一种脊柱微创手术数字化定位导向装置及制作方法与流程

本发明涉及脊柱微创手术器械技术领域，具体的涉及一种脊柱微创手术数字化定位导向装置及制作方法。

背景技术：

微创脊柱外科手术是指经非传统手术途径并借助特殊手术器械、仪器或其它手段进行脊柱疾病诊治操作的微创技术和方法；它的主要特点即创伤小，对患者影响小，以微创方式解决原来需要常规手术解决的问题；由于脊柱微创手术对软组织的牵拉和剥离较少，因而能够降低术后疼痛，缩短恢复时间；并且微创脊柱手术对骨性结构进行有限切除,进而减少术后脊柱失稳的可能。因此，在过去的十年中，微创脊柱外科技术得到了迅速的发展。微创脊柱外科手术主要包括微创通道下显微椎间盘髓核摘除术、微创腰椎半椎板切除术、经椎间孔腰椎椎间融合术、侧方腰椎椎间融合术、微创后路固定技术。

微创脊柱手术的关键在于微创技术手术的手术通道的定位，为准确定位手术椎体、穿刺置钉、进针的角度和深度，准确定位经椎弓根的进钉点及进钉方向，避免手术操作中的盲目性和手术风险，需要进行大量x射线照射进行确定；但是大量的辐射下会对患者造成很大的身体伤害和经济负担，同时也对医生造成不可预估的射线影响,甚至引发肿瘤。

综上所述，现有技术在微创脊柱手术的定位大多依赖于操作医生的经验和大量重复的射线定位，定位的精准度和实用性较差，不适合于脊柱微创手术；同时也存在一些定位的辅助装置，但是定位的精确度达不到标准，不适合推广应用。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种脊柱微创手术数字化定位导向装置及制作方法，通过制作数字化的导向装置，进而实现对手术通道的精确定位。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种脊柱微创手术数字化定位导向装置，包括第一导向架、第二导向架和连接第一导向架和第二导向架的可拆卸调伸缩杆，所述第一导向架和第二导向架为规格相同的方形框架，第一导向架的长对称边内侧开设滑槽并安装可滑动的第一定位杆，第一定位杆上开设均匀分布的定位孔；所述第二导向架的长对称边中心位置安装定位参照杆，定位参照杆两侧的第二导向架长对称边内侧开设滑槽并分别安装第二定位杆，第二定位杆上安装可活动的导向定位装置。

进一步的，所述第一导向架和第二导向架的长对称边上表标有刻度线，以长对称边的中心位置为零刻度线，左右侧均匀标记有标识刻度线；第一导向架上安装的第一定位杆开设定位孔间隔与长对称边上的刻度线间隔一致；

所述第一定位杆开设定位孔的孔径从上端至下端逐渐变大，可供导向定位杆穿过并调整角度。

进一步的，所述第二定位杆与第二导向架的滑槽连接端设有锁定装置，第二定位杆上安装导向定位装置；

所述导向定位装置包括可在第二定位杆上活动的活动轴套，活动轴套通过锁定螺栓与第二定位杆锁定，活动轴套上锁定螺栓对称侧安装导向套筒；

所述导向套筒通过螺栓与活动轴套连接，螺栓上安装有角度锁定螺母。

本发明的另一目的在于，提供一种脊柱微创手术数字化定位导向装置及制作方法，包括以下步骤：

步骤一、采用锥形束ct扫描患者脊柱的病变位置、范围、性质、程度的影像学资料，并对上述影像学资料进行测量分析并进行位置标注；

步骤二、将获取的数据导入设计软件，生成三维数字化模型，进行评估并进行针对性的定位选择；

步骤三、在三维数字化模型上，以整条椎体的位置为参照点，并虚拟生成数字化定位导向装置的第二导向架的尺寸范围，确保可以完全覆盖病变区域范围，同时生成与第二导向架尺寸相同的第一导向架；

