專利名稱：機械臂式自動立體定位系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種三維影像導引，無框架，無創(chuàng)傷，機械臂式全自動立體定位系統(tǒng)，屬于一種新型醫(yī)療儀器，更具體的說是一種介入性放射診斷和(或)治療的立體定位系統(tǒng)，它是開展介入性放射學的重要工具。該系統(tǒng)可以與各種型號的電子計算機X線斷層攝像儀(CT)和核磁共振成像儀(MRI)聯(lián)合使用。在使用過程中，即可以在CT室，MRI室，也可以在手術室或其他潔凈場所進行操作。
背景技術：
立體定向術是近20年才發(fā)展起來的一種新型技術。最初應用于神經(jīng)外科，后來逐漸擴展到全身。自從電子計算機斷層X線攝像術(CT)和核磁共振成像儀(MRI)應用于臨床以來，為傳統(tǒng)的立體定向技術的應用開辟了嶄新的領域和廣闊前景。
CT和MRI能夠清楚顯示人體各個部位的解剖結(jié)構，病變位置，形態(tài)，以及相互之間的關系，并精確提供三維數(shù)據(jù)，立體定向術與新型影像技術相結(jié)合，使立體定向方法更加準確，有效，安全，迅速，不僅成功率大幅提高，應用范圍也隨之擴大。
立體定向術的一個重要應用領域是在CT或MRI導引下，經(jīng)皮穿刺進入人體深部病灶，采取標本進行活檢；定向微型手術切除病灶；病灶內(nèi)注射藥物；或組織間植入放射源進行局部放療等。
上述程序，需要對人體內(nèi)部病灶準確定位，明確病灶的位置，方向，深度，大小，及其與周圍血管，神經(jīng)及各種重要器官相互的關系。
目前應用于上述立體定向術的器械，大多數(shù)都是采用框架式定位方式。首先，在CT或MRI檢查前，給病人戴上框架。然后病人在佩戴框架下，進行CT或MRI檢查。檢查完畢，病人被送進手術室，重新建立坐標位置，參考CT和MRI膠片上的圖像進行間接定位。根據(jù)定位結(jié)果進行穿刺或者手術。
這些立體定向儀或立體定位系統(tǒng)，分別采用直角坐標，圓球坐標，球坐標原理，其結(jié)構復雜笨重，數(shù)據(jù)計算繁瑣，多數(shù)采用人工計算，誤差在所難免，由于要求定位精確，對定位儀精度要求極高，多數(shù)需要昂貴設備，而且需要采用創(chuàng)傷性方式固定框架，給病人帶來極大的不適和痛苦。同時由于是間接定位，需要人工轉(zhuǎn)換影像上的數(shù)據(jù)，容易造成誤差，而導致定位不準確。
此外，由于這種方法定位是采用的二維影像資料，對病灶與周圍血管，神經(jīng)，及重要器官之間的關系辨別不清，容易傷害周圍組織。另外，由于采用框架進行定位，必然在不同的身體部位僅能采用特殊的框架，限制了臨床應用范圍，提高了費用和成本。大多數(shù)采用這種方法穿刺操作，不適合在CT室或MRI室定位同時進行，需要轉(zhuǎn)移病人至不同場所，并且需要轉(zhuǎn)移影像數(shù)據(jù)，重新擺位，定位，這種間接定位方式，必然造成了數(shù)據(jù)的誤差。
即使少數(shù)采用專門CT室或MRI室開展立體定向術的大型醫(yī)院，由于是人工定位，人工計算，人工操作，因此，醫(yī)務人員和技術人員暴露在電離輻射下，造成對醫(yī)務人員身體的傷害，長時間的操作同時也會使病人受到不必要的電離輻射傷害。
