专利名称：用于设置立体定位和内窥镜检查定位的设备的装置和方法
技术领域：
本发明涉及用于调整不同的立体定位和内窥镜检查定位的设备，包括药剂、辐射源和有机材料的装置，和用于调整立体定位和内窥镜检查定位的设备的方法。
脑外科手术操作需要精确放置器械或其它辅助装置，通常按下面的几个步骤进行1、对病人进行X光检查。
2、将病人的头部牢固地拧在框架上，该框架备有位置指示器(立体定位框架)。
3、在框架上的标记允许进行计算的地方进行新的X光检查，以使辅助装置能够插入到希望的区域。
4、将病人送往手术室。
对于目前的设备，使用所有这些仪器的必要条件是病人的头部固定在立体定位设备上。框架通常用螺钉附装在头骨上。然后利用臂形装置将头部通常固定在手术台上。
US—A—4．955．891涉及用于进行立体定位外科手术的装置和方法。该方法在于建立附装在头骨和头骨所放置的支撑面上的定位夹具之间的第一预定几何关系。然后扫描头骨以提供头骨内的目标相对定位装置的影像。这允许将至少定位装置的一部分传送到幻像装置并相对幻像装置布置定位装置的所述部分，以建立与第一预定几何关系相同的第二预定几何关系。附装在头骨上的定位装置的斜度在幻像装置中被加倍。借此在幻像装置可提供幻像目标，其位置对应于头骨中目标的位置。这是通过计算轨道和与医疗器械的距离完成的，该医疗器械从定位夹具的一部分中伸出，该部分在头骨中位于和其初始附装位置相同的位置。计算基于在定位装置中提供栽装件、弧形件和器械导向件并通过导向件插入医疗器械，因此在穿透位于一定计算深度的目标区域之前其与头骨相遇。
为实施这种方法，设备沿由轨道球确定的轨道通过定位夹具。轨道球放置在球保持架内，球保持架固定在颅骨板上，颅骨板又固定在头骨上。球保持架可相对颅骨板旋转。但是，该设备具有几个缺点它需要大的操作区域；它需要使用几个可拆部分(用于附装到头骨上的螺钉)；它制造成本高，从而零售价高。球形接头的中心位于头骨的外表面之外，这会严重限制该医疗器械的作用半径(其被限制在只能在路径的纵向上)。由于其尺寸大，使得各种仪器的使用更加困难，因此该设备还是不实用的。
US—A—5．263．956涉及一种在神经外科中使用的装置。球形接头布置为将神经外科器具相对病人的头骨保持在预定的方向上。具有锋利边角的板放置在头骨上。板具有凹进部分，球形接头放置在该凹进部分中。一孔穿过球形接头，以允许引入神经外科设备。球可以旋转，以使得能够相对头骨调整神经外科探针的方向。利用螺钉将整神经外科探针相对板保持固定。球保持环使球保持靠在板上。在使用中该装置具有几个缺点，包括其具有几个可拆部分(包括小螺钉)，并且使球固定就位的机构是夹卡球的螺钉。这使该设备难以操作，并且螺钉很容易丢失。用于将环固定到头骨上的装置不足以保证不存在相对运动。该设备的主要缺点是由于球的中心点位于由头盖骨确定的区域之外，所以作用半径受到严重的限制。
US—A—4．681．103公开了一种用于超声调整外科器械的导向装置。该装置由转接器壳体组成，转接器壳体牢固地拧在头骨上并具有纵向孔，器械从该孔中通过。为用螺丝固定，该设备备有用手握住的抓取面。这种附装机构使该装置难以固定到在转接器壳体周围只有非常小的空间的头部区域上(例如，肩部附近和头的后部)。
同时，当向头盖骨的紧密外骨层拧入时，难以施加足够的力。因为球的中心越靠近脑的表面，为达到大的头骨区域所必需的头骨开口越小，所以球的最佳位置是抵靠在脑表面上。在US—A—4．681．103中描述的转接器壳体中，壳体中附装线的位置和球在凹窝中的位置为使得球不位于所述最佳位置上。此外，球的直径与纵向孔一样。这些特征的组合意味着当使用该已知设备时能达到的成角度区域不大于60°。而且，需要几个零件以将球锁止到特定位置，这降低了可靠性。
