CN107913094A - 一种组合式定位穿刺装置及其定位穿刺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式定位穿刺装置及其定位穿刺方法，包括组合框架和设置在上面的定位组件。在人体做CT或MRI等影像检查后，能方便地在CT或MRI片上辨识出各个显影件与体内目标的空间关系，并通过装置计算出投影坐标。在穿刺时选取人体体表至少两个特征点，通过投影坐标重新恢复装置与人体的关系。按计算好的穿刺路径在定位板和定位支架上寻找需要经过的坐标，进行穿刺等操作。本发明结构简单、使用方便，操作简单，准确性高。可灵活直观地选择穿刺路径，充分发挥CT和MRI的精准优势。

Description

一种组合式定位穿刺装置及其定位穿刺方法

技术领域

本发明涉及一种医疗器械，尤其涉及一种组合式定位穿刺装置及其定位穿刺方法。

背景技术

临床上组织活检、微创手术、体内引流等许多诊疗都需要开展人体穿刺操作，包括：腰穿、腹穿、肺穿、肾穿、肝穿、前列腺穿刺、脑组织穿刺等，但如何精确穿刺到目标组织一直是个难题。

目前常规穿刺操作中常常使用B超、CT或MRI等影像设备做穿刺定位。定位时先借助仪器在人体的某一解剖层面上测出病灶的位置，在该层面测定出病灶与皮肤定位点的方位和穿刺针的深度，再在该层面选择最佳进针位置和进针角度。但实际操作时经常需要灵活地调整穿刺角度，需要跨越影像层面进行三维定位穿刺。

在实际操作中，人体的体表有起伏，如果已经固定在人体体表的显影装置与扫描平面不完全平行或完全垂直。断层扫描时会出现跨行，就是本该在下一层出现的点提前被扫描到，但阅片时只能看到多个点，无法判断是哪一层，会出现定位上的偏差。

即使可以在CT或MRI片上制定最佳穿刺路径，也确定了穿刺位点，但无法脱离体表确定穿刺路径上的其他经过点，因此穿刺角度的选择仍然是个难题，目前绝大多数医生仍然是凭经验穿刺。虽然目前也有双层定位的装置，但该装置是固定的框架，不能粘贴在有弧度的体表。摄片与穿刺时的体位有偏差，体内目标与定位装置的空间关系出现变化，导致定位不准确。调整位置关系的操作繁琐。而且穿刺时该装置横在手术野上，也影响消毒和手术操作。

发明内容

本发明提供一种组合式定位穿刺装置，可在CT和MRI检查中识别目标的三维坐标，实现目标组织的准确定位，所用装置结构简单、拆装方便、定位准确。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种组合式定位穿刺装置，包括组合框架和定位组件；所述的组合框架包括连接接头和连接梁，所述连接梁的端部均通过所述连接接头连接并组合成框架结构；所述定位组件连接在连接梁上，所述定位组件包括定位板和定位杆，所述定位杆与定位板平行；所述定位杆和连接梁上设有标尺。

进一步，所述连接梁由至少两条平行排列的连接杆组成，所述连接杆的端部均与所述的连接接头连接，所述连接杆之间有间隙，所述间隙的大小为1mm～20mm，所述定位板和定位支架通过所述间隙活动连接在连接梁上。

进一步，所述连接梁上设有长条型通孔，所述通孔的宽度为1mm～20mm，所述定位板和定位支架通过所述通孔活动连接在连接梁上。

进一步，所述定位杆至少一端连接有定位支架，所述定位支架连接在连接梁上，用于增加定位杆与定位板之间的距离。

进一步，所述定位杆上设有定位件，所述定位件是激光发射器或可伸缩直杆。

进一步，所述连接梁、定位支架、和定位杆上设有可伸缩结构和标尺。所述可伸缩结构包括内管和外管，所述内管可沿着外管内壁滑动，所述内管和外管的外壁上都设有标尺。

进一步，所述定位板上有多个规律排列的显影件；所述显影件是包含显影材料的显影颗粒或丝线；所述显影材料包括X线显影材料和/或核磁共振显影材料。

进一步，所述定位板由框架、经线、纬线和显影件组成；所述经线和纬线两端连接在框架上并编织成网，所述经线或纬线与框架连接处设有标号；经线和纬线连接处设有显影件，所述显影件包含X线显影材质和或MRI检查时显影材质。

