三维虚拟现实拟合椎弓根钉置入激光辅助定位引导装置的制作方法

本实用新型涉及医疗器械领域，特别为一种三维虚拟现实拟合椎弓根钉置入激光辅助定位引导装置。

背景技术：
椎弓根内固定手术是目前神经外科手术中很重要的一种手术，能否准确地将螺钉经椎弓根置入而不损害神经椎体是该手术成败的关键。而如何精确的控制术中椎弓根钉的入路位置、方向及角度又决定了其是否能够顺利进入到椎体中，这就涉及到对椎弓根钉进行定位的问题。目前对椎弓根钉定位的方式可分成两大类：一类是术前定位，其是利用术前对病人做的各类扫描CT、MRI来确定病灶部位，而后凭借医生的专业知识计划椎弓根钉的置入路线并进行手术，手术中再辅以X线透视对椎弓根钉的置入路线进行校正和辅助；这是目前临床上最普遍的做法，然而这样的方法误差较大，需要多次借助术中X线透视的影像进行参照不断修正实际置钉路线，这将大大增加手术的复杂程度、增加了手术射线暴露量、增加了手术时间，同时对术者提出了很高的要求。另外，若在手术中进行多次X线透视还会增加患者以及医务人员的辐射量，对人体造成危害。另一类是术中定位导航，这是目前世界上最先进的定位方式之一，可以知道探针位置的时时信息、指导精准手术，然而其价格昂贵，难以推广普及， 普通的市级医院、绝大多数县级医院没能力购买。因而，发明一种符合目前市级医院和绝大多数县级医院的实际需求以及购买能力，既能够精确定位同时又成本较低的椎弓根钉定位装置成为当务之急。

技术实现要素：
本实用新型的目的在于：提供一种既能够精确定位同时又成本较低的三维虚拟现实拟合椎弓根钉置入激光辅助定位引导装置。本实用新型通过如下技术方案实现：一种三维虚拟现实拟合椎弓根钉置入激光辅助定位引导装置，其特征在于：包括定位部件、一对用于在脊椎上进行预定位的定位针及一对用于在脊椎上钻取孔道的钻孔针；所述定位部件包括水平距离调节装置、一对伸缩套杆及一对定位臂，两个伸缩套杆的前部铰接在一起形成一个用于调节角度的角度调节架，两个定位臂分别可拆合地安装在两伸缩套杆的后端部上，角度调节架上还设有能够对两伸缩套杆相对转动位置进行锁定或解除锁定的第一锁定机构；所述伸缩套杆由至少两节套杆依次套接而成，任意相邻两个套杆之间设置有能够对两套杆相对移动位置进行锁定或解除锁定的第二锁定机构；所述定位臂内设有沿定位臂轴向贯穿定位臂的引导通道，所述定位针及钻孔针均穿设在引导通道中并能够在引导通道内上下自由移动，定位臂与定位针之间设有能够对两者相对移动位置进行锁定或解除锁定的第三锁定机构；所述水平距离调节装置包括垂直固定在角度调节架的铰接轴前端的套管、穿过套管并能在套管中上下自由移动的立杆、垂直固定在立杆下端部上的通道管、可旋转地设置在通道管内部且旋转中心线与通道管中心线相垂直的齿轮以 及一对分别从通道管的轴向两侧水平穿入通道管内的齿条，套管上设有能够对套管及立杆两者相对移动位置进行锁定或解除锁定的第四锁定机构；两齿条均分别与设置在通道管内的齿轮啮合使得两齿条能够在通道管内沿相反的方向同步移动，两齿条的后端部分别铰接在两伸缩套杆上。所述钻孔针下端的尖部外周壁上设置有螺纹，钻孔针后端可接电动钻孔仪。其工作原理和过程如下：步骤一：手术前，利用计算机软件进行精准的术前规划确定椎弓根钉置入路线，并计算出本实用新型中两伸缩套杆之间的夹角以及两定位臂下端部之间的距离。步骤二：手术中，按照术前的规划，将角度调节架调节到预先计算出的角度并锁定第一锁定机构，同时调整两定位臂下端部之间的距离到预先计算出的长度并锁定第二锁定机构及第四锁定机构。步骤三：将两定位针分别插入到两定位臂中并锁定第三锁定机构，同时借助承光板上承接的准直激光以及术中X线透视图像的辅助确认入路的位置及角度，而后将两定位臂置入到患者体内，直到两定位针的前端部刺入到脊椎上预订位置处从而实现预定位；再次微调并确认定位臂置入的路线后，解除第三限位机构的锁定，并利用定位臂下端部上的固定齿将定位臂固定在脊椎上；在定位臂实现固定后将定位针退出。