹具元件受到弹簧偏置。
本领域技术人员会容易理解，可以使用用于确定辐射聚焦点的各种已知的方法，已经在上文描述了所述方法中的一些方法。然而，本发明不限于本文中所示出和描述的特定实例，而是在本发明的范围内预期用于确定辐射聚焦点的任何合适的测量方法。
附图说明
现在将参考附图更详细地描述本发明的优选实施例，附图中
图1示意性地说明可以在其中使用本发明的立体定向系统的概览；
图2示意性地说明根据本发明的立体定向手术器械的头部框架；
图3a至3c示意性地说明用于将半圆形弧状物附接到头部框架的附接程序；
图4示意性地说明根据本发明的立体定向手术器械；
图5示意性地说明支撑部件和耦合部件在彼此耦合时的详细视图；以及
图6示意性地说明支撑部件和耦合部件在彼此耦合时的横截面视图。
具体实施方式
对根据本发明的实施例的以下描述仅仅是示例性的，且不打算限制本发明、其应用或用途。另外，虽然下文参考深部脑刺激(DBS)来详细论述本发明，但用于立体定向外科手术中的本发明可以用于任何类型的神经手术或器械，包含活检针、插管、导管、植入导丝、针和探针，并且还可以用于递送电力、药物、基因或细胞，以及切除(例如)血管阻塞或肿瘤，或脑中的任何其它神经介入。
参考图1，其为可以在其中使用本发明的示例性立体定向外科手术系统的概览。立体定向系统10可以包含任选的成像装置12，所述成像装置用于实时地或在手术前获取患者14的图像。成像装置12可以包含MRI成像系统和/或CT成像系统。
用户可以从控制器、计算机或具有显示器18和用户接口20的工作站16来控制成像系统12。工作站16提供用于在显示器18上显示、保存、数字操纵或打印来自成像装置12和来自手术前扫描的图像的硬拷贝的设施。
用户接口20可以是鼠标、键盘、触摸笔、触摸屏或允许医生或用户提供输入来控制成像装置12的其它合适的装置。
使用立体定向手术器械23来用于侵入性手术，所述立体定向手术器械包含固定到患者头部的立体定向头部框架24，和用于固持手术器械的半圆形弧状物部分31。弧状物部分31以相对于头部框架24和患者14的固定位置而附接到头部框架24。
如图2中示意性地示出的立体定向头部框架24通常经由销或螺杆26而固定到患者14的头骨或头部15。头部框架24一般包含用于经由螺杆26而固定到头部的环状结构或框架25，和用于将半圆形弧状物28(例如参看图3a至3c和图4)附接到头部框架24的支撑部件27。根据本发明的优选实施例，耦合机构30的支撑部件27形成为环，所述环具有形成为圆形的导引部分、区段或表面37，突出部分或区段具有比环27更小的外径且具有周向延伸部。
弧状物部分28包括耦合部件31，所述耦合部件成形为环以用于在用于接纳对应的耦合部件31的支撑部件27处将弧状物部分28装配并锁定到头部框架24。
每个耦合部件31包含可枢转夹具元件32，其在弧状物部分28耦合到头部框架24时沿周向部分地环绕相应的支撑部件27。这已在在图3a至3c中示出。
在图3a中，弧状物部分28朝向头部框架24移动，使得相应的耦合部件31与对应的支撑部件27对准。如图3b和3c所示，在相应的夹具元件32上提供的鼻状部分36与对应的支撑部件27协作，以便围绕支撑部件27闭合夹具元件32。在耦合部件31和对应的支撑部件连接时，支撑部件27和对应的耦合部件通过沿着环平面径向地滑动而进行锁定。夹具元件32闭合耦合部件31。在夹具元件32已经围绕相应的支撑部件27闭合时，如图3c中所示，弧状物部分28枢转地固定到头部框架24。弧状物部分28可以相对于头部框架24以类似于弧状物的方式枢转，以便调整旋转角度，即，弧状物部分28相对于头部框架24的位置。在本发明的实施例中，向耦合部件31提供标度，以便实现对旋转角度的准确和容易的调整。
此外，耦合部件31包含接纳相应的夹具元件32的顶端部分33的锁定元件35，和用于将相应的耦合部件31拧紧并锁定到相应的支撑部件27的可调整锁定旋钮34。因此，可以将耦合部件31锁定在相对于对应支撑部件27的固定位置。
在图5中，示出支撑部件27在耦合到耦合部件31时的另一详细视图。
在图6中，示出支撑部件27和耦合部件31在彼此耦合时的横截面视图。支撑部件27的导引部分37包含在周向方向上延伸的圆形脊状物51，其中脊状物51包括倾斜区段52，和在周向方向上延伸的凹部53。此外，夹具元件32包含在周向方向上延伸的圆形脊状物54，其中脊状物54包括倾斜区段55，和在周向方向上延伸的凹部56。可以看到，夹具元件32的脊状物54和凹部56与支撑部件27的凹部53和脊状物51相对应配对。
虽然已经使用本发明的示例性实施例描述了本发明，但本领域技术人员应理解，在不脱离所附权利要求书中界定的本发明的范围的情况下，可以作出变更、修改，及其组合。

Claims (16)

1.一种立体定向手术器械(23)，包含半圆形弧状物部分(28)和头部框架(24)，
其中所述头部框架(24)用于通过销或螺杆(26)固定到患者(14)的头部，