进一步，所述定位板上的显影件规律排列成行和列，所述行和/或列内相邻两个或两个以上显影件组成基本单元循环排列；所述显影件的行间距相同；所述显影件的列间距相同；所述同一基本单元内的显影件有显影图像差异和外观差异。

一种精准定位穿刺方法，其步骤包括：

1)将组合式定位穿刺装置组合后设置一个坐标原点，将装置安装到人体所需治疗区域，选取人体体表至少两个特征点，通过定位件分别获得两个特征点在相互垂直的两块定位板上的投影坐标；

2)对人体所需治疗区域进行断层扫描，获得扫描数据，将扫描数据导入医学软件，建立数字模型，并获得穿刺目标的坐标；

3)根据数字模型计算到达目标位置的最佳穿刺针道及穿刺深度，并计算出该最佳穿刺针道经过定位板层的坐标和定位杆层的坐标；

4)在需要穿刺时将组合式定位穿刺装置组合后安装到人体所需治疗区域，通过定位件再次获得人体体表特征点分别在相互垂直的两块定位板上的投影坐标，调整人体的体位或组合式定位穿刺装置的位置，使同一特征点两次获得的坐标相同；

5)按步骤3)获得的坐标在组合式定位穿刺装置找到穿刺针需要经过的坐标，将穿刺件调节到需要经过的坐标；

6)将人体治疗区域体表消毒后进行无菌穿刺，将穿刺针先后通过定位支架和定位板上的预设坐标刺入人体，达到预设穿刺深度后即可刺入目标。

本发明未提及的技术均参照现有技术。

本发明公开了一种组合式定位穿刺装置及其定位穿刺方法，包括组合框架和设置在上面的定位组件。在人体做CT或MRI等影像检查后，能方便地在CT或MRI片上辨识出各个显影件与体内目标的空间关系，并通过装置计算出投影坐标。在穿刺时选取人体体表至少两个特征点，通过投影坐标重新恢复装置与人体的关系。按计算好的穿刺路径在定位板和定位支架上寻找需要经过的坐标，进行穿刺等操作。本发明结构简单、使用方便，操作简单，准确性高。可灵活直观地选择穿刺路径，充分发挥CT和MRI的精准优势。

附图说明

图1为实施例1中组合式定位穿刺装置的结构示意图；

图2为实施例1中连接梁由多根连接杆组成示意图

图3为实施例1中连接梁为带通孔的单根杆体示意图

图4为实施例1中人体断层扫描图像的示意图；

图5为实施例1中通过激光指示获取体表特征点坐标的示意图；

图6为实施例1中根据计算的坐标利用定位板和定位支架进行穿刺的示意图

图7为实施例4中定位板由有差异显影件顺序组成的示意图

图8为实施例5中定位板由多根显影条组成的示意图

图9为实施例5中定位板由有差异显影件显影图像的示意图

其中，1-连接梁，2-定位支架，3-定位板，4-连接接头，5-标尺，6-底板，7-穿刺针，8-体表特征点，9-穿刺目标

11-连接杆，12-通孔，13-紧固螺丝，14-定位板架，15-水平仪，16-插孔

21-支撑架，22-定位杆，23-定位滑块，24-激光发射器，25-穿刺环，26-内管，27-外管，28-激光束

31-显影件，32-显影条，33-定位框，34-经线，35-纬线

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

如图1所示，组合式体表定位穿刺装置由12根连接梁1和8个连接接头4组合而成，连接梁1的端部通过连接接头4连接并组合成立方体框架结构。定位组件包括定位板3和定位支架2，定位板3与连接梁1连接，定位支架2一端垂直连接在连接梁1上，另一端与定位杆22垂直连接，所述定位杆22上设有标尺5。

