CN108124421B - 用于外科手术的定位辅助装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于外科手术的定位辅助装置，其包含支承系统(10)和模型(12)，其中，支承系统(10)由设有空处(18)的支承平板(16)和多个支柱(20)构成。支承平板(16)能够借助支柱(20)在用于外科手术的手术区域上方固定在颅骨(14)上。模型(12)包含能够与支承平板(16)无间隙地连接的、具有导向开口(26)的模型平板(24)。在由坯件构成的模型平板(24)中，根据预先获取的坐标订制地布置导向开口(26)并校准其方向。在此，在支承系统(10)与模型(12)组装并且支承系统(10)固定在颅骨(14)上的状态下，导向开口(26)的纵向中心线与通向外科手术的手术区域的通道轨线相一致。

Description

用于外科手术的定位辅助装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于外科手术的定位辅助装置。
背景技术
在颅部的外科手术中，如其例如为了安装耳蜗植入物而所需要的那样，传统的方式迄今为止要暴露侧面颅底的所有重要风险结构，从而保证这些风险结构的完整性。在面部神经与味觉神经之间的区域中接着打开中耳，从而通过中耳开辟通向内耳的通道。
为了减少投入的时间、手术风险以及创伤，遵从一种微创的手段。基于手术前的单独的人体结构的影像数据及计划数据开辟呈单个支道钻孔形式的、从颅部表面到耳蜗的通道。在此，如同接下来不持续跟踪患者及仪器一样，同样也不暴露风险结构。但是，这需要高度精确地实施计划数据。
由US 7981122 B2已知一种定位辅助装置，其在专业领域内称为微型桌。此已知的定位辅助装置由具有中心的并垂直于平板表面延伸的孔的平板以及多个腿构成，这些腿装入根据用于外科手术的计划数据而铣切的平板的袋中。这些腿具有梯度的长度，并且通过桌的深度确定这些腿突出于平板多远。通过选择出的腿的长度和桌的深度能够将平板在颅骨上空间地定位并对准。通过锚定在骨头上的球状标记同时将平板固定，这些球状标记布置在腿的远离平板的末端上。
将腿固定在平板的袋中需要对坯件进行单独的后续加工。锚定在骨头上的球状标记能够实现双重功能。其作为记录标记并用于将钻模锚定在颅部。因此，锚定在骨头上的球状标记的设计要平衡两个需求并从而导致限制的精确性。
因为，平板中的孔预先设定的轴线必须与通向耳蜗的通道的轨线相一致，所以，在颅骨上安装并调整定位辅助装置非常耗费时间并且工具复杂。并且也不能保证无菌地完成，从而，必须执行额外的消毒。此外，此设计只提供有限的力学稳定性。
发明内容
本发明的目的在于，如此改进一种定位辅助装置，使其能够承受负载、能够准确并快速地安装和拆卸。
此目的在根据权利要求1的前序部分的定位辅助装置中通过此权利要求的特征实现。
由从属权利要求可获得改进措施和有利的设计方案。
根据本发明的定位辅助装置实施为两件式的，并由支承系统和模型构成。支承系统可重复使用并能够以多种用于不同的颅部大小与颅部形状的尺寸实施。支承系统包含具有空缺的支承平板。在此，空缺理解为一个空穴，其从支承平板的一个平面通到其另一个平面，并完全地或部分地闭合。完全闭合的空穴优选在俯视视角中具有圆形，而部分闭合的空穴呈弯曲状，可例如具有u形、半月形、镰刀形的设计。
与此相反，用于每个手术的模型专门地由适合于所选的支承系统的坯件最终制成。这可为统一的、首先在可能的导向开口的区域中由连续存在的材料构成的坯体，其中，根据事先获取的坐标通过移除材料，例如钻、铣而订制地加工导向开口。根据之前制定的用于外科手术的计划数据算出用于通向外科手术的手术区域的通道的轨线坐标。通过将此坐标转换到模型上而确定用于在模型平板中的导向开口的位置和方向并将导向开口实施为钻孔或铣切部分。具有导向开口的模型平板是仅一次性使用的零件，因为，导向开口的位置和方向与患者的特有结构以及支承系统在颅骨上的固定位置相关。
由此，首先，边界上的支承系统可随意地定位在颅骨上，而无须考虑用于完成通向手术区域的通道的轨线。由此，支承系统的支承平板可紧密地安装在颅骨上。在此，其优选平行于颅骨的一个切面定向，切面的切点大概位于支承平板的中心。由此导致支承平板的边缘对颅骨的距离短，这同样实现了短的支柱，这对支柱的力学稳定性有积极影响。因为在力的作用下支柱的偏移更小，由此保证外科工具的定向更高的精确性。
