专利名称：穿刺用激光束引导装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种穿刺用激光束引导装置，属于医疗器械技术领域。
背景技术：
当人体内部发生病变时，有时需要利用穿刺针对病灶进行活检或治疗。目前通常是借助于CT测定出病灶与皮肤定位点的方位和探针的深度后，即，当CT检测时，首先从人体的横剖面测出病灶的位置，或倾斜CT仪检测出最佳进针层面。在该进针层面中决定最佳进针位置和进针角度，利用进针层面与进针角度和进针深度的三维构象决定针尖的精确位置。虽然CT扫描仪能够准确地确定三维的进针角度和进针深度，当病人离开CT扫描仪时，医生只能根据自己的判断，确定一个大致进针方向，然后进行穿刺进行活检或治疗，由于人为的因素较多，因而造成进针不准确，有时需要重新多次进针，严重时会导致误穿，给患者带来极大的痛苦和风险。因此，业内人士开发出一些用于穿刺定位的定位装置，例如中国实用新型专利CN2211253Y公开了一种颅内病变颅外定位尺，其包括一条具有纵向滑槽的竖置板尺，两条横置的具有纵向滑槽的板尺通过螺栓固定于竖置板尺的滑槽内；3条一端带有直角弯端的板尺分别固定于竖置半尺的顶端、上面的横置板尺的两端。其主要是通过CT扫描仪测出病变位置，再根据定位尺，调节各个尺板，使其与框耳线、头皮等头部位贴紧，再根据CT扫描仪测出病变位置调节在横竖板上找到相应位置标记在头皮上确定开颅的部位和大小。此装置仅适用于头颅病变定位，另外，其仍然是人为地确定开颅位置，定位精度不高，无法确定方向。
中国实用新型专利CN2114422U公开了一种高精度脑立体定向仪，利用CT扫描仪测出的三维坐标，将病灶点拍摄在CT片上，再通过定位仪插对病灶点的位置，通过弓形架上的滑块的位置来选定手术入口点，导向弓形架可以沿定位框架左前后俯仰运动，导向弓形架上的滑块可沿导向弓形架作左右移动，实现定位。其结构复杂，无法实现自动定位功能。
CN1353969A公开了一种CT导向穿刺定位仪，由倒置的U形板状的夹持装置、量角装置和底座构成，量角装置包括一量角器和金属指针，底座为一弧形硬板，U形板状的夹持装置通过其两端部的方板粘结在底座上。通过调节指针的角度和进针方向一致，同时调节指针在U形板状的夹持装置的滑槽中运动，一调节指针指向进针点。因U形板状的夹持装置垂直于底座设置，指针只能在U形板状的夹持装置所在的垂直平面内运动，所以该定位仪仅仅能够实现两个方向的定位，无法实现三维定位，同时，该定位仪必须是在进行CT检测后，确定了病灶的方位，然后离开CT扫描仪，在采用该装置重新按着CT的检测结果定位，这样势必会产生误差、同时还有很多人为因素。尽管，指针指示的方向是正确的，但是，医生在向病灶点进针的过程中也难以控制进针的方向与指针指示的方向一致。因此仍然会给治疗的实施带来极大的不便。
综上，上述定位装置均是通过CT检测的结果，离开CT仪，确定病灶点和进针位置；采用这些装置无法再现其三维进针角度和进针深度，其仍然有定位精度不高、且结构复杂的问题。而且在使用时，医生仅能够靠指针所指向的定位和方向，在进针过程中，依靠视觉控制进针的方向。因人为的因素造成进针不准确，有时需要重新多次进针，严重时会导致误穿，给患者带来极大的痛苦和风险。
发明的内容本发明的目的在于解决现有的CT导向穿刺定位仪的定位精度不准确、操作不方便，无法引导进针方向以及引导装置需要灭菌消毒的问题，从而提供一种结构简单、操作方便、无需灭菌消毒、能够精确再现CT扫描仪的三维进针位置、角度和深度并可以引导进针过程的穿刺用激光束引导装置。
