CN109199551B - 个体化脑空间立体定位技术 - Google Patents
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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
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装置,其特征在于:通过如下步骤构建:
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;
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。
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