CN204468218U - 一种基于3d体表导航的立体定向穿刺装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于3D体表导航的立体定向穿刺装置，包括穿刺定位膜、体表导航膜、点锚、下弧形环、立体定向穿刺针和上弧形，所述体表导航膜的形状与体表特征曲面的展开形状相吻合，所述体表导航膜的上表面中心孔处设有穿刺定位膜，且穿刺定位膜的中心位置设有穿刺点。与框架立体定向系统相比，本实用基于体表3D导航，穿刺系统无框架，其固定方式对病人的创伤小，手术方便灵活没有死角，病人不需要忍受很大的痛苦与恐惧心理。与无框架立体定位系统相比，本实用新型机械结构系统小巧，操作简单，穿刺系统直接附于头颅表面，其定位精度不受病人的移动影响。

Description

一种基于3D体表导航的立体定向穿刺装置

技术领域

本实用新型涉及一种立体定向穿刺装置，具体是一种基于3D体表导航的立体定向穿刺装置。

背景技术

立体定向外科是现代神经外科的一个重要分支，目前发展已有近百年历史，其核心问题是通过间接手段来精确确定手术靶点的位置及范围，从而对所确定的手术靶点进行非直视手术。立体定向技术是应用立体几何学坐标原理建立脑坐标系，先求出脑部靶结构(靶点)在颅腔内的坐标，定出它的精确位置，再用立体定向器械(即穿刺系统)，将立体定向手术专用医疗器械与装置(如活检针、微电极和毁损针等)导入靶点，对靶点进行外科处理，以达到诊断或治疗疾病的目的。

与立体定向技术配套的是立体定向手术计划系统(treatment planning system，TPS)。立体定向手术计划系统是一种先进的神经外科图像融合计划系统，计划系统将CT或MRI等图像作为源图像，经过影像学处理后，进行三维重建，并根据手术需要确定靶区范围和靶点，设计合适的手术路径，确定穿刺体表位置。

目前立体定向手术临床应用较为广泛的包括：有框架立体定向系统和无框架立体定向系统。有框架立体定向系统必须借助于人为在头颅外安装的一个框架，来建立三维空间坐标体系，再通过扫描获得带有框架坐标参数标记的病人颅脑CT或MRI图像，依据立体定向图谱来确定靶点定位与穿刺，但框架的应用限制了手术的方便性与灵活性，容易出现手术死角，同时患者也需要忍受框架带来的痛苦及恐惧心理。而无框架立体定向系统中没有框架，采用先进的导航技术和医用智能机械臂可实现靶点的灵活定位，但是定向系统庞大，操作复杂，价格昂贵，对于术中病人头部位置移动带来的定位误差也无法消除。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于3D体表导航的立体定向穿刺装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于3D体表导航的立体定向穿刺装置，包括穿刺定位膜、体表导航膜、点锚、下弧形环、立体定向穿刺针和上弧形，所述体表导航膜的形状与体表特征曲面的展开形状相吻合，所述体表导航膜的上表面中心孔处设有穿刺定位膜，且穿刺定位膜的中心位置设有穿刺点，所述体表导航膜的上方通过点锚固定有下弧形环和上弧形环，下弧形环和上弧形环交错设置，且下弧形环和上弧形环的中间段上分别设有上沿孔B和上沿孔A。

作为本实用新型进一步的方案：所述穿刺定位膜与体表导航膜通过边缘齿定位连接。

作为本实用新型再进一步的方案：所述体表导航膜用医用胶粘贴于头皮。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、与框架立体定向系统相比，本实用基于体表3D导航，穿刺系统无框架，其固定方式对病人的创伤小，手术方便灵活没有死角，病人不需要忍受很大的痛苦与恐惧心理。

2、与无框架立体定位系统相比，本发明机械结构系统小巧，操作简单，穿刺系统直接附于头颅表面，其定位精度不受病人的移动影响。

3、手术效率高，直接利用CT或MRI图像重建后的图像进行简单操作即可完成本穿刺系统的建模，再引入先进3D打印技术可即时完成制作，再配合手术计划系统(TPS)即可进行手术。

附图说明

图1为本实用的结构示意图。

图2为穿刺定位膜和体表导航膜的平面结构示意图。

图3为体表特征曲面获取基准图。

图4为本实用应用的结构示意图。

图5为本实用操作方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～3，本实用新型实施例中，一种基于3D体表导航的立体定向穿刺装置，包括穿刺定位膜3、体表导航膜4、点锚5、下弧形环6、立体定向穿刺针7、上弧形8，所述体表导航膜4的上表面中心孔处设有穿刺定位膜3，且穿刺定位膜3的中心位置设有穿刺点9，通过穿刺定位膜3与体表导航膜4确定了立体定向穿刺针7的穿刺点9的位置，所述体表导航膜4的上方通过点锚5固定有下弧形环6和上弧形环8，下弧形环6和上弧形环8交错设置，且下弧形环6和上弧形环8的中间段上分别设有上沿孔B12和上沿孔A11，以便于立体定向穿刺针7从上沿孔B12和上沿孔A11处进入穿刺点9，下弧形环6和上弧形环8确保了立体定向穿刺针7穿刺的轨迹。

