CN111195148A - 一种简易脑部穿刺手术定位支架、设计辅助支架及方法 - Google Patents

一种简易脑部穿刺手术定位支架、设计辅助支架及方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种用于简易脑部穿刺手术定位支架的设计辅助支架，包括第一支架、高度测量器、固定设置于所述第一支架下方的形成等边三角形关系的三个第一圆柱体，所述高度测量器垂直固定设置于所述第一支架上且测量端可伸出底部，所述高度测量器的设置位置对应所述三个圆柱体的重心位置。本发明实施例还公开了一种简易脑部穿刺手术定位支架以及一种用于简易脑部穿刺手术定位支架的设计方法。采用本发明，可以提高一次穿刺成功机率和降低并发症发生率，减轻病人痛苦，并具有成本低、操作简便、不会产生额外创伤面、不影响医生手术操作等优点。

Description

一种简易脑部穿刺手术定位支架、设计辅助支架及方法
技术领域
本发明涉及一种脑部手术穿刺用具，尤其涉及一种简易脑部穿刺辅助定位装置及方法。
背景技术
脑部穿刺，是一项重要的应急措施，是常规的临床操作，常用于临床诊断和治疗，目前在脑部穿刺过程主要为：通过CT扫描定位颅脑的病变部位，并确定穿刺点和穿刺角度，因为没有相关的辅助装置辅助医生按照之前CT确定的角度穿刺，所以外科医生常常根据经验采用盲穿法。但是盲穿有一下缺点：
出错率高。尤其是一些临床经验不够丰富的年轻医生对穿刺方向及深度的把握还不够准确，想要一次进针即穿刺成功是非常困难的。
对于穿过脑室进入脑实质，穿刺方向朝内下进入三脑室或者对侧脑室的，虽然大多数能穿刺成功，但反复穿刺的次数、穿刺失败率、穿刺偏移率及术后穿刺道出血率都较高，手术时间也明显延长，导致患者的引流效果较差，并发症增多，因此，外科医生在进行穿刺时十分需要有穿刺的体外参考路径的辅助。
针对上述问题，临床上使用最普遍的是立体定位穿刺和神经导航，这明显提高了穿刺的准确性和成功率[1,14]。但是这些辅助器械有四个缺点：
设备过于昂贵。
操作复杂。
会产生除手术进针创面以外的多个创面去固定装置，使患者不适。
装置在完成其作用—辅助穿刺过程后不能被移开，会干扰接下来的手术操作。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种简易脑部穿刺辅助定位装置及方法。可提高一次穿刺成功机率和降低并发症发生率，减轻病人痛苦。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种用于简易脑部穿刺手术定位支架的设计辅助支架，包括第一支架、高度测量器、固定设置于所述第一支架下方的形成等边三角形关系的三个第一圆柱体，所述高度测量器垂直固定设置于所述第一支架上且测量端可伸出底部，所述高度测量器的设置位置对应所述三个圆柱体的重心位置。
进一步地，所述高度测量器为螺旋测微器。
本发明实施例还提供了一种简易脑部穿刺手术定位支架，包括与权利要求1所述的第一支架、三个第一圆柱体位置关系一致设置的第二支架与三个第二圆柱体，还包括使用权利要求1所述的设计辅助支架确定进针方向的进针管。
进一步地，所述进针管与所述第二支架之间设置有相连通的进针槽。
更进一步地，所述进针管转动套设有锁定套，所述锁定套一侧上纵向开设有开口槽。
相应地，本发明实施例还提供了一种用于简易脑部穿刺手术定位支架的设计方法，包括以下步骤：
S1：通过CT扫描确定患者头皮的进针点；
S2：使用权利要求1所述的设计辅助支架固定放置于所述患者头部，并使所述高度测量器垂直于所述进针点；
S3：旋转所述高度测量器测量所述第一支架与所述患者头皮的高度差；
S4：对所述患者头部的位置进行第二次CT扫描，
S5：测量所述患者头部内的目标点与所述三个第一圆柱体之间的距离；
S6：计算所述目标点与所述进针点之间的连线在设定的三维空间中的空间角度；
S7：以所述第一支架、三个第一圆柱体位置关系重新设计位置关系一致的第二支架与三个第二圆柱体，并于所述第二支架上设计与所述空间角度一致且与所述目标点与所述进针点之间连线重合的进针管。
进一步地，还包括以下步骤：
S8：计算所述目标点与所述进针点之间于所述第一支架上的投射点于所述三维空间的坐标。
更进一步地，还包括以下步骤：
S9：计算所述目标点与所述进针点之间距离。
