一种神经外科定位装置的制作方法

1.本发明涉及医疗设备领域，尤其涉及一种神经外科定位装置。


背景技术：

2.在神经外科微创手术如癫痫、帕金森、脑出血、脑肿瘤手术中，需要对患者的颅骨进行打孔，然后插入引导装置，最后插入电极或活检针，为了精准定位电极或活检装置的插入位置和插入角度，通常会用到立体定向装置。常规的立体定向装置是手动的，术前需要在患者清醒的状态下在患者颅骨上打上颅骨钉，钉上头架，手术时根据头架的位置使用坐标弓完成定位，这种方式操作复杂，耗时长，由于需要在颅骨上钉颅骨钉，还需要长时间佩戴头架，患者也会非常痛苦，另外，纯机械的定位方式定位的精准度也不足，使用坐标弓进行定位，也存在植入角度限制，最后，对于需要插入多根电极的如癫痫手术等，需要多次操作。


技术实现要素：

3.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种神经外科定位装置。
4.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
5.一种神经外科定位装置，包括：
6.手术床，所述手术床的床头设有头部支撑架；
7.基座，所述基座与所述手术床连接；
8.第一转动机构，所述第一转动机构设于所述基座上，所述第一转动机构包括第一电机、两根立柱和设于两根所述立柱之间的环形滑轨，所述环形滑轨为半圆环形，其一侧面设有环形滑槽，所述第一电机设于所述立柱上，用于控制第一圆形滑轨转动；
9.第二转动机构，所述第二转动机构包括第二电机、传动链条和与所述传动链条固定连接的连接轴；
10.水平旋转座，所述水平旋转座包括第三电机和设于所述第三电机的转轴上的水平旋转头，所述第三电机的底部与所述连接轴固定连接；
11.竖直旋转座，所述竖直旋转座包括第四电机和设于所述第四电机的转轴上的竖直旋转头，所述第四电机设于所述水平旋转头的周侧；
12.定位导管，所述定位导管水平穿过所述竖直旋转头并与其固定连接；
13.3d相机，所述3d相机有多个，均设于所述环形滑轨的内侧；
14.控制器，所述控制器的信号输入端与所述3d相机的信号输出端连接，所述控制器的信号输出端与所述第一电机、第二电机、第三电机和第四电机的信号输入端连接。
15.进一步地，所述第二电机设于所述环形滑轨的远离所述环形滑槽的一侧面，所述环形滑轨的内部设有用于容纳传动链条的链条滑槽，所述环形滑槽的一端设有与所述传动链条啮合的主动轮，另一端设有与传动链条啮合的从动轮，所述第二电机的输出轴穿过所述环形滑轨的侧面延伸至环形滑槽的内部与所述主动轮连接。
16.进一步地，所述头部支撑架包括支撑杆和两个支撑弧，所述支撑弧的中部与所述
支撑杆连接，所述支撑弧朝上弯曲。
17.进一步地，所述第一转动机构有两个，两个所述第一转动机构同球心设置，一个设于内侧，一个设于外侧，两个第一转动机构上均设有第二转动机构、水平旋转座、竖直旋转座和定位导管。
18.进一步地，所述第一转动机构的外部还设有ct装置，所述ct装置的底部沿手术床的长度方向设有ct滑轨，所述ct装置沿ct滑轨滑动。
19.本发明的有益效果在于：
20.1、控制器结合3d相机传输回的信息，经过分析后得到患者面部位置，精准识别患者头部位置，从而控制第一电机、第二电机、第三电机和第四电机动作，对患者的颅骨打孔位置及植入角度进行准确引导；
21.2、通过机械自动定位定向，免除了手动操作的繁琐过程，提升了效率，减短了手术时长；
22.3、通过机械结合3d视觉自动定位定向，使患者免去了佩戴头架的痛苦；
23.4、第一转动机构、第二转动机构、水平旋转座和竖直旋转座结合，使植入角度不存在死角，能在患者头部的任意位置以任意角度进行植入引导；
24.5、多套定位结构，可以同时定位多个植入位置和植入角度，在面对如癫痫手术等需要植入多根电极的手术时，可以成倍地提高效率；
25.6、术前对患者脑部进行ct或磁共振扫描建模，在确定植入路径后，由于术前和手术之间会间隔一段时间导致患者的运动，脑部的位置可能会发生偏移，将ct装置配合3d相机使用，结合实时ct影像和实时面部位置，可以使定位更加精准。
附图说明
26.图1是本发明所述一种神经外科定位装置的立体结构示意图；
27.图2是图1中a区域的放大图；
28.图3是本发明所述第二转动机构的示意图；
29.图4是图3中b
‑
b截面的剖视图。
30.附图标记：
[0031]1‑
手术床，11
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头部支撑架，111
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支撑杆，112
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支撑弧，2
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基座，3
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第一转动机构，31
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第一电机，32
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立柱，33
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环形滑轨，34
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环形滑槽，4
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第二转动机构，41
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第二电机，42
‑
传动链条，43
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连接轴，44
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链条滑槽，45