其中所述弧状物部分(28)包括耦合部件(31)，所述耦合部件(31)成形为环以用于将所述弧状物部分(28)附接并锁定到所述头部框架(24)，
其中所述头部框架(24)包括支撑部件(27)，所述支撑部件(27)形成为环以用于接纳对应的耦合部件(31)，
其中每个耦合部件包含可枢转夹具元件(32)，所述可枢转夹具元件(32)在将所述弧状物部分(28)耦合到所述头部框架(24)时沿周向部分地环绕相应的支撑部件(27)，且
其中所述耦合部件(31)包含锁定元件(35)，所述锁定元件(35)用于接纳所述相应的夹具元件(32)的顶端部分(33)，且将相应的耦合部件(31)锁定到相应的支撑部件(27)。
2.根据权利要求1所述的立体定向手术器械(23)，其中每个可枢转夹具元件(32)包括鼻状部分(36)，所述鼻状部分(36)与相应的支撑部件(27)协作，以便围绕所述支撑部件(27)闭合所述夹具元件(32)。
3.根据权利要求2所述的立体定向手术器械(23)，其中每个支撑部件(27)包括导引部分(37)，所述导引部分(37)形成为在周向方向上延伸的圆形突出部分，其中所述导引部分(37)用于接纳相应的耦合部件(31)的所述鼻状部分(36)。
4.根据权利要求3所述的立体定向手术器械(23)，其中所述导引部分(37)包含在周向方向上延伸的圆形脊状物(51)，其中所述脊状物包括倾斜区段(52)，和在所述周向方向上延伸的凹部(53)。
5.根据权利要求3或4所述的立体定向手术器械(23)，其中所述夹具元件(32)包含在周向方向上延伸的圆形脊状物(54)，其中所述夹具元件(32)的所述圆形脊状物包括倾斜区段(55)，和在所述周向方向上延伸的凹部(56)。
6.根据权利要求5所述的立体定向手术器械(23)，其中所述夹具元件(32)的所述圆形脊状物(54)和所述夹具元件(32)的凹部(56)与所述支撑部件(27)的凹部(53)和脊状物(51)相对应配对。
7.根据权利要求1所述的立体定向手术器械(23)，其中所述弧状物部分(28)包括彼此以固定距离固定到所述弧状物部分(28)的两个耦合部件。
8.根据权利要求1所述的立体定向手术器械(23)，其中所述锁定元件(35)包含可调整锁定旋钮(34)，以用于将相应的耦合部件(31)拧紧并锁定到相应的支撑部件(27)。
9.一种耦合机构(30)，用于将半圆形弧状物部分(28)刚性地耦合或附接到在立体定向外科手术中使用的立体定向手术器械的头部框架(24)，其中所述头部框架(24)用于通过销或螺杆(26)来固定到患者(14)的头部，其中
所述弧状物部分(28)包括耦合部件(31)，所述耦合部件(31)成形为环以用于将所述弧状物部分(28)锁定到所述头部框架(24)，其中
所述头部框架(24)包括支撑部件(27)，所述支撑部件(27)形成为环以用于接纳对应的耦合部件(31)，其中每个耦合部件包含可枢转夹具元件(32)，所述可枢转夹具元件(32)在将所述弧状物部分(28)耦合到所述头部框架(24)时沿周向部分地环绕相应的支撑部件(27)，且其中
所述耦合部件(31)包含锁定元件(35)，所述锁定元件(35)接纳所述相应的夹具元件(32)的顶端部分(33)，且将相应的耦合部件(31)锁定到相应的支撑部件(27)。
10.根据权利要求9所述的耦合机构(30)，其中每个可枢转夹具元件(32)包括鼻状部分(36)，所述鼻状部分(36)与相应的支撑部件(27)协作，以便围绕所述支撑部件(27)闭合所述夹具元件(32)。
11.根据权利要求10所述的耦合机构(30)，其中每个支撑部件(27)包括导引部分(37)，所述导引部分(37)形成为所述支撑部件(27)的外表面上的圆形凹部，其中所述导引部分(37)接纳相应的耦合部件(31)的所述鼻状部分(36)。
12.根据权利要求11所述的耦合机构(30)，其中所述导引部分(37)包含在周向方向上延伸的圆形脊状物(51)，其中所述脊状物(51)包括倾斜区段(52)，和在所述周向方向上延伸的凹部(53)。
13.根据权利要求11或12所述的耦合机构(30)，其中所述夹具元件(32)包含在周向方向上延伸的圆形脊状物(54)，其中所述夹具元件(32)的所述圆形脊状物包括倾斜区段(55)，和在所述周向方向上延伸的凹部(56)。
14.根据权利要求13所述的耦合机构(30)，其中所述夹具元件(32)的所述圆形脊状物(54)和所述夹具元件(32)的凹部(56)与所述支撑部件(27)的凹部(53)和所述圆形脊状物(51)相对应配对。
15.根据权利要求9所述的耦合机构(30)，其中所述弧状物部分(28)包括彼此以固定距离固定到所述弧状物部分(28)的两个耦合部件。
16.根据权利要求9所述的耦合机构(30)，其中所述锁定元件(35)包含可调整锁定旋钮(34)，以用于将相应的耦合部件(31)拧紧并锁定到相应的支撑部件(27)。
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