一种双坐标空间定位装置的制作方法

本发明涉及一种医疗器械领域，具体涉及一种双坐标空间定位装置。

背景技术：

微创手术是外科手术发展的趋势，具有创伤小、出血量少、切口美观、全身反应轻、感染几率小、易于患者接受等优点。然而，微创手术的手术操作必须依赖术中x光透视辅助定位，但是在x光透视辅助定位的过程中常由于定位困难需要反复透视增加了辐射暴露。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种采用简单便携的机械结构辅助临床操作中经皮穿刺操作，使得穿刺更加精准，手术时间更加缩短，减少手术相关人员辐射暴露的双坐标空间定位装置。

本发明提供了一种双坐标空间定位装置，具有这样的特征，包括：定位机构，用于确定穿刺路径以及夹持穿刺器械；坐标调节机构，与定位机构连接，坐标调节机构用于调节定位机构在空间中的位置；以及支撑机构，用于支撑坐标调节机构以及定位机构，其中，定位机构包括：上直角导轨件，包括两条相互垂直的上导轨，每个上导轨的侧边设置有一个沿该上导轨延伸方向延伸的具有刻度标记的侧边透视定位尺；下直角导轨件，包括两条相互垂直的下导轨，下直角导轨件平行地设置在上直角导轨件下方，每个下导轨的侧边设置有一个沿该下导轨延伸方向延伸的具有刻度标记的侧边透视定位尺；两个上滑块，分别可滑动地设置在两条上导轨上；两个下滑块，分别可滑动地设置在两条下导轨上；两个上定位杆，分别穿设在两个上滑块上，位于不同上导轨上的上定位杆之间相互垂直；两个下定位杆，分别穿设在两个下滑块上，位于不同下导轨上的下定位杆之间相互垂直；两个夹持件，分别设置在两个上定位杆之间以及两个下定位杆之间，两个夹持件用于相互配合从而夹持穿刺器械；直角透视定位尺，具有刻度标记，其两条边分别与上直角导轨件的两条边平行，直角透视定位尺设置在上直角导轨件内侧或设置在下直角导轨件内侧，上直角导轨件、下直角导轨件、上滑块、下滑块、上定位杆、下定位杆、夹持件以及直角透视定位尺均为在x光片上不显影的材质制成，侧边透视定位尺的刻度标记以及直角透视定位尺的刻度标记为在x光片上显影的材质制成。

在本发明提供的双坐标空间定位装置中，还可以具有这样的特征：其中，两个上定位杆相互靠近的一端均具有锥形螺纹件，两个下定位杆相互靠近的一端均具有锥形螺纹件

在本发明提供的双坐标空间定位装置中，还可以具有这样的特征：其中，夹持件包括：万向关节球，具有凹槽，用于夹持穿刺器械；关节球套卡，套设在万向关节球外部；至少两个连接柱，设置在关节球套卡外部，每个连接柱具有至少一个螺纹孔，螺纹孔与锥形螺纹件相匹配，至少存在两个螺纹孔的轴线相互垂直。

在本发明提供的双坐标空间定位装置中，还可以具有这样的特征：其中，夹持件呈l形，两端分别设置有一个螺纹孔，折角处开设有至少一个用于容纳穿刺器械的凹槽，螺纹孔与锥形螺纹件相匹配。

在本发明提供的双坐标空间定位装置中，还可以具有这样的特征：其中，上直角导轨件与下直角导轨件之间设置有多个固定柱，固定柱用于控制上直角导轨件与下直角导轨件之间的间距。

在本发明提供的双坐标空间定位装置中，还可以具有这样的特征：其中，坐标调节机构包括：调节块，具有一个水平孔；水平杆，一端与定位机构连接，可活动地穿设在水平孔中；套筒，设置在支撑机构上方；以及活动套杆，一端与调节块固定连接，另一端可活动地穿设在套筒内，水平杆的轴线与活动套杆的轴线相互垂直。

