专利名称：医用激光测位仪及其测位方法
技术领域：
本发明医用激光测位仪及其测位方法涉及的是一种医用激光检测、定位、显示仪器，特别适用于骨科手术显示髓内钉定位孔在骨胳上的具体位置以及其他外科手术中检测、定位、显示位置。
背景技术：
目前医疗系统在骨科手术中显示髓内钉定位孔需要在X光机下定位后才能在人体骨胳上钻定位螺钉孔，在手术中X光机发出的X射线会对医务人员以及患者造成伤害，严重影响人体健康，现在虽然有一种髓内钉远、近端瞄准器，但其定位精度差，手术过程中操作烦琐，手术时间长，手术中增加定位孔创口，从而增加了病人的痛苦。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供一种医用激光测位仪及其测位方法，采用冷光源，通过光导纤维束与光学系统显示手术器械在人体内的准确位置，并采用激光校正手术部位，能快速、准确地进行手术，特别是解决了长期以来骨科医生在手术过程中髓内钉定位螺钉孔不准的难题，具有直观、准确、无任何放射性，能减少手术时间、减少创伤，减轻患者痛苦。
医用激光测位仪是采取以下方案实现的医用激光测位仪结构包括光源部分、探测显示部分、激光校准装置。
光源部分具有光源箱体，光源箱体装有控制面板，光源箱体内装置有可控硅变频控制开关电路、卤素灯、光源耦合器，可控硅变频控制开关电路具有可控硅、大功率三极管、输出变压器、稳压二极管、电阻、电容。光源耦合器包括透镜固定座、光学复合透镜组、光纤连接套，光学复合透镜组装置在透镜固定座内，透镜固定座上设置有散热固定槽，透镜固定座通过光纤连接套固定装置在光源箱体的控制面板上。
探测显示部分包括光导纤维束、光纤连接头、光纤保护软管、带有刻度的探测套管、光学探头、限位器。光导纤维束外部套装有光纤保护软管，光导纤维束一端装有光纤连接头，光纤连接头通过螺套与光源耦合器的光纤连接套固定连接，光导纤维束另一端装有带刻度的探测套管，带有刻度的探测套管前端装有光学探头。光学探头具有套管，套管内装有转向棱镜，可以使光束转向90°；限位器套装在带有刻度的探测套管上，限位器具有弹簧夹头、限位钉。
激光校准装置包括把手、激光器总成、激光器调节总成、校验器。把手上装置有手术器械固定杆，用于固定连接手术器械如髓内钉，把手上部装置有激光发生器调节装置，激光发生器调节装置上装置有激光发生器。激光发生器调节装置总成有两种，可采用分体调节总成或万向调节总成，分体调节总成具有固定座，固定座上通过螺杆手柄装置有连接支架，连接支架通过螺杆手柄装置有激光器总成。激光器采用波长为6500埃(A)，激光的功率采用安全功率。激光器总成包括激光器总成连接座或连接支架、外管、激光器固定套、前盖板、电池盖、电池开关、半导体激光管。半导体激光管装置在激光器固定套内，激光器固定套装在外管内，外管前端装有带保护玻璃的前盖板，激光器固定套上装有调节螺钉，用于调节激光器照射方向，外管后端装有连接支架，连接支架内装有开关，用于控制激光器电源，连接支架后部装有电池盖，电池装在电池盖内，校验器具有校验板，校验板带有中心刻线，校验板上装有带刻度的定位销，定位销上装有定位板。
医用激光测位仪测位方法，其特征在于采用小功率半导体线状激光器发出的可见光通过激光器调节装置调节成线状光束显示手术器械在人体皮肤表面上切口正确位置，再通过光导纤维束传输到光探头，由光学探头冷光穿过骨质层，在骨质层表面形成显著光斑，来定位显示手术器械定位孔的位置。
医用激光测位仪设计合理，由于使用冷光源，通过光导纤维束与光学系统显示手术器械在人体内的准确位置，并采用激光校准装置校正确定人体手术部位，操作简便，使医务人员能快速、准确、直观地进行手术，减少创伤，缩短手术时间，减轻患者痛苦。由于激光校准装置采用安全激光功率(毫瓦级)，对人体无任何放射性，无损害，使得医务人员无需任何保护措施即可安全地进行手术，对患者也无任何伤害。
以下将结合附图对本发明作进一步说明。
图1是医用激光测位仪结构及使用状态示意图。
图2是医用激光测位仪的探测显示部分示意图。
图3是医用激光测位仪的万向调节总成结构示意图。
图4是医用激光测位仪的激光器总成结构图。
具体实施例方式
参照附图1～4，医用激光测位仪结构包括光源部分、探测显示部分、激光校准装置。
