[发明专利]无创式实时手术定位导航设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种无创式实时手术定位导航设备。

背景技术

骨外科传统手术方式切口大，出血多，术中对机体破坏大，术后有一定几率引起严重并发症，并遗留难看的皮肤疤痕，这些非疾病本身造成的机体损伤统称为医源性损伤。近年来，医学界提出并开始积极实施微创治疗，即用最小的医源性创伤达到最大的治疗效果。

微创治疗基于外科方法学的改进和创新，具有创伤小、恢复快、痛苦少等优点，但开展微创治疗需要一定的设备支撑。“体外定位”是骨科微创手术的关键技术之一，又称“经皮定位（Percutaneous）”，指在不切开皮肤的情况下确定体内病灶或标志点位置。

利用“X射线”进行“体外定位”是骨科临床常用方法，但现有X射线设备，包括CR、DR、CT以及术中C臂X光机所产生的透视影像均存在一定比例的放大，受病人个体差异、X射线投照角度等多因素影响，放大率呈变量且难以精确测定，因此仅依靠现有X射线设备进行“体外定位”误差较大，影响了微创手术的安全性。

目前临床上应用的“体外定位方法”很多，最简单的是一般情况下，手术医生在皮肤上放置钢针等标志物，利用术中C臂X光机透视，进行体内目标的初步定位错误率较高，医患辐射暴露量大，增加了手术难度和风险。先进的如计算机辅助三维手术定位导航技术，虽然准确性较高，但这类技术实时性差、费用昂贵、操作复杂，在普通手术中应用成本过高，普通医院也无能力购置。其他还有如金属网定位法、三维导向器、四角激光定位法等，均有明显缺陷，很少用于临床。

我们在“手术定位导航领域”研究多年，曾申请了多项专利，其中申请号为201210385980.2，名称为一种附属于C臂X光机的手术定位导航设备的发明专利，虽然操作简单、定位准确，但由于该设备中包含有机械遥控式的图像数字化框和简易的激光发射装置以及图像只进行简单的线性处理，至少存在以下缺陷：1.由于某些型号的 C臂X光机的显示器上方有保护架，导致图像数字化框无法安装；2.图像数字化框的透明方棒存在一定厚度，且方棒与屏幕表面存在一定间隙，从而使得操作者必须要在方棒十字心的正前方操作，操作难度较大且容易产生人为误差；3.该发明中的图像数字化框是机械遥控式的，需要操作者通过手持遥控器来手动控制图像数字化框，所以该发明无法实现自动校准；4.该发明的机器校准采用人工获取校准点数据的方式，因此加入了过多的人为操作误差，导致设备的精度稳定性相对较差；5.该发明使用的激光发射装置较为简易，激光器直接连接在激光管上。因此该激光发射装置就存在无法单独更换和无法保证出射光线与激光管同轴的双重缺陷；6.大多国产C臂X光机的成像质量较差，所摄的透视图像的畸变较为厉害，采用简单的线性处理会导致较大的计算误差，最终导致定位导航设备的执行结果不理想。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种无创式实时手术定位导航设备的技术方案。

所述的无创式实时手术定位导航设备，其特征在于包括激光定位驱动装置、工作服务器、数字信号分流装置和显示器，激光定位驱动装置与工作服务器之间通过无线方式连接，工作服务器、数字信号分流装置和显示器之间电连接；所述的激光定位驱动装置包括上平面运动机构、下平面运动机构、改进型激光发射装置、多个行程开关和驱动装置控制电路；上平面运动机构上设置有上平面X向步进电机和上平面Y向步进电机，下平面运动机构上设置有下平面X向步进电机和下平面Y向步进电机；改进型激光发射装置由尾纤式激光器、光纤快速接头、尾纤、透镜组及激光管构成，激光管的头部通过上关节球轴承安装在上平面运动机构上，激光管的尾部通过下关节球轴承安装在下平面运动机构上，尾纤的裸光纤端与光纤快速接头连接，尾纤的另一端与激光管连接，所述的透镜组与激光管螺纹连接，光纤快速接头的插拔端连接尾纤式激光器，所述的透镜组与尾纤的光纤头的间距能够通过透镜组与激光管的螺旋副调节，经过透镜组聚焦的激光的出射方向由设置在激光管管壁上的螺钉螺旋调节；所述的透镜组与尾纤的光纤头的间距能够通过设置在激光管管壁上的螺钉螺旋调节；所述的驱动装置控制电路与所述的工作服务器无线连接，驱动装置控制电路还分别与上平面X向步进电机、上平面Y向步进电机、下平面X向步进电机、下平面Y向步进电机、改进型激光发射装置和行程开关相连。