在本发明提供的双坐标空间定位装置中，还可以具有这样的特征：其中，支撑机构包括：支撑板，具有一个开口朝向侧面的凹槽，支撑板的顶部与坐标调节机构底部固定连接；夹板，设置在凹槽内；以及夹板调节螺丝，穿设在支撑板底部，其穿设在凹槽内的一端与夹板固定连接，用于调节夹板的位置。

在本发明提供的双坐标空间定位装置中，还可以具有这样的特征：其中，支撑机构包括：轮架，设置在坐标调节机构的底部，轮架具有多个轮脚；万向轮，数量与轮脚的数量相同，每个轮脚下方设置有一个万向轮；以及万向轮锁定件，数量与万向轮的数量相同，每个轮脚处设置有一个万向轮锁定件，用于当不需要万向轮转动时，对万向轮进行锁定。

在本发明提供的双坐标空间定位装置中，还可以具有这样的特征：其中，坐标调节机构包括：调节块，具有一个水平孔；水平杆，一端与定位机构连接，可活动地穿设在水平孔中；竖直杆，为伸缩杆，一端与调节块固定连接，另一端与支撑机构连接，支撑机构包括：天花板固定底座，固定设置在天花板下表面。

在本发明提供的双坐标空间定位装置中，还可以具有这样的特征：其中，坐标调节机构包括：调节块，具有一个水平孔；水平杆，一端与定位机构连接，可活动地穿设在水平孔中；竖直杆，为伸缩杆，一端与调节块固定连接；球形关节，设置在竖直杆的一端；水平固定杆，一端与球形关节连接，另一端与支撑机构连接，水平固定杆与水平杆平行设置，支撑机构包括：墙壁固定底座，固定设置在墙壁上。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的双坐标空间定位装置，因为具有定位机构、坐标调节机构以及支撑机构，其中，定位机构包括直角导轨件、设置在直角导轨件上的滑块、穿设在滑块中的定位杆、两个夹持件、直角透视定位尺以及固定柱，直角导轨件的侧面设置有侧边透视定位尺，所以，本发明提供的双坐标空间定位装置只需要进行两次x光定位，就可以实现穿刺位置的确定，不仅定位准确，而且节省手术准备时间，提高手术效率。

附图说明

图1是本发明的实施例1中双坐标空间定位装置(不含夹持件)的结构示意图；

图2是本发明的实施例1中定位机构结构示意图；

图3是本发明的实施例1中夹持件的结构示意图；

图4a是本发明的实施例1中上滑块的主视图；

图4b是本发明的实施例1中上滑块的侧视图；

图5是本发明的实施例1中双坐标空间定位装置对穿刺路径进行定位的原理示意图；

图6是本发明的实施例1中双坐标空间定位装置在脊柱椎间孔镜穿刺时对利用侧边透视定位尺进行定位的示意图；

图7是本发明的实施例1中双坐标空间定位装置在脊柱椎间孔镜穿刺时对利用垂直透视定位尺进行定位的示意图；

图8是本发明的实施例2中定位机构的结构示意图；

图9是本发明的实施例2中夹持件的结构示意图；

图10是本发明的实施例3中坐标调节机构与支撑机构的结构示意图；

图11是本发明的实施例4中双坐标空间定位装置的结构示意图；以及

图12是本发明的实施例5中双坐标空间定位装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。

<实施例1>

图1是本发明的实施例1中双坐标空间定位装置(不含夹持件)的结构示意图。

如图1所示，本实施例提供的双坐标空间定位装置100包括：定位机构10、坐标调节机构20以及支撑机构30。

图2是本发明的实施例1中定位机构结构示意图。

如图2所示，定位机构10包括：上直角导轨件11、下直角导轨件12、上滑块13、下滑块14、上定位杆15、下定位杆16、夹持件17、直角透视定位尺18以及固定柱19。

