CN2191631Y - 多功能颅脑立体定向装置 - Google Patents

Abstract

多功能颅脑立体定向装置，是由固定、定位及导 向三部分组成，导向结构采用半弧形结构、定位标尺 采用反向安装结构，导针及牵开器能在导向弧上进行 10°—100°滑动。定位采用三维空间坐标定位。 特有的结构可使导针从球体的每一点进入靶心。本 装置不仅能与X光照片配合使用，更能与CT扫描 机，核磁共振成像机，血管造型数字减影机配合定位， 定位精确、结构坚固，用途广泛。

Description

本实用新型涉及一种用于颅内病灶定位、诊断及治疗的多功能颅脑立体定向装置。

立体定向装置的发展过程经历了由X光照片定位，到CT扫描定们及核磁共振成像定位。定位装置的功能由单一的功能核团破坏，异物钳取发展到肿瘤活检，血肿及囊肿的抽吸、排空；肿瘤的内放射治疗等，目前又发展到颅内病灶的立体定向外放射治疗，定向显微直视手术。

立体定向的原理是将某一病灶（靶点）假定在一个三维空间内，这个空间与定位装置有一个特定的关系，因此，我们只要通过某种成像仪显示出靶点位置，然后计算得出靶点相对定位装置的三维空间坐标，通过调整定位仪上的坐标使二者一致，这样就能使导向器上的导针正好指到靶点位置，这种定位误差的精度要求不超过1毫米。

以往采用的X光照片定位，由于X射线呈锥形放射，不同层面的靶点就会产生不同的放大，在计算坐标值时就会遇到较大困难。一种方法是采用原点固定法，即假定呈锥形投照的射线，其正中射线垂直通过前后定位极两个相对应的细孔，而且要求脑正中平面与两侧定位板平行，并位于正中，靶点也被假定在这个中间平面上。很显然，这种操作极为繁锁，要求的辅助设备多，而且在计算远离中线平面靶点坐标时造成的误差较大。另一种方法采用任意原点法，四周的定位板嵌有在X光照片中显示的带刻度的标记，投照后先利用这种刻度显示找出原点坐标，然后找出靶点相对原点在每块定位板上的数据，通过极其复杂的解放程才能得出靶点相对定位仪的三维空间坐标，这种步骤需要计算机进行才能完成，而且在计算过程中易造成数据的错误。

CT扫描定位的关键：一是消除定位仪框架时扫描时的干扰，二是怎样将靶点的平面图像转换为三维坐标。前一种影响，一般采用非金属材料制成框架则可以消除干扰。在靶点坐标的计算上，一种是采用模拟靶点装置，还需要一个幻像仪；用患者靶点装置和CT图像调整幻像仪使之相当于实况，然后模拟靶点装置对准某个部位，再将其对准转换到患者靶点装置上，这种转换易形成误差。一种改进后的计算方法是将定位仪坐标与CT扫描机坐标一致，通过CT机直接测距功能，测出X、Y坐标，但Z坐标测量是采用走床距或扫描平面与激光定位线一致的方法。而激光定位线的宽度为3－8mm，因此，这种定位法很难保证Z坐标值误差小于1毫米。另外一种方法是在定位仪四周安装CT扫描时可显示的标记物，利用靶眯与标记之间的距离来计算坐标值。

核磁共振成像定位时，有以下几个难点：第一是定位仪不能含有磁性材料，第二是定位仪框架不能过大，三是核磁共振成像仪不具备激光定位线，普通金属及非金属材料在成像时均不能显影，显然利用CT扫描机的定位方法均不能达到定位目的。

在进行定向直视手术时，对定位仪有以下要求：一是不能有定位盲点。二是可以任意选择手术刀路，无手术死角。三是患者体位及麻醉方式选择不受限制。四是定位仪的机械部分对手术操作无明显影响。五是要有相配合的牵开器显露靶点。

本实用新型的目的在于设计出一种立体定向装置，不仅能同时进行普通X光定位，血管造影数字减影定位，而且适合CT扫描和核磁共振成像定位。三维空间定位精确，操作简便，计算方便，无定位盲点及手术死角。临床应用范围进一步扩大，不仅适合颅内病灶活检、脓肿、血肿、囊肿排空，神经核团毁损，脑组织移植，颅内异物钳取、中瘤内放射治疗等，而且适合脑血管病变的定位手术，脑肿瘤定向显微直视手术与等中心直线加速器配合进行立体定向旋转聚焦，放射治疗。