利用球形接头将设备相对脑固定到特定位置也是公知的。这种情况下，使用软球或可塌入球，当固定到特定的成角度位置时，球将管夹在一起，从而保证了管的成角度位置。但是，这些设备不允许管相对球进行任何其它的运动。因此，它们不允许在设备穿过球之前对球的成角度位置进行任何提前调整。
通过根据本发明的设备和方法解决了与已知解决方案相关的这些和其它问题。根据本发明的设备包括保持架和固定扳手，其中保持架包括下环和上环，所述下环具有用于放置球的表面，该球构成球形接头，所述上环用于将球锁止到特定位置，其中球具有用于插入医疗器械的通道，其中下环具有用于直接拧到病人头骨区域上的有螺纹的外表面。该装置的特征在于，通过保持架上的槽形部分将球的中心点，从而球形接头的支点布置为与病人的头盖骨处于同一平面，其中该槽形部分构成球的抵靠件。本发明还涉及通过保持架调整不同的立体定位和内窥镜检查定位的设备，包括药剂的方法，其特征在于—在头骨上定位一个点，—进行钻孔—借助扳手将保持架的下环附装在形成的钻孔壁上，—将球放置到下环上，使得球的中心点与病人的头盖骨处于同一平面，—将上环附装到下环上，但不将球锁止，—将立体定位指针穿过球以调整方向，—将球锁止在特定的成角度位置，—用可植入的设备，如引流管、电极等或用临时可引入的设备，如内窥镜，活体组织穿刺针等代替立体定位指针。本发明还涉及将该装置和方法应用于以下方面—进行活组织检查，—给例如囊肿、脓肿和其它膨胀的突起进行穿刺，—通过放置引流管和设备给脑室系统进行穿刺，—放置标记、同位素和生物材料或其它材料，如刺激神经组织的细胞，—放置用于记录／刺激脑的电极或其它设备。
保持架的下环备有用于与固定扳手的凸出部分配合的凹槽，固定扳手用于将环的带螺纹的表面拧到头骨区域上或从头骨区域上拧下来。利用固定扳手具有几个优点，包括其允许施加较大的力，从而将环固定到头盖骨的紧密外骨层中。此外，利用扳手使得能够接近困难的区域(扳手长且窄，在固定环周围不需要额外的空间)。设备是这样设计的，即球的下部与硬膜表面处于同一平面上。这保证了通过小钻孔到达各种脑结构的最可能的可接近性。
保持架的上环在周边上备有凹口，其目的是能够较好地握紧以将上环固定到下环上，从而利于正确定位。上环和下环都备有斜面，斜面允许在较大的成角度区域内(可达约74°)成角度在放置球。
根据本发明的保持架使用简单。它不需要复杂的仪器以将其附装在头骨上。保持架仅由三个零件组成，它们易于组装和消毒。
由于当球被锁止和解锁时球内的通道不变，所以保持架允许预先调整成角度的位置，例如通过在通道中插入指针，移去指针但不失去成角度位置，引入外科器械，该外科器械仅被限制在成角度位置，但仍可在通道内旋转并且还可在通道的轴向上移动。
在一个优选实施例中，球备有在中心延伸的用于引导器械穿过球的铸入管，管的直径比球的直径小得多。与球的斜面一起，这有助于在成角度方向给予器械较大的活动范围。在一个优选实施例中，管的下部具有较小的横截面，这保证了定向设备(用于调整方向)停止在球的赤道面上，其中球抵靠在脑表面上或位于脑表面上方几毫米处。当管不具有较小横截面的下部，而是具有恒定内横截面时，可在其上侧提供挡块，该挡块与指针器械中的相应挡块相抵靠，从而限定器械在深度方向上的移动。管从球中突出到外面，从而增加了对器械的引导作用。
由球的通孔或管组成的器械的支撑沿尖端的大部分长度尽可能靠近尖端的顶点地包围器械。
由于位于壳体中并穿过球的插入通道刚好结束于硬膜表面，所以能够确保被引入的全部器械被尽可能远地一直支撑到脑部。因此，器械的自由尖端能够尽可能地短。与位于离脑表面更远的插入系统相比，这减少了发生操纵错误的危险。