上直角导轨件11包括两条相互垂直的上导轨，每个上导轨的侧边设置有一个沿该上导轨延伸方向延伸的具有刻度标记的侧边透视定位尺111。上直角导轨件11与水平面平行设置。

下直角导轨件12包括两条相互垂直的下导轨，下直角导轨件平行地设置在所述上直角导轨件下方，当从上往下俯视时，上直角导轨件与下直角导轨件完全重叠。每个下导轨的侧边设置有一个沿该下导轨延伸方向延伸的具有刻度标记的侧边透视定位尺111。

固定柱19设置在上直角导轨件11与下直角导轨件12之间。在本实施例中，固定柱19的数量为三块，分别设置在上直角导轨件11的两个端部以及两个上导轨的连接处。使用者可以根据实际情况，选用不同高度的固定柱19从而控制上直角导轨件11与下直角导轨件12之间的间距。

图4a是本发明的实施例1中上滑块的主视图。图4b是本发明的实施例1中上滑块的侧视图。

如图4a及4b所示，上滑块13的数量为2个，分别设置在2个上导轨上。每个上滑块13均具有两个与上导轨相匹配的滑槽以及一个贯穿孔，该贯穿孔的轴线与滑槽的轴线相互垂直。上滑块13朝向具有侧边透视定位尺111的一侧的外表面上设置有刻标131，用于方便使用者从侧边透视定位尺111上读数。具体地，在本实施例中刻标131沿贯穿孔圆心与滑槽中心点的连线设置。

下滑块14的数量为2个，分别设置在2个下导轨上。在本实施例中，下滑块14的具体结构与上滑块13完全一致，在此不再赘述。

上定位杆15的数量为2个。两个上定位杆15分别穿设在两个上滑块13的贯穿孔中。两个上定位杆15之间相互垂直。两个上定位杆15相互靠近的一端均具有锥形螺纹件。

下定位杆16的数量为2个。两个下定位杆16分别穿设在两个下滑块14的贯穿孔中。两个下定位杆16之间相互垂直。两个下定位杆16相互靠近的一端均具有锥形螺纹件。

夹持件17可以有多种类型，在本实施例中，两个夹持件17均采用万向关节夹持件。万向关节夹持件包括：万向关节球171、关节球套卡172以及三个连接柱173。

万向关节球171设置在关节球套卡172内，相对于关节球套卡可万向旋转。万向关节球171具有一个过球心的凹槽，该凹槽用于夹持穿刺器械(如穿刺针)，因此可以根据实际需求选择凹槽大小不同的万向关节球171。

关节球套卡172套设在万向关节球171外侧，关节球套卡172所处的平面与直角透视定位尺18所处的平面平行。

连接柱173的数量为三个，均匀分布在关节球套卡172的外缘。每个连接柱上方均具有一个螺纹孔，该螺纹孔与上定位杆15或下定位杆16端部处的锥形螺纹件相匹配。在使用时，通过将两个上定位杆15或两个下定位杆16分别与两个连接柱173螺纹连接，从而实现夹持件17与上定位杆15或下定位杆16的螺纹连接。

直角透视定位尺18具有刻度标记，其两条边分别与上直角导轨件11的两条导轨平行，直角透视定位尺18设置在上直角导轨件11内侧或设置在下直角导轨件12内侧。

值得注意的是，定位机构10需要暴露在x光下工作，因此为了能顺利实现其功能，上直角导轨件11、下直角导轨件12、上滑块13、下滑块14、上定位杆15、下定位杆16、夹持件17、直角透视定位尺18以及固定柱19均为在x光片上不显影的材质制成，只有侧边透视定位尺111的刻度标记以及直角透视定位尺18的刻度标记为在x光片上显影的材质制成。