本发明所采用的技术方案为一种穿刺用激光束引导装置，其包括一基板，在所述的基板的前面设有转角分度盘，转角分度盘的中心设有可绕其中心、在平行于基板的平面内转动的激光束发射器，且所述激光束发射器的激光束平行于基板；一可以始终垂直向下的指示部件的上端悬吊于转角分度盘的中心位置。
进一步，在所述的基板的背面设有一安装板，所述的基板通过安装板上的平行于所述安装板的一水平转轴而与安装板铰接。
在所述的基板的侧面板上可以进一步设有一角度指示装置，该角度指示装置包括转角分度盘和一个可以始终垂直向下的指示部件的上端悬吊于转角分度盘的中心位置。
所述的指示部件为重锤，或者为垂直指向地面的指针。
所述基板的背面设有一安装于CT扫描仪前表面的安装部件。
所述安装板的背面设有一安装于CT扫描仪前表面的安装部件。
所述安装部件为下面中的一种设在基板或安装板背面的磁性元件；或者为可以重复粘贴于CT表面的粘贴层；或者该部件包括一滑轨，所述基板具有与所述滑轨配合的滑槽，所述的滑轨的两端固定安装于CT扫描仪的表面。
该穿刺用激光束引导装置进一步设有一安装吊架或者一龙门支架，该安装吊架横梁为一滑轨；所述龙门支架的上部设有滑轨；安装板的背面具有与所述滑轨配合的滑槽。
在所述的基板上进一步设有一用于驱动所述激光束发射器转动的驱动装置一。所述的驱动装置一包括一控制电机以及连接控制电机输出轴与激光发生器的转轴的传动机构。
在所述的安装板上进一步设有一用于驱动所述基板转动的驱动装置二。所述的驱动装置二包括一控制电机以及连接控制电机输出轴与基板的传动机构。
在所述滑轨上进一步设有一用于驱动所述基板或安装板沿滑轨移动的驱动装置三；所述的驱动装置三包括一控制电机以及连接控制电机输出轴与基板或安装板的传动机构。
由于采用上述技术方案，将本装置固定于CT扫描仪的表面，随CT仪外壳的转动至进针平面，在通过转动激光束发射器至该平面内的进针角度并指向进针点，通过激光束对进针位置和进针角度的指示，医生可以根据激光束的定位确定进针位置，同时在进针的过程中可以始终使激光束照射在针的尾部，引导整个进针过程，以防止进针不准，避免人为因素所造成的误差，同时本装置具有结构简单的特点，仅仅需要一个可以始终垂直向下的指示部件即可以确定该引导装置的激光束发射器的转动基准，借助于CT扫描仪所确定的进针面即为CT扫描仪的倾斜角度，不需再次确定进针面相对于水平面的角度这一参数。
进一步在本装置的基板的背面另设有一安装板，且基板可以相对于安装板在平行于安装板的一个水平转轴转动，进一步在基板的侧面增设角度指示装置，即可以实现，该装置离开CT扫描仪或者CT扫描仪确定进针平面与水平或垂直面的夹角后，仍可以通过转动基板确定进针面与水平或垂直面的夹角。
为了现有的CT扫描仪使用方便，本装置进一步在基板或安装板的背面设有与CT扫描仪连接的安装部件。
本发明的激光束发射器可以采用现有技术中的笔式激光发生器或其他，并且激光发生器以及基板可以采用手动或者采用电动方式驱动。
图1A为本发明实施例一的穿刺用激光束引导装置设在CT扫描仪上的使用状态图；图1B为图1A中的穿刺用激光束引导装置的结构示意图；图2为本发明实施例二的穿刺用激光束引导装置的结构示意图；图2A为本发明穿刺用激光束引导装置实施例二的去掉安装吊架、角度指示装置的结构示意图；图2B为图2A的A向视图；图3为本发明的穿刺用激光束引导装置的安装吊架的结构图；图4为本发明的穿刺用激光束引导装置的龙门支架的结构图；
