帶有手術定位和線性導航功能的c形臂x光機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種帶有手術定位和線性導航功能的C形臂X光機。
【背景技術】
[0002]移動式C形臂X光機(以下簡稱C形臂X光機)是醫院臨床手術中常用的設備，它將一個X線發生器與一個影像增強器分別集成在一個“C”形臂狀框架結構的兩端。影像增強器輸出的影像通過光電耦合的方式傳送到電視攝像機中，形成視頻信號。該視頻信號可實時地顯示在監視器上，以便醫生看到患者的解剖信息影像及其在治療過程中的動態情況，而這些視覺信息可輔助醫生進行體內異物或病變組織精確定位。
[0003]目前，C形臂X光機只能生成透視圖像，用于觀察體內組織器官，本身不具備手術定位及手術導航功能。隨著微創外科技術的發展，手術創口越來越小，手術效果很大程度上取決于手術醫生對病灶非直視情況下判斷的準確性，因此，病灶體外定位和手術導航的臨床需求十分迫切。雖然目前有不少手術定位技術和設備，但一般都建立在C臂X光機透視基礎上，如果C臂X光機本身就帶有手術定位和手術導航功能，則將為手術帶來極大便利，且因為中間過程減少而具備定位準確、快速、方便的優勢。
【發明內容】
[0004]針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于供一種能夠快速、精確定位人體內部異物或病變組織的具體位置、增加手術安全性、提高手術準確率、同時減少輻射暴露及減少手術創傷的帶有手術定位和線性導航功能的C形臂X光機。
[0005]所述的帶有手術定位和線性導航功能的C形臂X光機，包括C形臂、影像增強器、X線管、支架、臺車、監視器和中央控制器，影像增強器設置在C形臂一端，X線管設置在C形臂另一端，C形臂安裝在支架上，C形臂能夠沿支架旋轉滑動，支架安裝在臺車上，支架能夠沿臺車水平滑動，臺車、監視器和中央控制器安放在地面上，監視器和中央控制器與影像增強器和X線管電連接，其特征在于所述的C形臂上還設置有定位模塊，定位模塊與所述的影像增強器和X線管相配合。
[0006]所述的帶有手術定位和線性導航功能的C形臂X光機，其特征在于所述的定位模塊主要由第一平面運動機構、第二平面運動機構和四根連接件構成，四根連接件分別為第一連接件、第二連接件、第三連接件和第四連接件相連，四根連接件設置在第一平面運動機構和第二平面運動機構的四角；
所述的第一平面運動機構包括第一導軌框，第一導軌框為正方形；第一導軌框上滑動設置有第一 X方向運動桿、第一 I方向運動桿，第一 X方向運動桿與第一 I方向運動桿垂直設置，第一 X方向運動桿沿第一導軌框的X方向滑動，第一 I方向運動桿沿第一導軌框的y方向滑動；第一 X方向運動桿和第一 y方向運動桿上安裝有第一軸承座，且第一 X方向運動桿能夠帶動第一軸承座沿第一導軌框的X方向運動，第一 y方向運動桿能夠帶動第一軸承座沿第一導軌框的y方向運動；第一連接件上設置有第一 X方向I號帶輪軸，第二連接件上設置有第一 X方向2號帶輪軸，第一 X方向I號帶輪軸和第一 X方向2號帶輪軸上設置第一X方向同步帶，第一 X方向同步帶與第一 X方向運動桿的端部滑塊固定連接；第一連接件上還設置有第一 I方向I號帶輪軸，第四連接件上設置有第一 I方向2號帶輪軸，第一 y方向I號帶輪軸、第一 I方向2號帶輪軸上設置第一 y方向同步帶，第一 y方向同步帶與第一y方向運動桿的端部滑塊固定連接；