坐标调节机构20包括：调节块21、水平杆22、套筒23、活动套杆24、水平杆调节螺丝25以及活动套杆调节螺丝26。

调节块21具有一个水平孔以及一个竖直孔。

水平杆22可活动地穿设在调节块21的水平孔中，其中一端与位于上直角导轨件11与下直角导轨件12的一个端部的固定柱19抵接。水平杆22的轴线与活动套杆24的轴线相互垂直。

水平杆调节螺丝25设置在调节块21上，用于当水平杆22调节到适宜位置后，转紧水平杆调节螺丝25从而将水平杆22固定在调节块21上，或者当需要调节水平杆22时，转松水平杆调节螺丝25从而使水平杆22能够在水平孔中自由活动。

套筒23的底端设置在支撑机构30上。

活动套杆24一端可活动地穿设在套筒23中，另一端固定在调节块的竖直孔中。

活动套杆调节螺丝26设置在套筒23上，用于当活动套杆24调节到适宜位置后，转紧活动套杆调节螺丝26从而将活动套杆24固定在套筒23上，或者当需要调节活动套杆24时，转松活动套杆调节螺丝26从而使活动套杆24能够在竖直孔中自由活动。

支撑机构30包括：承重板31、支撑板32、夹板33以及夹板调节螺丝34。

承重板31的上表面与套筒23固定连接，下表面与支撑板32的上表面固定连接。

支撑板32具有一个开口朝向侧面的凹槽。

夹板33设置在支撑板32的凹槽内。夹板33的上表面与支撑板32凹槽内的下表面相互配合从而夹持板状物体(如医用病床)从而将支撑机构30固定在该板状物品上。

夹板调节螺丝34穿设在支撑板32底部，其穿设在支撑板32凹槽内的一端与夹板33固定连接。夹板调节螺丝34用于调节夹板33在支撑板32凹槽内的位置，从而调节夹板33的上表面与支撑板32凹槽内的下表面形成的空间的大小使支撑机构30能够更好地被固定。

图5是本发明的实施例1中双坐标空间定位装置对穿刺路径进行定位的原理示意图。

如图5所示，本实施例提供的双坐标空间定位装置100对穿刺路径进行定位的原理如下：对于空间中同z轴的两坐标系，穿刺路径φ(不平行于xy平面)相交于两坐标系的xy平面和x’y’平面的两个点，只需确定两坐标的空间坐标点(x1，y1)和(x′1，y′1)，即可确定空间中穿刺路径φ。

图6是本发明的实施例1中双坐标空间定位装置在脊柱椎间孔镜穿刺时对利用侧边透视定位尺进行定位的示意图。图7是本发明的实施例1中双坐标空间定位装置在脊柱椎间孔镜穿刺时对利用垂直透视定位尺进行定位的示意图。

参考图6-7，本实施例提供的双坐标空间定位装置100在脊柱椎间孔镜穿刺术中的使用方法如下：

步骤1，术前消毒，对双坐标空间定位装置100整体进行消毒；

步骤2，病人沿平行手术台长轴的方向俯卧，将可拆卸双坐标定位装置100移动到手术台旁恰当的位置，上直角导轨件11以及下直角导轨件12所构成的操作面足以覆盖手术穿刺途径，且上直角导轨件11的一条导轨与人体长轴平行，另一条导轨与人体长轴垂直。可拆卸双坐标定位装置100通过支撑件30固定于床边；

步骤3，透视定位，首先利用c臂机取标准的侧位片(拍摄方向平行于和人体长轴垂直的坐标尺方向)，在x片中规划正确的穿刺途径，穿刺途径于上下两层侧边透视定位尺相交于两点，读取两点刻度y1、y′1，利用c臂机取标准的正位片(拍摄方向垂直于手术台面)，在x片中片中规划正确的穿刺途径，穿刺途径于相互垂直的垂直透视定位尺相交于两点，读取与人体长轴平行的垂直透视定位尺刻度所对应坐标(x1，y1)和(x′1，y′1)；

