CN1114382C - 脑部病灶光学定位仪 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于神经外科开颅手术脑部病灶定位仪器。它主要由一个可透光和反光平面镜、定位体以及计算机控制的定位系统构成。这种定位仪具有如下特点：1、本发明采用光学中平面镜成象方法进行定位，在手术操作空间不存在任何异物，因而定位仪不会与手术器械干涉。2、本发明定位仪中光标的象是虚象，光线不通过病灶即能将光标成象在病灶处，对手术操作者有着全息、明确的提示和参考作用，因而可以极大提高开颅手术的质量。3、本发明利用计算机进行控制，定位过程操作比较简单。本发明将在开颅手术临床实践中有着广阔的应用前景。

Description

脑部病灶光学定位仪

(一)技术领域：

本发明涉及一种医疗仪器。

(二)背景技术：

在神经外科开颅手术中，需要精确地确定脑内病灶位置，以便手术准确地进行。目前采用的导向仪是在患者头部固定一个框架，根据CT片或X片诊断资料可将导向装置对准病灶。通过导向装置能将探针或其它器械导入病灶。但在开颅手术中，采用这种仪器作定位装置，导向部分易于和手术器械干涉，给使用带来极大的不便。本发明针对这一问题，利用光学中平面镜成象原理，提出一种光学定位仪。

(三)发明内容：

由光学平面镜成象原理可知，一个物点在平面镜中的象点关于平面镜对称。如图1所示，如果在脑病患者病灶点关于平面镜1某一表面的对称点放置一个光点2，通过平面镜就可以观察到患者头内一个点光源象点3，这个象点与患者病灶位置完全重合，如果在拟定的手术路线4的对称线5上置一线光源6，则在手术路线上有一条亮线指示手术方向。同样，如果将光点和线光源改为一个发光的立体坐标网络系统，即可观察到患者头内有一个空间坐标系统，这个系统可以确定它所在空间点的位置和方位。易于看出在平面镜与患者头部之间没有任何异物存在，因而不可能和手术器械干涉，并且所形成的象是虚象，成象的光线并不真正通过手术进行空间，因此手术操作并不会影响上述观察到现象的存在。另外，恰当地布置平面镜的方位，能使患者头部关于平面镜的对称位置和手术操作者头部不在同一方位，因此在手术过程中手术操作者的头部也不可能遮挡成象光线，因而手术能够方便地进行。

基于上述基本原理，本发明主要由一个既可透射光线又可反射光线的平面镜和一个确定空间位置和方位的定位体构成。平面镜相对于手术操作者能遮盖手术部位并相对于患者头部固定在某个适当位置，这种固定可以用框架将平面镜和患者头部固定，也可以将患者头部和手术台固定，再将平面镜通过支架和手术台固定。定位体为能确定空间位置的参考系统，既可以是坐标系统，也可以是点、线、面构成的几何图案；定位体既可本身就是发光体结构，也可是反光、散光物体构成的由其它光源照明的实体结构，还可以是由光具组所成的象或者由全息技术所成的象以及显象管所成的象的非实体结构。定位体置于患者头部关于平面镜对称的位置。

(四)附图说明：

图1是本发明结构原理的示意图，图2是本发明的实施例结构示意图。

(五)具体实施方式：

以下是本发明实施例的具体结构：如图2所示，平面镜为光学玻璃磨成的薄平板，一表面镀增透膜，以增加两表面反射光成象亮度之比，突出另一表面所成象的可见度。平面镜在空间的位置由平面镜定位系统20调节。平面镜定位系统由一个滑体23和滑道22以及镜架25构成，镜架安装在滑体的套管24内，可以调节其在y向的长度，两者之间设有止动装置。滑道和套在固定柱40的套筒26以铰链21连接，并设有止动装置，滑道两道轨所在平面通过铰链可饶y轴转动，即可调轨道对x轴倾斜程度，通过调节套筒相对柱体的高度可调道轨在z轴上的高度，滑体安装在滑道上通过微型电机拖动可沿滑道方向滑动，平面镜和镜架通过一x方向转轴27连接，可绕该轴转动，并设有止动装置。套筒26可沿柱体40滑动，两者之间设有止动装置。由以上结构可以看到，平面镜中心的x、y、z坐标可以适当调节，以及平面镜在空间的方位可以通过调节轨道对x轴倾斜程度以及平面镜相对于镜架的倾斜程度来确定。这样就能将平面镜调节到相对患者头部的适当位置。又由上述结构可以看到平面镜通过微电机拖动滑体沿轨道运动，这就很方便的将平面镜移离患者头部位置，以适应手术过程的需要。同时在移回原位时不会因为复位位置的误差引起象位置改变，这是因为平面镜运动过程中始终在其自身平面内。定位体50采用两个光源构成，其中一个采用黑色遮光板刻制出“+”字形透光细缝，背面采用光源照明，形成一个“+”字形光标。另一个采用一个线光源制成指示手术进行方向的线状标记，线光源垂直于“+”字光标形所在平面，并指向“+”字中心，两光源亮暗独立控制。定位体的空间位置由定位体空间位置定位系统30调节。定位体空间位置定位系统由x向滑道33，y向滑道35和z向滑道37及x向滑体34，y向滑体36和z向滑体38构成，x向滑道通过中部套管32套装在柱体40上，x向滑体与y向滑道固定在一起并安装在x向滑道上沿x滑道可移动，y向滑体与x向滑道固定在一起并安装在y向滑道上，可作y向移动，z向滑体安装在z向滑道上可作z向移动，z向滑体通过一个万向器39与定位体连接，定位体“+”字中心处于万向器的转动中心。上述x向滑体沿x向滑道移动、y向滑体沿y向滑道移动及z向滑体沿z向滑道移动通过三个微型电机驱动，由计算机独立控制。

