CN109199551A - 个体化脑空间立体定位技术 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种个体化脑空间立体定位技术，通过在头颅外表面引入面、轴、角的概念，重新分区命名，获取由手术面、3个辅助定位面、5个轴、2个角相连构成的一体的“4面5轴2角”三维立体空间结构，然后从头颅CT上得到头颅表面的影像数据，应用3D打印机，将头颅的“4面5轴2角”的三维空间立体结构打印成一体的头颅表面构件；将头颅表面构件与头颅表面贴合完全复位，使得手术面上的点与头颅表面构件上的点完全重合后，辅助微创诊断、介入治疗脑疾病。本发明能够实现同时从颅外到颅内脑病变组织多针道、不同角度、多点位的脑空间立体定位。

Description

个体化脑空间立体定位技术

技术领域

本发明涉及脑空间定位领域，具体涉及一种个体化脑空间立体定位技术。

背景技术

目前临床应用的脑空间立体定位仪，一次只能完成从颅外到颅内的单针定位，通常用于颅内肿瘤的诊断。尚没有能够从颅外对颅内的某个空间同时进行多针道、不同角度、多点位辅助定位的仪器，用于临床辅助颅内疾病的治疗。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种个体化脑空间立体定位技术，利用人头颅外表面的解剖特点和颅脑CT数据设计的个体化脑空间立体定位技术，能够实现同时从颅外对颅内某个空间内的脑病变组织进行多针道、不同角度、多点位的空间立体定位，辅助微创诊断、介入治疗脑疾病。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

个体化脑空间立体定位技术，其特征在于：包括如下步骤：

S1、将头颅额部、左颞部、右颞部、枕部以及顶部分别命名为头颅的额面、左颞面、右颞面、枕面和顶面，5个面相互连接构成了头颅的外表面；从一个面过渡到另一个面表现为比较和缓的方向转折，将面与面之间的转折区域称为轴，用相邻的两个面命名，额面和顶面的转折区域命名为“额顶轴”，同理其它7个轴是：左额颞轴，右额颞轴，左枕颞轴，右枕颞轴，左颞顶轴，右颞顶轴，枕顶轴；

将三个轴的交汇区域命名为角，头颅共有4个角，按头颅的前后左右分别命名为：左前角、右前角、左后角、右后角；

按每个面的功用，将施行手术的那个面称为手术面，与手术面相邻的头颅其它3个面，称为辅助定位面，手术面通常放在额面、左颞面、右颞面、枕面中离颅内脑疾病近的那个面上；

任何一个手术面在头颅仅有3个面相邻，手术面确定后，辅助定位面随之而定，手术面分别通过3个轴与3个辅助定位面相连，3个辅助定位面之间通过平行的2个轴连接在一起，在X、Y、Z三维度空间内，手术面上的2个平行走向的轴在X维度空间上构成一个面，与Z维度空间手术面上的α轴直角相交，两端是C、D两点，在Y维度空间上连接辅助面的2个平行走向的轴构成的面，即为头颅的顶面，也同Z维度空间手术面上的a轴直角相交，两端也在C、D两点上，在Z维度空间上分别经过C、D两点的面，并同时垂直于X、Y维度空间上的手术面和顶面，是另外两个辅助定位面，C、D两点是头颅表面上的两个角，a轴及另外四个轴将三维空间内的四个面连接在一起，构成了一体的“4面 5轴 2角”三维立体空间结构；

S2、从头颅CT上得到头颅表面的影像数据，应用3D打印机，

将头颅的“4面 5轴 2角”的三维空间立体结构打印成一体的头颅表面构件；

S3、将头颅表面构件与头颅表面贴合完全复位，使得手术面上的点与头颅表面构件上的点完全重合；

S4、在头颅CT数据内，设计多个不同角度的自手术面至颅内脑病变部位的穿刺针道，在头颅构件手术面上找到相对应的穿刺点，在穿刺点的位置上设计针道导引架，导引架中心穿刺点的位置设置针道导引孔，并记录每个针道自头颅表面至颅内的长度，这样脑穿刺治疗针就能够在头颅表面构件针道导引架的引导下，完成颅内疾病的治疗。