中國專利(申請?zhí)?1101365.2)公布的一種“顱腦CT立體定向系統(tǒng)”是一種用于腦立體定位穿刺的裝置；中國專利(申請?zhí)?8105432.1)公布的一種用于肺部小病灶穿刺活檢的“雙相立體定位儀”；中國專利(申請?zhí)?0108972.9)公布的“萬向多功能腦立體定向儀”中國專利(申請?zhí)?4222459.0)公布的“胸腹部介入CT立體定向儀”；中國專利(申請?zhí)?0203722.6)公布的“多功能小型立體定向儀”；中國專利(申請?zhí)?2203166.5)公布的“高精度腦立體定向儀”。這些立體定向儀均屬上述描述的傳統(tǒng)方法的立體定位框架類型，其特征為有框架，間接定位，二維影像引導，手動操作，局限性部位使用的立體定位裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務是，提出一種新型的，CT或MRI導引下立體定位系統(tǒng)，這種系統(tǒng)應該克服上述系統(tǒng)的缺陷，帶有下列特征●三維影像導引在立體三維影像導引下實施立體定位術，使定位更精確，避免二維影像由于解剖關系不清而導致的穿刺失敗，或穿刺造成的副作用。
●無框架定位去除笨重，復雜的框架，減少病人痛苦及操作不便和時間浪費，減少定位時對病人創(chuàng)傷的外科程序，減少術后病發(fā)癥。
●直接定位在三維影像成像同時和直接監(jiān)控下進行實時立體定向穿刺，減少因間接定位而引起的位置移動及其誤差，提高準確性，提高成功率。
●適用于全身各個部位的使用擴大臨床應用范圍，減少不必要的裝置浪費，采用一個系統(tǒng)能夠適合多種定位需要。
●自動化操作減少醫(yī)務人員和病人暴露在電離輻射下的時間，減少不必要副作用，以及電離輻射下對人體健康的傷害，減少手工操作而帶來的誤差和失誤，減少對特殊訓練下高素質(zhì)人員的要求。
解決上述發(fā)明任務的技術方案是采用三維影像重建技術以及平臺軟件，重建CT或MRI的三維影像，將CT或MRI完整的螺旋掃描獲得的數(shù)據(jù)作為素材，通過高速通訊接口，傳輸至裝有三維CT影像重建或三維MRI影像重建軟件的計算機。在三維CT軟件或三維MRI軟件支持下重建出直觀的立體圖形。三維圖形可在熒屏上顯示出偽彩圖影，可360°的實時旋轉(zhuǎn)，以便醫(yī)生在不同角度觀察病灶。可選擇性去除某一遮掩病灶的器官和骨骼，方便模擬手術過程，同時可以三維立體顯示病灶與人體其他器官的關系，從而準確的選擇穿刺路徑，方向，角度，深度等。采用三維重建方法替代原來技術中的二維影像導引，有不可比擬的優(yōu)越性。
采用自動控制的多維方向運動機械臂取代原來技術中的定位框架，實現(xiàn)無框架定位。在三維影像導引下，自動控制的多維機械臂，按照機械臂上激光定位燈的導引，沿著已經(jīng)確定的方向，路徑，角度，深度進行穿刺。
在CT或MRI實時影像導引下，觀察穿刺針在體內(nèi)的實際狀態(tài)，根據(jù)即時圖像調(diào)整穿刺針在體內(nèi)的方向，角度，深度，避免對機體或組織的損傷。
穿刺針固定安裝在自動化，智能化控制的持針器上，預先在三維影像重建時確定穿刺的方向，角度，路徑，深度。醫(yī)生在CT室外遙控數(shù)字化控制步進電機驅(qū)動的持針器，自動化完成經(jīng)皮穿刺的程序。在術中用CT或MRI監(jiān)測穿刺針在體內(nèi)狀態(tài)，即時調(diào)整。
上述機械臂運動可以通過任何傳動裝置，驅(qū)動裝置，包括電動機，電磁鐵，液動裝置或氣動裝置連接，也可以采用機械傳動裝置包括軸承，蝸輪，蝸桿等方式，用手工來移動，調(diào)節(jié)。多功能設計保證可以在全身各個部位，在CT或MRI導引下開展立體定位診斷和治療。