本实用新型的目的是这样实现的：多功能颅脑立体定向装置，是由固定，定位及导向三部分组成，其特征在于：固定部分用于固定患者头颅，不同的定位板分别安装在底圈的四边，进行各种不同成像时的定位；导向弧设计成球心定位装置，导向弧末端与呈园柱型的X标尺相配合可作360°转动，X轴标尺的中心与导向弧的园心一致，Y轴标尺可以安装在底圈四面的任意一面，通过调节位于一侧的X、Y、Z标尺，使靶心与导向弧的园心一致。导向弧采用半弧型的槽型结构，导针及牵开器可以在槽中进行10°－100°的滑动。Y轴标尺可安装在底圈的0°，90°，180°和270°处，导向弧可以以X标尺为轴进行360°转动。牵开器的宽度及深度可通过调节钮调节，牵开器本身可以以导针为轴进行360°旋转。多用连接器可连接在底圈的四面，使底圈可单独作为头颅固定器使用。基板、底圈、定位板采用高强度稀土工程塑料制成，定位标尺采用钛合金制成。X光定位板采用带刻度的十字标记物，其作标值采用框尺直接测量。

由于采用独立的头颅固定装置、定位装置和导向装置；将定位仪设计成一种球体结构，通过调整定位仪上的坐标使靶点位于球体中心，而导向装置的导针是始终指向球心的，因此，从球体周边的每一点穿刺均能达到靶点。固定装置包括底圈、底板、固定针杆和固定针。底圈为一园圈，上面可分别安装定位板和导向装置，定位时只需将底圈固定在头颅，定位板安装在底圈上进行不同方式成像即可。由于定位板和固定装置均采用高强稀土工程塑料制成，因此对CT扫描及核磁共振成像均不造成干扰。定位板上的标记材料。X光定位板是在工程塑料间嵌有用铅丝组成的刻度的十字标记；CT及核磁共振定位板是在双层工程塑料间嵌有能在二者扫描时显影的通用标志物。并设计成“←”型，这种标志结构在计算靶点坐标时，有其独特的作用。定位标尺采用高强度钛合金制成，X、Y、Z标尺均可在一种多用连接器中滑动，滑动结构采用燕尾槽结构，配合紧密，避免了松动所造成的误差。本实用新型的导向弧系的弧度为110°，外半径为170mm的槽形结构。导针可固定在进行10°－100°滑动，X轴标尺为一圆柱型，导向弧可与X轴配合作60°转动。Y轴标尺可分别安装在底圈外侧0°，90°，180°和270°处，这样可以使导针真正能在球体上活动达360°，同时可避免定位仪对某些手术区开颅时的影响。由于定位仪的球心与底圈的园心一致，四块定位板分别安装在底圈的0°、90°、180°、270°处，因此，对就的两块定位板中线连线平面必然通过球心。X光照片定值时，由于定位板上有铅丝组成的刻度，从而设计了正方形的测量尺，只需将X光照片上测到的值转移到测量尺上进行简单的测量，即可测出X、Y、Z坐标值。具体方法是这样的：

在双层工程塑料板间嵌有用铅丝组成的带有刻度的十字标记（见图6），这与定位仪的X、Y、Z坐标相一致。四块定位板分别安装在底圈0°，90°，180°和270°处，对应两边的十字标记刻度完全重叠一致，四个十字的紧线处于同一平面内。对应两块定位板标记物之间的距离为218mm，这样四块定位板就组成了一个边长为218mm的正方体。如果连接对应两个十字的交叉点，则从侧面上可看到一个新的十字坐标（图7所示）。由于靶点位于这个方框内，X线投照时，经过靶点的射线同时也通过前后定位板，由于定位板上标有刻度，因此靶点相对前后定位板上的距离可以直接读出（如图8所示）。从正位片上射线通过靶点及上、下定位板在X坐标上的投影及侧位片上射线通过靶点与左右定位板在Y坐标上的投影如图9所示，所设计的框尺边长亦为218mm，由于a、b、c、d能从胶片上或荧光屏上直接读出，因此只要把这两条投影线在框尺上真实的标出，这两条线的交点即为靶点所在，所以只要直接测量交点到十字坐的垂直距离即为X、Y坐标值。同样，在正位或侧位片上通过Z坐标及靶点射线的投影亦可在框尺上标出。由于X、Y值已知，只要标出X或Y值，则可测出Z坐标值（见图5所示）。由于十字坐标将人脑分为4个象限，在框尺上标线时，应注意靶点所在的象限。以上为对X光照片定位坐的图解框尺测量法。

