三維虛擬實境擬合椎弓根釘置入雷射輔助定位引導裝置的製作方法

2023-10-06 19:56:14

本實用新型涉及醫療器械領域，特別為一種三維虛擬實境擬合椎弓根釘置入雷射輔助定位引導裝置。

背景技術：
椎弓根內固定手術是目前神經外科手術中很重要的一種手術，能否準確地將螺釘經椎弓根置入而不損害神經椎體是該手術成敗的關鍵。而如何精確的控制術中椎弓根釘的入路位置、方向及角度又決定了其是否能夠順利進入到椎體中，這就涉及到對椎弓根釘進行定位的問題。目前對椎弓根釘定位的方式可分成兩大類：一類是術前定位，其是利用術前對病人做的各類掃描CT、MRI來確定病灶部位，而後憑藉醫生的專業知識計劃椎弓根釘的置入路線並進行手術，手術中再輔以X線透視對椎弓根釘的置入路線進行校正和輔助；這是目前臨床上最普遍的做法，然而這樣的方法誤差較大，需要多次藉助術中X線透視的影像進行參照不斷修正實際置釘路線，這將大大增加手術的複雜程度、增加了手術射線暴露量、增加了手術時間，同時對術者提出了很高的要求。另外，若在手術中進行多次X線透視還會增加患者以及醫務人員的輻射量，對人體造成危害。另一類是術中定位導航，這是目前世界上最先進的定位方式之一，可以知道探針位置的時時信息、指導精準手術，然而其價格昂貴，難以推廣普及， 普通的市級醫院、絕大多數縣級醫院沒能力購買。因而，發明一種符合目前市級醫院和絕大多數縣級醫院的實際需求以及購買能力，既能夠精確定位同時又成本較低的椎弓根釘定位裝置成為當務之急。

技術實現要素：
本實用新型的目的在於：提供一種既能夠精確定位同時又成本較低的三維虛擬實境擬合椎弓根釘置入雷射輔助定位引導裝置。本實用新型通過如下技術方案實現：一種三維虛擬實境擬合椎弓根釘置入雷射輔助定位引導裝置，其特徵在於：包括定位部件、一對用於在脊椎上進行預定位的定位針及一對用於在脊椎上鑽取孔道的鑽孔針；所述定位部件包括水平距離調節裝置、一對伸縮套杆及一對定位臂，兩個伸縮套杆的前部鉸接在一起形成一個用於調節角度的角度調節架，兩個定位臂分別可拆合地安裝在兩伸縮套杆的後端部上，角度調節架上還設有能夠對兩伸縮套杆相對轉動位置進行鎖定或解除鎖定的第一鎖定機構；所述伸縮套杆由至少兩節套杆依次套接而成，任意相鄰兩個套杆之間設置有能夠對兩套杆相對移動位置進行鎖定或解除鎖定的第二鎖定機構；所述定位臂內設有沿定位臂軸向貫穿定位臂的引導通道，所述定位針及鑽孔針均穿設在引導通道中並能夠在引導通道內上下自由移動，定位臂與定位針之間設有能夠對兩者相對移動位置進行鎖定或解除鎖定的第三鎖定機構；所述水平距離調節裝置包括垂直固定在角度調節架的鉸接軸前端的套管、穿過套管並能在套管中上下自由移動的立杆、垂直固定在立杆下端部上的通道管、可旋轉地設置在通道管內部且旋轉中心線與通道管中心線相垂直的齒輪以 及一對分別從通道管的軸向兩側水平穿入通道管內的齒條，套管上設有能夠對套管及立杆兩者相對移動位置進行鎖定或解除鎖定的第四鎖定機構；兩齒條均分別與設置在通道管內的齒輪嚙合使得兩齒條能夠在通道管內沿相反的方向同步移動，兩齒條的後端部分別鉸接在兩伸縮套杆上。所述鑽孔針下端的尖部外周壁上設置有螺紋，鑽孔針後端可接電動鑽孔儀。其工作原理和過程如下：步驟一：手術前，利用計算機軟體進行精準的術前規劃確定椎弓根釘置入路線，並計算出本實用新型中兩伸縮套杆之間的夾角以及兩定位臂下端部之間的距離。步驟二：手術中，按照術前的規劃，將角度調節架調節到預先計算出的角度並鎖定第一鎖定機構，同時調整兩定位臂下端部之間的距離到預先計算出的長度並鎖定第二鎖定機構及第四鎖定機構。步驟三：將兩定位針分別插入到兩定位臂中並鎖定第三鎖定機構，同時藉助承光板上承接的準直雷射以及術中X線透視圖像的輔助確認入路的位置及角度，而後將兩定位臂置入到患者體內，直到兩定位針的前端部刺入到脊椎上預訂位置處從而實現預定位；再次微調並確認定位臂置入的路線後，解除第三限位機構的鎖定，並利用定位臂下端部上的固定齒將定位臂固定在脊椎上；在定位臂實現固定後將定位針退出。