本發(fā)明的技術特征在于，通過采用計算機“表面投影顯示”(shaded surdace display，SSD)和“最大密度投影”(maximum intensity projection，MIP)的成像技術，實時重建CT和MRI的三維立體影像，從而顯示人體靶目標或靶器官復雜結(jié)構完整立體圖形。據(jù)此，設計最佳穿刺或手術路徑，決定穿刺的方向，角度，深度，避開人體重要器官及重要的血管，神經(jīng)，避免損傷這些重要組織而導致餅發(fā)癥，并能準確引導穿刺針或其他手術器械進入病灶部位。本發(fā)明中兩個高分辨率，大屏幕的液晶顯示屏(103，104)，同時顯示CT和MRI的二維影像，以及三維重建后的三維立體影像，以利于醫(yī)生更清楚觀察病灶部位的解剖關系。
本發(fā)明的技術特征在于，直線步進電機(141)控制的X軸連桿(112)在遙控控制器控制下，可以在X軸自由移動，旋轉(zhuǎn)步進電機(142)控制的Y軸連桿(114)，可以在遙控控制器或電動控制器控制下，在Y軸自由移動。在旋轉(zhuǎn)電機(124)驅(qū)動下，定位器(118)可以沿Z軸方向，360°方向自由旋轉(zhuǎn)。定位架底桿(127)末端的激光定位管(130)，以病人身體表面的金屬標記物為定位點，由醫(yī)生在電腦立體三維影像導引下，選擇最佳穿刺路徑，確定穿刺最佳位置，角度，方向，深度后經(jīng)過X軸，Y軸，Z軸移動，確定穿刺位置，模擬穿刺針的方向，角度，確定穿刺路徑，而定位架底桿末端的金屬定位頭(133)，指引激光光束的位置，作為CT和MRI定位時的金屬定位標記。
本發(fā)明的技術特征在于，持針器可以固定模擬定位桿或穿刺針(132)，模擬定位桿或穿刺針(132)與激光定位管(130)的光束一致。持針器(131)由直線電機(126)驅(qū)動，由遙控控制器或電動控制器控制。在確定穿刺位置，路徑，角度，深度后，可以自動實施穿刺過程。
本發(fā)現(xiàn)的技術特征在于，上述所有功能性配件或子系統(tǒng)整合在一個以萬向輪(109)驅(qū)動的可移動的立式裝置(101)中。醫(yī)生在操作時可以觀察二維，三維影像同時，自動控制操作機械臂，移動機械臂到達靶位置實施診斷或治療過程，其中兩個高分辨率液晶屏與立式裝置縱軸方向一致，而機械臂則位于立式裝置(101)右側(cè)。
本發(fā)現(xiàn)的技術特征在于，整個系統(tǒng)是一個由電腦管理，控制的自動化，數(shù)字化控制裝置，各個功能部件通過電腦數(shù)字化顯示及數(shù)字化控制，可以通過網(wǎng)絡技術或遙控技術實施遠程控制。從而實現(xiàn)全自動化過程。


現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明進行說明圖1全自動立體定位系統(tǒng)示意2定位器結(jié)構3旋轉(zhuǎn)步進電機示意4持針器示意5直線電機及持針器連接6X軸直線電機示意7機械臂活動關節(jié)示意圖101-底座；102-控制面板；103-影像顯示器；104-立體影像顯示器；105-影像顯示器支架；106-立體影像顯示器支架；107-控制臺；108-底座機箱；109-運動萬向輪；110-移動滑槽；111-移動滑塊；112-移動滑塊連桿(X軸連桿)；113-第二關節(jié)；114-Y軸連桿；115-第三關節(jié)；116-Z軸連桿；117-旋轉(zhuǎn)關節(jié)；118-定位器；119-旋轉(zhuǎn)步進電機軸套孔；120-旋轉(zhuǎn)步進電機軸套；121-旋轉(zhuǎn)步進電機軸套連接桿(定位架連接桿)；122-定位架上斜連桿；123-定位架下斜連桿；124-旋轉(zhuǎn)步進電機；125-直線電機連接桿；126-直線電機；127-定位架頂桿；128-定位架底桿；129-激光管固定器；130-激光發(fā)射管；131-持針器；132-定位針(或穿刺針)；133-定位頭；134-直線電機滑槽；135-直線電機滑桿；136-持針器固定螺絲；137-持針器連桿；138-持針器開口；139-持針器固定螺孔；140-持針器持針空間；141-X軸直線電機；142-旋轉(zhuǎn)步進電機；143-電機軸套；144-軸套連桿；145-軸連桿。