更进一步地，还包括以下步骤：
所述进针管与所述第二支架之间设置有相连通的进针槽。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明可代替依靠经验穿刺的盲穿法以及解决以上提及的缺点，可以提高一次穿刺成功机率和降低并发症发生率，减轻病人痛苦，并具有成本低、操作简便、不会产生额外创伤面、不影响医生手术操作等优点。
附图说明
图1是设计辅助支架的结构简图；
图2是简易脑部穿刺手术定位支架的结构简图；
图3是使用设计辅助支架进行测量与辅助设计的结构示意图；
图4是使用简易脑部穿刺手术定位支架进行手术定位的结构示意图；
图5是设计辅助支架的俯视结构简图；
图6是进行计算设计的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，本发明实施例提供了一种用于简易脑部穿刺手术定位支架的设计辅助支架，包括第一支架1、高度测量器11、固定设置于第一支架1下方的形成等边三角形关系的三个第一圆柱体A、B、C，高度测量器11垂直固定设置于第一支架1上且测量端可伸出底部，所述高度测量器的设置位置对应所述三个圆柱体的重心位置D。
高度测量器11优选为螺旋测微器。
如图2所示，本发明实施例提供了一种简易脑部穿刺手术定位支架，包括与上述设计辅助支架一致设置的第二支架2、三个第二圆柱体以及于第二支架2上设置的通过上述设计辅助支架测量并通过计算得出的进针方向、位置的进针管3。
进针管3与第二支架2之间设置有相连通的进针槽31。
进针管3转动套设有锁定套4，锁定套一侧上纵向开设有开口槽41。
医生通过进针槽31对患者头部进行进针，进针完毕后通过锁定套4的旋转，使其开口槽41与进针槽31方向重合，进而使穿刺手术定位支架整体可进行退出，方便后续手术操作。
为了通过上述设计辅助支架辅助设计手术定位支架，本发明实施例还提供了一种用于简易脑部穿刺手术定位支架的设计方法，通过以下步骤进行设计。
S1：使患者进行第一次CT扫描确定患者头皮的进针点F，进针点F由医生确定。
S2：将设计辅助支架固定放置于患者的头部，让其高度测量器垂直于所述进针点，即第一支架1的重心D与进针点F的连线垂直于三个第一圆柱体A、B、C形成的三角形ABC所在平面。如图3所示
S3：旋转螺旋测微器，测量头皮进针点F与第一支架1重心D的距离。
S4：保持设计辅助支架的固定位置对患者头部的位置进行第二次CT扫描。
S5：测量出目标点E(肿瘤)分别与A、B、C点的距离a、b、c。
S6：计算目标点E与进针点F之间的连线在设定的三维空间中的空间角度，空间角包括水平旋转角以及垂直旋转角。
S7：以第一支架、三个第一圆柱体位置关系重新设计位置关系一致的第二支架与三个第二圆柱体，并于第二支架上设计与所述空间角度一致且与所述目标点与所述进针点之间连线重合的进针管。如图3所示
上述中，步骤S6通过以下计算方式计算。
如图4、5所示的计算简图。
三角形ABC代表三个第一圆柱体A、B、C的圆心的连线组成一个边长为n的等边三角形，点A、B、C分别代表三角形ABC平面的三个对应的顶点，点D是三角形ABC的重心。设置E点为目标点，O为肿瘤点E在平面ABC上的投影点。点F代表头皮进针点，点G代表在三角形ABC平面上的进针点，点E、F、G在同一条直线上。点O’是EO’上的一点，且符合关系FO′//DO，OO′//FD。从影像科得知EA长度为a，EB长度为b，EC长度为c。
以点D为原点，作Dy//BC，EO⊥Dx，Dz//EO。
以Dx，Dy，Dz为方向建立空间直角坐标系。
设E点坐标为(x，y，z)
已知：AB＝AC＝BC＝n，FD＝w，D为ΔABC的重心，长度EB＝b，EC＝c，EA＝a
∴D(0,0,0)
Figure BDA0002389868970000041
F(0,0,w)
∴
Figure BDA0002389868970000051
同理可得
Figure BDA0002389868970000052
Figure BDA0002389868970000053
根据向量的模长计算公式可得
Figure BDA0002389868970000054
Figure BDA0002389868970000055
Figure BDA0002389868970000056