步骤4，定位穿刺，将下层平行于人体长轴的滑轨的滑块上的刻度调整至刻度y1处，将下层垂直于人体长轴的滑轨的滑块上的刻度调整至刻度x1处，将上层平行于人体长轴的滑轨的滑块上的刻度调整至刻度y′1处，将上层垂直于人体长轴的滑轨的滑块上的刻度调整至刻度x′1处；

步骤5，手术穿刺，此时两个夹持件17确定了一固定空间方位，将穿刺针穿过位于上方的夹持件17，再经由下方的夹持件17，最后经皮直接穿刺到达穿刺目标点；

步骤6，穿刺成功后将穿刺件从夹持件17上释放出来，将可拆卸双坐标定位装置100拆除后可进行后续的手术步骤。

除了脊柱椎间孔镜穿刺术外，本实施例提供的可拆卸双坐标定位装置100还可以应用在其他一系列需要进行定位穿刺的手术中，如椎弓根螺钉植入术、椎体成形骨水泥注入术、硬膜外麻醉、脊柱肿瘤活检，脓肿穿刺，介入科穿刺、粒子植入等。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的双坐标空间定位装置，因为具有定位机构、坐标调节机构以及支撑机构，其中，定位机构包括直角导轨件、设置在直角导轨件上的滑块、穿设在滑块中的定位杆、两个夹持件、直角透视定位尺以及固定柱，直角导轨件的侧面设置有侧边透视定位尺，所以，本实施例提供的双坐标空间定位装置只需要进行两次x光定位，就可以实现穿刺位置的确定，不仅定位准确，而且节省手术准备时间，提高手术效率。此外，本实施例提供的双坐标空间定位装置组装拆卸均十分方便。

进一步地，据本实施例所涉及的双坐标空间定位装置，因为夹持件包括：万向关节球、关节球套卡以及三个连接柱，其中，万向关节球可以在关节球套卡内自由旋转，所以，本实施例提供的双坐标空间定位装置在定位时，调节起来更加方便，使用更加灵活。

进一步地，据本实施例所涉及的双坐标空间定位装置，因为支撑机构包括：承重板、支撑板、夹板以及夹板调节螺丝，其中夹板与支撑板相互配合从而将支撑架构固定在病床上，所以，本实施例提供的双坐标空间定位装置，使用方便，不拘泥于环境。

<实施例2>

本实施例提供的双坐标空间定位装置包括：定位机构210、坐标调节机构以及支撑机构。其中，坐标调节机构以及支撑机构与实施例中的坐标调节机构以及支撑机构完全相同，在此不再赘述。定位机构210中各部件除夹持件217外均与实施例中的定位机构均相同。

图8是本发明的实施例2中定位机构的结构示意图。图9是本发明的实施例2中夹持件的结构示意图。

如图8-9所示，夹持件217呈l形，两端分别设置凸块，每个凸块均有一个螺纹孔，两个螺纹孔的轴线相互垂直。两个螺纹孔的螺纹与上固定杆以及下固定杆的锥形螺纹件相匹配。夹持件217折角处开设有2个用于容纳穿刺器械的凹槽，一个凹槽开口朝向内侧，一个凹槽开口朝向外侧。使用者可以根据实际情况选用其中一个凹槽来夹持穿刺器械。夹持件217下表面所处的平面与上直角导轨件平行。

具体地，本实施例提供的双坐标空间定位装置200的工作原理和使用方法与实施例1提供的双坐标空间定位装置100相同。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的双坐标空间定位装置，因为夹持件呈l形，折角处开设有2个用于容纳穿刺器械的凹槽，一个凹槽开口朝向内侧，一个凹槽开口朝向外侧，所以本实施例提供的双坐标空间定位装置在固定穿刺器械时较为稳定，有利于提高穿刺准确率。

<实施例3>

本实施例提供的双坐标空间定位装置包括：定位机构、坐标调节机构320以及支撑机构330。其中，坐标调节机构以及定位机构与实施例中的坐标调节机构以及定位机构完全相同，在此不再赘述。

