CN117883157A - 前路经皮内镜颈椎椎体骨通道稳定性修复装置及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了医疗技术领域的一种前路经皮内镜颈椎椎体骨通道稳定性修复装置及其应用，包括床体、控制器、超声诊断仪和用于检测颈椎病变的医学影像设备，床体上设有颈部固定架，颈部固定架两侧设有影像定位片，颈部固定架上可拆卸连接有弧形导轨，弧形导轨上设有安全区扩张器；安全区扩张器包括两个移动台，移动台上均设有用于使移动台在弧形导轨上移动的驱动器，移动台上均设有机械手，机械手包括至少两个活动关节，机械手末端均固定连接有伸缩推杆，伸缩推杆的输出轴末端固定连接有接触杆；超声诊断仪、医学影像设备、驱动器和机械手均与控制器信号连接。采用本发明的技术方案，能够低风险的扩大安全区。
Description
技术领域
本发明属于医疗技术领域，具体是一种前路经皮内镜颈椎椎体骨通道稳定性修复装置及其应用。
背景技术
自发性脊柱后凸畸形融合、假关节形成、植骨供区不适以及邻近节段退变加速是传统的颈椎前路减压融合术的主要缺点。为了尽可能的减少其并发症，在最近的几十年里，随着术中显微镜和内镜技术的广泛应用和不断发展，颈椎前路微创手术已被视为微创脊柱外科手术的范例。
颈椎前路微创手术中需要对颈椎前路进行经皮穿刺，现有技术中采用手指推开血管鞘或内脏鞘的方式扩大经皮穿刺的安全区，从而减少对血管、神经、气管和食道等组织的伤害，但手指难以感知到皮下部分，因此难以确保血管鞘或内脏鞘被推开，存在安全风险，同时除了需要避开血管鞘和内脏鞘外，应该穿刺应对准颈椎病变区域，确保能够通过内镜进行观察或操作。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种前路经皮内镜颈椎椎体骨通道稳定性修复装置及其应用，能够低风险的扩大安全区。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种前路经皮内镜颈椎椎体骨通道稳定性修复装置及其应用，包括床体、控制器、超声诊断仪和用于检测颈椎病变的医学影像设备，床体上设有颈部固定架，颈部固定架两侧设有影像定位片，颈部固定架上可拆卸连接有弧形导轨，弧形导轨上设有安全区扩张器；
安全区扩张器包括两个移动台，移动台上均设有用于使移动台在弧形导轨上移动的驱动器，移动台上均设有机械手，机械手包括至少两个活动关节，机械手末端均固定连接有伸缩推杆，伸缩推杆的输出轴末端固定连接有接触杆；超声诊断仪、医学影像设备、驱动器和机械手均与控制器信号连接。
采用上述方案后实现了以下有益效果：超声诊断仪用于构建皮下血管、气管、食道等器官影像，但对骨质结构的成像模糊，难以进行颈椎病变区域的判断，因此利用医学影像设备进行颈椎病变观察，对病变区域定位，但医学影像设备例如ct或核磁共振下，对金属材质的结构排斥，会产生阴影或干扰磁场，因此利用颈部固定架对患者颈部进行固定，而影像定位片作为医学影像成像中的定位点，将弧形导轨拆卸下，以减少对影像设备的影响。在进行医学影像成像后，利用定位点构建坐标系对后续操作进行定位，从而方便弧形导轨和安全区扩张器进行移动或操作。
将弧形导轨安装至颈部固定架上后，将安全区扩张器根据病变处位置坐标进行调节，控制伸缩推杆缩回，方便超声诊断仪探头接触患者颈部体表，利用超声诊断仪进行皮下观察，选择组织及器官间隙较大处作为安全区。控制机械手将安全区中间隙处皮肤下压，并通过活动关节使下压处向两侧扩张，以扩开组织及器官间隙，方便管鞘插入。接触杆的直径小于人类的手指，因此在扩开后有更大的操作空间，而非被手掌占满，使用者能够再将超声诊断仪探头抵住下压处，进行复查后实施穿刺。由于伸缩推杆能够缩回，因此在管鞘插入后，通过缩回快速释放患者被按压部位，减少长时间按压对患者产生损伤，且不影响管鞘。通过管鞘探入内镜及其他微创医疗器械对患者进行椎体骨通道稳定性修复。