在使用过程中，还可，例如，向保持架提供管内活体组织穿刺针用的转接器，该转接器在外部与连接在球上的插入套管的内径相匹配，在内部与必须使用的器械的圆周相匹配。沿要插入到脑部的设备(例如活体组织穿刺针)在正确的长度上安装两个止动块／挡块。这些止动块抵靠在适合单个器械的转接器的顶部套环上。借此防止设备向脑中插入得比计划的深。
在一个有利的实施例中，管和转接器包括用于将其连接到不同设备上的识别装置。
由于在硬膜上钻的孔只要和要插入的器械一样大就足够了，所以能够保证最佳的无菌状态。而且，硬膜上较大的孔会便脑表面稍稍塌陷。可通过使用本发明来消除这种情况。
该设备设计成在要穿过皮肤的电极和其它设备被放置到脑中后易于取出。为将下环拧下来，(图中未示出)较长的管道或引流管可以临时插入并从在固定扳手中钻的通道伸出。这意味着在一个优选实施例中，根据本发明的方法包括如下另外的步骤—取下保持架的上环，—取下球，—通过扳手中的通道将可植入的／可临时引入的设备插入到扳手中，—取下保持架的下环，—当设备在病人中保持在适当位置时，从扳手中取出可植入的／可临时引入的设备。
即使球处于球形接头的运动极限位置，根据本发明的装置也允许以大约平行的方式将球取出。
根据本发明的装置应用范围很广。其尤其可应用于a)进行活组织检查(例如，从肿瘤或感染的脑组织中进行组织取样)；b)给尤其囊肿、脓肿(脓状物)和其它膨胀的突起进行穿刺；c)通过放置引流管和设备(例如内窥镜)给脑室系统进行穿刺；d)放置标记(用于任何随后的辐射或外科手术)、同位素(用于局部辐射)和生物材料或其它材料(例如用于治疗例如帕金森病的刺激神经组织的细胞)；e)放置用于在脑中进行记录／刺激的电极或其它设备。
根据本发明的装置和方法在其它方面的特征由从属权利要求给出。
下面参考保持架的应用实例并参考附图更详细地描述该装置，其中
图1为根据本发明处于分解状态的装置，其展示了元件的相对位置以及活体组织穿刺针用的转接器和止动块；图2为根据本发明处于组装好状态的装置和与保持架一起使用的器械。
图1展示了根据本发明的处于分解状态的装置。该装置包括一保持架，保持架带有下环1，下环1具有用于放置球2的表面(凹槽)4和用于与固定扳手7中的凸出部分6配合的凹口5，并且还具有两个带螺纹的表面。第一表面9的上部位于环1上，并与上环3配合以锁止球2。第二表面8的下部位于环上，使环能够附装到头骨上。下环1还备有凹槽形部分21，该部分为球2形成抵靠件。
构成球形接头的球2备有用于插入医疗器械的贯穿通道10。根据优选实施例，球备有铸入管11，该管引导医疗器械穿过球2。根据另一个优选实施例，管最好具有横截面较小的下部12，该部分限制用于调整设备的器械的移动。这些器械具有直径比管11的下部12大的部分，因而在纵向移动中被限制在管比它们宽的区域。这保证了调整器械不会触及脑部。保持架的上环3具有包围球2顶部的下缘13和用于与下环1的带螺纹上表面9配合的带螺纹内表面14。球2可自由旋转并做圆锥形移动。上环3在圆周上具有凹口16，能够较好地握紧以将环1和3附装到球2上。球3具有上锥形开口15，其目的是保证器械最可能的移动范围。该图还展示了活体组织穿刺针用的转接器17和止动块18。
图2展示了处于装配好状态的装置。该图表示了头骨中的开口A，下环1中的带螺纹下表面8将附装在该开口上。该图展示了球2在紧靠脑表面B处的布置方式。
在通过根据本发明的装置调整设备的方法中，主要进行以下步骤—通过定点设备在头骨上确定一个点，该点被选作通向待检查区域的通路；—通过传统的“球钻”(Aesculap，直径=16毫米)进行钻孔(图2中的开口A)；—利用带凸出部分6的固定扳手7将下环1的表面拧入到形成的钻孔A的壁内，环1的凹口5与凸出部分6配合，固定扳手可具有在中心延伸的通道(在图中未示出)；