图10是本发明的实施例3中坐标调节机构与支撑机构的结构示意图。

如图10所示，支撑机构330包括轮架331、万向轮332以及万向轮锁定件333。

轮架331设置在坐标调节机构下方，包括5个轮脚，5个轮脚之间均匀分布，相邻的两个轮脚之间的夹角为72°。在别的实施例中，也可以采用具有其他数量轮脚的轮架331，如具有3个轮脚的轮架。

万向轮332可转动地设置在轮脚的下方。在本实施例中，万向轮332的数量与轮脚一致，均为5个，每个轮脚下均设置有一个万向轮332。

万向轮锁定件333设置在每个轮架331设置有万向轮332的位置处，在本实施例中，万向轮锁定件333的数量为5个。万向轮锁定件333用于当不需要万向轮332转动时，对万向轮332进行锁定。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的双坐标空间定位装置，因为支撑机构包括轮架、万向轮以及万向轮锁定件，所以本实施例提供的双坐标空间定位装置方便移动，而且在使用过程中使用万向轮锁定件锁定万向轮，保证其不会随意移动。

<实施例4>

本实施例提供的双坐标空间定位装置400包括：定位机构410、坐标调节机构420以及支撑机构。其中，坐标调节机构与实施例中的坐标调节机构完全相同，在此不再赘述。

图11是本发明的实施例4中双坐标空间定位装置的结构示意图。

如图11所示，坐标调节机构420包括：调节块421、水平杆422以及竖直杆423。

调节块421具有一个水平孔以及一个竖直孔。

水平杆422可活动地穿设在调节块421的水平孔中，一端与定位机构固定连接。水平杆422与定位机构的导轨平行设置。

竖直杆423可活动地穿设在调节块421的竖直孔中，顶端与支撑机构连接。竖直杆423与水平杆422之间相互垂直。

支撑机构包括：天花板固定底座431。

天花板固定底座431一面固定在天花板上，另一面与竖直杆422固定连接。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的双坐标空间定位装置，因为坐标调节机构包括：调节块、水平杆以及竖直杆，支撑机构包括：天花板固定底座，坐标调节机构与支撑结构连接，从而将坐标调节机构固定在天花板上，所以本实施例提供的双坐标空间定位装置可以安装在固定位置，在使用时不需要临时调用，并且在不使用时可以向上收起，不需要占用额外的存储空间。

<实施例5>

本实施例提供的双坐标空间定位装置500包括：定位机构510、坐标调节机构520以及支撑机构。其中，坐标调节机构与实施例中的坐标调节机构完全相同，在此不再赘述。

图12是本发明的实施例5中双坐标空间定位装置的结构示意图。

如图12所示，坐标调节机构520包括：调节块521、水平杆522、竖直杆523、球形关节524以及水平固定杆525。

调节块521具有一个水平孔以及一个竖直孔。

水平杆522可活动地穿设在水平孔中，一端与定位机构固定连接。水平杆522与定位机构的导轨平行设置。

竖直杆523为伸缩杆，可活动地穿设在调节块521的竖直孔中。竖直杆523与水平杆522之间相互垂直。

球形关节524设置在竖直杆523的顶端。

水平固定杆525一端通过球形关节与竖直杆523连接，另一端与支撑结构连接。水平固定杆525与水平杆522平行设置。

支撑机构包括墙壁固定底座531，一面固定设置在墙面上，另一面与水平固定杆连接。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的双坐标空间定位装置，因为坐标调节机构包括：调节块、水平杆、竖直杆、球形关节以及水平固定杆，支撑机构包括墙壁固定底座，坐标调节机构与支撑结构连接，从而将坐标调节机构固定在墙壁上，所以本实施例提供的双坐标空间定位装置可以安装在固定在墙壁上，在使用时不需要临时调用，并且在不使用时可以转动到靠近墙壁的一侧，不需要占用额外的存储空间。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。