Figure BDA0002389868970000057
Figure BDA0002389868970000058
联立式子①，②，③可得
Figure BDA0002389868970000059
Figure BDA00023898689700000510
Figure BDA00023898689700000511
∵a,b,c,n已知
∴x,y,z可求得具体数值
∴
Figure BDA00023898689700000512
Figure BDA00023898689700000513
又∵点F，E，O，D在同一平面内，
Figure BDA00023898689700000514
已知DE，EF，DF的长度和∠FDE，
∴在ΔFDE中根据余弦定理可得：
Figure BDA00023898689700000515
∴
Figure BDA0002389868970000061
Figure BDA0002389868970000062
∵点G，F，E在同一直线上，FD//EO//EO’
∴ΔFGD和ΔEGO是相似三角形
∴G点坐标(
Figure BDA0002389868970000063
0)
∴水平平面偏转角度为
Figure BDA0002389868970000064
垂直平面抬升角度为
Figure BDA0002389868970000065
三角平面ABC上的进针点G点的坐标为(
Figure BDA0002389868970000066
0)
进针的长度：E与F的距离为
Figure BDA0002389868970000067
作为更优的选择实施方式是，通过上述E与F的距离与CT所获得的EF的距离验证上述结构的准确度，确保一次性进针，无额外创伤。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种用于简易脑部穿刺手术定位支架的设计辅助支架，其特征在于，包括第一支架、高度测量器、固定设置于所述第一支架下方的形成等边三角形关系的三个第一圆柱体，所述高度测量器垂直固定设置于所述第一支架上且测量端可伸出底部，所述高度测量器的设置位置对应所述三个圆柱体的重心位置。
2.根据权利要求1所述的用于简易脑部穿刺手术定位支架的设计辅助支架，其特征在于，所述高度测量器为螺旋测微器。
3.一种简易脑部穿刺手术定位支架，其特征在于，包括与权利要求1所述的第一支架、三个第一圆柱体位置关系一致设置的第二支架与三个第二圆柱体，还包括使用权利要求1所述的设计辅助支架确定进针方向的进针管。
4.根据权利要求3所述的简易脑部穿刺手术定位支架，其特征在于，所述进针管与所述第二支架之间设置有相连通的进针槽。
5.根据权利要求4所述的简易脑部穿刺手术定位支架，其特征在于，所述进针管转动套设有锁定套，所述锁定套一侧上纵向开设有开口槽。
6.一种用于简易脑部穿刺手术定位支架的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：通过CT扫描确定患者头皮的进针点；
S2：使用权利要求1所述的设计辅助支架固定放置于所述患者头部，并使所述高度测量器垂直于所述进针点；
S3：旋转所述高度测量器测量所述第一支架与所述患者头皮的高度差；
S4：对所述患者头部的位置进行第二次CT扫描，
S5：测量所述患者头部内的目标点与所述三个第一圆柱体之间的距离；
S6：计算所述目标点与所述进针点之间的连线在设定的三维空间中的空间角度；
S7：以所述第一支架、三个第一圆柱体位置关系重新设计位置关系一致的第二支架与三个第二圆柱体，并于所述第二支架上设计与所述空间角度一致且与所述目标点与所述进针点之间连线重合的进针管。
7.根据权利要求6所述的用于简易脑部穿刺手术定位支架的设计方法，其特征在于，还包括以下步骤：
S8：计算所述目标点与所述进针点之间于所述第一支架上的投射点于所述三维空间的坐标。
8.根据权利要求7所述的用于简易脑部穿刺手术定位支架的设计方法，其特征在于，还包括以下步骤：
S9：计算所述目标点与所述进针点之间距离。
9.根据权利要求6所述的用于简易脑部穿刺手术定位支架的设计方法，其特征在于，所述进针管与所述第二支架之间设置有相连通的进针槽。
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