CN111991082A - 一种用于脑部手术定位的立体定位帽及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于脑部手术定位的立体定位帽及其制造方法，立体定位帽包括帽体和至少一个定位碎片，其中，帽体上设有支撑架，帽体分为8个碎片区；每个碎片区内设置定位碎片；所述定位碎片为左前碎片、右前碎片、左后碎片、右后碎片、左后下碎片、右后下碎片和两块侧边碎片中的至少一片；定位碎片上贴有用于标记顶内点、冠状后点和上矢状点的金属贴；定位碎片内埋设有用于标记AB、CD、EF、GH、KI、MK、MN和冠状线的金属丝。本发明为组装式结构，在定位片上设有定位帖、解剖体表标志定位点、定位线，标记直观，使用方便，操作简单，价格低廉，准确性高，实用性强，可部分替代导航功能，易向广大基层医院扩广。

Description

一种用于脑部手术定位的立体定位帽及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于脑部手术定位的立体定位帽及其制造方法，属于脑神经手术医疗器械技术领域。

背景技术

现有脑部手术一般利用神经导航系统来确定病灶部位，神经导航是根据病灶部位，在头部粘贴皮肤坐标后，行CT或MRI扫描。病人进入手术室后，在手术床上摆妥体位，麻醉后头部以头架固定。然后应用导航设备定位，但在手术过程中，由于于脑脊液丢失，脑组织变形，患者体位改变会产生导航有偏移的风险，容易对正常脑组织造成损伤，降低了手术效率和预期效果。且神经导航系统价格昂贵，操作也较为复杂，所以只在少数大型医院才有应用。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种用于脑部手术定位的立体定位帽，其特征在于：包括帽体和支撑架，支撑架与帽体连接且对帽体进行支撑，帽体包括多个相互连接的碎片区，碎片区包括左前碎片区、右前碎片区、左后碎片区、右后碎片区、左后下碎片区、右后下碎片区和两块侧边碎片区；左前碎片区、右前碎片区、左后碎片区、右后碎片区、左后下碎片区、右后下碎片区和两块侧边碎片区中至少一个碎片区上设置有定位碎片，相邻的定位碎片通过扣接结构可拆卸连接，定位碎片上设有卡槽，所述卡槽用于安装标记顶内点的金属贴、标记冠状后点的金属贴和/或标记上矢状点的金属贴，定位碎片内埋设有用于标记AB、CD、EF、GH、KI、MK和MN的金属丝，金属丝的投影线为直线，其中：

AB为下水平线，通过眶下缘和外耳门上缘；

CD为上水平线，通过眶上缘；

EF为前垂直线，通过颧弓中点的垂直线；

GH为中垂直线，通过下颌关节的垂直线；

KI为后垂直线，通过乳突基部的垂直线；

MK为通过中央沟上端和翼点的直线；

MN为MK和CD的角平分线。

进一步的，顶内点为人字缝和矢状线交点前方6cm，旁开5cm；矢状线为眉间与枕外隆凸的连线。

进一步的，冠状后点为管状缝后方1cm，旁开3cm。

进一步的，上矢状点为前卤后方5cm，鼻根与枕外粗隆连线中点后方2cm；前卤为冠状线与矢状线的交点，位于矢状线上距眉间13cm，鼻根至枕大孔后援连线的前中1/3交界处；矢状线为眉间与枕外隆凸的连线。

进一步的，定位碎片内埋设有用于标记冠状线的金属丝。

进一步的，左前碎片区、右前碎片区、左后碎片区、右后碎片区、左后下碎片区、右后下碎片区和两块侧边碎片区上分别设置有左前碎片、右前碎片、左后碎片、右后碎片、左后下碎片、右后下碎片和两块侧边碎片。

进一步的，支撑架包括水平支撑环、纵向支撑带和横向支撑带，水平支撑环形状与大脑侧周配合，纵向支撑带和横向支撑带相互垂直且端部均与水平支撑环连接，纵向支撑带和横向支撑带分别与大脑顶部贴合。