具體實施例方式圖1顯示的實施例是本發(fā)明的三維影像導引，無框架，無創(chuàng)傷，機械臂式全自動立體定位系統(tǒng)，主要由底座(101)，二維影像顯示器(103)，三維影像顯示器(104)，機械臂(112)，(104)，(106)，定位器(118)及其相連接的機械臂關節(jié)，驅(qū)動電機等部分組成。
底座(101)由底座機箱(108)，箱內(nèi)電腦及其電源，控制部件(圖中未標出)，控制臺(107)及其表面的控制面板組成。底座基底部4個萬向輪(109)可以使底座多方向自由移動。底座構成系統(tǒng)的基底及支撐部分，底座頂面的后面分別固定裝置左側(cè)的二維影像顯示器支架(105)及右側(cè)的三維影像顯示器支架(106)，分別支撐固定二維影像顯示器(103)和三維影像顯示器(104)。
底座(101)外殼由薄金屬板，經(jīng)板金工藝制作，表面涂塑或表面噴塑工藝，外觀美觀。箱內(nèi)電腦是采用高速度，大容量的電腦工作站，可以采用Sun Micro Computer station(美國升陽公司電腦工作站)，采用Unix操作系統(tǒng)或window操作系統(tǒng)。電腦工作站的串行口232與CT或MRI電腦主機之間通過網(wǎng)卡，采用光纖連接，可以即時迅速接受來自CT或MRI實時的掃描信息。電腦采用不間斷電源供電，保持電腦內(nèi)數(shù)據(jù)不會因電源斷電而喪失。機箱內(nèi)同時放置控制各個機械臂傳動部分的控制電路板，繼電器，模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置及其他自動控制部件或組件。
控制臺(107)呈45°斜面，方便操作者?？刂泼姘?102)由電腦操作鍵盤，機械臂控制器構成，用來操作電腦及控制機械臂運動。
二維影像顯示器支架(105)，三維顯示器支架(106)，由金屬材料制作，可以是不銹鋼材料或鋼制材料表面電鍍，固定在底座頂層，支撐顯示器。二維影像顯示器(103)和三維立體影像顯示器(104)采用高清晰度，高分辨率的液晶顯示器，尺寸從12英寸到19英寸均可，分別顯示CT或MRI直接傳輸過來的實時二維圖像以及經(jīng)三維重建軟件處理過，而重新構建的三維影像。圖1，圖6顯示的實施例中，底座(101)頂層右側(cè)固定X軸直線電機(141)，電機用套環(huán)及螺絲固定在底座右側(cè)壁(未標示)，電機軸帶動移動滑塊(111)，在移動滑塊(110)內(nèi)作X軸方向移動。從而帶動與其相連接的X軸連軸(112)作X軸方向移動。
圖1，圖3顯示的實施例中，X軸連桿末端為第二關節(jié)(113)，由旋轉(zhuǎn)步進電機(124)，旋轉(zhuǎn)步進電機軸套(120)以及固定在旋轉(zhuǎn)步進電機軸套孔(119)內(nèi)的Y軸連桿(114)下端偏心軸組成，可以在Y軸方向自由轉(zhuǎn)動。Y軸連桿(114)上端偏心軸和Z軸連桿(116)上端偏心孔共同固定在旋轉(zhuǎn)步進電機軸套孔(119)內(nèi)，與旋轉(zhuǎn)步進電機(124)，旋轉(zhuǎn)步進電機軸套(120)以同樣結(jié)構和方向構成第三關節(jié)(115)，可以驅(qū)動Z軸連桿(116)在Z軸方向移動。
圖1，圖2，圖7顯示的實施例中，Z軸連桿下端偏心軸與旋轉(zhuǎn)步進電機(144)聯(lián)接，固定電機。旋轉(zhuǎn)步進電機(144)，旋轉(zhuǎn)步進電機軸套(143)，旋轉(zhuǎn)步進電機軸套連桿(144)，軸連桿(145)，共同構成旋轉(zhuǎn)關節(jié)(117)，帶動定位架(118)在360°方位上旋轉(zhuǎn)。