连接梁1的长度有30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm和90cm不同的尺寸供灵活选择，优选60cm长度的12根连接梁1组成的框架结构。在一个非限制实施例中，组合式体表定位穿刺装置是12根连接梁1直接固定连接组成的框架结构。

组合式体表定位穿刺装置组成的面可以设置多个定位板3和定位支架2，另外设置1-3个面供人体身体穿行。如CT扫描在头部时可以有5个面设置定位板3，扫描腹部时有5个面设置定位板3，截石位扫描时有3个面设置定位板3。

为了让人体躺在组合式体表定位穿刺装置上更舒服一些，在底部的连接梁1上设有质地坚硬而且两端有平滑下翘的底板6。人体躺在底板6上时，底板6与底部的连接梁1仍然有一定间隙，可以灵活地在底板6下移动连接梁1。

如图2所示，连接梁1由6根平行排列的连接杆11组成，所有连接杆11的端部均与连接接头4连接。连接接头4内有与连接杆11直径匹配的插孔16，6个插孔16排成平行的3组，每组2个。每个插孔16与相邻插孔16的间距是6mm，连接杆11之间的间距也是6mm。

如图3所示，在另一个实施例中，连接梁1是单根的杆体，上有与长轴平行的长条型通孔12，通孔12宽度为5mm，定位板3通过通孔12插入在连接梁1上。

在一个非限制实施例中，只有最上层的四根连接梁1是由连接杆11组成，其他的连接梁1为单根的条状物。

定位板3的厚度是5mm，定位板3由定位框33、经线34、纬线35和显影件31组成。经线34和纬线35两端连接在定位框33上并编织成网，经线34或纬线35与定位框33连接处设有标号。为了便于计算，上述定位板3的长宽均为50cm，经线34和纬线35的间距都为5mm。为了方便观察定位和穿刺情况，上述定位框33是透明有机玻璃制成。

如图4所示，经线34和纬线35交叉处串有球型显影件31，显影件31包含金属或硫酸钡等X线显影材质，定位板3上的显影件31在CT图像中显示为规则排列的亮点，穿刺目标9在水平和垂直方向上的延长线经过的亮点就是穿刺目标在定位板3上的投影位置，根据该亮点所对应的标号就可获得穿刺目标此时相对于装置的坐标。再次穿刺时首先还原装置与人体在断层扫描时的空间位置，再按照上述坐标进行穿刺。

在阅片时定位后还需要在人体体表找到显影件31实体，为了方便寻找，相邻两个或两个以上显影件31组成的基本单元循环排列成一行，同一基本单元内的显影件31有显影图像差异和外观差异。

本实施例中，根据塑料、混有金属粉末的塑料和金属在黑色CT片上整体颜色依次是深灰色、灰色和浅灰色，用它们直接做成直径2mm的圆球，表面分别表示对应的深灰色、灰色和浅灰色。材料不局限与上述材料，在另一个实施例中，显影件31还可以是：玻璃、混有硫酸钡的实心玻璃和包裹硫酸钡的玻璃胶囊，表面标注上数量不等的线圈或如骰子一样数量不等的点。

利用上述组合式定位穿刺装置进行精准定位穿刺方法，其步骤包括：

1.将组合式定位穿刺装置组合后设置一个坐标原点，将装置安装到人体所需治疗区域，选取人体体表至少两个特征点，通过定位件分别获得两个特征点在相互垂直的两块定位板3上的投影坐标。

如图5所示，人体平躺在CT机下，身体纵轴线与检查床纵轴线平行。装置架设在检查床上，横跨在人体的身体两侧。优选以设有水平仪15的一角为坐标原点，根据连接梁1和定位支架2上的标尺5来读取坐标。

本实施例中使用激光发射器24辅助读取坐标，激光是功率10mw的点状激光。激光发射器24通过定位滑块23垂直连接在定位杆22上，发射的点状激光与定位杆22垂直。调整定位滑块23使激光束28照射到体表的某一点，则此时定位滑块23在定位杆22上的读数就是该点相对于装置的坐标。

