[發明專利]脊柱三維定位方法

有效

• 申請號: 201810305256.1
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108451656B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 王作偉
• 申請（專利權）人: 北京醫院
• 主分類號: A61B90/11
• 分類號: A61B90/11;A61B17/34
• 代理公司: 天津欣達睿誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12216
• 代理人: 李欣

本發明公開了一種脊柱三維定位方法，涉及微創外科手術技術領域。一種脊柱三維定位方法，通過X光照片獲取脊柱正位圖和側位圖圖像；導入X光照片圖像，根據給定比例尺在正位圖和側位圖中均確定標記點C和D兩點空間位置；分別在正位圖和側位圖的圖像中標記原點及坐標系；在圖像中標記相關點，系統計算生成各點的坐標值；根據兩點確定一條空間直線，計算出相關點的空間坐標，以及C、D兩點確定的直線與水平面和垂直平面的夾角，通過反三角函數，確定穿刺針的穿刺位置、角度和距離；根據的輸出參數，設定脊柱穿刺定位儀穿刺針的位置和角度。這種計算方法使得復雜的計算過程非常簡便，加上直觀的穿刺線提示，基本避免了因為計算出現的誤差。

技術領域

本發明公開了一種脊柱三維定位方法，涉及微創外科手術技術領域，尤其是涉及脊柱微創定位系統及其在脊柱微創定位中的應用。

背景技術

微創外科手術是應用先進的工具(如計算機、特殊的穿刺導針、特殊的拉鉤和影像設備)，通過特殊的手術入路完成傳統的手術，以達到對患者產生最少的組織損傷、最輕的心理影響、最快的康復和最好的手術效果。

脊柱微創手術是近年來興起的治療各種脊柱疾病(如骨質疏松性壓縮性骨折、脊柱創傷性骨折、腰椎間盤突出癥、腰椎管狹窄癥等)的手術方法，它具有切口小、創傷小、手術時間短、術后效果佳等多個優點。微創經椎間孔腰椎椎體間融合手術、脊柱內窺鏡手術、經皮椎體成形術等脊柱微創手術越來越多的應用于脊柱相關疾病的治療。

脊柱微創手術關鍵的步驟就是第一步的穿刺定位，穿刺定位的成功與否往往是決定手術成敗的關鍵。但是，即使具備豐富臨床穿刺經驗的脊柱外科醫師常常遇到穿刺困難的問題。既往的各種體表標志定位、金屬標記定位等方法定位不夠準確、手術過程中需要多次透視；既增加了手術時間，又使醫護人員及患者多次暴露在X線輻射下，遭受較常規手術數倍甚至數十倍劑量的X射線照射。

20世紀90年代，計算機科技和醫學影像技術的不斷進步使得導航技術和機器人技術開始應用到脊柱外科領域。導航和機器人的應用提高了螺釘植入通道的安全性和精確性，減少了患者和醫護人員的X線輻射，減少了患者的失血量和并發癥的發生，無論給醫生還是患者都帶來了很大的益處。但是導航及機器人系統也會帶來定位誤差，造價昂貴，并且操作復雜，暫時難以推廣。

有一些研究致力設計造價便宜、簡易實用的定位儀，用于脊柱手術穿刺及定位，有的定位儀已經進行了臨床試驗，并取得了較好的效果。但是這些定位儀也存在著一些缺點，比如：有些定位儀過于龐大，安裝后對手術及術中C型臂透視應用造成干擾；有些定位儀對于患者體位要求較高，患者稍有體位變化就會造成較大定位誤差；有些定位儀過度依靠術前的CT，實際手術與制定計劃之間有較大誤差等。因為這些缺點，這些定位儀在實際工作中應用比較困難，目前還沒有一種定位儀在臨床工作中普遍應用。

為解決穿刺問題，專利號ZL 201520325717.3公開了以中國脊柱微創定位系統，目的是提高穿刺成功率、縮短手術時間、減少醫師與患者X線的接觸量，提高手術效率。并通過試驗來驗證其準確性與安全性。該脊柱微創定位儀在脊柱微創定位中的應用，包括以下主要步驟：固定脊柱定位儀；沿x軸方向拍攝第一張脊柱正位X光圖片，記錄位于椎骨表面上的第一穿刺點和位于椎骨深部的第二穿刺點在y-z平面內的第一位置信息；沿y軸方向拍攝第二脊柱側位X光圖片，記錄位于椎骨表面上的第一穿刺點和位于椎骨內部的第二穿刺點在x-z平面內的第二位置信息；根據第一位置信息和第二位置信息確定穿刺點的方向和角度；調整脊柱微創定位儀使得穿刺針與定位的方向和角度一致，進行穿刺。

然而確定穿刺點的方向和角度是極為困難的，一旦出現錯誤，將導致穿刺失敗。現有技術中，只能依靠醫生的經驗和操作手法進行大致的定位。因此在實際工作中，有時會因為定位不準確而對患者進行多次穿刺，造成患者的負擔和痛苦。因此，在整個定位過程中，對X光圖片的參數進行測量、計算，然后根據參數確定穿刺的方向和角度是非常重要的。但目前缺少一種簡單、準確獲得穿刺的距離、方向和角度的方法。

發明內容