上述的直線步進電機或旋轉(zhuǎn)步進電機，均為可以數(shù)字化顯示及數(shù)字化控制的精密電機，通常用于機器人及其他高精密度自動化控制產(chǎn)品中。
各種機械臂連桿均采用高強度，重量輕的鋁合金材料制作。也可以用其他金屬材料或高強度塑料材料或高分子材料制造。上述各個機械臂的傳動和運動也可以由人工或其他驅(qū)動裝置來驅(qū)動，包括液動，氣動，電磁方式傳動或采用蝸輪，蝸桿，軸桿，軸套，螺桿，杠桿方式傳動。
定位器(118)由定位架連桿(121)，定位架上斜連桿(122)，定位架下斜連桿(123)，定位架頂桿(127)和定位架底桿(128)構成支架。定位架連桿(121)的末端連接直線電機(126)，直線電機(126)的軸聯(lián)接直線電機滑桿(135)在直線電機滑槽(134)內(nèi)滑動，從而驅(qū)動持針器(131)沿定位器(118)的縱軸方向移動。
定位架頂桿(127)的末端裝有激光管固定器(129)及激光發(fā)射管(130)，發(fā)射的激光光束可用于定位。定位架底桿(128)末端裝有定位頭(133)，用于CT和MRI定位時標記，由金屬不透X線材料制造。
激光發(fā)射管發(fā)出的激光光束與定位頭位置重合。
圖2，圖4，圖5顯示的實施例，持針器(131)，可以夾持，固定各類模擬探針或各類穿刺針在持針器持針空間(140)。持針器開口(138)可以方便的置入各類穿刺針或模擬探針，持針器固定螺絲(136)在固定螺孔(139)擰緊后可以固定針。也可以通過調(diào)節(jié)三個螺絲的不同高度，而調(diào)節(jié)針的方向。持針器連桿(137)連接直線電機(126)和持針器(131)。持針器(131)可以通過直線電機驅(qū)動，也可以通過任何其他驅(qū)動方式包括液壓傳動，氣壓傳動，電磁鐵裝置驅(qū)動。持針器還可以采用其他機械方式，包括蝸輪，蝸桿方式，螺絲傳動方式，杠桿方式用手工驅(qū)動。
下面是本發(fā)明的另一個最佳實施例，在CT導引下進行經(jīng)皮肺穿刺活檢。
病人仰臥在CT掃描床上，做CT掃描和增強掃描，了解病變靶點位置，病灶與相鄰器官和血管的空間關系。根據(jù)病變位置，用一個帶10mm直徑圓形鉛塊的膠布貼置在病變區(qū)域上方的表皮上。將自動立體系統(tǒng)移至CT掃描床右側(cè)，操作醫(yī)生控制操縱桿移動X軸連桿(112)，Y軸連桿(114)，Z軸連桿(116)和旋轉(zhuǎn)定位器(118)，將定位器(118)的定位頭(133)對準金屬標記物，將激光放射管發(fā)射的激光光束瞄準金屬標記的圓心，去除金屬標記物膠布。開始進行CT掃描，采用單層掃描或螺旋掃描方式，掃描層數(shù)為6～10層，采集層數(shù)較多，可以為三維影像重建提供更多的信息。掃描完畢后，將CT掃描資料通過計算機串行接口232傳輸至電腦工作站。這時電腦工作站將從CT接受的二維影像直接顯示在二維影像顯示器(103)，同時將輸入的CT掃描信息，輸入三維立體影像重建軟件(該軟件平臺可以應用廣泛采用的成像技術，表面投影顯示方法或最大密度投影方法自我開發(fā)，或者直接購買已經(jīng)商品化的三維重建影像軟件，例如美國“3DDoctorc”立體三維影像重建軟件)。重新構建的三維立體影像在三維立體影像顯示器(104)上顯示。醫(yī)生觀察三維立體影像，確定病灶位置，深度，角度，方向及與周圍重要器官，血管，神經(jīng)的關系，確定最佳手術路徑，角度，方向，深度，制作穿刺計劃。根據(jù)上述計劃，醫(yī)生以定位器(133)的位置為基點(即病灶的位置)，移動機械臂，帶動定位器移動至穿刺計劃中理想的穿刺方向，位置，角度。這時定位點(133)定位在病灶位置，持針器上金屬模擬探針(132)尖端對準病灶方向，激光發(fā)射燈(130)發(fā)射的定位激光束確認位置(只有金屬探針與激光束方向完全平行才能確定位置)醫(yī)生操縱直線電機，驅(qū)動金屬模擬探針(132)固定在病人病灶上方的表皮上。
