CN201067408Y - 可实时监测位置的n型线立体定位框架 - Google Patents

Abstract

本设计是一种兼容患者手术定位与实时监测患者体位改变的精确立体定位设备，方案包括：定位床板、热塑膜定位固紧装置、N型标识线、三维空间坐标系、位置反馈传感器安装架。本设计涉及神经外科手术、骨科手术等领域中的患者治疗前CT扫描定位、治疗过程中患部定位以及实时跟踪患部位置的改变，采用无创固定，减轻患者痛苦；床体带CT识别坐标线，与三维坐标系合并能够准确导引手术入口，采用精密位置反馈传感器实时监测患部位置的改变，减少人为误差，减轻工作强度，淡化医生凭经验手术的传统方式，使手术医生具有同样高的手术精度。

Description

可实时监测位置的N型线立体定位框架

技术领域

本发明涉及一种兼容患者手术定位与实时监测患者体位改变的精确立体定位设备，更具体地说，涉及一种手术中具有定位功能的框架。

背景技术

纵观国内国外，在外科手术中，定位框架大多是微创固定，CT扫描图像的三维重建也仅是作为诊断使用，手术过程中大多依赖于医生的经验或者如C型臂等X线监测仪确定手术部位，导致手术精度不高，而且阻碍了年轻医生的迅速成长，同时X线剂量也危害到手术医生的身体健康。在有导航的外科手术中，患者位置的空间坐标系是借助于数个特殊加工的标识点，这些标识点在CT扫描定位时以及手术时都要使用，从CT扫描定位到手术治疗前都要牢固地粘在原来的位置上，因为手术过程中的空间坐标全靠这几个点进行配准。这些标识点不仅制造困难，而且使用时也给患者增加了麻烦和痛苦。

发明内容

本设计利用热塑性面膜或体膜等定位固紧装置将患者固定在床板上，这样一方面可最大限度地保证患者体位固定，另一方面可保证患者CT扫描检测时的定位与在手术过程中的体位重复，避免由于体位不一致导致的组织移位。

为了解决上述问题，本发明设计了一种可实时监测位置的N型线立体定位框架，包括定位床板，以及用于将患者固定在定位床板上的热塑膜定位固紧装置。其中，本发明还包括在沿定位床板两侧滑轨运动的插板上设置的N型标识线、分别在定位床板纵向两侧和插板上设置的三维空间坐标系，以及安装有位置反馈传感器的位置反馈传感器安装架。

本发明的进一步改进在于，位置反馈传感器可以采用电磁方式插接的感应线圈或者红外方式插接的反光小球。而在三维空间坐标系中还设置有激光灯。

本设计是一种兼容患者手术定位与实时监测患者体位改变的精确立体定位设备。涉及神经外科手术、骨科手术等领域中的患者治疗前CT扫描定位、治疗过程中患部定位以及实时跟踪患部位置的改变，采用无创固定，减轻患者痛苦；床体带CT识别坐标线，与三维坐标系合并能够准确导引手术入口，采用精密位置反馈传感器实时监测患部位置的改变，减少人为误差，减轻工作强度，淡化医生凭经验手术的传统方式，使手术医生具有同样高的手术精度。

本设计结合了外放疗使用的精确N形线立体定位框架的特点，也就是在该框架上设有CT扫描后能够识别出的标识线，这些标识线与立体定位框架上可见的三维坐标系又具有固定的空间位置关系，由于人体是固定在这个三维坐标系中，因此可将三维重建后的人体内部各组织的位置与外部的空间坐标联系起来，提高了手术过程中的操作准确性。

可实时监测位置的N型线立体定位框架上能够安装各种位置反馈传感器，这些传感器的空间位置与N型线位置是固定不变的，在实际手术过程中，系统是以这些传感器反馈的空间位置建立手术的三维坐标系，然后在这个坐标系中引导手术器械的移动。因此在具有导航的手术中，插上这些位置反馈传感器(电磁的插上感应线圈，红外的插上反光小球)之后，可反馈人体的实时位置，如果人体位有变化，系统感知后，就会调整手术路径，以最小的手术误差实时指导医生操作手术，实现了重建的三维虚拟图像与现实的具体位置在时空中的一致。

附图说明

图1是本发明可实时监测位置的N型线立体定位框架中热塑膜定位固紧装置的结构示意图。

图2是本发明可实时监测位置的N型线立体定位框架立体结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本设计由以下几部分组成：定位床板1、热塑膜定位固紧装置2、N型标识线3、三维空间坐标系4和位置反馈传感器安装架5。

定位床板1为强度高重量轻的碳纤维材料制作，两边的侧面各有一条Z向刻度线，是三维空间坐标系4的一个方向。同时两侧有滑轨，以供N形标识线3插板沿着滑轨运动。CT扫描时，先将定位床板1放置于CT床上，患者平躺其上，用热塑膜定位固紧装置2对患者进行固定，扫描。扫描后通过图像上显示的N形线标识点，结合N型标识线3在三维空间坐标系4的已知参数，计算出患部在三维空间坐标系的具体位置，进一步确定手术路径。手术前，由移动三维空间坐标系4中的激光灯找到计划的手术入径，实施手术。导航手术中，首先对位置反馈传感器安装架的位置进行配准，然后插入相应的位置反馈传感器，实现手术过程中的患者体位的跟踪，同时系统还可借助体位的改变信息随时调整手术路径，提高手术精度。

具体说明各组成部分，如下：

定位床板1：用于固定患者进行CT扫描和手术。主要由碳纤维材料制作，这种材料强度大，变形很小；材料密度小，在CT扫描时不会产生伪影影响图像质量。

热塑膜定位固紧装置2：用于固定患者体位。热塑膜用70度左右的水软化后，贴紧患者身体成型变硬，膜的两侧固定在床边。

N型标识线3：密度较大的玻璃纤维制作。CT扫描后的断层图片上能够显示出这些标识亮点，通过这些标识点之间的位置可以计算出患部在立体定位框架的三维坐标中的空间位置，从而能够较为准确地确定手术操作位置。

三维空间坐标系4：框架中三维方向上都有一定范围的刻度，这些刻度架上还带有可调节的点状激光灯，手术前，可导引医生按照治疗计划系统计算的手术路径切入点实施手术。

位置反馈传感器安装架5：与N型线的位置固定，手术计划系统已经提前预知。在导航手术中，首先利用安装架配准三维空间坐标系，接着在这些位置上插入多种类型的位置反馈传感器，实现了对患者体位的变化进行实时监测。

Claims (3)

1.一种可实时监测位置的N型线立体定位框架，包括定位床板(1)，以及用于将患者固定在所述定位床板(1)上的热塑膜定位固紧装置(2)；其特征在于，

还包括在沿所述定位床板(1)两侧滑轨运动的插板上设置的N型标识线(3)、分别在所述定位床板(1)纵向两侧和所述插板上设置的三维空间坐标系(4)，以及安装有位置反馈传感器的位置反馈传感器安装架(5)。

2.根据权利要求1所述的可实时监测位置的N型线立体定位框架，其特征在于，所述位置反馈传感器为电磁方式插接的感应线圈或者红外方式插接的反光小球。

3.根据权利要求1或2所述的可实时监测位置的N型线立体定位框架，其特征在于，所述三维空间坐标系(4)中设置有激光灯。

Images