进一步的，水平支撑环、纵向支撑带和横向支撑带均为带状结构，带状结构包括依次连接的海绵层、中间层和粘贴层，中间层内部设置有加强筋，支撑架通过粘贴层与帽体连接。

进一步的，扣接结构包括插头，插头包括依次连接的下平板、弯曲板和上平板，弯曲板相对下平板向上弯曲，上平板顶面设置有凸起，凸起侧面设置有开启槽，上平板底面设置有固定凸块。

进一步的，扣接结构包括与插头配合的插孔，插孔包括矩形孔一和矩形孔二组成的凸形孔、与弯曲板配合的弯曲孔、与上平板配合的凹槽，凸形孔、弯曲孔和凹槽依次连通，矩形槽底部设置有与固定凸块配合的固定凹槽。

一种用于脑部手术定位的立体定位帽的制造方法，其特征在于：采用如下步骤：

1)、根据CT扫描结果，利用仿真软件构建立体定位帽的模型，所述立体定位帽的模型包括帽体模型和支撑架模型；

2)、利用仿真软件将所述帽体模型分为多个碎片区模型，根据需要在多个碎片区模型的一个或多个中设计卡槽，并在所述卡槽内设计通道孔；

3)、根据上述多个碎片区模型，利用3D打印装置分别进行增材制造，将增材制造的所述多个碎片组装为帽体；

4)、根据上述支撑架模型制作支撑架；

5)、将帽体和支撑架组合，完成所述用于脑部手术定位的立体定位帽。

本发明的优点在于：

1、本发明根据颅脑骨性标志物及颅内重要结构体表投影设计参照，为组装式结构，根据需要在定位碎片上设有卡槽安装定位帖、解剖体表标志定位点、定位线，3D打印个体化定位碎片，精准进行颅内病灶的体表标记，手术时，在病灶点所在的定位碎片上3D打印手术通道，精准定位脑部病灶具体位置，为精准手术做好准备。本发明标记直观，使用方便，操作简单，价格低廉，准确性高，实用性强，可部分替代导航功能，易向广大基层医院扩广。

2.采用支撑架对帽体进行支撑，支撑架内部设置有连接板和加强柱组成的加强筋，使帽体具备良好的结构强度和韧性，帽体不容易变形，使得标记点准确，手术通道位置更加精确。

3.定位碎片之间通过搭扣结构可拆卸连接，或者定位碎片直接与支撑架可拆卸连接，搭扣结构采用插头和插座的形式，使得连接更加的稳定，拆卸更加的方便，手术过程更加的顺利。

4.根据CT扫描结果，根据不同患者的手术位置，精确的制造立体定位帽，对患者进行针对性手术治疗。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明的侧视图；

图4为本发明的立体图；

图5为支撑架的立体图；

图6为支撑架的俯视图；

图7为支撑架的带体截面图；

图8为插头的立体图；

图9为插头局部放大图；

图10为插孔的立体图；

图11为插孔的横截面图；

图12为插孔的纵截面图。

其中，1左前碎片区、2右前碎片区、3左后碎片区、4右后碎片区、5左后下碎片区、6右后下碎片区、7标记顶内点的金属贴、8标记冠状后点的金属贴、9侧边碎片区、10标记上矢状点的金属贴、11冠状线、12前卤点、13支撑架、1301水平支撑环、1302纵向支撑带、1303横向支撑带、1304中间层、1305加强筋、1306粘贴层、1307海绵层、14插头、1401下平板、1402弯曲板、1403上平板、1404凸起、1405开启槽、1406固定凸块、15插孔、1501矩形孔一、1502矩形孔二、1503凹槽、1504固定凹槽、1505弯曲孔。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