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支撑壁，46
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主动轮，47
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从动轮，5
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水平旋转座，51
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第三电机，52
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水平旋转头，6
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竖直旋转座，61
‑
第四电机，62
‑
竖直旋转头，7
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定位导管，8
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3d相机，9
‑
ct装置，91
‑
ct滑轨。
具体实施方式
[0032]
下面结合附图对本发明作进一步说明：
[0033]
如图1和图2所示，一种神经外科定位装置，包括手术床1、基座2、第一转动机构3、第二转动机构4、水平旋转座5、竖直旋转座6、定位导管7、3d相机8、控制器和ct装置9。
[0034]
所述手术床1的床头设有头部支撑架11，所述头部支撑架11包括支撑杆111和两个支撑弧112，所述支撑弧112的中部与所述支撑杆111连接，所述支撑弧112朝上弯曲，手术
时，患者将头部放于两个支撑弧112之间，两个支撑弧112的端部均设有圆角，以减小对患者头部的压强，使患者更加舒适。
[0035]
所述基座2与所述手术床1连接，对于可升降的手术床1，基座2则是和手术床1的升降部分连接，并跟随手术床1一同升降。
[0036]
所述第一转动机构3设于所述基座2上，所述第一转动机构3包括第一电机31、两根立柱32和设于两根所述立柱32之间的环形滑轨33，所述环形滑轨33为半圆环形，其一侧面设有环形滑槽34，所述第一电机31设于所述立柱32上，用于控制环形滑轨沿竖直平面转动，该竖直平面的法线方向与所述环形滑轨33的两端之间的连线平行。
[0037]
所述第二转动机构4包括第二电机41、传动链条42和与所述传动链条42固定连接的连接轴43，所述第二电机41设于所述环形滑轨33的远离所述环形滑槽34的一侧面，且设于所述环形滑轨33的端部，所述环形滑轨33的内部设有用于容纳传动链条42的链条滑槽44，如图3所示，该链条滑槽44的上半部分是封闭的，链条滑槽44和环形滑槽34之间设有支撑壁45，用于保持所述传动链条42的张力，所述链条滑槽44的下半部分为敞开状态，其与所述环形滑槽34之间是相通的，所述环形滑槽34的一端设有与所述传动链条42啮合的主动轮46，另一端设有与传动链条42啮合的从动轮47，从动轮47与环形滑槽34转动连接。
[0038]
如图4所示，所述第二电机41的输出轴穿过所述环形滑轨33的侧面延伸至环形滑槽34的内部与所述主动轮46连接。装置工作时，第二电机41顺时针旋转，带动主动轮46工作，从而带动传动链条42顺时针转动，此时，体现在水平旋转座5上的运动方向是沿环形滑槽34逆时针运动，即图3中向左运动。
[0039]
所述水平旋转座5包括第三电机51和设于所述第三电机51的转轴上的水平旋转头52，所述第三电机51的底部与所述连接轴43固定连接。第三电机51带动水平旋转头52沿水平方向转动，结合第二转动机构4，使装置在水平方向上可以做到无死角定位。
[0040]
所述竖直旋转座6包括第四电机61和设于所述第四电机61的转轴上的竖直旋转头62，所述第四电机61设于所述水平旋转头52的周侧。第四电机61带动竖直旋转头62沿竖直方向进行转动，结合第一转动机构，使装置在竖直方向上可以做到无死角定位。第一转动机构3、第二转动机构4、水平旋转座5和竖直旋转座6结合，使植入角度不存在死角，能在患者头部的任意位置以任意角度进行植入引导。
[0041]
所述定位导管7水平穿过所述竖直旋转头62并与其固定连接。
[0042]
所述3d相机8有多个，均设于所述环形滑轨33的内侧。
[0043]
所述控制器的信号输入端与所述3d相机8的信号输出端连接，所述控制器的信号输出端与所述第一电机31、第二电机41、第三电机51和第四电机61的信号输入端连接，控制器的信号传输方式为无线传输，图中未示出控制器。
[0044]
控制器结合3d相机8传输回的信息，经过分析后得到患者面部位置，精准识别患者头部位置，从而控制第一电机31、第二电机41、第三电机51和第四电机61动作，对患者的颅骨打孔位置及植入角度进行准确引导。通过机械自动定位定向，免除了手动操作的繁琐过程，提升了效率，减短了手术时长。通过机械结合3d视觉自动定位定向，使患者免去了佩戴头架的痛苦。
[0045]
所述ct装置9设于所述第一转动机构3的外部，所述ct装置9的底部沿手术床1的长度方向设有ct滑轨91，所述ct装置9沿ct滑轨91滑动，在不需要使用ct装置9作辅助时，可将
其向左滑开。
[0046]
术前对患者脑部进行ct或磁共振扫描建模，在确定植入路径后，由于术前和手术之间会间隔一段时间以及患者的运动，脑部的位置可能会发生偏移，将ct装置9配合3d相机8使用，结合实时ct影像和实时面部位置，可以使定位更加精准。
[0047]
进一步地，所述第一转动机构3有两个，所述两个第一转动机构3同球心设置，一个设于内侧，一个设于外侧，两个第一转动机构3上均设有第二转动机构4、水平旋转座5、竖直旋转座6和定位导管7。多套定位结构，可以同时定位多个植入位置和植入角度，在面对如癫痫手术等需要植入多根电极的手术时，可以成倍地提高效率。上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