—将球2放置到凹槽4内；—将上环3和固定在头盖骨中的下环1用螺钉固定在一起，将球2分别保持在下凹槽21和上凹槽13中，球2附装在尽可能向下靠近头盖骨的地方，以保证最可能的稳定性和移动范围，从而提供最可能的精确性和可调整性；—只要球2没有被锁止在环1和3之间，管11就可自由地操纵和旋转。在设备不是圆柱形的地方，保持架允许通过在转接器17和管11之间以及在球形接头2中移动来使其旋转，从而提供了确定最佳切割面的可能性；—立体定位指针19插入到管11中，因为管下部12的直径比管11其余部分的小，所以立体定位指针19停止在指针尖端与球2最远端赤道面接触的地方；—调整管11的方向，并确定到待检查／手术区域的深度；—通过拉环3使环1和3包围球2来锁止球2；—抽出指针19并放在一边，使得在器械插入到脑中之前所有不必要的设备—包括用于将软零件固定在旁边的保持架—都被移去；—将特别适合要穿过管放下去的设备的转接器17放置就位，转接器的尾段20最好涂上绿色并且突出到管11外，例如，5毫米；—当环状夹18停靠在转接器的尾段20上时，穿入到转接器17中的设备将会停止；—读出到脑内目标区域的距离；—加上管11和转接器17的长度(例如45毫米+5毫米=50毫米)；—环状夹18附装在活体组织穿刺针或其它器械上(图中未示出)，这些器械借此停止在正确的深度；为获得最大的安全，活体组织穿刺针的锁止系统最好具有两个铰接的环状夹18(图中仅示出一个)。
在本发明的一个优选实施例中，管11的顶部涂成红色，以警告不要将活体组织穿刺针尖端19以外的任何其它设备插入其中。
上述发明展示了可用于许多目的的通用装置。
除以上所述外，该装置还可用作，例如，在脑内移动的设备的保持架和支架。球形接头上方的附加装置保证脑组织在头盖骨下面的可能移动最小。这样就照顾到保护活的脑组织不受不必要的移动、压力和损伤。在不偏离在后附专利权利要求中指出的本发明范围情况下，这些应用领域也包括在内。
权利要求
1.用于调整立体定位和内窥镜检查定位的设备，包括药剂、辐射源和有机材料的装置，该装置包括保持架和固定扳手，其中保持架包括下环(1)和上环(3)，所述下环带有用于放置球(2)的表面(4)，该球构成球形接头，所述上环用于将球锁止在特定位置，其中球(2)具有用于插入医疗器械的通道，其中下环(1)具有用于直接拧到病人头骨区域上的有螺纹外表面(8)，其特征在于，通过保持架上的槽形部分(20)将球(2)的中心点，从而球形接头的支点布置为与病人的头盖骨处于同一平面，其中该槽形部分构成球(2)的抵靠件。
2.根据权利要求1中所述的装置，其特征在于，下环(1)具有用于与相应的上环(3)带螺纹表面(14)配合的带螺纹上表面(9)。
3.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，下环(1)备有用于与固定扳手(7)的凸出部分(6)配合的凹槽(5)，固定扳手被用于将环(1)的带螺纹下表面(8)拧到头骨区域中和从头骨区域中拧出。
4.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，上环(3)的周边上备有凹口(16)，其目的是能够较好地握紧以将上环(3)固定到下环(1)上。
5.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，上环(3)具有上圆锥形开口(15)。
6.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，球(2)备有在中心延伸的铸入管(11)，该管用于引导医疗器械穿过球(2)，管从球的表面向外面伸出。
7.根据权利要求6中所述的装置，其特征在于，管(11)的直径比球(2)的直径小得多。
8.根据权利要求6或7中所述的装置，其特征在于，管(11)具有横截面较小的下部(12)，用于限制器械在纵向上的运动范围。
