一种脑皮质经颅磁刺激三维定位导航系统的制作方法_3

文档序号:8559916阅读:来源:国知局
皮表面能有更好的接触。
[0077] 导航装置可以控制使探头21到达头皮特定目标位置,使探头21尽可能低接近颅 内的目标靶区;这个位置可以通过手动操纵选择,也可以通过自动控制的方式完成上述功 能;通过自动控制的方式时,需要提前在处理器中设定好获取头皮目标位置的程序,利用处 理器计算的结果,对两个电机进行自动控制;在进行位置的确定时,需要将电机转动的坐标 系、颅部固定位置的坐标系统一,这样就需要一些将两个坐标系统一起来的辅助装置。
[0078] 辅助定位装置
[0079] -般在进行颅内病灶定位时,采用磁共振成像的方式来获取颅部的DICOM图像, 以观察病灶,获取病灶的位置信息。而在进行磁共振颅部扫描时,还需要在颅部位置固定一 个不易被磁共振穿透的标志物;进行磁共振扫描后,得到的DICOM图像中,该标志物表现为 一个黑点或阴影,在设置时由于提前知道该标志物在颅外部的位置,那么利用扫描后该黑 点和病灶之间的位置,即可得到病灶相对于颅外部的精确位置。一般用来辅助定位的这个 标志物,采用高密度物质,如铁球、或装有造影剂(碘制剂、硫酸钡等)的圆管等。
[0080] 在进行磁共振头部扫描时,扫描床上有用于固定人体颅部的头架,颅外部可用于 固定标志物的位置就十分有限;而在扫描时,还严格要求头部不能移动以免产生伪影。
[0081] 在传统扫描前设置标志物时,一般采用胶布粘结或利用绷带环绕固定的方式,将 装有造影剂的管体粘结固定在头部特定位置,但这种方法使用过程中存在很多问题,最主 要的是其粘结不牢靠,位置极易偏离,但如有略微偏离,对后续定位即可造成很大偏差;而 在后续的多次扫描观察时,不能做到与前一次设置标志物位置完全相同;临床中也有采用 头部植入钢钉的方式作为标志物,但对患者会造成极大的损害。
[0082] 还有,在磁共振扫描时,产生的噪音可达100分贝以上,并且扫描过程比较长,对 于一些病患,长期处于高噪音条件下,易出现烦躁等情况,而造成头部的微动,影响扫描。
[0083] 针对于这些情况,本实用新型提出了一种辅助定位装置,能在扫描时,能方便、准 确地固定标志物的位置,多次扫描定位时,标志物的位置能严格保持不变,同时,能与所述 的导航装置配合,提供颅部的位置信息,为数据处理提供必要条件。
[0084] 本实用新型中,辅助定位装置包括设置在人体面部的适形面罩36,适形面罩36由 热塑材料制成,适形面罩36由眼底向下延伸至下颁底部,由鼻部向两侧延伸至耳底部,与 人体面部生理结构相切合,且在适形面罩36上留有与鼻部和嘴部对应的通孔;所述的定位 器28设置在适形面罩36上耳底部的位置处。
[0085] 采用适形面罩36的考虑是这样的:由于人体面布的生理结构是相对固定的,并且 在头部扫描时,很少牵掣到面部位置,因此考虑利用面罩来辅助固定标志物。每个人的面布 结构是不同的,当面罩与面部完全贴合时,面罩才能起到参照物的作用。因此,面罩不宜采 用通用面罩,而是应该根据每个人面部结构定制专用的面罩。
[0086] 热塑材料为面罩提供了一种良好的选择方案,其可塑性好、使用方便,能根据每个 患者面部的不同方便地制作每个患者专用的面罩。制作面罩时,将口、鼻露出。
[0087] 热塑面罩制作好后,为定位孔34的设置提供了固定基础。定位孔34在面罩制作 时,位于鼻根部、下颁部和耳根部预留设置多个定位孔34,实际使用时选用最合适的定位孔 34填装标志物。面罩固定后,定位孔34的位置就相对固定了;而面罩是以面部特征制作的, 这样面罩卸下后再佩戴时,只要标记好填装标志物的定位孔34,也就保证了标志物仍处于 上一次佩戴时的位置,利于磁共振扫描得出图像信息后,与前次的扫描信息一致对应,也便 于比对病灶的前后治疗变化。同时,这种固定方式,使面罩在受到外力时,也不会移动,其受 力面为整个面部,通过面罩将标志物进行了充分、精确、有效的固定。
[0088] 另外,整个辅助定位装置的体积小,使用方便,只略微地占用面部空间,不会影磁 共振的扫描。
[0089] 在热塑面罩后端还可以设置弹性固定带35,便于热塑面罩在面部的穿戴固定。
[0090] 辅助定位装置还包括设置在适形面罩36周围的定位器28 :
[0091] 定位器28连接在导航装置上,与导航装置整体为一个体系,S卩,与导航装置处于 同一个坐标系中。那么,为了实现从患者现实处于的真实环境下的三维坐标系到导航装置 所处的坐标系中,就需要通过一个纽带将两个坐标系联系起来,而定位器28和适形面罩36 则承担着纽带作用。