技术特征：
1.一种神经外科定位装置，其特征在于，包括：手术床，所述手术床的床头设有头部支撑架；基座，所述基座与所述手术床连接；第一转动机构，所述第一转动机构设于所述基座上，所述第一转动机构包括第一电机、两根立柱和设于两根所述立柱之间的环形滑轨，所述环形滑轨为半圆环形，其一侧面设有环形滑槽，所述第一电机设于所述立柱上，用于控制第一圆形滑轨转动；第二转动机构，所述第二转动机构包括第二电机、传动链条和与所述传动链条固定连接的连接轴；水平旋转座，所述水平旋转座包括第三电机和设于所述第三电机的转轴上的水平旋转头，所述第三电机的底部与所述连接轴固定连接；竖直旋转座，所述竖直旋转座包括第四电机和设于所述第四电机的转轴上的竖直旋转头，所述第四电机设于所述水平旋转头的周侧；定位导管，所述定位导管水平穿过所述竖直旋转头并与其固定连接；3d相机，所述3d相机有多个，均设于所述环形滑轨的内侧；控制器，所述控制器的信号输入端与所述3d相机的信号输出端连接，所述控制器的信号输出端与所述第一电机、第二电机、第三电机和第四电机的信号输入端连接。2.根据权利要求1所述的一种神经外科定位装置，其特征在于，所述第二电机设于所述环形滑轨的远离所述环形滑槽的一侧面，所述环形滑轨的内部设有用于容纳传动链条的链条滑槽，所述环形滑槽的一端设有与所述传动链条啮合的主动轮，另一端设有与传动链条啮合的从动轮，所述第二电机的输出轴穿过所述环形滑轨的侧面延伸至环形滑槽的内部与所述主动轮连接。3.根据权利要求2所述的一种神经外科定位装置，其特征在于，所述头部支撑架包括支撑杆和两个支撑弧，所述支撑弧的中部与所述支撑杆连接，所述支撑弧朝上弯曲。4.根据权利要求3所述的一种神经外科定位装置，其特征在于，所述第一转动机构有两个，两个所述第一转动机构同球心设置，一个设于内侧，一个设于外侧，两个第一转动机构上均设有第二转动机构、水平旋转座、竖直旋转座和定位导管。5.根据权利要求1所述的一种神经外科定位装置，其特征在于，所述第一转动机构的外部还设有ct装置，所述ct装置的底部沿手术床的长度方向设有ct滑轨，所述ct装置沿ct滑轨滑动。
技术总结
本发明公开了一种神经外科定位装置，包括手术床、基座、设于基座上的第一转动机构、第二转动机构、水平旋转座、竖直旋转座、设于竖直旋转座上的定位导管、3D相机、CT装置和计算并收发信号控制器。控制器结合3D相机传输回的信息，经过分析后得到患者面部位置，精准识别患者头部位置，从而控制第一电机、第二电机、第三电机和第四电机动作，结合第一转动机构、第二转动机构、水平旋转座和竖直旋转座，消除了植入角度的死角，能在患者头部的任意位置、角度进行准确引导。通过机械自动定位定向，免除了手动操作的繁琐过程，提升了效率，减短了手术时长。通过机械结合3D视觉自动定位定向，使患者免去了佩戴头架的痛苦。者免去了佩戴头架的痛苦。者免去了佩戴头架的痛苦。


技术研发人员：刘雪松
受保护的技术使用者：四川大学华西医院
技术研发日：2021.03.19
技术公布日：2021/6/29