步骤四、利用计算机数控研磨、3d打印技术打印出第一、第二导向架，打印出的第一、第二导向架四边角开设安装孔通过伸缩杆连接；

步骤五、在第二导向架中心位置安装定位参照杆，并在第一、第二导向架长边的内侧开设滑槽并安装第一定位杆和第二定位杆，并在上表标上刻度线，在第一定位杆上开设定位孔，第二定位杆上安装导向定位装置得到脊柱微创手术数字化定位导向装置。

本发明的另一目的在于，提供一种脊柱微创手术数字化定位导向装置在脊柱微创手术中的应用。

一种脊柱微创手术数字化定位导向装置在脊柱微创手术中的应用，包括以下步骤：

步骤一、采用锥形束ct扫描患者脊柱的病变位置、范围、性质、程度的影像学资料，并对上述影像学资料进行测量分析并进行位置标注；

步骤二、将获取的数据导入设计软件，生成三维数字化模型，进行评估并进行针对性的定位选择；

步骤三、在三维数字化模型上，以整条椎体的位置为参照点，并虚拟生成数字化定位导向装置的第二导向架的尺寸范围，确保可以完全覆盖病变区域范围，同时生成与第二导向架尺寸相同的第一导向架；

步骤四、在三维数字化模型上确定穿刺点，读出穿刺点局皮肤表面的距离同时调整好数字化定位导向装置的伸缩杆的长度，确定好第一导向架和第二导向架之间的距离，此距离为穿刺点和病变点的垂直距离；

步骤五、设计合适的穿刺点及手术通道，避开复杂组织区域，设计的手术通道和穿刺点的反向延长线到达虚拟数字化定位导向装置的第一、第二导向架的平面，读取第一、第二导向架的平面内的相关数值；

步骤六、在数字化定位导向装置依次找到上述步骤五读取的数值，以导向定位杆从第一导向架的第一定位杆端穿入到达第二导向架上第二定位杆的导向定位装置上的导向套筒，并锁定导向套筒获得导向角度，同时通过第一定位杆与第二定位杆之间导向定位杆的长度获得穿刺的深度；

步骤七、移除伸缩杆和第一导向架，将第二导向架留置于体表，同时移除导向定位杆，以第二导向架的第二定位杆上的导向套筒进行穿刺获取手术通道。

本发明的工作原理：本发明的一种脊柱微创手术数字化定位导向装置及制作方法，以锥形束ct扫描患者参数导入数字化设计软件设计全范围覆盖病变区域的数字化定位导向装置，同时在虚拟模型上确定好穿刺点、病变点和手术通道的相关参数，此时：脊柱的病变点、病变点垂直至皮肤表面的参照点与设计的穿刺点为直角三角形，同时设计的穿刺点对应着第二导向架上导向套筒后端的点、第一导向架和第二导向架之间的距离为穿刺点和病变点的垂直距离、第一导向架上第一定位杆的定位孔的点，这三个点形成对应的直角三角形，即第一定位杆的对应定位孔与导向套筒后端的点的距离为穿刺点至病变点距离，第一定位杆的对应定位孔与导向套筒后端的点与水平面的角度为穿刺角度；以此精确的定位穿刺。

本发明的有益效果：本发明的一种脊柱微创手术数字化定位导向装置及制作方法，以锥形束ct扫描患者参数导入数字化设计软件设计全范围覆盖病变区域的数字化定位导向装置，同时在虚拟模型上确定好穿刺点、病变点和手术通道的相关参数；以测定的参数来调整第一导向架、第二导向架和连接第一导向架和第二导向架的可拆卸伸缩杆，以及安装的第一定位杆、第二定位杆及第二定位杆上安装可活动的导向定位装置上的各个参数，通过数字化软件生成的三维模型和实物中的数字化定位导向装置对应，通过锥形束ct测定的参数生成的三维模型确定好穿刺的路径和穿刺的参数，可以有效避开复杂区域，同时同步的数字化定位导向装置进行脊柱微创手术的定位，可以精确的定位穿刺通道、穿刺点和病变点，进而实现对手术通道的精确定位；适合微创脊柱手术使用。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述脊柱微创手术数字化定位导向装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所述第一导向架的结构示意图；