与现有技术相比，通过医学影像设备和超声诊断仪的信息整合，选择安全路径进行穿刺，提高穿刺部位准确性并降低后遗症风险，通过机械手取代手指，减少了手部对操作空间的占用，从而在完成下压患者皮肤操作后，使用超声诊断仪进行皮下观察，确保穿刺过程的安全性。
进一步，移动台上固定连接有机械臂，超声诊断仪的超声探头可拆卸连接于机械臂末端。
有益效果：超声探头所收集的图像难以于医学影像成像的图像进行直接关联，而机械臂的作用除代替人手操作超声探头外，还通过关节转动角和臂长计算并记录超声探头立体坐标位置，方便对成像区域进行定位。
进一步，控制器用于控制驱动器、机械手和机械臂，驱动器、机械手和机械臂公用一套空间坐标系，控制器用于获取医学影像设备的影像图像，根据影像定位片在影像图像中位置定位病变位置，并将病变位置换算成空间坐标系中坐标区域。
有益效果：将驱动器、机械手和机械臂公用一套空间坐标系，方便控制和计算，从而进行自动化度和精度更高的操作。
进一步，控制器用于在进行安全区扩张前，通过病变位置空间坐标计算可穿刺范围。
有益效果：穿刺的位置根据穿刺的角度的不同能够有多个，但受颈部内器官组织的影响，实际可操作区域需要进一步限定。
进一步，控制器计算出可穿刺范围后，控制伸缩推杆收缩，减少接触杆对超声探头的阻碍，并控制机械臂通过超声探头对可穿刺范围内进行组织、器官成像，选择组织或器官间隙最大的区域进行安全区扩张。
有益效果：通过对可穿刺范围进行扫描，能够对可穿刺范围内皮下组织分布进行定位，从而选择安全风险度更小的区域进行穿刺。
进一步，控制器在安全区扩张完成后，控制机械臂对安全区进行组织、器官成像，当安全区内存在组织、器官图像时，控制伸缩推杆收缩，当安全区内不存在组织、器官图像时，将机械臂移动出安全区上方操作区域。
有益效果：机械臂能够配合机械爪，对下压部分进行组织、器官成像，复查安全区安全性。当确保安全后，机械臂移动出安全区，方便开展后续穿刺工作。
进一步，控制器在确定组织或器官间隙最大的区域后，根据该区域与病变位置的坐标以及组织、器官位置进行安全穿刺角范围计算。
有益效果：确立好穿刺位置后，根据穿刺位置和病变位置计算穿刺角，减少因错误穿刺角度设定，引发后遗症或穿刺后难以接触到病变位置。
进一步，基于权利1至权利要求7的前路经皮内镜颈椎椎体骨通道稳定性修复装置的应用，包括：应用于前路经皮内镜下椎间盘摘除、椎间盘骨通道神经或脊髓减压手术中，构建供鞘管插入的安全区。
有益效果：前路经皮内镜的难度较大，容易出现颈部血管、神经及食管、气管等重要组织的损伤。通过对穿刺安全区的扩展，能够减少损伤风险，提高手术成功率。
附图说明
图1为本发明实施例的示意图。
图2为弧形导轨的示意图。
图3为机械手的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：床体1、颈部固定架2、影像定位片3、弧形导轨4、安全区扩张器5、移动台6、机械手7、伸缩推杆8、接触杆9、机械臂10、探头11、医学影像设备12。
实施例一
实施例基本如附图1至附图3所示：
一种前路经皮内镜颈椎椎体骨通道稳定性修复装置及其应用，包括床体1、控制器、超声诊断仪和用于检测颈椎病变的医学影像设备12，控制器的型号为YM-SMP01，床体1上粘接固定有颈部固定架2，颈部固定架2两侧安装有影像定位片3，颈部固定架2上可拆卸连接有弧形导轨4，弧形导轨4上安装有安全区扩张器5；