步骤四：将两钻孔针沿定位臂上的引导通道伸入后，在脊椎上进行攻丝钻取孔道；而后将钻孔针退出，将椎弓根钉沿引导通道置入实现固定即可完成手术。为了更好的实施本方案,还提供如下优化方案：进一步的，它还包括固定部件；所述固定部件包括前端部与角度调节架的铰接轴后端固定连接的连接臂、安装在连接臂后端部的手柄、固设在连接臂上的第一安装座、安装在第一安装座上的第一承光板、固设在连接臂上且位于第一安装座下方的第二安装座以及安装在第二安装座上并与第一承光板平行的第二承光板；所述第二承光板向前延伸使得第一承光板与第二承光板上下形成阶梯状的落差。通过观察同时照射在两个承光板上十字激光的光路是否在同一直线上即可知道本实用新型是否准直。进一步的，两齿条的后端部分别各自通过一个铰接座与两伸缩套杆实现铰接连接；所述铰接座由固设在相应伸缩套杆上的基座以及与基座相铰接的套接件组成；齿条的后端部套接在套接件的套孔内。这样使得本实用新型在不使用的时候，整个水平距离调节装置能够拆下来便于术前的消毒处理。进一步的，所述固定部件还包括上部悬挂连接在连接臂上且在静止时下端面能够保持水平的自平衡参照装置。这里，自平衡参照装置的作用是给术者提供一个参照，让术者获知本实用新型的置入角度是否与脊柱后纵韧带线上该入路位置相应切点所在的切线垂直。进一步的，所述定位臂的上端部设置有深度调节螺旋件，深度调节螺旋件的下部螺纹连接在定位臂的上端口内，深度调节螺旋件的中部设有与定位臂的引导通道相连通的孔道。深度调节螺旋件用于调整整个定位臂的总长度以适应不同的手术路线长 度。进一步的，所述定位臂的下端口端面环设有固定齿。进一步的，所述各定位臂的外周壁上标设有不同的标记。所述标记是为了能够在X线平片显示不同定位臂的。进一步的，所述钻孔针的上部设置有用于限制钻孔针穿入定位臂长度的限位凸起。进一步的，所述第一锁定机构、第二锁定机构及第四锁定机构为松紧调节螺栓；所述第三锁定机构为设置在定位针侧壁上的限位凹槽以及设置在定位臂侧壁上的限位件；所述限位件包括穿设在定位臂侧壁上并能够前后自由移动的限位环以及设置在限位环右侧壁与定位臂内周壁之间的弹簧。进一步的，所述其中一个伸缩套杆上安装有量角器。较之前技术而言，本实用新型的有益效果为：1.本实用新型能够利用术前的CT、MRI扫描影像以及手术中的激光系统精确定位手术路线,定位精确，还可用于经皮打钉；2.本实用新型成本相对较低,能够符合县市级医院的购买能力；3.使用本实用新型后,能够显著减少术中扫描的次数,大大减少对患者以及医务人员的辐射量，减少手术时间；4.使用后，使椎弓根钉置入的操作更加简单、容易上手，避免了损神经及破骨皮质风险、出血更少；5.本实用新型可拆装，便于消毒。附图说明图1为本实用新型结构示意图；图2为图1的左视图；图3为通道管内部结构截面示意图；图4为伸缩套杆与定位臂连接处局部示意图；图5为定位针及定位臂的截面示意图；图6为钻孔针及定位臂的截面示意图；图7为本实用新型使用状态示意图一；图8为本实用新型使用状态示意图二。标号说明：1-定位部件、11-伸缩套杆、111-第一锁定机构、112-第二锁定机构、113-量角器、12-定位臂、121-第三锁定机构、122-深度调节螺旋件、123-固定齿、124-限位环、125-弹簧、126-标记、13-水平距离调节装置、131-套管、132-立杆、133-通道管、134-齿轮、135-齿条、136-铰接座、137-第四锁定机构；2-固定部件、21-连接臂、211-第一安装座、212-第一承光板、213-第二安装座、214-第二承光板、215-自平衡参照装置、22-手柄、23-固定块；3-定位针、31-限位凹槽、4-钻孔针、41-限位凸起。