所述穿刺定位膜3和体表导航膜4的结构根据病人头颅模型1的体表特征曲面2进行三维建模获得，从而使得其更加吻合每个患者的头部状况。

所述体表特征曲面2利用CT或MRI图像信息进行三位重建工作，获得头颅模型1，并且在手术计划系统(TPS)中，制定手术的穿刺点及穿刺路径。然后以穿刺点为中心，根据头颅模型1的绘制体表特征曲面2。所述体表特征曲面2是穿刺定位膜3和体表导航膜4的建模依据，以体表特征曲面2往外偏移一定厚度获得。

为确保体表导航膜4与头颅模型1的精准吻合，体表特征曲面2上应该包括一些重要的体表特征，如图3所示，ab为前额中线附近的上下连接线，b、c、d为鼻尖的特征点，ef段为眼眶特征线。如图3所示，所述体表导航膜4的外边缘即为体表特征曲面2的外轮廓，其内部中空，与穿刺定位膜3的外边缘吻合。

所述穿刺定位膜中心为穿刺点9，穿刺点9由手术计划系统确定。所述穿刺定位膜3与体表导航膜4通过边缘齿10吻合，保证两者之间相对位置关系唯一确定而不影响穿刺点9的位置与穿刺方向。

所述穿刺定位膜3与体表导航膜4确定了立体定向穿刺针7的穿刺点9的位置，而穿刺方向则由下弧形环6、立体定向穿刺针7、上弧形环8、点锚5确定。下弧形环6与上弧形环8通过点锚5固定在体表导航膜4上，在未固定之前，将立体定向穿刺针7穿入上弧形环8的上沿孔A与下弧形环6的上沿孔B中，通过滑动上弧形环8与下弧形环6，使得立体定向穿刺针7的针尖定在穿刺点9上，并且立体定向穿刺针7的方向与手术计划系统的规划路径一致，最后用四个点锚5将上弧形环8与下弧形环6的两端固定。

图5所示为基于本发明的立体定向手术过程，患者头部做完CT或MRI扫描后，导入手术计划系统中建立头颅模型1，并且规划手术路径、穿刺点及穿刺深度。在头颅模型1上以穿刺点为中心提取体表特征曲面2并以此对本发明的立体定向穿刺系统三维建模。所述穿刺定位膜3、体表导航膜4、上弧形坏8、下弧形环6、立体定向穿刺针7在确定好结构后，直接传输到3D打印机打印输出，其材质为树脂材料。所述体表导航膜4用医用胶粘贴于头皮，利用其余部件确定好穿刺路径后，取下立体定向穿刺针9，移除穿刺定位膜3，行局部消毒后进行穿刺手术，深度以手术计划系统测量的距离为参考。

本实用的优点体现在以下几个方面：

1、与框架立体定向系统相比，本实用基于体表3D导航，穿刺系统无框架，其固定方式对病人的创伤小，手术方便灵活没有死角，病人不需要忍受很大的痛苦与恐惧心理。

2、与无框架立体定位系统相比，本实用机械结构系统小巧，操作简单，穿刺系统直接附于头颅表面，其定位精度不受病人的移动影响。

3、手术效率高，直接利用CT或MRI图像重建后的图像进行简单操作即可完成本穿刺系统的建模，再引入先进3D打印技术可即时完成制作，再配合手术计划系统(TPS)即可进行手术。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种基于3D体表导航的立体定向穿刺装置，包括穿刺定位膜、体表导航膜、点锚、下弧形环、立体定向穿刺针和上弧形，其特征在于，所述体表导航膜的形状与体表特征曲面的展开形状相吻合，所述体表导航膜的上表面中心孔处设有穿刺定位膜，且穿刺定位膜的中心位置设有穿刺点，所述体表导航膜的上方通过点锚固定有下弧形环和上弧形环，下弧形环和上弧形环交错设置，且下弧形环和上弧形环的中间段上分别设有上沿孔B和上沿孔A。

2.根据权利要求1所述的一种基于3D体表导航的立体定向穿刺装置，其特征在于，所述穿刺定位膜与体表导航膜通过边缘齿定位连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于3D体表导航的立体定向穿刺装置，其特征在于，所述体表导航膜用医用胶粘贴于头皮。