9.根据权利要求6—8中所述的装置，其特征在于，还备有布置在管(11)内的活体组织穿刺针用的转接器(17)和布置在转接器顶部的活体组织穿刺针用的至少一个止动块(18)
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，止动块(18)由至少一个铰接的环组成。
11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，管(11)和转接器(17)包括用于将其与不同设备连接的标记装置。
12.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，保持架和用于将保持架带螺纹下表面拧到头骨区域上的扳手(7)是这样设计的，即可以植入在操作完成之后穿过皮肤突出的设备。
13.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，由球(2)的通孔或管(11)组成的器械的支撑在尖端的大部分长度尽可能靠近尖端顶点地包围器械尖端。
14.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，扳手(7)具有钻出的通道以允许当穿过环突出的设备保持在适当位置时，将下环(1)从头骨中取出。
15.通过根据前述权利要求之一所述的装置调整不同的立体定位和内窥镜检查定位的设备，包括药剂的方法，其特征在于，包括以下步骤—在头骨上定位一个点，—进行钻孔—通过扳手(7)将保持架的下环(1)附装在形成的钻孔壁上，—将球(2)放置到下环(1)上，使得球的中心点与病人的头盖骨处于同一平面，—将上环(3)附装到下环(1)上，但不将球(2)锁止，—将立体定位指针穿过球以调整方向，—将球锁止在特定的成角度位置，—用可植入的设备，如引流管、电极等或用临时可引入的设备，如内窥镜、活体组织穿刺针等代替立体定位指针。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，当可植入的和／或临时可引入的设备放置到球中后，还包括下面的步骤—取下保持架的上环(3)，—取下球(2)，—通过扳手中的通道将可植入的／可临时可引入的设备插入到扳手(7)中，—取下保持架的下环(1)，—当设备在病人中保持在适当位置时，从扳手(7)中取出可植入的／临时可引入的设备。
17.将根据权利要求1—14中之一所述的装置和根据权利要求15—16中之一所述的方法应用于—进行活组织检查，—给尤其囊肿、脓肿和其它膨胀的突起进行穿刺，—通过放置引流管和设备给脑室系统进行穿刺，—放置标记、同位素和生物材料或其它材料，如刺激神经组织的细胞，—放置用于在脑中进行记录／刺激的电极或其它设备。
全文摘要
本发明涉及用于调整立体定位和内窥镜检查定位的设备,包括药剂、辐射源和有机材料的装置,该装置包括一保持架和一固定扳手,其中保持架包括下环(1)和上环(3),所述下环带有用于放置球(2)的表面(4),该球构成球形接头,所述上环用于将球锁止在特定位置,其中球(2)具有用于插入医疗器械的通道,其中下环(1)具有用于直接拧到病人头骨区域上的有螺纹的外表面(8)。该装置的特征在于,通过保持架上的槽形部分(20)将球(2)的中心点,从而球形接头的支点布置为与病人的头盖骨处于同一平面,其中该槽形部分构成球(2)的抵靠件。本发明还涉及通过该装置调整不同的立体定位和内窥镜检查定位的设备,包括药剂的方法,以及该方法在不同领域中的应用。
文档编号A61B17/34GK1278712SQ98811059
公开日2001年1月3日 申请日期1998年9月15日 优先权日1997年9月16日
发明者R·亨尼格 申请人:伊雷克塔Igs有限公司