[0092] 所述的定位器28设置三个,其中两个定位器28与水平面之间的距离相同,与这两 个定位器28连线垂直且经过连线中心的面称为平分面,则另外一个定位器28位于平分面 中,并且三个定位器28连接构成的平面不与水平面平行。
[0093] 空间中的三点可确定一个平面,如以水平面(地面)作为参考平面,将与水平面距 离相同的两个定位器28分别称为第一定位器28和第二定位器28,另一个定位器28称为第 三定位器28,则第一定位器28和第二定位器28的连线与水平面平行,从第三定位器28向 水平面作垂线,垂线与第一定位器28和第二定位器28位于平分面中的中垂线相交的点记 为原点,则原点、第一定位器28和第二定位器28即构成了一个实际空间中的三维坐标系。
[0094] 上述方法要求第一定位器28和第二定位器28对称设置,第三定位器28位于第一 定位器28和第二定位器28中心线的上方位置。可以利用更多的定位器28来建立三维坐 标,但通过三点即能确定该坐标系,这种方法较为简便。
[0095] 三个定位器28设置好后,当患者佩戴适形面罩36并通过固定器固定好位置时,打 开三个定位器28,这里的定位器28可采用激光笔,此时调整固定器的整体位置,使患者和 固定器整体上下移动,让三个定位器28发出的激光分别打在适形面罩36的鼻根部和耳根 部预留的定位孔34中。
[0096] 由于每个位置都预留了多个定位孔34,在三个激光点打在面罩上的位置,选择最 接近激光点的一个定位孔34,并进行标记。标记完毕后,在标记好的定位孔34中放入标志 物,然后进行磁共振扫描,则得到磁共振的扫描图中,标志物因扫描产生的阴影的位置与导 航装置整体所在的三维坐标系是统一的;通过这个关系即可将图像信息与实际空间的三维 信息联系起来,用于指导探头21到达目标位置。
[0097] 为了便于设置,三个定位器28应该设置在固定器的正上方,这样佩戴适形面罩36 并固定在固定器中后,适形面罩36就位于三个定位器28的中间位置,便于定位和计算。 [00 98] 操作箱
[0099] 由于考虑到整个装置的集成性和适应性,考虑到将整个系统集成在一个操作箱3 上。
[0100] 三维定位导航系统还包括一个操作箱3,控制器设置于操作箱3中并连接一个显 示器2和键盘16,操作箱3上设置有箱门1,打开箱门1可拉出键盘16并观察到显示器2。
[0101] 如图1至图3、图6所示,导航装置中的支撑杆5固结在箱体的侧面,将导航装置整 体安装在箱体上;而支撑杆上设置有垂直于支撑杆5的三根竖杆27,分别安装三个定位器 28。其中两根竖杆27对称设置在支撑杆5两侧,另外一根在支撑杆5的前端。箱体上与导 航装置对应的部分设置有凹口 4,使导航装置转动时穿过凹口 4而不受到箱体的阻碍,这就 可以将患者尽可能低设置在靠近箱体的位置。
[0102] 由于患者在进行位置校准,即固定在固定器后并佩戴适形面罩36后,需要通过定 位器28确定定位孔34的位置,此时根据不同的患者需要调整患者面部位置的高低。综合 考虑到患者的年龄和身尚等因素,最宜设置可调整尚度的座椅10 :
[0103] 在操作箱3的侧壁上设置有滑轨29,滑轨29上安装有座椅10,座椅10的椅腿11 可伸缩,所述的颈托8通过伸缩杆33安装在座椅10的椅背9上。
[0104] 即,座椅10的高度是可以通过滑轨29调整的,调整好以后,通过锁紧件12锁死位 置,为使座椅10和滑轨29连接处不承受过大负载,座椅10的椅腿11也是可以伸缩的,座 椅10椅面的位置调整好并锁死后,通过可伸缩的椅腿11支撑,使座椅10更加稳定。
[0105] 另外,颈托8最好安装在座椅10椅背9上,座椅10位置的尚低可以适宜不同年龄 和生理条件的患者,使其长时间的治疗过程中,腿部能更加舒适,而通过伸缩杆33调整的 颈托8则能在座椅10位置固定好后,对颈托8位置进行微调,使调整更加方便和人性化。
[0106] 由于整个导航装置中有两个电机,再之患者坐在座椅10上后使操作箱3整体重心 偏移,为使操作箱3整体更加稳定不受到影响,设置两个措施:
[0107] 第一,操作箱3侧面下部设置有底门14,打开底门14可在操作箱3中设置配重块 31,保持操作箱3的稳定
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