因为支承系统为预先制成的，所以，其可保持无菌状态。在模型上仅需加工模型平板中的导向开口，这可在无菌条件下完成。开始安装定位辅助装置到开始外科手术之间的时间可相对于其他系统明显缩短。
支柱的背离支承平板的末端具有多种变型。此末端可要么
a)具有网洞，其中，洞为骨锚栓穿过和固定的位置，要么
b)包含多个骨锚栓，要么
c)支承刺状销钉，其能够借助骨螺钉拧紧到颅骨上。
通过这些可能的固定方式，支承系统能够如此稳定地锚定在颅骨上，从而保证对使用外科工具所需的尺寸稳定性，并且无须改变定位辅助装置的位置即能抵挡在手术期间出现的力。
可设置使支柱包含牺牲件。
由此，在紧急情况下实现了在不拆除颅骨中的紧固件的情况下也能快速地去除支承系统。
为了使模型平板准确地对准到支承平板上，可设置可替代的部件。这样则存在如下可能性，
a)在两个平板其中之一上，即支承平板或模型平板上布置销，并且在相应的另一个平板上，即模型平板或支承平板上布置用于容纳销的缺口，并且在组装状态下，一个平板的销插入另一个平板的缺口中，或者
b)在两个平板上，即既在支承平板上、又在模型平板上设置用于容纳销的缺口，并且在组装状态下，销则插入平板的两个缺口中，并且两平板彼此锁紧。
这可例如在已知的方式中借助螺栓、弹簧或夹子实现。
两种方式都实现了模型平板与支承平板之间无间隙的连接。
销或缺口可分别至少双重地存在并且实施为不同的并且/或者不对称地布置。
在巧妙地分布在支承系统上的情况下，两个销或缺口就已经是明确的了。如果其还额外地实施得不同，例如具有不同的直径或截面形状，那么，它们则只有在一个可能的方向上才能匹配。可选地，三个不对称布置的销或缺口也是合适的。
由此实现了，模型平板和支承平板仅在唯一可能的方向上能够彼此相连。这样可靠地避免了错误的对准。
在导向开口中优选布置可更换的柱状的工具导向体。
工具导向体则可单独针对外科工具的使用设计并拆除，从而为安装植入物提供空间。
工具导向体优选具有用于调整工具深度的挡块。
从而可自动地限制外科工具的推入深度。
此外，工具导向体可具有呈销状的防转件，其插入在模型平板中的导向开口旁边布置的缺口中。
由此避免了工具导向体在施加转矩的情况下随之转动。
支承平板中的缺口和模型平板中的导向开口可具有通向外部的狭槽或U形的开放结构。
由此实现了在装入植入物时，能够将线缆从定位辅助装置的侧面导入。
此外，还能够在支承系统上布置记录标记，或者支承系统本身或其一部分实施为记录标记。
记录标记实现了在三维医学影像中相对于患者颅部结构而在空间上获取装在颅骨上的支承系统。在空间上准确地获取装在颅骨上的支承系统又是将导向开口的坐标传递到模型平板中的前提，由此，在将模型平板装到支承平板上之后，导向开口的轴线与通向手术区域的通道轨线一致。
附图说明
下面根据一个附图中示出的实施例阐述本发明。其中示出了：
图1示出了分解状态下的定位辅助装置的透视图并且
图2示出了装配状态下的定位辅助装置的透视图。
具体实施方式
在图1和2中示出的用于外科手术的定位辅助装置包含支承系统10和模型12。支承系统10由设有空缺18的支承平板16和支柱20构成，借助支柱，支承平板16在用于外科手术的手术区域上固定在颅骨14上。模型12由能够与支承平板16无缝隙地并且可形状配合地连接的、具有导向开口的模型平板24构成。此导向开口26的纵向中心线36可单个地根据预先获得的坐标布置在用于通向外科手术的手术区域的通道上并对准此通道。因此，如在实施例中所示，此导向开口可与模型平板24偏心布置，并且其纵向中心线36可倾斜偏离模型平板24表面的垂直方向。
支承平板16中的空缺18设计得这么大，使模型平板24中的导向开口26即使在最大的偏心布置下也不被支承平板16遮住。支柱20位于支承平板16的面向颅骨14的平面侧的三个位置上，通过此支柱，支承平板16能够支撑并固定在颅骨14上。具有刺状销钉的脚22位于末端上。脚22支撑在皮肤或颅骨14上。支承平板16通过骨部螺钉与颅骨拧紧。
靠近支承平板16的边沿设有销28，其向模型平板24突出并对准于模型平板24的缺口34。销28和缺口34不对称地布置，并仅允许模型平板24和支承平板16以首先出现的三个角度中唯一的一个角度装配。在此，模型平板24与支承平板16通过三个螺栓38固定，此螺栓旋在销28的螺纹上。通过销28和缺口34，模型平板24与支承平板16彼此无间隙地对准。
