带有手术定位和线性导航功能的c形臂x光机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种带有手术定位和线性导航功能的C形臂X光机。
【背景技术】
[0002]移动式C形臂X光机(以下简称C形臂X光机)是医院临床手术中常用的设备，它将一个X线发生器与一个影像增强器分别集成在一个“C”形臂状框架结构的两端。影像增强器输出的影像通过光电耦合的方式传送到电视摄像机中，形成视频信号。该视频信号可实时地显示在监视器上，以便医生看到患者的解剖信息影像及其在治疗过程中的动态情况，而这些视觉信息可辅助医生进行体内异物或病变组织精确定位。
[0003]目前，C形臂X光机只能生成透视图像，用于观察体内组织器官，本身不具备手术定位及手术导航功能。随着微创外科技术的发展，手术创口越来越小，手术效果很大程度上取决于手术医生对病灶非直视情况下判断的准确性，因此，病灶体外定位和手术导航的临床需求十分迫切。虽然目前有不少手术定位技术和设备，但一般都建立在C臂X光机透视基础上，如果C臂X光机本身就带有手术定位和手术导航功能，则将为手术带来极大便利，且因为中间过程减少而具备定位准确、快速、方便的优势。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于供一种能够快速、精确定位人体内部异物或病变组织的具体位置、增加手术安全性、提高手术准确率、同时减少辐射暴露及减少手术创伤的带有手术定位和线性导航功能的C形臂X光机。
[0005]所述的带有手术定位和线性导航功能的C形臂X光机，包括C形臂、影像增强器、X线管、支架、台车、监视器和中央控制器，影像增强器设置在C形臂一端，X线管设置在C形臂另一端，C形臂安装在支架上，C形臂能够沿支架旋转滑动，支架安装在台车上，支架能够沿台车水平滑动，台车、监视器和中央控制器安放在地面上，监视器和中央控制器与影像增强器和X线管电连接，其特征在于所述的C形臂上还设置有定位模块，定位模块与所述的影像增强器和X线管相配合。
[0006]所述的带有手术定位和线性导航功能的C形臂X光机，其特征在于所述的定位模块主要由第一平面运动机构、第二平面运动机构和四根连接件构成，四根连接件分别为第一连接件、第二连接件、第三连接件和第四连接件相连，四根连接件设置在第一平面运动机构和第二平面运动机构的四角；
所述的第一平面运动机构包括第一导轨框，第一导轨框为正方形；第一导轨框上滑动设置有第一 X方向运动杆、第一 I方向运动杆，第一 X方向运动杆与第一 I方向运动杆垂直设置，第一 X方向运动杆沿第一导轨框的X方向滑动，第一 I方向运动杆沿第一导轨框的y方向滑动；第一 X方向运动杆和第一 y方向运动杆上安装有第一轴承座，且第一 X方向运动杆能够带动第一轴承座沿第一导轨框的X方向运动，第一 y方向运动杆能够带动第一轴承座沿第一导轨框的y方向运动；第一连接件上设置有第一 X方向I号带轮轴，第二连接件上设置有第一 X方向2号带轮轴，第一 X方向I号带轮轴和第一 X方向2号带轮轴上设置第一X方向同步带，第一 X方向同步带与第一 X方向运动杆的端部滑块固定连接；第一连接件上还设置有第一 I方向I号带轮轴，第四连接件上设置有第一 I方向2号带轮轴，第一 y方向I号带轮轴、第一 I方向2号带轮轴上设置第一 y方向同步带，第一 y方向同步带与第一y方向运动杆的端部滑块固定连接；