根据本发明的实施方式，提出一种用于脑部手术定位的立体定位帽，包括帽体和支撑架13，支撑架13与帽体连接且对帽体进行支撑。帽体包括多个相互连接的碎片区，碎片区包括左前碎片区1、右前碎片区2、左后碎片区3、右后碎片区4、左后下碎片区5、右后下碎片区6和两块侧边碎片区9。左前碎片区1、右前碎片区2、左后碎片区3、右后碎片区4、左后下碎片区5、右后下碎片区6和两块侧边碎片区9中至少一个碎片区上设置有定位碎片。相邻的定位碎片通过扣接结构可拆卸连接。定位碎片上设有卡槽，卡槽用于安装标记顶内点的金属贴7、标记冠状后点的金属贴8和标记上矢状点的金属贴10，定位碎片内埋设有用于标记AB、CD、EF、GH、KI、MK和MN的金属丝，金属丝的投影线为直线。其中：AB为下水平线，通过眶下缘和外耳门上缘；CD为上水平线，通过眶上缘；EF为前垂直线，通过颧弓中点的垂直线；GH为中垂直线，通过下颌关节的垂直线；KI为后垂直线，通过乳突基部的垂直线；MK为通过中央沟上端和翼点的直线；MN为MK和CD的角平分线；K为中央沟上端，相当于矢状线中点后1.25cm或2cm；M为翼点，脑膜中动脉前支通过；N为∠KMD的平分线与矢状线的交点。顶内点为人字缝和矢状线交点前方6cm，旁开5cm；矢状线为：眉间与枕外隆凸的连线。冠状后点为管状缝后方1cm，旁开3cm。上矢状点为前卤后方5cm，鼻根与枕外粗隆连线中点后方2cm；前卤为冠状线与矢状线的交点，位于矢状线上距眉间13cm，鼻根至枕大孔后援连线的前中1/3交界处；矢状线为眉间与枕外隆凸的连线。定位碎片内埋设有用于标记冠状线的金属丝。

为了提高检测的准确度以及防止遗漏病灶点，可以在左前碎片区1、右前碎片区2、左后碎片区3、右后碎片区4、左后下碎片区5、右后下碎片区6和两块侧边碎片区9上均设置定位碎片，分别为左前碎片、右前碎片、左后碎片、右后碎片、左后下碎片、右后下碎片和两块侧边碎片。然后，在每一个定位碎片上均设置金属贴和金属丝，通过密布的金属贴和交错的金属丝提高检测的密度，提高检测的精度，防止病灶点的遗漏。

本发明采用的扣接结构包括插头14和插孔15。插头14包括依次连接的下平板1401、弯曲板1402和上平板1403，弯曲板1402相对下平板1401向上弯曲，上平板1403顶面设置有凸起1404，凸起1404侧面设置有开启槽1405，上平板1403底面设置有固定凸块1406。扣接结构包括与插头14配合的插孔15，插孔15包括矩形孔一1501和矩形孔二1502组成的凸形孔、与弯曲板1402配合的弯曲孔1505、与上平板1403配合的凹槽1503，凸形孔、弯曲孔1505和凹槽1503依次连通，矩形槽1503底部设置有与固定凸块1406配合的固定凹槽1504。在每个定位碎片相邻的衔接边上插头14或者插座15，在实际使用安装过程中，将定位碎片上的插头14依次穿过凸形孔、弯曲孔1505和凹槽1503，使插头14和插孔15相互配合，其中位于下水平面的下平板1401置于矩形孔一1501中，二者紧密配合防止晃动，位于上水平面的上平板1403置于凹槽1503中，其下端的定位凸块1406置于固定凹槽1504中，防止插头和插座脱离。需要将某一个定位碎片拆卸时，用手直接扣住凸起1404上的开启槽1405向上抬起，使得定位凸块1406脱离凹槽1504，将插座14从插孔15中抽出即可。为了便于插头和插座的安装和拆卸，弯曲孔1505尺寸略大于弯曲板1402，插头14采用弹性材料。其中，弯曲板和弯曲孔的配合面具有一定的粗糙度，受力时弯曲板与弯曲孔接触摩擦，防止脱离，增加连接的稳定性。