重新再做一次CT斷層掃描，觀察圖像上，模擬金屬探針(132)尖端方向的延伸線與病灶吻合，從而確定位置，方向，并確定穿刺深度。對病人穿刺表面皮膚消毒，鋪巾，取出無菌消毒穿刺針(132)替代金屬模擬探針，安裝的穿刺針點與定位頭(133)吻合，并與激光束完全一致。
將穿刺深度信息輸入電腦，固定在持針器上的穿刺針在直線電機(125)驅(qū)動下，按穿刺方案穿刺入肺部病灶，醫(yī)生旋轉(zhuǎn)穿刺針或抽吸穿刺針取得標本。驅(qū)動直線電機反方向運動拔出穿刺針。
三維影像導引，無框架，無創(chuàng)傷，機械臂式全自動立體定位系統(tǒng)，可以廣泛應用在全身各個部位經(jīng)皮穿刺活檢，各種介入性深部病灶內(nèi)注射，經(jīng)皮微創(chuàng)手術，例如經(jīng)皮椎間盤介入性微創(chuàng)手術等，以及可以用在組織間質(zhì)放射治療中，立體定位植入放療，還可以為各種手術進行立體定位確定手術路程，減少創(chuàng)傷，減少餅發(fā)癥，包括可用于全身各部位(包括頭顱)的經(jīng)皮穿刺活檢，獲得標本用于病理診斷；經(jīng)皮穿刺病灶內(nèi)注射治療(包括肝癌立體定向無水酒精注射)；立體定向介入性激光治療(包括立體定位經(jīng)皮穿刺肝癌激光消融術)；立體定向介入性熱療(包括經(jīng)皮穿刺肝癌射頻消融術)；立體定向腫瘤熱療(包括各種微波熱療，超聲熱療，射頻熱療)；立體定向放射治療；立體定向經(jīng)皮椎間盤吸除術；立體定向組織間質(zhì)放射術；立體定向引導下的其他多種微創(chuàng)手術等。
權利要求
1)一種屬于新型醫(yī)療儀器的三維影像導引，無框架，無創(chuàng)傷，機械臂式的全自動立體定位系統(tǒng)，它包括電腦工作站，三維立體影像重建軟件，二維影像和三維影像顯示器，裝有萬向輪可移動的底座，固定在底座上可以多方向，多角度活動的機械臂，驅(qū)動這些機械臂運動的多個高精度步進電機，可360°移動，裝有激光定位管和定位頭，可夾持和更換金屬模擬探針和穿刺針的持針器，控制傳動及運動的計算機控制電路及控制面板組成，通過上述組合可以實現(xiàn)無創(chuàng)傷，無框架，多部位，自動化立體定位可廣泛應用于多項醫(yī)學臨床診斷和治療程序。
2)按權利要求(1)所述的全自動立體定位系統(tǒng)，其特征在于采用三維立體影像作為立體定位的根據(jù)和基礎，以三維立體影像定位來替代傳統(tǒng)的二維影像定位，其具體實現(xiàn)方式是將CT和MRI掃描的二維影像，通過三維立體影像軟件處理，重新構建三維立體影像，三維圖形可在熒屏上顯示出偽彩圖形，可360°實時旋轉(zhuǎn)，三維影像重建是由電腦及軟件完成的，電腦可以是電腦工作站或個人電腦，軟件可以是購買的三維影像重建軟件或自我開發(fā)的三維重建軟件。
3)按權利要求(1)所述的全自動立體定位系統(tǒng)，其特征在于采用自動控制的多維方向運動機械臂取代傳統(tǒng)技術中的定位框架，實現(xiàn)多部位，多方向的無創(chuàng)傷，無框架定位。