图3为本发明实施例所述定位孔的的结构示意图；

图4为本发明实施例所述第一导向架的结构示意图；

图5为本发明实施例所述第二定位杆及导向定位装置的结构示意图；

图6为本发明图5中a处的放大示意图；

图7为本发明实施例所述第二导向架和导向定位杆的安装示意图；

图8为本发明实施例所述脊柱微创手术数字化定位导向装置的使用原理图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-第一导向架，101-第一定位杆，102-定位孔，103-零刻度线，2-第二导向架，201-第二定位杆，203-锁定装置，204-锁定螺栓，205-导向套筒，206-螺栓，207-锁定螺母，3-伸缩杆，4-定位参照杆，5-导向定位杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-8所示

实施例1

一种脊柱微创手术数字化定位导向装置，包括第一导向架1、第二导向架2和连接第一导向架1和第二导向架2的可拆卸调伸缩杆3，所述第一导向架1和第二导向架2为规格相同的方形框架，第一导向架1的长对称边内侧开设滑槽并安装可滑动的第一定位杆101，第一定位杆101上开设均匀分布的定位孔102；所述第二导向架2的长对称边中心位置安装定位参照杆4，定位参照杆4两侧的第二导向架2长对称边内侧开设滑槽并分别安装第二定位杆201，第二定位杆201上安装可活动的导向定位装置。

所述第一导向1架和第二导向架2的长对称边上表标有刻度线，以长对称边的中心位置为零刻度线103，左右侧均匀标记有标识刻度线；第一导向架1上安装的第一定位杆101开设定位孔102间隔与长对称边上的刻度线间隔一致；

所述第一定位杆101开设定位孔102的孔径从上端至下端逐渐变大，可供导向定位杆5穿过并调整角度。

所述第二定位杆201与第二导向架2的滑槽连接端设有锁定装置，第二定位杆201上安装导向定位装置；

所述导向定位装置包括可在第二定位杆201上活动的活动轴套，活动轴套通过锁定螺栓204与第二定位杆201锁定，活动轴套上锁定螺栓204对称侧安装导向套筒205；

所述导向套筒205通过螺栓206与活动轴套连接，螺栓206上安装有角度锁定螺母207。

本发明的脊柱微创手术数字化定位导向装置，包括第一导向架1、第二导向架2和连接第一导向架1和第二导向架2的可拆卸调伸缩杆3，第一导向架1、第二导向架2内侧开设滑槽并分别安装第一定位杆101和第二定位杆201，在第一导向架1和第二导向架2形成的空间内，第一定位杆101上开设若干定位孔102可供导向定位杆5穿过，定位孔102的孔径从上端至下端逐渐变大可调整调整导向定位杆5的角度，置于在第一导向架1和第二导向架2形成的空间内的具体位置，可通过带有的刻度标识调整，同时第二定位杆201上的导向定位装置也能同样实现锁定调节空间参数，导向定位杆5到达第二导向架2的第二定位杆201的导向套筒205后，可锁定导向套筒205的角度即可得到穿刺角度。

实施例2

参照实施例1，一种脊柱微创手术数字化定位导向装置的制作方法，包括以下步骤：

步骤一、采用锥形束ct扫描患者脊柱的病变位置、范围、性质、程度的影像学资料，并对上述影像学资料进行测量分析并进行位置标注；

步骤二、将获取的数据导入设计软件，生成三维数字化模型，进行评估并进行针对性的定位选择；

步骤三、在三维数字化模型上，以整条椎体的位置为参照点，并虚拟生成数字化定位导向装置的第二导向架的尺寸范围，确保可以完全覆盖病变区域范围，同时生成与第二导向架尺寸相同的第一导向架；

步骤四、利用计算机数控研磨、3d打印技术打印出第一、第二导向架，打印出的第一、第二导向架四边角开设安装孔通过伸缩杆连接；

步骤五、在第二导向架中心位置安装定位参照杆，并在第一、第二导向架长边的内侧开设滑槽并安装第一定位杆和第二定位杆，并在上表标上刻度线，在第一定位杆上开设定位孔，第二定位杆上安装导向定位装置得到脊柱微创手术数字化定位导向装置。