本发明的支撑架13包括水平支撑环1301、纵向支撑带1302和横向支撑带1303，水平支撑环1301形状与大脑侧周配合，纵向支撑带1302和横向支撑带1303相互垂直且端部均与水平支撑环1301连接，纵向支撑带1302和横向支撑带1303分别与大脑顶部贴合。水平支撑环1301、纵向支撑带1302和横向支撑带1303均为带状结构，带状结构包括依次连接的海绵层1307、中间层1304和粘贴层1306，中间层1304内部设置有加强筋1305，支撑架13通过粘贴层1306与帽体连接。粘贴层1306可以采用胶黏层或者魔术贴，与帽体上的胶黏层或者魔术贴连接。加强筋1305包括两侧的加强柱和连接加强柱的加强板，加强板的厚度远小于加强筋的直径，加强板采用高弹性材质。这种结构的加强筋能够在保证强度的情况下具备更好的韧性，防止定位帽发生变形。

在另一个实施例中，支撑架13不需要设置粘贴层，将插孔15设置于支撑架13的中间层1304上，插头14设置于定位碎片的连接边上，各定位碎片通过插头14直接连接在支撑架13上，通过支撑架将帽体分割为八个碎片区。在根据患者需要3D打印所需的定位碎片时，仅在其上设置插头即可，降低定位碎片的制作难度。

根据本发明的另一个实施方式，一种用于脑部手术定位的立体定位帽的制造方法，其特征在于：采用如下步骤：

1)、根据CT扫描结果，利用仿真软件构建立体定位帽的模型，所述立体定位帽的模型包括帽体模型和支撑架模型；

2)、利用仿真软件将所述帽体模型分为多个碎片区模型，根据需要在多个碎片区模型的一个或多个中设计卡槽，并在所述卡槽内设计通道孔；

3)、根据上述多个碎片区模型，利用3D打印装置分别进行增材制造，将增材制造的所述多个碎片组装为帽体；

4)、根据上述支撑架模型制作支撑架；

5)、将帽体和支撑架组合，完成所述用于脑部手术定位的立体定位帽。

手术前，对患者进行头CT、MRI等影像扫描，3D打印个体化定位碎片，精准进行颅内病灶的体表标记。患者进入手术室后，在手术床上摆妥体位，麻醉后，头部配戴3D打印的立体定位帽，根据术前影像数据，病灶点所对应的定位碎片上3D打印手术通道，或者新的定位碎片上3D打印手术通道，精准定位脑部病灶具体位置，为精准手术做好准备。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于脑部手术定位的立体定位帽，其特征在于：包括帽体和支撑架(13)，所述支撑架(13)与所述帽体连接且对所述帽体进行支撑，所述帽体包括多个相互连接的碎片区，所述碎片区包括左前碎片区(1)、右前碎片区(2)、左后碎片区(3)、右后碎片区(4)、左后下碎片区(5)、右后下碎片区(6)和两块侧边碎片区(9)；所述左前碎片区(1)、右前碎片区(2)、左后碎片区(3)、右后碎片区(4)、左后下碎片区(5)、右后下碎片区(6)和两块侧边碎片区(9)中至少一个碎片区上设置有定位碎片，相邻的所述定位碎片通过扣接结构可拆卸连接，所述定位碎片上设有卡槽，所述卡槽用于安装标记顶内点的金属贴(7)、标记冠状后点的金属贴(8)和/或标记上矢状点的金属贴(10)，所述卡槽内设有通道孔，所述定位碎片内埋设有用于标记AB、CD、EF、GH、KI、MK和MN的金属丝，所述金属丝的投影线为直线，其中：