步驟四：將兩鑽孔針沿定位臂上的引導通道伸入後，在脊椎上進行攻絲鑽取孔道；而後將鑽孔針退出，將椎弓根釘沿引導通道置入實現固定即可完成手術。為了更好的實施本方案,還提供如下優化方案：進一步的，它還包括固定部件；所述固定部件包括前端部與角度調節架的鉸接軸後端固定連接的連接臂、安裝在連接臂後端部的手柄、固設在連接臂上的第一安裝座、安裝在第一安裝座上的第一承光板、固設在連接臂上且位於第一安裝座下方的第二安裝座以及安裝在第二安裝座上並與第一承光板平行的第二承光板；所述第二承光板向前延伸使得第一承光板與第二承光板上下形成階梯狀的落差。通過觀察同時照射在兩個承光板上十字雷射的光路是否在同一直線上即可知道本實用新型是否準直。進一步的，兩齒條的後端部分別各自通過一個鉸接座與兩伸縮套杆實現鉸接連接；所述鉸接座由固設在相應伸縮套杆上的基座以及與基座相鉸接的套接件組成；齒條的後端部套接在套接件的套孔內。這樣使得本實用新型在不使用的時候，整個水平距離調節裝置能夠拆下來便於術前的消毒處理。進一步的，所述固定部件還包括上部懸掛連接在連接臂上且在靜止時下端面能夠保持水平的自平衡參照裝置。這裡，自平衡參照裝置的作用是給術者提供一個參照，讓術者獲知本實用新型的置入角度是否與脊柱後縱韌帶線上該入路位置相應切點所在的切線垂直。進一步的，所述定位臂的上端部設置有深度調節螺旋件，深度調節螺旋件的下部螺紋連接在定位臂的上埠內，深度調節螺旋件的中部設有與定位臂的引導通道相連通的孔道。深度調節螺旋件用於調整整個定位臂的總長度以適應不同的手術路線長 度。進一步的，所述定位臂的下埠端面環設有固定齒。進一步的，所述各定位臂的外周壁上標設有不同的標記。所述標記是為了能夠在X線平片顯示不同定位臂的。進一步的，所述鑽孔針的上部設置有用於限制鑽孔針穿入定位臂長度的限位凸起。進一步的，所述第一鎖定機構、第二鎖定機構及第四鎖定機構為鬆緊調節螺栓；所述第三鎖定機構為設置在定位針側壁上的限位凹槽以及設置在定位臂側壁上的限位件；所述限位件包括穿設在定位臂側壁上並能夠前後自由移動的限位環以及設置在限位環右側壁與定位臂內周壁之間的彈簧。進一步的，所述其中一個伸縮套杆上安裝有量角器。較之前技術而言，本實用新型的有益效果為：1.本實用新型能夠利用術前的CT、MRI掃描影像以及手術中的雷射系統精確定位手術路線,定位精確，還可用於經皮打釘；2.本實用新型成本相對較低,能夠符合縣市級醫院的購買能力；3.使用本實用新型後,能夠顯著減少術中掃描的次數,大大減少對患者以及醫務人員的輻射量，減少手術時間；4.使用後，使椎弓根釘置入的操作更加簡單、容易上手，避免了損神經及破骨皮質風險、出血更少；5.本實用新型可拆裝，便於消毒。附圖說明圖1為本實用新型結構示意圖；圖2為圖1的左視圖；圖3為通道管內部結構截面示意圖；圖4為伸縮套杆與定位臂連接處局部示意圖；圖5為定位針及定位臂的截面示意圖；圖6為鑽孔針及定位臂的截面示意圖；圖7為本實用新型使用狀態示意圖一；圖8為本實用新型使用狀態示意圖二。標號說明：1-定位部件、11-伸縮套杆、111-第一鎖定機構、112-第二鎖定機構、113-量角器、12-定位臂、121-第三鎖定機構、122-深度調節螺旋件、123-固定齒、124-限位環、125-彈簧、126-標記、13-水平距離調節裝置、131-套管、132-立杆、133-通道管、134-齒輪、135-齒條、136-鉸接座、137-第四鎖定機構；2-固定部件、21-連接臂、211-第一安裝座、212-第一承光板、213-第二安裝座、214-第二承光板、215-自平衡參照裝置、22-手柄、23-固定塊；3-定位針、31-限位凹槽、4-鑽孔針、41-限位凸起。