本发明具有以下有益效果：

可以根据每个人不同的头颅CT数据，设计制作出一次性的脑空间立体定位构件，能够实现同时从颅外到颅内脑病变组织多针道、不同角度、多点位的空间立体定位，实现了辅助微创诊断、介入治疗脑疾病。

附图说明

图1为本发明实施例中的三维空间内的5个轴构成的一个稳定的空间构架。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明实施的个体化脑空间立体定位技术，包括如下步骤：

S1、将头颅额部、左颞部、右颞部、枕部以及顶部分别命名为头颅的额面、左颞面、右颞面、枕面和顶面，5个面相互连接构成了头颅的外表面；从一个面过渡到另一个面表现为比较和缓的方向转折，将面与面之间的转折区域称为轴，用相邻的两个面命名，额面和顶面的转折区域命名为“额顶轴”，同理其它7个轴是：左额颞轴，右额颞轴，左枕颞轴，右枕颞轴，左颞顶轴，右颞顶轴，枕顶轴；

将三个轴的交汇区域命名为角，头颅共有4个角，按头颅的前后左右分别命名为：左前角、右前角、左后角、右后角；面、轴、角各代表一个区域，之间没有明确的界限划分，每个人头颅差异较大，有些区域并不明显；

按每个面的功用，将施行手术的那个面称为手术面，与手术面相邻的头颅其它3个面，称为辅助定位面，手术面通常放在额面、左颞面、右颞面、枕面中离颅内脑病变近的那个面上；

任何一个手术面在头颅仅有3个面相邻，手术面确定后，辅助定位面随之而定，手术面分别通过3个轴与3个辅助定位面相连，3个辅助定位面之间通过平行的2个轴连接在一起，在X、Y、Z三维度空间内，手术面上的2个平行走向的轴在X维度空间上构成一个面，与Z维度空间手术面上的α轴直角相交，两端是C、D两点，在Y维度空间上连接辅助面的2个平行走向的轴构成的面，即为头颅的顶面，也同Z维度空间手术面上的a轴直角相交，两端也在C、D两点上，在Z维度空间上分别经过C、D两点的面，并同时垂直于X、Y维度空间上的手术面和顶面，是另外两个辅助定位面，C、D两点是头颅表面上的两个角，a轴及另外四个轴将三维空间内的四个面连接在一起，构成了一体的“4面 5轴 2角”三维立体空间结构；4面为手术面、辅助定位面的顶面、以及左右两个辅助定位面，三维空间内的5个轴构成了一个稳定的空间构架(图1)；

S2、从头颅CT上得到头颅表面的影像数据，应用3D打印机，将头颅的“4面 5轴 2角”的三维空间立体结构打印成一体的头颅表面构件；

S3、将头颅表面构件与头颅表面贴合完全复位，头颅表面的5个轴和2个角能够使构件更容易与头颅表面贴合复位，增加了复位的精准度，将构件在头颅表面复位的误差降至最小。构件上相对应的左、右两个辅助面，限制了构件在左右方向上的移动，构件的手术面紧贴于头颅表面，使构件不能做向头颅方向的移动，头颅顶面使构件不能做向足侧方向的移动，在三维立体空间前后、左右、上下六个方向上，构件只能够做向上或者向前90度方向范围内里离开头颅方向的移动，当人仰卧位时，由于重力的作用，或者人为添加一个作用力，就可以使构件紧贴于头颅表面，能够避免构件在三维空间内做任何方向上的移动。具有空间立体结构的头颅表面构件，能够使构件上的手术面获得极佳的空间复位性、稳定性、和抗移动性。在手术面上任意选择一个点或者多个点，这些点都可以在头颅表面构件的手术面上找到相对应的点，当头颅表面构件完全复位后，手术面上的点就会和头颅表面构件上的点完全重合。