AB为下水平线，通过眶下缘和外耳门上缘；

CD为上水平线，通过眶上缘；

EF为前垂直线，通过颧弓中点的垂直线；

GH为中垂直线，通过下颌关节的垂直线；

KI为后垂直线，通过乳突基部的垂直线；

MK为通过中央沟上端和翼点的直线；

MN为MK和CD的角平分线。

2.根据权利要求1所述的用于脑部手术定位的立体定位帽，其特征在于：顶内点为人字缝和矢状线交点前方6cm，旁开5cm；矢状线为眉间与枕外隆凸的连线；冠状后点为管状缝后方1cm，旁开3cm。

3.根据权利要求1所述的用于脑部手术定位的立体定位帽，其特征在于：上矢状点为前卤后方5cm，鼻根与枕外粗隆连线中点后方2cm；所述前卤为冠状线与矢状线的交点，位于矢状线上距眉间13cm，鼻根至枕大孔后援连线的前中1/3交界处；所述矢状线为眉间与枕外隆凸的连线。

4.根据权利要求1所述的用于脑部手术定位的立体定位帽，其特征在于：所述定位碎片内埋设有用于标记冠状线的金属丝。

5.根据权利要求1所述的用于脑部手术定位的立体定位帽，其特征在于：所述左前碎片区(1)、右前碎片区(2)、左后碎片区(3)、右后碎片区(4)、左后下碎片区(5)、右后下碎片区(6)和两块侧边碎片区(9)上分别设置有左前碎片、右前碎片、左后碎片、右后碎片、左后下碎片、右后下碎片和两块侧边碎片。

6.根据权利要求1所述的用于脑部手术定位的立体定位帽，其特征在于：所述支撑架(13)包括水平支撑环(1301)、纵向支撑带(1302)和横向支撑带(1303)，所述水平支撑环(1301)形状与大脑侧周配合，所述纵向支撑带(1302)和横向支撑带(1303)相互垂直且端部均与所述水平支撑环(1301)连接，所述纵向支撑带(1302)和横向支撑带(1303)分别与大脑顶部贴合。

7.根据权利要求6所述的用于脑部手术定位的立体定位帽，其特征在于：水平支撑环(1301)、纵向支撑带(1302)和横向支撑带(1303)均为带状结构，所述带状结构包括依次连接的海绵层(1307)、中间层(1304)和粘贴层(1306)，所述中间层(1304)内部设置有加强筋(1305)，所述支撑架(13)通过粘贴层(1306)与帽体连接。

8.根据权利要求1所述的用于脑部手术定位的立体定位帽，其特征在于：所述扣接结构包括插头(14)，所述插头(14)包括依次连接的下平板(1401)、弯曲板(1402)和上平板(1403)，所述弯曲板(1402)相对下平板(1401)向上弯曲，所述上平板(1403)顶面设置有凸起(1404)，所述凸起(1404)侧面设置有开启槽(1405)，所述上平板(1403)底面设置有固定凸块(1406)。

9.根据权利要求8所述的用于脑部手术定位的立体定位帽，其特征在于：所述扣接结构包括与插头(14)配合的插孔(15)，所述插孔(15)包括矩形孔一(1501)和矩形孔二(1502)组成的凸形孔、与所述弯曲板(1402)配合的弯曲孔(1505)、与上平板(1403)配合的凹槽(1503)，所述的凸形孔、弯曲孔(1505)和凹槽(1503)依次连通，所述矩形槽(1503)底部设置有与固定凸块(1406)配合的固定凹槽(1504)。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的用于脑部手术定位的立体定位帽的制造方法，其特征在于：采用如下步骤：

1)、根据CT扫描结果，利用仿真软件构建立体定位帽的模型，所述立体定位帽的模型包括帽体模型和支撑架模型；

2)、利用仿真软件将所述帽体模型分为多个碎片区模型，根据需要在多个碎片区模型的一个或多个中设计卡槽，并在所述卡槽内设计通道孔；

3)、根据上述多个碎片区模型，利用3D打印装置分别进行增材制造，将增材制造的所述多个碎片组装为帽体；

4)、根据上述支撑架模型制作支撑架；

5)、将帽体和支撑架组合，完成所述用于脑部手术定位的立体定位帽。

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