光源部分具有光源箱体1，光源箱体装有控制面板2，光源箱体内装置有可控硅变频控制开关电路、卤素灯、光源耦合器3，可控硅变频控开关电路具有可控硅、大功率三极管、输出变压器、稳压二极管、电阻、电容。光源耦合器3包括透镜固定座、光学复合透镜组、光纤连接套，光学复合透镜组装置在透镜固定座内，透镜固定座上设置有散热固定槽，透镜固定座通过光纤连接套固定装置在光源箱体的控制面板2上。
探测显示部分包括光导纤维束4、光纤连接头25、光纤保护软管26、带有刻度的探测套管5、光学探头10、限位器6。光导纤维束4外部套装有光纤保护软管26，光导纤维束4一端装有光纤连接头25，光纤连接头25通过螺套与光纤连接套固定连接，光导纤维束4另一端装有带刻度的探测套管5，带有刻度的探测套管5前端装有光学探头10。光学探头10具有套管，套管内装有转向棱镜，可以使光束转向90°；限位器6套装在带有刻度的探测套管5上，限位器6具有弹簧夹头27、限位钉28。
激光校准装置包括把手7、激光器总成16、激光器调节总成、校验器9。把手7上装置有手术器械固定杆11，用于固定连接手术器械如髓内钉8，把手7上部装置有激光发生器调节总成，激光发生器调节总成上装置有激光发生器。激光发生器调节总成有两种，可采用分体调节总成或万向调节总成，分体调节总成具有固定座12，固定座12上通过螺杆手柄13装置有连接支架14，连接支架14通过螺杆手柄15装置有激光器总成16。激光器采用波长为6500埃(A)，激光的功率采用安全功率。激光器总成16包括激光器总成连接座或连接支架16-1、外管16-5、激光器固定套16-3、前盖板16-2、电池盖16-7、电源开关16-6、半导体激光管16-8。半导体激光管16-8装置在激光器固定套16-3内，激光器固定套16-3装在外管16-5内，外管16-5前端装有带保护玻璃的前盖板16-2，激光器固定套16-3上装有调节螺钉16-4，用于调节激光器照射方向，外管16-5后端装有连接支架16-1，连接支架16-1内装有开关16-6，用于控制激光器电源，连接支架后部装有电池盖16-7，电池16-9装在电池盖内，校验器9具有校验板18，校验板带有中心刻线，校验板18上装有带刻度的定位销17，定位销17上装有定位板19。
参照附图3，激光测位仪的万向调节总成结构具有定位座20，定位座20上装置有球座21，万向连接杆(球杆)24下部设置有球头23，球头23通过压套22装置在球座21，可以万向转动便于调节激光器总成不同位置，万向连接杆24与激光器总成16联接座相连接，使用时定位座20装置固定在把手7上部。
参照附图1～4，工作原理1、将校验器9根据X片所示腿粗尺寸调查到同一尺寸，插入髓内钉8前端定位孔内；2、把激光校准装置装在把手7两定位销内，并用螺钉压紧；3、打开激光器总成16电源开关16-6，即有一束红色线状光束从激光器总成16前端射出；4、松开固定座12上的螺杆手柄13，根据校验板18中心左右来调整线状激光光束的左右，使红色光束基本对准校验器9中心刻线，销紧手柄；5、松开连接支架手柄15，调整激光光束，使其前端面与校验板18前端相吻合，销紧手柄；6、松开压紧激光器总成16的调节螺钉，微微旋转激光器，使激光光束与校验板18中心刻线重合，旋紧螺钉，即校验完成(如果一次不能保证激光光束与校验器中心刻线重合，可重复前述操作过程，至激光光束与校验器中心刻线重合为止)。
7、取下校验器和激光校准装置。
8、将光纤连接头25一端旋紧在光电源箱控制面板的光源耦合器3的光源I或II上，打开电源，把带有刻度的探测套管5，光源探头10插入髓内钉8内，接通电源开关，点亮卤素灯，通过调节电位器调节电压控制卤素灯的发光强度，卤素灯发出的灯光经光源耦合器3进入光导纤维束，经光导纤维束传输到光学探头转向90°，使光从髓内钉8前端第一个定位孔中心射出，移动探测套管5上的限位器6，使限位器上的限位钉28插入把手7限位孔内，旋紧限位器6上的螺母，使限位器6紧固在探测套管5上，取下探测套管与光学探头；9、将髓内钉8插入人体股骨内，在把手7上装上激光校准装置，同时将带有刻度的探测套管5、光学探头10插入髓内钉8内，使限位器6上的螺钉插入把手限位孔内，打开激光器总成16的电源开关16-6，这时可在病