在模型平板24中的导向开口26上方设有工具导向体30，其用于导向并保持外科用的工具。在工具导向体30上布置有呈销32状的防转件，在工具导向体20装入导向开口26中时，此销插入模型平板24的缺口40中。
图1中以分解图示出了定位辅助装置，而在图2中示出了在已装配状态下的各个组成部分。
在准备外科手术时，首先借助医学影像获取患者颅部的结构并基于此计划外科手术。此计划中的一个组成部分为，为颅骨的钻孔或铣切以及其他通向手术区域的通道定位一个共同的轴。根据颅部的大小和形状选择支承系统10，其固定在颅骨14上。为了确定固定在颅骨14上的支承系统10相对于患者颅部结构的空间配位，使用装在支承系统10上的多个记录标记42，其彼此具有尽可能大的间距。这些记录标记42在随后的患者的三维医学影像中比支承系统10的其他组成部分显示得更清晰，并因此使获取支承系统10的坐标变得容易。支承系统10以及用于通向手术区域的通道的轨线的坐标传递到模型平板24上。由此为模型平板24中的导向开口36确定位置和倾斜度并将其制成。之后，模型平板24固定在支承平板16上并安装工具导向体30。
由此，确定力学条件，其用于将外科工具精确地导向颅骨的开口、推进至手术区域并安装植入物。
附图标记说明
10 支承系统
12 模型
14 颅骨
16 支承平板
18 空缺
20 支柱
22 脚
24 模型平板
26 导向开口
28 销
30 工具导向体
32 销
34 缺口
36 纵向中心线
38 螺栓
40 缺口
42 记录标记

Claims (10)

1.一种用于外科手术的定位辅助装置，其包含支承系统(10)和模型(12)，其中，所述支承系统(10)由设有空处(18)的支承平板(16)和多个支柱(20)构成，借助此支柱，所述支承平板(16)能够在用于外科手术的手术区域上方固定在颅骨(14)上，并且所述模型(12)由能够与所述支承平板(16)无间隙地连接的、具有导向开口(26)的模型平板(24)构成，其特征在于，所述模型平板(24)由坯件构成，在此模型平板中，根据预先获取的坐标订制地通过移除材料布置导向开口(26)并校准其方向，以此方式，使在所述支承系统(10)与所述模型(12)组装并且所述支承系统(10)固定在颅骨(14)上的状态下，所述导向开口(26)的纵向中心线与通向外科手术的手术区域的通道轨线相一致。
2.根据权利要求1所述定位辅助装置，其特征在于，所述支柱(20)在其背离支承平板的末端上要么
a)具有网洞，其中，洞为骨锚栓穿过和固定的位置，要么
b)包含多个骨锚栓，要么
c)支承刺状销钉，其能够借助骨螺钉紧固到颅骨上。
3.根据权利要求1或2所述的定位辅助装置，其特征在于，所述支柱具有牺牲件。
4.根据权利要求1所述的定位辅助装置，其特征在于，
a)在两个平板其中之一上，即所述支承平板(16)或所述模型平板(24)上布置销(28)，并且在相应的另一个平板上，即所述模型平板(24)或所述支承平板(16)上布置用于容纳所述销(28)的缺口(34)，并且在组装状态下，一个平板的所述销(28)插入另一个平板的所述缺口(34)中，或者
b)在两个平板上，即既在所述支承平板(16)上、又在所述模型平板(24)上设置用于容纳销的缺口，并且在组装状态下，销则插入平板的两个缺口中，并且两平板彼此锁紧。
5.根据权利要求4所述的定位辅助装置，其特征在于，所述销(28)或所述缺口(34)分别至少双重地存在并且实施为不同的并且/或者不对称地布置。
6.根据权利要求1所述的定位辅助装置，其特征在于，在所述导向开口(26)中布置可更换的柱状的工具导向体(30)。
7.根据权利要求6所述的定位辅助装置，其特征在于，所述工具导向体(30)具有用于调整工具深度的挡块。
8.根据权利要求6或7所述的定位辅助装置，其特征在于，所述工具导向体(30)具有防转件，其插入在所述模型平板(24)中的所述导向开口(26)旁边布置的缺口(40)中。
9.根据权利要求1所述的定位辅助装置，其特征在于，所述支承平板(16)中的缺口(18)和所述模型平板(24)中的导向开口(26)可具有通向外部的狭槽或U形的开放结构。
10.根据权利要求1所述的定位辅助装置，其特征在于，在所述支承系统(10)上布置记录标记(42)，或者将所述支承系统本身或其一部分实施为记录标记。
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