具體實施方式下面結合附圖說明對本實用新型做詳細說明：如圖1-8所示，本實用新型包括定位部件1、一對用於在脊椎上進行預定位的定位針3及一對用於在脊椎上鑽取孔道的鑽孔針4；所述定位部件1包括水平距離調節裝置13、一對伸縮套杆11及一對定位臂12，兩個伸縮套杆11的前部鉸接在一起形成一個用於調節角度的角度調節架，兩個定位臂12分別可拆合地安裝在兩伸縮套杆11的後端部上，角度調節架上還設有能夠對兩伸縮套杆11相對轉動位置進行鎖定或解除鎖定的第一鎖定機構111；所述伸縮套杆11由至少兩節套杆依次套接而成，任意相鄰兩個套杆之間設置有能夠對兩套杆相對移動位置進行鎖定或解除鎖定的第二鎖定機構112；所述定位臂12內設有沿定位臂12軸向貫穿定位臂12的引導通道，所述定位針3及鑽孔針4均穿設在引導通道中並能夠在引導通道內上下自由移動，定位臂12與定位針3之間設有能夠對兩者相對移動位置進行鎖定或解除鎖定的第三鎖定機構121；所述水平距離調節裝置13包括垂直固定在角度調節架的鉸接軸前端的套管131、穿過套管131並能在套管131中上下自由移動的立杆132、垂直固定在立杆132下端部上的通道管133、可旋轉地設置在通道管133內部且旋轉中心線與通道管133中心線相垂直的齒輪134以及一對分別從通道管133的軸向兩側水平穿入通道管133內的齒條135，套管131上設有能夠對套管131及立杆132兩者相對移動位置進行鎖定或解除鎖定的第四鎖定機構137；兩齒條135均分別與設置在通道管133內的齒輪134嚙合使得兩齒條135能夠在通道管133內沿相反的方向同步移動，兩齒條135的後端部分別鉸接在兩伸縮套杆11上。為了更好的實施本方案,還提供如下優化方案：進一步的，它還包括固定部件2；所述固定部件2包括前端部與角度調節架的鉸接軸後端固定連接的連接臂 21、安裝在連接臂21後端部的手柄22、固設在連接臂21上的第一安裝座211、安裝在第一安裝座211上的第一承光板212、固設在連接臂21上且位於第一安裝座211下方的第二安裝座213以及安裝在第二安裝座213上並與第一承光板212平行的第二承光板214；所述第二承光板214向前延伸使得第一承光板212與第二承光板214上下形成階梯狀的落差。通過觀察同時照射在兩個承光板上十字雷射的光路是否在同一直線上即可知道本實用新型是否垂直。進一步的，兩齒條135的後端部分別各自通過一個鉸接座136與兩伸縮套杆11實現鉸接連接；所述鉸接座136由固設在相應伸縮套杆11上的基座以及與基座相鉸接的套接件組成；齒條135的後端部套接在套接件的套孔內。這樣使得本實用新型在不使用的時候，整個水平距離調節裝置13能夠拆下來便於術前的消毒處理。進一步的，所述固定部件2還包括上部懸掛連接在連接臂21上且在靜止時下端面能夠保持水平的自平衡參照裝置215。這裡，自平衡參照裝置216的作用是給術者提供一個參照，讓術者獲知本實用新型的置入角度是否與脊柱後縱韌帶線上該入路位置相應切點所在的切線垂直。進一步的，所述定位臂12的上端部設置有深度調節螺旋件122，深度調節螺旋件122的下部螺紋連接在定位臂12的上埠內，深度調節螺旋件122的中部設有與定位臂12的引導通道相連通的孔道。深度調節螺旋件122用於調整整個定位臂12的總長度以適應不同的手術路 線長度。進一步的，所述定位臂12的下埠端面環設有固定齒123。進一步的，所述各定位臂12的外周壁上標設有不同的標記126。進一步的，所述鑽孔針4的上部設置有用於限制鑽孔針4穿入定位臂12長度的限位凸起41。進一步的，所述第一鎖定機構111、第二鎖定機構112及第四鎖定機構137為鬆緊調節螺栓；所述第三鎖定機構121為設置在定位針3側壁上的限位凹槽31以及設置在定位臂12側壁上的限位件；所述限位件包括穿設在定位臂12側壁上並能夠前後自由移動的限位環124以及設置在限位環124右側壁與定位臂12內周壁之間的彈簧125。進一步的，所述其中一個伸縮套杆11上安裝有量角器113。進一步的，所述手柄22的後端部上固設有固定塊。固定塊的作用是為其他一些醫療固定儀器例如蛇形臂提供一個固定位置，將固定塊固定至蛇形臂上後，即可釋放出雙手無需再握持本實用新型。儘管本實用新型採用具體實施例及其替代方式對本實用新型進行示意和說明，但應當理解，只要不背離本實用新型的精神範圍內的各種變化和修改均可實施。因此，應當理解除了受隨附的權利要求及其等同條件的限制外，本實用新型不受任何意義上的限制。