图5为本发明穿刺用激光束引导装置的实施例三安装于CT扫描仪上的示意图；图5A为本发明的穿刺用激光束引导装置的实施例三的主视图；图5B为图5A的B-B剖示图。
其中基板1 中心11水平转轴12 侧面板13转轴14安装板2 激光束发射器3转角分度盘4角度指示装置50 转角分度盘501 指示部件6锁母15安装部件7 磁性元件71 滑轨73滑槽74安装吊架8 龙门支架9滑轨75驱动装置一5’控制电机51’ 传动机构52’驱动装置二5 控制电机51 传动机构52CT扫描仪200 穿刺用激光束引导装置100驱动装置三5”具体实施方式
参见图1A，图中展示了一CT扫描仪200，以及设置CT扫描仪上穿刺用激光束引导装置100。为了清楚说明本发明的穿刺用激光束引导装置的结构以及其有益效果，首先设定三维坐标方向CT扫描仪200的病床的水平移动方向为X轴，在X轴所在水平面内的垂直于X轴方向为Y轴，垂直于XOY面的方向为Z轴。
参见图1B，图中展示了一种穿刺用激光束引导装置，其包括一基板1，在所述的基板1的前面设有转角分度盘4，转角分度盘4可以与基板1为一体或者单设于基板1前面，转角分度盘4的中心11有一转轴14，激光束发射器3可绕转轴14的中心11在平行于基板1的平面内转动，转角分度盘4与激光束发射器3也可为一体的绕其中心11转动结构，且所述激光束发射器3的激光束平行于基板1；一可以始终垂直向下的指示部件6的上端悬吊于转角分度盘4的中心11位置，在本实施例中，该指示部件6为一指针，为了便于使该装置安装在CT扫描仪上，在基板1的背面设有4块磁铁(磁性元件)71。指针的作用在于使激光束发射器3的角度能够调整到0位，即与Z轴方向一致，作为其旋转角度的基准。
在使用时，将该装置安放于CT扫描仪的前表面，通过CT扫描仪首先检测出病灶点的三维坐标位置，也可倾斜CT仪确定进针断层面，即进针点和病灶点之间的连线所在的倾斜断层面，该断层面垂直于XOZ面，即在XOZ面内的投影为一直线，沿X轴方向平行移动病人，移动的距离可以根据激光束发射器3距离扫描层面的直线距离以及扫描层面所倾斜的角度计算出。转动激光束发射器3的角度与倾斜的扫描层面内的进针角度相同，调整穿刺用激光束引导装置的位置使之激光器的激光束正好指向进针点，在激光束的指引下进针，使激光束始终照射在针的尾部，以确保进针方向正确。由此可见，本发明结构简单、精度高，操作方便。
实施例二，参见图2、2A、2B，图中展示了本实施例的穿刺用激光束引导装置，其包括一基板1，在所述的基板1的背面设有一安装板2，所述的基板1通过安装板2上的平行于所述安装板2的一水平转轴12而与安装板2铰接，水平转轴12平行于Y轴方向，水平转轴12的两端通过锁母15锁紧固定；在所述的基板1的前面设有转角分度盘4，转角分度盘4的中心11设有一转轴14，激光束发射器3通过转轴14设于基板1上，转角分度盘4与激光束发射器3也可为一体的绕其中心11转动结构，且所述激光束发射器3的激光束平行于基板1；一指示部件6重锤的上端悬吊于转角分度盘4的转轴14上，重锤可以始终垂直向下。
参见图2B，在所述的基板1的侧面板13上进一步设有一角度指示装置50，该角度指示装置50用于指示基板1相对于YOZ或XOY平面转动的角度，即确定进针层面。该角度指示装置50包括转角分度盘501和一个指示部件6重锤的上端悬吊于转角分度盘501的中心位置。使用前先调整基板1为垂直于水平面的0位，重锤指示在转角分度盘501的0位，转动基板1，重锤即可以指示出基板1旋转的角度。
