ФАНТОМ СТЕРЕОТАКСИЧЕСКОГО АППАРАТА Российский патент 1998 года по МПК A61B19/00 G09B23/28 

Изобретение относится к медицинским приборам, в частности к фантомам стереотаксических аппаратов. Фантом предназначен для моделирования системы координат мозга, внешней системы координат ВСК, системы координат основания стереотаксического аппарата и взаимной связи перечисленных систем.

Известен фантом аппарата Talairack [1], представляющий копию основания стереотаксического аппарата с рентгеноконтрастными решетками. Для определения места целевой точки в соответствии с рентгенограммами в решетку вставляются спицы и их пересечение имитируют целевую точку.

Недостатками такого фантома являются необходимость проведения рентгенографии с установленным на голове основанием, следовательно, невозможность разделения во времени рентгенографии и операции, а также малая точность наведения, так как погрешности изготовления решеток и спиц приводят к значительным набегающим ошибкам.

Таким же недостаток обладает фантом аппарата Riechert (там же), содержащий каретку, передвигающуюся по трем взаимно перпендикулярным направлениям. Целевая точка определяется концом заостренного стержня, расположенного на каретке, наведение на который по трем координатам очень трудоемко.

Ближайшим аналогом изобретения является фантом [2], содержащий плиту с установленным на ней имитатором целевой точки в виде карандашной отметки, нанесенной на одну из пересекающихся плоскостей, воспроизводящих координатную систему мозга.

Недостатком аппарата, как и аналогов, является малая точность и наглядность наведения, так как точка выставляется по расчетам и ни оператор фантома, ни хирург не видят структур, окружающих ее, не видят структур, через которые будет проходить инструмент.

Задачей, решаемой изобретением, является обеспечение высокой точности и надежности наведения за счет возможности визуальной оценки структуры, в которую производится наведение. Наглядное представление всей совокупности образований, окружающих целевую точку, снижает нервную нагрузку на хирурга, который в других случаях должен помнить всю картину. Этой цели служит возможность просмотра ряда точек, через которые будет проходить инструмент. В случае, если траектория задевает опасные участки, можно выбрать другую, менее опасную.

Указанная задача решается за счет того, то имитатор целевой точки выполнен в виде изображений срезов мозга, размещенных в системе координат основания фантома.

На чертеже представлены элементы фантома.

Фантом содержит основание 1 с устройством координирования, выполненным в виде координатных линеек 2 и 3. К плите фантома крепится стойка 4, на которой закреплен брус 5, имитирующий такой же брус, устанавливаемый на голове пациента. На брус с помощью винтов 6 и 7 устанавливается направляющее устройство 8, по дуге 9 которого перемещается каретка 10.

Во втулках каретки скользит стереотаксический инструмент 11, конец которого касается стеклянной пластины 12, на которой изображены срезы мозга. Пластина устанавливается на столик 13, закрепленный на линейке через механизм перемещения по высоте 14.

Наведение инструмента в целевую точку осуществляют следующим образом.

На основании стереотаксических расчетов определяют координаты X, Y, Z целевой точки относительно основания фантома. Столик 13 устанавливают на линейку 3. Перемещением линейки 3 относительно линейки 2 выставляют X, перемещением столика 13 относительно линейки 3 - Y и с помощью механизма 14 устанавливают "Z". Отсчеты по шкалам X, Y, Z дают положение начала координат мозга. Изображения параллельных сагиттальной плоскости срезов мозга устанавливают на столике с помощью кодового крепления так, что установка каждого изображения однозначна.

Обычно в качестве изображений используют отредактированные срезы атласа мозга. В случае, если реальный мозг пациента отличается от среднего мозга атласа, то по шкалам линеек X, Y, Z вводят редукционные поправки. На срезе мозга отмечают целевую точку, при этом ясно видно, где эта точка находится, в какой структуре и какие структуры ее окружают. Срез устанавливают на столик 13, и направляющее устройство 8 настраивают так, чтобы конец инструмента 11 коснулся целевой точки. В этом положении фиксируют узлы соединения направляющего устройства, и оно готово для передачи хирургу.

При необходимости оценки траектории инструмента среди структур мозга инструмент отводят в исходное положение, на столик устанавливают последовательно срезы, через которые должен проходить инструмент, и к каждому из них прикасаются концом инструмента без изменения настройки направляющего устройства. Точка касания показывает место прохождения инструмента через данное сечение головного мозга. Ряд точек касания дает траекторию.

Оператор фантома и хирург, просматривая траекторию, могут убедиться в ее безопасности или, наоборот, придти к выводу о нежелательности такого движения. Во втором случае можно выбрать и проверить другую траекторию и повторить выбор до тех пор, пока не будет найдена оптимальная.

Использование изображения с отмеченной на нем целевой точкой вместо острия, установленного в пространстве без ориентиров, может значительно повысить точность наведения инструмента, комфортность работы с фантоном, снизить психологические нагрузки на оператора фантома и хирурга, что в конечном счете снижает вероятность врачебных ошибок и ускоряет операцию. Возможность визуального и быстрого выбора оптимальной траектории ускоряет время подготовки к операции или в случае непредвиденных осложнений в процессе операции позволяет надежно отыскать новую траекторию.

Использование: в медицинской технике, в частности в стереотаксических аппаратах для решения задачи повышения точности и надежности наведения на целевую точку. Сущность изобретения: фантом стереотаксического аппарата содержит имитатор целевой точки фантома, который выполнен в виде изображений срезов мозга, помещенных в систему координат основания фантома. Устройство содержит, кроме того, основание, координатные линейки, стойку, винты, направляющее устройство, каретку, стереотаксический инструмент, столик и механизм перемещения по высоте. 1 ил.

Фантом стереотаксического аппарата, содержащий основание с устройством координирования и имитатор целевых точек, отличающийся тем, что имитатор выполнен в виде изображения срезов мозга, размещенных в устройстве координирования.