本发明的脊柱微创手术数字化定位导向装置的制作方法，以锥形束ct扫描患者参数导入数字化设计软件设计全范围覆盖病变区域的数字化定位导向装置，同时在虚拟模型上确定好穿刺点、病变点和手术通道的相关参数，

实施例3

基于实施例1和实施例2：

一种脊柱微创手术数字化定位导向装置在脊柱微创手术中的应用，包括以下步骤：

步骤一、采用锥形束ct扫描患者脊柱的病变位置、范围、性质、程度的影像学资料，并对上述影像学资料进行测量分析并进行位置标注；

步骤二、将获取的数据导入设计软件，生成三维数字化模型，进行评估并进行针对性的定位选择；

步骤三、在三维数字化模型上，以整条椎体的位置为参照点，并虚拟生成数字化定位导向装置的第二导向架的尺寸范围，确保可以完全覆盖病变区域范围，同时生成与第二导向架尺寸相同的第一导向架；

步骤四、在三维数字化模型上确定穿刺点，读出穿刺点局皮肤表面的距离同时调整好数字化定位导向装置的伸缩杆的长度，确定好第一导向架和第二导向架之间的距离，此距离为穿刺点和病变点的垂直距离；

步骤五、设计合适的穿刺点及手术通道，避开复杂组织区域，设计的手术通道和穿刺点的反向延长线到达虚拟数字化定位导向装置的第一、第二导向架的平面，读取第一、第二导向架的平面内的相关数值；

步骤六、在数字化定位导向装置依次找到上述步骤五读取的数值，以导向定位杆从第一导向架的第一定位杆端穿入到达第二导向架上第二定位杆的导向定位装置上的导向套筒，并锁定导向套筒获得导向角度，同时通过第一定位杆与第二定位杆之间导向定位杆的长度获得穿刺的深度；

步骤七、移除伸缩杆和第一导向架，将第二导向架留置于体表，同时移除导向定位杆，以第二导向架的第二定位杆上的导向套筒进行穿刺获取手术通道。

本发明的一种脊柱微创手术数字化定位导向装置及制作方法，以锥形束ct扫描患者参数导入数字化设计软件设计全范围覆盖病变区域的数字化定位导向装置，同时在虚拟模型上确定好穿刺点、病变点和手术通道的相关参数，此时：脊柱的病变点、病变点垂直至皮肤表面的参照点与设计的穿刺点为直角三角形，同时设计的穿刺点对应着第二导向架上导向套筒后端的点、第一导向架和第二导向架之间的距离为穿刺点和病变点的垂直距离、第一导向架上第一定位杆的定位孔的点，这三个点形成对应的直角三角形，即第一定位杆的对应定位孔与导向套筒后端的点的距离为穿刺点至病变点距离，第一定位杆的对应定位孔与导向套筒后端的点与水平面的角度为穿刺角度；以此精确的定位穿刺。

本发明的一种脊柱微创手术数字化定位导向装置及制作方法，以锥形束ct扫描患者参数导入数字化设计软件设计全范围覆盖病变区域的数字化定位导向装置，同时在虚拟模型上确定好穿刺点、病变点和手术通道的相关参数；以测定的参数来调整第一导向架、第二导向架和连接第一导向架和第二导向架的可拆卸伸缩杆，以及安装的第一定位杆、第二定位杆及第二定位杆上安装可活动的导向定位装置上的各个参数，通过数字化软件生成的三维模型和实物中的数字化定位导向装置对应，通过锥形束ct测定的参数生成的三维模型确定好穿刺的路径和穿刺的参数，可以有效避开复杂区域，同时同步的数字化定位导向装置进行脊柱微创手术的定位，可以精确的定位穿刺通道、穿刺点和病变点，进而实现对手术通道的精确定位；适合微创脊柱手术使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。