安全区扩张器5包括两个移动台6，移动台6上均安装有用于使移动台6在弧形导轨4上移动的驱动器，驱动器为电机驱动滚轮，移动台6上均螺栓固定有机械手7，机械手7设有两个活动关节，机械手7末端上侧均螺栓固定有伸缩推杆8，伸缩推杆8的输出轴末端粘接固定有接触杆9，接触杆9远离伸缩推杆8的一端固定连接有弹性垫；超声诊断仪、医学影像设备12、驱动器和机械手7均与控制器信号连接。
具体实施过程如下：超声诊断仪用于构建皮下血管、气管、食道等器官影像，但对骨质结构的成像模糊，难以进行颈椎病变区域的判断，因此利用医学影像设备12进行颈椎病变观察，对病变区域定位，但医学影像设备12例如ct或核磁共振下，对金属材质的结构排斥，会产生阴影或干扰磁场，因此利用颈部固定架2对患者颈部进行固定，而影像定位片3作为医学影像成像中的定位点，将弧形导轨4拆卸下，以减少对影像设备的影响。在进行医学影像成像后，利用定位点构建坐标系对后续操作进行定位，从而方便弧形导轨4和安全区扩张器5进行移动或操作。
将弧形导轨4安装至颈部固定架2上后，将安全区扩张器5根据病变处位置坐标进行调节，控制伸缩推杆8缩回，方便超声诊断仪探头11接触患者颈部体表，利用超声诊断仪进行皮下观察，选择组织及器官间隙较大处作为安全区。控制机械手7将安全区中间隙处皮肤下压，并通过活动关节使下压处向两侧扩张，以扩开组织及器官间隙，方便管鞘插入。接触杆9的直径小于人类的手指，因此在扩开后有更大的操作空间，而非被手掌占满，使用者能够再将超声诊断仪探头11抵住下压处，进行复查后实施穿刺。由于伸缩推杆8能够缩回，因此在管鞘插入后，通过缩回快速释放患者被按压部位，减少长时间按压对患者产生损伤，且不影响管鞘。通过管鞘探入内镜及其他微创医疗器械对患者进行椎体骨通道稳定性修复。
该发明通过医学影像设备12和超声诊断仪的信息整合，选择安全路径进行穿刺，提高穿刺部位准确性并降低后遗症风险，通过机械手7取代手指，减少了手部对操作空间的占用，从而在完成下压患者皮肤操作后，使用超声诊断仪进行皮下观察，确保穿刺过程的安全性。
实施例二
与上述实施例的区别在于：移动台6上固定连接有机械臂10，超声诊断仪的超声探头11可拆卸连接于机械臂10末端。
具体实施过程如下：超声探头11所收集的图像难以于医学影像成像的图像进行直接关联，而机械臂10的作用除代替人手操作超声探头11外，还通过关节转动角和臂长计算并记录超声探头11立体坐标位置，方便对成像区域进行定位。
实施例三
与上述实施例的区别在于：控制器用于控制驱动器、机械手7和机械臂10，驱动器、机械手7和机械臂10公用一套空间坐标系，控制器用于获取医学影像设备12的影像图像，根据影像定位片3在影像图像中位置定位病变位置，并将病变位置换算成空间坐标系中坐标区域。
具体实施过程如下：将驱动器、机械手7和机械臂10公用一套空间坐标系，方便控制和计算，从而进行自动化度和精度更高的操作。
实施例四
与上述实施例的区别在于：控制器用于在进行安全区扩张前，通过病变位置空间坐标计算可穿刺范围。
具体实施过程如下：穿刺的位置根据穿刺的角度的不同能够有多个，但受颈部内器官组织的影响，实际可操作区域需要进一步限定。
实施例五
与上述实施例的区别在于：控制器计算出可穿刺范围后，控制伸缩推杆8收缩，减少接触杆9对超声探头11的阻碍，并控制机械臂10通过超声探头11对可穿刺范围内进行组织、器官成像，选择组织或器官间隙最大的区域进行安全区扩张。
具体实施过程如下：通过对可穿刺范围进行扫描，能够对可穿刺范围内皮下组织分布进行定位，从而选择安全风险度更小的区域进行穿刺。
实施例六
与上述实施例的区别在于：控制器在安全区扩张完成后，控制机械臂10对安全区进行组织、器官成像，当安全区内存在组织、器官图像时，控制伸缩推杆8收缩，当安全区内不存在组织、器官图像时，将机械臂10移动出安全区上方操作区域。