4)按權利要求(1)所述的全自動立體定位系統(tǒng)，其特征在于，X軸連桿(112)在X軸直線電機(141)驅(qū)動下移動滑塊(111)在移動滑槽(110)內(nèi)作X軸方向移動，Y軸連桿(114)在步進電機(124)驅(qū)動下沿Y軸方向移動，Z軸連桿(116)在旋轉(zhuǎn)步進電機驅(qū)動下作Z軸方向移動，定位器(118)在旋轉(zhuǎn)步進電機(144)驅(qū)動下作360°方向的移動，上述X軸連桿(112)，Y軸連桿(114)，Z軸連桿(116)，定位器(118)的多方向運動可以最終調(diào)節(jié)定位器(118)的定位頭(133)和激光發(fā)射管(130)放射的激光定位光束趨向于病灶定位點，上述機械臂的運動可以通過各種傳動裝置，驅(qū)動裝置，包括電動機，液動，氣動，電磁鐵等，由操作者自行通過控制器控制，或預設程序自動控制，或手工調(diào)節(jié)控制，或采用遙控方式控制，上述機械臂連桿最好是采用高強度鋁合金材料制造，也可以是其他金屬材料或塑料材料制造。
5)按權利要求(1)所述的全自動立體定位系統(tǒng)，其特征在于，X軸連桿(112)，Y軸連桿(114)，Z軸連桿(116)，定位器(118)也可以通過任何已知的機械傳導裝置，采用手工調(diào)節(jié)的方式移動上述機械臂到達指定的定位位置，這些已知的機械傳導裝置包括軸承，蝸輪，蝸桿，軸套裝置，球狀關節(jié)裝置等。
6)按權利要求(1)所述的全自動立體定位系統(tǒng)，其技術特征在于，定位器(118)底桿(128)末端金屬定位頭(133)，與頂桿(127)末端激光發(fā)射管(130)射出的激光定位束始終在同一方位，代表定位器(118)縱軸垂直方向并始終在同一位置，始終與金屬模擬探針或穿刺針(132)處于同一位置，激光定位束引導，校正金屬定位頭(133)和金屬模擬探針或穿刺針(132)的位置和方向。
7)按權利要求(1)所述的全自動立體定位系統(tǒng)，其技術特征在于，持針器(131)，可以夾持，固定各種類型模擬探針或各類穿刺針，持針器三個固定螺絲(136)位置的調(diào)節(jié)可以調(diào)節(jié)金屬探針和穿刺針位置和方向，持針器(131)可以采用直線電機(126)驅(qū)動，也可以采用任何傳動裝置或驅(qū)動裝置驅(qū)動，這些裝置可以是電動機，電磁鐵，液壓傳動或氣壓傳動，也可以采用任何已知的機械傳導裝置，包括蝸輪，蝸桿，螺旋傳動裝置，杠桿傳動裝置等方式手工驅(qū)動，持針器(131)最好采用高強度工程塑料材料或非金屬高分子材料制作，也可以采用其他各種金屬材料，塑料材料制造。
8)按權利要求(1)所述，全自動立體定位系統(tǒng)的技術特征在于，二維影像顯示器(102)和三維影像顯示器(103)并列裝置在底座(101)頂層固定機械臂，底座內(nèi)裝有個人電腦或電腦工作站和控制部件及電源，底座基底部位的4個方向輪(109)可以驅(qū)動整個裝置自由移動。
9)按權利要求(1)所述的全自動立體定位系統(tǒng)，其技術特征在于，能應用于進行各種介入放射學的診斷或治療程序，以及各種采用立體定位方法進行診斷和治療的程序和方式，方法。
全文摘要
一種機械臂式全自動立體定位系統(tǒng)，通過三維影像重建軟件，重建CT或MRI三維立體影像，在CT和MRI實時引導下，多方向，多方位，組合式機械臂通過自動控制，調(diào)整定位激光束瞄準病灶，實施無創(chuàng)傷，無框架，多部位，高精度的立體定位，由直線電機自動控制的持針器按照預先設計的方案，選擇損傷人體組織最小的途徑將穿刺針送入人體組織深部，進行介入放射學的診斷或治療，或者在金屬模擬探針引導下實施其他需立體定位完成的外科微創(chuàng)手術或其他物理治療?？蓮V泛應用于各類醫(yī)學臨床介入放射學的診斷和治療程序。
文檔編號A61B6/00GK1522671SQ03150770
公開日2004年8月25日 申請日期2003年9月4日 優(yōu)先權日2003年9月4日
發(fā)明者高春平 申請人:高春平