在手术操作时首先将患者头部相对于手术台固定，再将平面镜移至相对于手术操作人员能遮盖患者手术部位，并和患者头部保留一定的操作空间进行固定。镜面的法线方向和手术进行方向成一定夹角。移动定位体使其分别和患者头部确定病灶位置的三个定位点重合，每次重合时计算机根据根据电机转数得到该定位点的空间位置坐标。三次测定完后，计算机自动将定位体调至脑体病灶的对称点上，我们即可在镜内观察到患者头内有一个“+”字形光标，其位置即为病灶位置。再适当调节定位体的空间方向，使定位体上线光源的象通过头皮上决定手术区域的中心点，该亮线的象即成为手术方向线。再将光标点移至上述手术区域的中心点，再按下计算机某个按钮，计算机便记忆了手术方向。手术实施时可以通过两种方式导引手术方向，其一是“+”光标中心始终停留在病灶点，操作人员按照亮线提示的路线进行手术最终找到病灶。另一种方法计算机调节“+”字光标沿拟定的手术方向上下移动，当光标与手术面重合时，停止光标移动，“+”字中心为手术路线与手术面交点即手术中心点。亮线即为手术方向，提示操作人员手术面的中心位置。光标和亮线影响到观察手术细节时，可根据需要将其任何一个调暗或消失，在手术应急处理中平面镜产生影响时，可按动按键将平面镜移离原位。

由上述定位仪的结构和操作过程可以看出，本发明具有如下特点：

1、本发明采用光学中平面镜成象的方法进行定位，在手术操作空间不存在任何异物，因而定位仪不会与手术器械干涉。

2、本发明的象是虚象，光线不通过病灶即能将光标成象在病灶处，对手术操作者有着全息、明确地提示和参考作用，因而可以极大提高开颅手术质量。

3、本发明利用计算机进行控制，定位过程操作比较简单。

椐上所述，本发明将在开颅手术临床实践中有着广阔的应用前景。

Claims (2)

1、一种脑部病灶光学定位仪，其中包括一个确定空间位置和方位的定位体，其特征是：它还包括一个既可透射光线又可反射光线的平面镜；平面镜相对于手术操作者能遮盖手术部位并相对于患者头部固定在某个适当位置，这种固定可以用框架将平面镜和患者头部固定，也可以将患者头部和手术台固定，再将平面镜通过支架和手术台固定；定位体既可以是坐标系统，也可以是点、线、面构成的几何图案；定位体既可本身就是发光体结构，也可是反光、散光物体构成的由其它光源照明的实体结构，还可以是由光具组所成的象或者由全息技术所成的象以及显象管所成的象的非实体结构；定位体置于患者头部关于平面镜对称的位置。

2、根据权利1所述的脑部病灶光学定位仪，其特征是：平面镜为光学玻璃磨成的薄平板，一表面镀增透膜；平面镜在空间的位置由平面镜定位系统调节；平面镜定位系统由一个滑体和滑道以及镜架构成，镜架安装在滑体的套管内，可以调节其在y向的长度，两者之间设有止动装置；滑道和套在固定柱的套筒以铰链连接，并设有止动装置，滑道两道轨所在平面通过铰链可绕y轴转动，即可调轨道对x轴倾斜程度，通过调节套筒相对柱体的高度可调道轨在z轴上的高度，滑体安装在滑道上通过微型电机拖动可沿滑道方向滑动，平面镜和镜架通过一x方向转轴连接，可绕该轴转动，并设有止动装置；套筒可沿柱体滑动，两者之间设有止动装置；定位体采用两个光源构成，其中一个采用黑色遮光板刻制出“+”字形透光细缝，背面采用光源照明，形成一个“+”字形光标；另一个采用一个线光源制成指示手术进行方向的线状标记，线光源垂直于“+”字形光标所在平面，并指向“+”字中心，两光源亮暗独立控制；定位体的空间位置由定位体空间位置定位系统调节；定位体空间位置定位系统由x向滑道，y向滑道和z向滑道及x向滑体，y向滑体和z向滑体构成，x向滑道通过中部套管套装在柱体上，x向滑体与y向滑道固定在一起并安装在x向滑道上沿x滑道可移动，y向滑体与x向滑道固定在一起并安装在y向滑道上，可作y向移动，z向滑体安装在z向滑道上可作z向移动，z向滑体通过一个万向器与定位体连接，定位体“+”字中心处于万向器的转动中心；上述x向滑体沿x向滑道移动、y向滑体沿y向滑道移动及z向滑体沿z向滑道移动通过三个微型电机驱动，由计算机独立控制。

Images