所述的第二平面運動機構包括第二導軌框，第二導軌框為正方形；第二導軌框上滑動設置有第二 X方向運動桿、第二 I方向運動桿，第二 X方向運動桿與第二 I方向運動桿垂直設置，第二 X方向運動桿沿第二導軌框的X方向滑動，第二 I方向運動桿沿第二導軌框的y方向滑動；第二 X方向運動桿、第二 I方向運動桿上安裝有第二軸承座，且第二 X方向運動桿能夠帶動第二軸承座沿第二導軌框的X方向運動，第二 y方向運動桿能夠帶動第二軸承座沿第二導軌框的y方向運動；第一連接件上還設置有第二 X方向I號帶輪軸，第二連接件上還設置有第二 X方向2號帶輪軸，第二 X方向I號帶輪軸和第二 X方向2號帶輪軸上設置第二 X方向同步帶，第二 X方向同步帶與第二 X方向運動桿的端部滑塊固定連接；第一連接件上還設置有第二 y方向I號帶輪軸，第四連接件上還設置有第二 y方向2號帶輪軸，第二y方向I號帶輪軸和第二 y方向2號帶輪軸上設置第二 y方向同步帶，第二 y方向同步帶與第二 y方向運動桿的端部滑塊固定連接；
所述的第一平面運動機構與第二平面運動機構平行，第一連接件、第二連接件、第三連接件和第四連接件的兩端分別固定在第一導軌框和第二導軌框的四角；第一軸承座內安裝有第一關節軸承，第二軸承座內安裝有第二關節軸承；
所述的第一平面運動機構設置有3個第一平面標識，第一平面標識包括設置在第一 y方向運動桿的上、下、右位置處的三個不銹鋼鋼球，即上不銹鋼鋼球、下不銹鋼鋼球和右不銹鋼鋼球，上不銹鋼鋼球與下不銹鋼鋼球的間距為80mm，下不銹鋼鋼球與右不銹鋼鋼球的間距為31_ ;第二平面運動機構設置有3個第二平面標識，第二平面標識包括設置在第二X方向運動桿的上、下、左位置處的三個不銹鋼鋼球，即上不銹鋼鋼球一、下不銹鋼鋼球一和左不銹鋼鋼球，上不銹鋼鋼球一與下不銹鋼鋼球一的間距為31mm，下不銹鋼鋼球一與左不銹鋼鋼球的間距為80mm ;第一軸承座設置有第一平面中心標識，第一平面中心標識由設置在第一軸承座上的一個不銹鋼鋼球組成；第二軸承座設置有第二平面中心標識，第二平面中心標識由設置在第二軸承座上的一個不銹鋼鋼球組成；第一平面標識的三個不銹鋼鋼球與第二面標識的三個不銹鋼鋼球的位置均不相同；第一平面中心標識的不銹鋼鋼球與第二平面中心標識的不銹鋼鋼球的位置不相同；
所述的第一關節軸承與第二關節軸承直接設置激光管，激光管為圓形管，激光管的尾部安裝在第一關節軸承內，激光管的頭部安裝在第二關節軸承內，激光管的發射激光與激光管同軸；
所述的第一連接件上還設置有驅動器，驅動器輸入端與中央控制器電連接；驅動器輸出端驅動第一 X方向I號帶輪軸、第一 I方向I號帶輪軸、第二 X方向I號帶輪軸和第二 I方向I號帶輪軸運動，驅動器的輸出端還與激光管的尾部相連并控制激光管的激光發射。
[0007]所述的帶有手術定位和線性導航功能的C形臂X光機，其特征在于所述的定位模塊固定安裝在影像增強器下方且與影像增強器底面平行。
[0008]所述的帶有手術定位和線性導航功能的C形臂X光機，其特征在于所述的第一導軌框、第二導軌框、第一 X方向運動桿、第一 y方向運動桿、第二 X方向運動桿和第二 I方向運動桿均采用X光下不顯影的碳纖維材料制作。
[0009]所述的帶有手術定位和線性導航功能的C形臂X光機，其特征在于所述的C形臂X光機的工作步驟如下:
1)首先通過C形臂X光機正視獲取矩陣校準板的一張矩陣校準圖像，將矩陣校準圖像信號存貯在中央處理器中，并對其進行圖像處理，記錄各矩陣點的坐標信息；矩陣校準板設置有矩陣校正點，矩陣校正點由設置在矩陣校準板上的24行23列的552個不銹鋼鋼球組成，不銹鋼鋼球與不銹鋼鋼球的行列間距均為6mm ;
2)將定位模塊中的第一I方向運動桿和第二 X方向運動桿移動至定位模塊的中間區域，此時第一軸承座和第二軸承座均處于定位模塊的中心位置，第一軸承座與第一 y方向運動桿屬于定位模塊的第一平面運動機構，第一 I方向運動桿設置有3個第一平面標識，第二軸承座與第二 X方向運動桿屬于定位模塊的第二平面運動機構，第二 X方向運動桿設置有3個第二平面標識，第一軸承座上設置有I個第一平面中心標識，第二軸承座上設置有I個第二平面中心標