参见图2和图3，该装置进一步具有一安装吊架8，安装吊架8的横粱为滑轨75，安装板2的背面具有滑槽74，使安装板2可沿轨道滑动。
使用时，首先检测出病灶的三维坐标位置，或者倾斜CT扫描仪确定进针层面，及进针点和病灶点之间的连线所在的倾斜断面，该剖面垂直于XOZ面，即在XOZ面内的投影为一直线，沿X轴方向平行移动病人，移动的距离可以根据激光发生器3距离剖切面的垂直距离以及剖切面所倾斜的角度计算出。旋转基板1，使基板1与进针层面平行、并通过锁母5固定，转动激光束发射器3的角度与倾斜的进针层面内的进针角度相同，移动安装板2的位置使激光束发射器3的激光束正好指向进针点，在激光束的指引下进针，使激光始终照射在针的尾部，以确保进针方向正确。
应予以说明的是，本实施例的安装吊架8可以代替为龙门支架9，如图4所示，龙门支架9可以为门字形结构，其横梁为一直线状滑轨，或者龙门支架9为拱形，构成一拱形的轨道，此种结构可以方便地移动激光束发射器至所需位置。采用这种安装结构时，即离开CT已设置时可以通过转动基板1确定进针层面。
实施例三，参见图5、5A、5B，与上一实施例不同之处在于图中展示的本发明的穿刺用激光束引导装置的基板1和激光束发射器3为电动，即，在所述的基板1上设有一用于驱动所述激光束发射器3转动的驱动装置一5’。所述的驱动装置一5’包括一控制电机51’以及连接控制电机51’输出轴与激光束发射器3的传动机构52’。在所述的安装板2上设有一用于驱动转轴12并带动所述基板1转动的驱动装置二5，所述的驱动装置二5包括一控制电机51以及连接控制电机51输出轴与转轴12的传动机构52。其中，所述的传动机构52、52’可以为同步带传动、齿轮传动等，控制电机51、51’可以采用伺服电机、步进电机和自整角机任一种。
参见图5和5B，而且，与上一实施例不同之处还在于本装置是安装在CT扫描仪200上，在所述的安装板2的背面设有一安装于CT扫描仪前表面的安装部件7，所述安装部件7包括一滑轨73，所述基板1具有与所述滑轨73配合的滑槽74，所述的滑轨73的两端可以通过紧固件，例如螺钉固定在CT扫描仪200的前表面。
本实施例图中所示的滑轨73为直线状，横置于CT扫描仪的前面板的上部，其并非限定本发明的保护范围，滑轨73为其上部呈半圆形状、两端为直线状的拱形更好，使激光束发射器3可以绕CT扫描仪中心孔呈半圆周向移动。
参见图5，进一步，在所述滑轨73上进一步设有一用于驱动所述安装板2沿滑轨移动的驱动装置三5″；所述的驱动装置三5″包括一控制电机，可以采用伺服电机、步进电机和自整角机任一种；以及连接控制电机输出轴与安装板的传动机构，该传动机构可以为齿轮齿条传动机构、或螺杆螺母传动机构等。
权利要求
1.一种穿刺用激光束引导装置，其特征在于其包括一基板(1)，在所述的基板(1)的前面设有转角分度盘(4)，转角分度盘(4)的中心(11)设有可绕其中心、在平行于基板(1)的平面内转动的激光束发射器(3)，且所述激光束发射器(3)的激光束平行于基板(1)；一可以始终垂直向下的指示部件(6)的上端悬吊于转角分度盘(4)的中心(11)位置。
2.根据权利要求1所述的穿刺用激光束引导装置，其特征在于在所述的基板(1)的背面设有一安装板(2)，所述的基板(1)通过安装板(2)上的平行于所述安装板(2)的一水平转轴(12)而与安装板(2)铰接。