所设计的CT扫描和核磁共振成像定位板中的标记物为“←”型结构，此为一个等腰三角形，其中底与高相等，顶点处于Z坐标为0时位置；因此在扫描平面与底边平行时，扫描图像上得到的点状显示为……，只需测量两边两点的距离则为Z坐标值。X、Y坐标亦可通过靶点与点状显示之间的距离直接测出，无需转换。同时，避免了其它方法所造成的Z坐标值误差。所设计的牵开器安装在导向弧上与定位仪配合，定位后将牵开器插入即达到靶点位置，牵开宽度与深刻可调。为了充分显露病灶边缘，便于操作，将牵开器设计为可以导针为轴进行360°转动，转动时不影响靶心位置。多用连接器可以任意将固定圈的每一个面与手术    头架连接起来，进行任意体位的开颅手术。

底圈可以单独作为头颅固定器使用。

本实用新型的颅脑立体定向装置与现有同类产品相比更具有突出的优点：1、将多种定位方式融为一体。2、结构简单，设计合理，定位精确，三维坐标值误差均小于1mm。3、坐标值计算极为简单，操作使用方便。4、使用途径广泛，做到真正的全功能。5、采用固产材料制成，不但坚固耐用，而且价格不到进口产品的十分之一，而功能超过国外同类产品。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为槽型结构的导向弧1，导针2可固定在槽中进行10°－100°的滑动。

图2a、b为相互垂直耦合的X标尺4，Y标尺5，Z标尺6，调节坐标只需在定位仪的一侧进行，X标尺为园柱形，导向弧末端为，圆筒状，与X标尺配合调节X坐标，同时使导向弧在X标尺上进行360°转动。Y轴标尺可固定在底圈的0°，90°，180°，270°处。

图3b为显微牵开器9，牵开器前端由两片宽度可调的扇件7组成见图3a，牵开器后端固定在导向弧上；由于牵开器与导向弧固定时采用齿状啮合结构，因此牵开器本身以导针为轴进行360°转动，牵开器的深度通过牵开器上的旋钮调节。牵开器的靶心与导针靶心始终保持一致。

图4为连接器8，连接器下端与手术床头架相连接，上端可与固定底圈的四面连接，从事任意体位开颅。

图5为CT扫描或核磁共振成像时的图像T为靶点，四周为标记物显示，每侧标记物上、下两点间距离为Z坐标，连接上、下、左、右标记中点显示得到一个十字坐标，只需测量靶点离十字坐标的垂直距离即和出X、Y坐标值，图中：a为X坐标值；b为Y坐标值，c为Z坐标值。

图10为本实用新型整体外型图：

图中：10、底圈        11、基板。

Claims (7)

1、多功能颅脑立体定向装置，是由固定，定位及导向三部分组成，其特征在于：固定部分用于固定患者头颅，不同的定位板分别安装在底圈的四边，进行各种不同成像时的定位；导向弧设计成球心定位装置，导向弧末端与呈园柱型的X标尺相配合可作360°转动，X轴标尺的中心与导向弧的园心一致，Y轴标尺可以安装在底圈四面的任意一面，通过调节位于一侧的X、Y、Z标尺，使靶心与导向弧的园心一致。

2、根据权利要求1所述的多功能颅脑立体定向装置，其特征在于：导向弧采用半弧型的槽型结构，导针及牵开器可以在槽中进行10°－100°的滑动。

3、根据权利要求1所述的多功能颅脑立体定向装置，其特征在于：Y轴标尺可安装在底圈的0°，90°，180°和270°处，导向弧可以以X标尺为轴进行360°转动。

4、根据权利要求1、2所述的多功能颅脑立体定向装置，其特征在于：牵开器的宽度及深度可通过调节钮调节，牵开器本身可以以导针为轴进行360°旋转。

5、根据权利要求1所述的多功能颅脑立体定向装置，其特征在于：多用连接器可连接在底圈的四面，使底圈可单独作为头颅固定器使用。

6、根据权利要求1所述的多功能颅脑立体定向装置，其特征在于：基板、底圈、定位板采用高强度稀土工程塑料制成，定位标尺采用钛合金制成。

7、根据权利要求1所述的多功能颅脑立体定向装置，其特征在于：X光定位板采用带刻度的十字标记物，其作标值采用框尺直接测量。

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