所述的第二平面运动机构包括第二导轨框，第二导轨框为正方形；第二导轨框上滑动设置有第二 X方向运动杆、第二 I方向运动杆，第二 X方向运动杆与第二 I方向运动杆垂直设置，第二 X方向运动杆沿第二导轨框的X方向滑动，第二 I方向运动杆沿第二导轨框的y方向滑动；第二 X方向运动杆、第二 I方向运动杆上安装有第二轴承座，且第二 X方向运动杆能够带动第二轴承座沿第二导轨框的X方向运动，第二 y方向运动杆能够带动第二轴承座沿第二导轨框的y方向运动；第一连接件上还设置有第二 X方向I号带轮轴，第二连接件上还设置有第二 X方向2号带轮轴，第二 X方向I号带轮轴和第二 X方向2号带轮轴上设置第二 X方向同步带，第二 X方向同步带与第二 X方向运动杆的端部滑块固定连接；第一连接件上还设置有第二 y方向I号带轮轴，第四连接件上还设置有第二 y方向2号带轮轴，第二y方向I号带轮轴和第二 y方向2号带轮轴上设置第二 y方向同步带，第二 y方向同步带与第二 y方向运动杆的端部滑块固定连接；
所述的第一平面运动机构与第二平面运动机构平行，第一连接件、第二连接件、第三连接件和第四连接件的两端分别固定在第一导轨框和第二导轨框的四角；第一轴承座内安装有第一关节轴承，第二轴承座内安装有第二关节轴承；
所述的第一平面运动机构设置有3个第一平面标识，第一平面标识包括设置在第一 y方向运动杆的上、下、右位置处的三个不锈钢钢球，即上不锈钢钢球、下不锈钢钢球和右不锈钢钢球，上不锈钢钢球与下不锈钢钢球的间距为80mm，下不锈钢钢球与右不锈钢钢球的间距为31_ ;第二平面运动机构设置有3个第二平面标识，第二平面标识包括设置在第二X方向运动杆的上、下、左位置处的三个不锈钢钢球，即上不锈钢钢球一、下不锈钢钢球一和左不锈钢钢球，上不锈钢钢球一与下不锈钢钢球一的间距为31mm，下不锈钢钢球一与左不锈钢钢球的间距为80mm ;第一轴承座设置有第一平面中心标识，第一平面中心标识由设置在第一轴承座上的一个不锈钢钢球组成；第二轴承座设置有第二平面中心标识，第二平面中心标识由设置在第二轴承座上的一个不锈钢钢球组成；第一平面标识的三个不锈钢钢球与第二面标识的三个不锈钢钢球的位置均不相同；第一平面中心标识的不锈钢钢球与第二平面中心标识的不锈钢钢球的位置不相同；
所述的第一关节轴承与第二关节轴承直接设置激光管，激光管为圆形管，激光管的尾部安装在第一关节轴承内，激光管的头部安装在第二关节轴承内，激光管的发射激光与激光管同轴；
所述的第一连接件上还设置有驱动器，驱动器输入端与中央控制器电连接；驱动器输出端驱动第一 X方向I号带轮轴、第一 I方向I号带轮轴、第二 X方向I号带轮轴和第二 I方向I号带轮轴运动，驱动器的输出端还与激光管的尾部相连并控制激光管的激光发射。
[0007]所述的带有手术定位和线性导航功能的C形臂X光机，其特征在于所述的定位模块固定安装在影像增强器下方且与影像增强器底面平行。
[0008]所述的带有手术定位和线性导航功能的C形臂X光机，其特征在于所述的第一导轨框、第二导轨框、第一 X方向运动杆、第一 y方向运动杆、第二 X方向运动杆和第二 I方向运动杆均采用X光下不显影的碳纤维材料制作。
[0009]所述的带有手术定位和线性导航功能的C形臂X光机，其特征在于所述的C形臂X光机的工作步骤如下:
1)首先通过C形臂X光机正视获取矩阵校准板的一张矩阵校准图像，将矩阵校准图像信号存贮在中央处理器中，并对其进行图像处理，记录各矩阵点的坐标信息；矩阵校准板设置有矩阵校正点，矩阵校正点由设置在矩阵校准板上的24行23列的552个不锈钢钢球组成，不锈钢钢球与不锈钢钢球的行列间距均为6mm ;
2)将定位模块中的第一I方向运动杆和第二 X方向运动杆移动至定位模块的中间区域，此时第一轴承座和第二轴承座均处于定位模块的中心位置，第一轴承座与第一 y方向运动杆属于定位模块的第一平面运动机构，第一 I方向运动杆设置有3个第一平面标识，第二轴承座与第二 X方向运动杆属于定位模块的第二平面运动机构，第二 X方向运动杆设置有3个第二平面标识，第一轴承座上设置有I个第一平面中心标识，第二轴承座上设置有I个第二平面中心标