在装置的正上方观察人体体表，记下至少两个体表标记物的坐标，体表标记物可以选择痣、瘢痕、皱纹、创口等，也可以用笔绘制记号，体表标记物在定位板3上投影的坐标，设为x和y。以同样方法在在装置的正侧方观察人体体表，记下上述体表标记物的坐标，记下在定位板3上投影的坐标，设为z。

2.对人体所需治疗区域进行断层扫描，获得扫描数据，将扫描数据导入医学软件，建立数字模型，并获得穿刺目标的坐标。

3.根据数字模型计算到达目标位置的最佳穿刺针7道及穿刺深度，并计算出该最佳穿刺针7道经过定位板3的坐标和定位杆22层的坐标。

本实施例中使用Mimics medical 17.0软件建立人体的三维重建模型，根据三维模型计算最佳穿刺针7道、穿刺深度、经过定位板3的坐标和定位杆22层的坐标。在一个非限制实施例中，没有建立三维模型，而是测量影像科室出具的常规的冠状面、矢状面和水平面的图像，通过三角函数计算。

4.在需要穿刺时将组合式定位穿刺装置组合后安装到人体所需治疗区域，通过定位件再次获得人体体表特征点8分别在相互垂直的两块定位板3上的投影坐标，调整人体的体位或组合式定位穿刺装置的位置，使同一特征点两次获得的坐标相同；

带人体到穿刺的房间，让人体以摄片时的姿势躺下，以摄片时的角度架设装置。还是以设有水平仪15的一角为坐标原点，根据连接梁1和定位支架2上的标尺5来读取坐标。在装置的正上方和正侧方观察人体体表，按照步骤1)的方式通过定位件再次获得人体体表特征点8的投影坐标。调整人体的体位或组合式定位穿刺装置的位置，使同一特征点两次获得的坐标相同。优选调整装置的位置，人体躺在底板6上时，底板6与装置底部的连接梁1仍然有一定间隙，可以灵活地在底板6下移动装置。

5.按步骤3)获得的坐标在组合式定位穿刺装置找到穿刺针7需要经过的位置，将穿刺件调节到需要经过的位置。

如图6所示，根据CT图像上坐标对应显影件31的显影图像差异，找到定位板3上有外观差异显影件31实体。滑动连接梁1上的支撑架21，拉动可伸缩定位杆22上的内管26，使穿刺环25的中心达到需要的坐标位置。

6.将人体治疗区域体表消毒后进行无菌穿刺，将穿刺针7先后通过穿刺环25和定位板3上的预设坐标刺入人体，达到预设穿刺深度后即可刺入目标。

实施例2

与实施例1基本相同，所不同的是：本实施例中人体进行MRI检查，使用在MRI检查中可明显显影的材料。显影件31是空心塑料，球内封装的依次是：鱼肝油，混有水的鱼肝油乳液和纯水。其中水在T1加权像上呈低信号，鱼肝油类在T1加权像上呈高信号，二者在MRI检查时由明显的显影差异。

实施例3

与实施例1基本相同，所不同的是：组合式定位穿刺装置还设有B超探头固定架，穿刺时在B超监视下进行，减少副损伤。

实施例4

如图7所示，本实施例与实施例1相似，所不同的是：定位板3上穿设的显影件31每相邻5个组成一个基本单元循环，同一基本单元内的显影件31的横截面依次为：椭圆形、正圆形、三角形、四边形和五边形。

实施例5

如图8和图9所示，本实施例与实施例1相似，所不同的是：定位板3由多条平行排列的显影条32组成，显影条32由相邻5个显影件31组成的基本单元循环排列成一行，同一基本单元内的显影件31的横截面依次为：椭圆形、圆形、半圆型、半环形和环形。非显影材料将所有显影件31均包裹成为形状相同的圆柱体，圆柱体厚度5mm，横截面是直径2.5mm的圆形。多个显影件31顺序连接成显影条32，多个显影条32连接成定位板3。

实施例6

如图5所示，本实施例与实施例1相似，所不同的是：本实施例在垂直连接梁1上设有定位板架14，用于放置第二层定位板3。穿刺操作时可以通过CT图像或三维模型寻找穿刺针通过两层定位板3上的坐标来定位穿刺针，不需要再计算定位支架的坐标。

