[实用新型]基于C臂X光机的激光定位仪及手术导航系统

说明书

本实用新型提出的基于C臂X光机的激光定位仪及手术导航系统，激光定位仪具有圆周运动机构、径向运动机构和角度调节机构，采用环形导轨和径向滑轨改变发射点的位置，通过反光镜反射角度的改变来调节激光束的角度，进而实现发射点位置及方向的改变来模拟C臂机产生的穿经体内目标点的X射线，三个步进电机互不干涉，可以实现三轴联动，使得定位更加迅速精准；激光发射管位于成像区域外围，将反光镜作为激光束的发射点，透视成像时激光发射管不会遮挡目标点，利于目标点的观察，且病灶点再次透视定位摄片时，无需将反光镜移开，减少了手术步骤，提高手术效率。配置有该激光定位仪的手术导航系统操作更加简单、运行更加平稳。

技术领域

本实用新型涉及一种基于C臂X光机体内目标精准定位的激光定位仪及手术导航系统。

背景技术

外科传统手术方式切口大，出血多，对机体损伤大，术后不仅瘢痕大，影响美观；而且可能会引起相关并发症。随着微创外科的发展，有望通过小切口或经皮穿刺完成手术。但这有赖于体内目标的经皮精准定位和到达该目标的精准路径导航。

目前，临床上采取的定位及导航方法可大致分为三类：第一类是在患者体表摆放回形针、克氏针、止血钳等标记物或金属网格作为位置参考，然后通过C臂机透视或CT扫描后确定目标的大致位置；第二类是通过超声探头扫描进行目标定位；第三类是依靠专门的手术定位导航系统进行目标定位和手术导航。

第一方法需要反复调整标记物的位置，因此，存在操作复杂、C臂机透视或CT扫描次数较多(辐射大)、定位不精准、标记物遮挡目标等缺点。第二类方法中的超声需要手持贴合在皮肤上，手部的抖动就会引起定位图像的晃动和漂移，故也存在诸多缺点，限制使用。第三类方法中的专用于手术导航目前多采用光学跟踪定位的类“GPS”定位模式，虽然精确度较高，但是大多需要术前CT扫描、CT三维重建、导航工具注册、坐标配准等繁琐步骤，而且这些导航设备需要配备昂贵的术中CT、O臂或3-D C臂，而且需要专门的防辐射复合手术室。因此，价格昂贵、操作复杂、学习曲线长、术中影像漂移导致的精度降低等问题突出。

此前，我们在“手术定位导航领域”研究多年，根据C臂机成像建立了“圆锥几何成像模型”，并创立了“体内目标点成像射线空间可见”的导航新模式，曾申请多项专利，其中，申请号为201210385980.2，名称为一种附属于C臂X光机的手术定位导航设备和申请号为201310515922.1，名称为无创式实时手术定位导航设备，后者是对前者的改进，但是仍存在以下几个问题：1、设备尺寸较大，安装在C臂机上限制了手术空间；2、激光发射管位于手术视野中将会影响目标观察，由于激光发射管通常为金属材质，透视成像时会遮挡病灶点，因此在二次或相邻病灶点透视定位摄片时，需要将激光发射管移开，增加手术步骤；3、激光发射管在视野中央，由于激光发射管的金属材质与人体骨骼的密度相差较大，会引起C臂机自动曝光设置改变；4、上下平面的步进电机如果运动不协调容易产生噪音和卡顿。

实用新型内容

针对以往手术定位导航设备体积大、结构复杂、激光发射管干扰病灶点成像以及运动机构间干涉产生噪音卡顿等问题，本实用新型提出了一种结构简单、体积小、运行顺畅且激光发射管不影响目标观察的激光定位仪，另外本实用新型还提出了具有该激光定位仪的定位手术导航系统以及该导航系统的使用方法。

本实用新型提出的基于C臂X光机的激光定位仪，安装于影像增强器的末端，用于产生可视激光束用以模拟穿经体内病灶点的X射线，包括：

圆周运动机构，所述圆周运动机构包括带有圆周齿轮的环形导轨、滑动设置在环形导轨上的滑块，以及固定在滑块上的第一步进电机，第一步进电机的输出端通过第一驱动齿轮与圆周齿轮啮合，用以驱动滑块沿环形导轨运动；

径向运动机构，所述径向运动机构包括设置在滑块上的径向滑轨和第二步进电机，第二步进电机的输出端通过第二驱动齿轮与位于径向滑轨底部的齿条啮合，用以驱动径向滑轨沿环形导轨径向运动，径向滑轨沿轴向设有安装槽；