S4、在头颅CT数据内，设计多个不同角度的自手术面至颅内脑病变部位的穿刺针道，在头颅构件手术面上找到相对应的穿刺点，在穿刺点的位置上设计针道导引架，导引架中心穿刺点的位置设置针道导引孔，并记录每个针道自头颅表面至颅内的长度，这样脑穿刺治疗针就能够在头颅表面构件针道导引架的引导下，完成颅内疾病的治疗。

实施例

以额面作为手术面举例描述，与额面相连的3个辅助定位面是左颞面、顶面和右颞面，左额颞轴和右额颞轴与人体头足走向一致，左颞顶轴和右颞顶轴同人体前后方向相同，这2个上下和2个前后走向的轴，分别两两交汇在左右走向的额顶轴上，构成头颅的左前角和右前角，三维空间内5个轴相连的4个面和2个角构成了一个完整结构，形成了一个结构完整、空间稳定的三维立体结构。

S1、从头颅CT上得到头颅表面的影像数据，应用3D打印机，将头颅的“4面 5轴 2角”的三维空间立体结构打印成一体的头颅表面构件；

S2、将头颅表面构件与头颅表面贴合完全复位，使得手术面上的点与头颅表面构件上的点完全重合；

S3、在头颅CT数据内，设计多个不同角度的自手术面至颅内脑病变部位的穿刺针道，在头颅构件手术面上找到相对应的穿刺点，在穿刺点的位置上设计针道导引架，导引架中心穿刺点的位置设置针道导引孔，并记录每个针道自头颅表面至颅内的长度，这样脑穿刺治疗针就能够在头颅表面构件针道导引架的引导下，完成颅内疾病的诊断和治疗。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (1)

1.个体化脑空间立体定位技术，其特征在于：包括如下步骤：

S1、将头颅额部、左颞部、右颞部、枕部以及顶部分别命名为头颅的额面、左颞面、右颞面、枕面和顶面，5个面相互连接构成了头颅的外表面；

将面与面之间的转折区域称为轴，用相邻的两个面命名，额面和顶面的转折区域命名为“额顶轴”，同理其它7个轴是：左额颞轴，右额颞轴，左枕颞轴，右枕颞轴，左颞顶轴，右颞顶轴，枕顶轴；

将三个轴的交汇区域命名为角，头颅共有4个角，按头颅的前后左右分别命名为：左前角、右前角、左后角、右后角；

按每个面的功用，将施行手术的那个面称为手术面，与手术面相邻的头颅其它3个面，称为辅助定位面；

任何一个手术面在头颅仅有3个面相邻，手术面确定后，辅助定位面随之而定，手术面分别通过3个轴与3个辅助定位面相连，3个辅助定位面之间通过平行的2个轴连接在一起，在X、Y、Z三维度空间内，手术面上的2个平行走向的轴在X维度空间上构成一个面，与Z维度空间手术面上的α轴直角相交，两端是C、D两点，在Y维度空间上连接辅助面的2个平行走向的轴构成的面，即为头颅的顶面，也同Z维度空间手术面上的a轴直角相交，两端也在C、D两点上，在Z维度空间上分别经过C、D两点的面，并同时垂直于X、Y维度空间上的手术面和顶面，是另外两个辅助定位面，C、D两点是头颅表面上的两个角，a轴及另外四个轴将三维空间内的四个面连接在一起，构成了一体的“4面5轴2角”三维立体空间结构；

S2、从头颅CT上得到头颅表面的影像数据，应用3D打印机，将头颅的“4面5轴2角”的三维空间立体结构打印成一体的头颅表面构件；

S3、将头颅表面构件与头颅表面贴合完全复位，使得手术面上的点与头颅表面构件上的点完全重合；

S4、在头颅CT数据内，设计多个不同角度的自手术面至颅内脑病变部位的穿刺针道，在头颅构件手术面上找到相对应的穿刺点，在穿刺点的位置上设计针道导引架，导引架中心穿刺点的位置设置针道导引孔，并记录每个针道自头颅表面至颅内的长度，这样脑穿刺治疗针就能够在头颅表面构件针道导引架的引导下，完成颅内疾病的治疗。