具体实施过程如下：机械臂10能够配合机械爪，对下压部分进行组织、器官成像，复查安全区安全性。当确保安全后，机械臂10移动出安全区，方便开展后续穿刺工作。
实施例七
与上述实施例的区别在于：控制器在确定组织或器官间隙最大的区域后，根据该区域与病变位置的坐标以及组织、器官位置进行安全穿刺角范围计算。
具体实施过程如下：确立好穿刺位置后，根据穿刺位置和病变位置计算穿刺角，减少因错误穿刺角度设定，引发后遗症或穿刺后难以接触到病变位置。
实施例八
与上述实施例的区别在于：基于权利1至权利要求7的前路经皮内镜颈椎椎体骨通道稳定性修复装置的应用，包括：应用于前路经皮内镜下椎间盘摘除、椎间盘骨通道神经或脊髓减压手术中，构建供鞘管插入的安全区。
具体实施过程如下：前路经皮内镜的难度较大，容易出现颈部血管、神经及食管、气管等重要组织的损伤。通过对穿刺安全区的扩展，能够减少损伤风险，提高手术成功率。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (8)
1.一种前路经皮内镜颈椎椎体骨通道稳定性修复装置，其特征在于：包括床体、控制器、超声诊断仪和用于检测颈椎病变的医学影像设备，床体上设有颈部固定架，颈部固定架两侧设有影像定位片，颈部固定架上可拆卸连接有弧形导轨，弧形导轨上设有安全区扩张器；
安全区扩张器包括两个移动台，移动台上均设有用于使移动台在弧形导轨上移动的驱动器，移动台上均设有机械手，机械手包括至少两个活动关节，机械手末端均固定连接有伸缩推杆，伸缩推杆的输出轴末端固定连接有接触杆；超声诊断仪、医学影像设备、驱动器和机械手均与控制器信号连接。
2.根据权利要求1所述的前路经皮内镜颈椎椎体骨通道稳定性修复装置，其特征在于：移动台上固定连接有机械臂，超声诊断仪的超声探头可拆卸连接于机械臂末端。
3.根据权利要求2所述的前路经皮内镜颈椎椎体骨通道稳定性修复装置，其特征在于：控制器用于控制驱动器、机械手和机械臂，驱动器、机械手和机械臂公用一套空间坐标系，控制器用于获取医学影像设备的影像图像，根据影像定位片在影像图像中位置定位病变位置，并将病变位置换算成空间坐标系中坐标区域。
4.根据权利要求3所述的前路经皮内镜颈椎椎体骨通道稳定性修复装置，其特征在于：控制器用于在进行安全区扩张前，通过病变位置空间坐标计算可穿刺范围。
5.根据权利要求4所述的前路经皮内镜颈椎椎体骨通道稳定性修复装置，其特征在于：控制器计算出可穿刺范围后，控制伸缩推杆收缩，减少接触杆对超声探头的阻碍，并控制机械臂通过超声探头对可穿刺范围内进行组织、器官成像，选择组织或器官间隙最大的区域进行安全区扩张。
6.根据权利要求5所述的前路经皮内镜颈椎椎体骨通道稳定性修复装置，其特征在于：控制器在安全区扩张完成后，控制机械臂对安全区进行组织、器官成像，当安全区内存在组织、器官图像时，控制伸缩推杆收缩，当安全区内不存在组织、器官图像时，将机械臂移动出安全区上方操作区域。
7.根据权利要求6所述的前路经皮内镜颈椎椎体骨通道稳定性修复装置，其特征在于：控制器在确定组织或器官间隙最大的区域后，根据该区域与病变位置的坐标以及组织、器官位置进行安全穿刺角范围计算。
8.一种前路经皮内镜颈椎椎体骨通道稳定性修复装置的应用，其特征在于：基于权利1至权利要求7的前路经皮内镜颈椎椎体骨通道稳定性修复装置的应用，包括：应用于前路经皮内镜下椎间盘摘除、椎间盘骨通道神经或脊髓减压手术中，构建供鞘管插入的安全区。
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