具体实施方式下面结合附图说明对本实用新型做详细说明：如图1-8所示，本实用新型包括定位部件1、一对用于在脊椎上进行预定位的定位针3及一对用于在脊椎上钻取孔道的钻孔针4；所述定位部件1包括水平距离调节装置13、一对伸缩套杆11及一对定位臂12，两个伸缩套杆11的前部铰接在一起形成一个用于调节角度的角度调节架，两个定位臂12分别可拆合地安装在两伸缩套杆11的后端部上，角度调节架上还设有能够对两伸缩套杆11相对转动位置进行锁定或解除锁定的第一锁定机构111；所述伸缩套杆11由至少两节套杆依次套接而成，任意相邻两个套杆之间设置有能够对两套杆相对移动位置进行锁定或解除锁定的第二锁定机构112；所述定位臂12内设有沿定位臂12轴向贯穿定位臂12的引导通道，所述定位针3及钻孔针4均穿设在引导通道中并能够在引导通道内上下自由移动，定位臂12与定位针3之间设有能够对两者相对移动位置进行锁定或解除锁定的第三锁定机构121；所述水平距离调节装置13包括垂直固定在角度调节架的铰接轴前端的套管131、穿过套管131并能在套管131中上下自由移动的立杆132、垂直固定在立杆132下端部上的通道管133、可旋转地设置在通道管133内部且旋转中心线与通道管133中心线相垂直的齿轮134以及一对分别从通道管133的轴向两侧水平穿入通道管133内的齿条135，套管131上设有能够对套管131及立杆132两者相对移动位置进行锁定或解除锁定的第四锁定机构137；两齿条135均分别与设置在通道管133内的齿轮134啮合使得两齿条135能够在通道管133内沿相反的方向同步移动，两齿条135的后端部分别铰接在两伸缩套杆11上。为了更好的实施本方案,还提供如下优化方案：进一步的，它还包括固定部件2；所述固定部件2包括前端部与角度调节架的铰接轴后端固定连接的连接臂 21、安装在连接臂21后端部的手柄22、固设在连接臂21上的第一安装座211、安装在第一安装座211上的第一承光板212、固设在连接臂21上且位于第一安装座211下方的第二安装座213以及安装在第二安装座213上并与第一承光板212平行的第二承光板214；所述第二承光板214向前延伸使得第一承光板212与第二承光板214上下形成阶梯状的落差。通过观察同时照射在两个承光板上十字激光的光路是否在同一直线上即可知道本实用新型是否垂直。进一步的，两齿条135的后端部分别各自通过一个铰接座136与两伸缩套杆11实现铰接连接；所述铰接座136由固设在相应伸缩套杆11上的基座以及与基座相铰接的套接件组成；齿条135的后端部套接在套接件的套孔内。这样使得本实用新型在不使用的时候，整个水平距离调节装置13能够拆下来便于术前的消毒处理。进一步的，所述固定部件2还包括上部悬挂连接在连接臂21上且在静止时下端面能够保持水平的自平衡参照装置215。这里，自平衡参照装置216的作用是给术者提供一个参照，让术者获知本实用新型的置入角度是否与脊柱后纵韧带线上该入路位置相应切点所在的切线垂直。进一步的，所述定位臂12的上端部设置有深度调节螺旋件122，深度调节螺旋件122的下部螺纹连接在定位臂12的上端口内，深度调节螺旋件122的中部设有与定位臂12的引导通道相连通的孔道。深度调节螺旋件122用于调整整个定位臂12的总长度以适应不同的手术路 线长度。进一步的，所述定位臂12的下端口端面环设有固定齿123。进一步的，所述各定位臂12的外周壁上标设有不同的标记126。进一步的，所述钻孔针4的上部设置有用于限制钻孔针4穿入定位臂12长度的限位凸起41。进一步的，所述第一锁定机构111、第二锁定机构112及第四锁定机构137为松紧调节螺栓；所述第三锁定机构121为设置在定位针3侧壁上的限位凹槽31以及设置在定位臂12侧壁上的限位件；所述限位件包括穿设在定位臂12侧壁上并能够前后自由移动的限位环124以及设置在限位环124右侧壁与定位臂12内周壁之间的弹簧125。进一步的，所述其中一个伸缩套杆11上安装有量角器113。进一步的，所述手柄22的后端部上固设有固定块。固定块的作用是为其他一些医疗固定仪器例如蛇形臂提供一个固定位置，将固定块固定至蛇形臂上后，即可释放出双手无需再握持本实用新型。尽管本实用新型采用具体实施例及其替代方式对本实用新型进行示意和说明，但应当理解，只要不背离本实用新型的精神范围内的各种变化和修改均可实施。因此，应当理解除了受随附的权利要求及其等同条件的限制外，本实用新型不受任何意义上的限制。