实施例7

本实施例与实施例1相似，所不同的是：本实施例中使用可伸缩直杆辅助读取坐标，可伸缩直杆通过定位滑块23垂直连接在定位杆22上，可伸缩直杆与定位杆22垂直。调整定位滑块23使可伸缩直杆指到体表的某一点，则此时定位滑块23在定位杆22上的读数就是该点相对于装置的坐标。

Claims (10)

1.一种组合式定位穿刺装置，其特征在于：包括组合框架和定位组件；所述的组合框架包括连接接头和连接梁，所述连接梁的端部均通过所述连接接头连接并组合成框架结构；所述定位组件连接在连接梁上，所述定位组件包括定位板和定位杆，所述定位杆与定位板平行；所述定位杆和连接梁上设有标尺。

2.如权利要求1所述的组合式定位穿刺装置，其特征在于：所述连接梁由至少两条平行排列的连接杆组成，所述连接杆的端部均与所述的连接接头连接，所述连接杆之间有间隙，所述间隙的大小为1mm～20mm，所述定位板和定位杆通过所述间隙活动连接在连接梁上。

3.如权利要求1所述的组合式定位穿刺装置，其特征在于：所述连接梁上设有长条型通孔，所述通孔的宽度为1mm～20mm，所述定位板和定位杆通过所述通孔活动连接在连接梁上。

4.如权利要求1所述的组合式定位穿刺装置，其特征在于：所述定位杆至少一端连接有定位支架，所述定位支架连接在连接梁上，用于增加定位杆与定位板之间的距离。

5.如权利要求1所述的组合式定位穿刺装置，其特征在于：所述定位杆上设有定位件，所述定位件是激光发射器或可伸缩直杆。

6.如权利要求1和4所述的组合式定位穿刺装置，其特征在于：所述连接梁、定位支架、和定位杆上设有可伸缩结构；所述可伸缩结构包括内管和外管，所述内管可沿着外管内壁滑动，所述内管和外管的外壁上都设有标尺。

7.如权利要求1所述的组合式定位穿刺装置，其特征在于：所述定位板上有多个规律排列的显影件；所述显影件是包含显影材料的显影颗粒或丝线；所述显影材料包括X线显影材料和/或核磁共振显影材料。

8.如权利要求7所述的组合式定位穿刺装置，其特征在于：所述定位板由框架、经线、纬线和显影件组成；所述经线和纬线两端连接在框架上并编织成网，所述经线或纬线与框架连接处设有标号；经线和纬线连接处设有显影件。

9.如权利要求7所述的组合式定位穿刺装置，其特征在于：所述定位板上的显影件规律排列成行和列，所述行和/或列内相邻两个或两个以上显影件组成基本单元循环排列；所述显影件的行间距相同；所述显影件的列间距相同；所述同一基本单元内的显影件有显影图像差异和外观差异。

10.一种定位穿刺方法，其步骤包括：

1)将组合式定位穿刺装置组合后设置一个坐标原点，将装置安装到人体所需治疗区域，通过定位件获得人体体表至少两个特征点分别在相互垂直的两块定位板上的投影坐标；

2)对人体所需治疗区域进行断层扫描，获得扫描数据，将扫描数据导入医学软件，建立数字模型，并获得穿刺目标的坐标；

3)根据数字模型计算到达目标位置的最佳穿刺针道及穿刺深度，并计算出该最佳穿刺针道经过定位板层的坐标和定位杆层的坐标；

4)在需要穿刺时将组合式定位穿刺装置组合后安装到人体所需治疗区域，通过定位件再次获得人体体表特征点分别在相互垂直的两块定位板上的投影坐标，调整人体的体位或组合式定位穿刺装置的位置，使同一特征点两次获得的坐标相同；

5)按步骤3)获得的坐标在组合式定位穿刺装置找到穿刺针需要经过的位置，将穿刺件调节到需要经过的位置；

6)将人体治疗区域体表消毒后进行无菌穿刺，将穿刺针先后通过定位支架和定位板上的预设坐标刺入人体，达到预设穿刺深度后即可刺入目标。