3.根据权利要求1所述的穿刺用激光束引导装置，其特征在于在所述的基板(1)的侧面板(13)上可以进一步设有一角度指示装置(50)，该角度指示装置(50)包括转角分度盘(501)和一个可以始终垂直向下的指示部件(6)的上端悬吊于转角分度盘(4)的中心位置。
4.根据权利要求1或2或3所述的穿刺用激光束引导装置，其特征在于所述的指示部件(6)为重锤，或者为垂直指向地面的指针。
5.根据权利要求1所述的穿刺用激光束引导装置，其特征在于所述的基板(1)的背面设有一安装于CT扫描仪前表面的安装部件(7)。
6.根据权利要求3所述的穿刺用激光束引导装置，其特征在于所述的安装板(2)的背面设有一安装于CT扫描仪前表面的安装部件(7)。
7.根据权利要求5或6所述的穿刺用激光束引导装置，其特征在于所述安装部件(7)为下面中的一种设在基板(1)或安装板(2)背面的磁性元件(71)；或者为可以重复粘贴于CT表面的粘贴层；或者该部件包括一滑轨(73)，所述基板(1)或安装板(2)具有与所述滑轨(73)配合的滑槽(74)，所述的滑轨(73)的两端固定安装于CT扫描仪的表面。
8.根据权利要求3所述的穿刺用激光束引导装置，其特征在于该穿刺用激光束引导装置进一步设有一安装吊架(8)或者一龙门支架(9)，该安装吊架(8)横梁为一滑轨(75)；所述龙门支架(9)的上部设有滑轨(76)；安装板(2)的背面具有与所述滑轨(75)或(76)配合的滑槽(74)。
9.根据权利要求1或2或3所述的穿刺用激光束引导装置，其特征在于在所述的基板(1)上进一步设有一用于驱动所述激光束发射器(3)转动的驱动装置一(5′)。
10.根据权利要求9所述的穿刺用激光束引导装置，其特征在于所述的驱动装置一(5’)包括一控制电机(51’)以及连接控制电机(51’)输出轴与激光束发射器(3)的转轴(14)的传动机构(52’)。
11.根据权利要求3所述的穿刺用激光束引导装置，其特征在于在所述的安装板(2)上进一步设有一用于驱动所述基板(1)转动的驱动装置二(5)。
12.根据权利要求11所述的穿刺用激光束引导装置，其特征在于所述的驱动装置二(5)包括一控制电机(51)以及连接控制电机(51)输出轴与基板(1)的传动机构(52)。
13.根据权利要求7或8所述的穿刺用激光束引导装置，其特征在于在所述滑轨(73)、(75)或(76)上进一步设有一用于驱动所述基板(1)或安装板(2)沿滑轨移动的驱动装置三(5″)；所述的驱动装置三(5″)包括一控制电机以及连接控制电机输出轴与基板(1)或安装板(2)的传动机构。
全文摘要
本发明公开了一种穿刺用激光束引导装置，其包括一基板，在所述基板的前面设有转角分度盘，转角分度盘的中心设有可绕其中心、在平行于基板的平面内转动的激光束发射器，转角分度盘与激光束发射器也可为一体的绕其中心转动结构，且所述激光束发射器的激光束平行于基板；一可以始终垂直向下的指示部件的上端悬吊于转角分度盘的中心位置。本装置具有结构简单的特点，通过指示部件确定激光束发射器的转动基准，借助于CT扫描仪所确定的进针面，可以实现三维参数的确定，在激光束的指引下控制整个穿刺过程，从而能够实现准确进针。
文档编号A61B6/04GK1507837SQ02156759
公开日2004年6月30日 申请日期2002年12月17日 优先权日2002年12月17日
发明者冯威健, 张惠玲, 冯恕 申请人:冯威健, 张惠玲, 冯恕