人大腿皮肤上见到一束红色光线，这就是开刀位置；10、当手术刀切开皮肤和肌肉后，由光学探头发出的冷光穿过骨质层形成一显著的光斑，这就是髓内钉8定位孔的位置；11、用钻头对准光斑最亮处，经定位孔中心轻钻定位后，松开限位器螺母，把探测套管5和光学探头10后退25mm，到第二个定位螺钉孔位置，再旋紧螺母，用电钻钻第一个定位孔，钻好后插入定位销，电钻移到第二个定位孔处，如同钻第一个孔一样钻第二个孔，(如果在钻孔时由于各种原因使钻出的孔与定位孔有一点偏移，移开电钻，把探测套管5与光学探头10再移到原位看一下偏移方向，用电钻按其偏移方向再钻一下使股骨上的孔与定位孔重合)；12、用内六角扳手将交锁髓内钉旋入打好的第二个孔内，即固定完毕。
权利要求
1.一种医用激光测位仪，其特征在于结构包括光源部分、探测显示部分、激光校准装置；光源部分具有光源箱体，变频控制开关电路、卤素灯、光源耦合器；探测显示部分包括光导纤维束、光纤连接头、光纤保护软管、带有刻度的探测套管、光学探头、限位器；光导纤维束外部套装有光纤保护软管，光导纤维束一端装有光纤连接头，光纤连接头通过螺套与光电耦合器的光纤连接套固定连接，光导纤维束另一端装有带刻度的探测套管，带有刻度的探测套管前端装有光学探头，限位器套装在带有刻度的探测套管上；激光校准装置包括把手、激光器总成、激光器调节总成、校验器，把手上装置有手术器械固定杆，把手上部装置有激光器调节总成，激光器调节总成上装置有激光器总成。
2.根据权利要求1所述的医用激光测位仪，其特征在于光源耦合器包括透镜固定座、光学复合透镜组、光纤连接套，光学复合透镜组装置在透镜固定座内，透镜固定座通过光纤连接套固定装置在光源箱体的控制面板上。
3.根据权利要求1所述的医用激光测位仪，其特征在于光学探头具有套管，套管内装有转向棱镜。
4.根据权利要求1所述的医用激光测位仪，其特征在于限位器具有弹簧夹头、限位钉。
5.根据权利要求1所述的医用激光测位仪，其特征在于激光器调节总成采用分体调节总成或万向调节总成。
6.根据权利要求1或5所述的医用激光测位仪，其特征在于分体调节总成具有固定座，固定座上通过螺杆手柄装置有连接支架，连接支架通过螺杆手柄装置有激光器总成。
7.根据权利要求1或5所述的医用激光测位仪，其特征在于万向调节总成具有定位座，定位座上装置有球座，万向连接杆下部的球头通过压套装置在球座上，万向连接杆上装置有激光器总成。
8.根据权利要求1所述的医用激光测位仪，其特征在于激光器总成包括激光器总成连接座或连接支架、外管、激光器固定套、前盖板、电池盖、电池开关、半导体激光管；半导体激光管装置在激光器固定套内，激光器固定套装在外管内，外管前端装有前盖板，外管后端装有连接支架，连接支架内装有开关，连接支架后部装有电池盖，电池装在电池盖内。
9.根据权利要求1所述的医用激光测位仪，其特征在于校验器具有校验板，校验板带有中心刻线，校验板上装有带刻度的定位销，定位销上装有定位板。
10.权利要求1所述的医用激光测位仪的测位方法，其特征在于采用小功率半导体线状激光器发出的可见光通过激光器调节装置调节成线状光束显示手术器械在人体皮肤表面上切口正确位置，再通过光导纤维束传输到光探头，由光学探头冷光穿过骨质层，在骨质层表面形成显著光斑，来定位显示手术器械定位孔的位置。
全文摘要
本发明医用激光测位仪及其测位方法涉及的是一种医用激光检测、定位、显示仪器，特别适用于骨科手术显示髓内钉定位孔在骨胳上的具体位置。结构包括光源部分、探测显示部分、激光校准装置。光源部分有变频控制开关电路、卤素灯、光源耦合器等；探测显示部分包括光导纤维束、带有刻度的探测套管、光学探头、限位器等。激光校准装置包括激光器总成、激光器调节总成、校验器等。其测位方法特征在于采用小功率半导体线状激光器发出的可见光通过激光器调节装置调节成线状光束显示手术器械在人体皮肤表面上切口正确位置，再通过光导纤维束传输到光学探头，由光学探头冷光穿过骨质层，在骨质层表面形成显著光斑，来定位显示手术器械定位孔的位置。
文档编号A61B17/56GK1489979SQ0315299
公开日2004年4月21日 申请日期2003年9月12日 优先权日2003年9月12日
发明者周志海, 周建方 申请人:周志海