專利名稱：脊柱手術用開孔導航器檢測電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及醫療器械領域，具體涉及一種脊柱手術用開孔導航器檢測電路及方法。
背景技術：
目前，椎弓根螺釘固定治療法已在脊柱外科手術有著廣泛的應用，經椎弓根內固定手術成敗的關鍵是能否準確地將螺釘經椎弓根擰入椎體。為保證螺釘安全植入，需要輔助醫療器械的定位推測，更多是依靠醫生的手感和經驗。這種方式螺釘誤置率高，可能造成脊髓和神經的損傷，從而導致患者癱瘓或者功能性障礙。 中國專利2010101145546，專利權人為南京航空航天大學，公開了一種用于椎弓根釘植入的近紅外定位導航裝置。但是，如本發明一樣簡單易行的一種脊柱手術用開孔導航器檢測電路及方法未見報道。

發明內容
本發明的目的是，提出解決脊柱手術椎弓根螺釘植入過程中的通道定位問題的裝置。為實現上述目的，本發明采取的技術方案是一種脊柱手術用開孔導航器檢測電路，包括導航器探頭，激勵電壓模塊，信息處理模塊，嵌入式控制系統，導航器探頭包括兩個電極，信息處理模塊包括電流電壓轉換器、預處理電路、A/D轉換器；激勵電壓模塊輸出激勵電壓作用于導航器探頭的兩個電極；導航器探頭的兩個電極輸出電流信號經電流電壓轉換器輸出電壓信號，經預處理電路將電壓信號阻抗轉換、放大、濾波處理，后經A/D轉換器采樣，最終輸入嵌入式控制系統處理；嵌入式控制系統分析輸入數據的大小，并將之與預存的導航器探頭位于椎骨、脊髓液中的電流值對應數據分別作比較，從而指示所述導航器探頭所處位置。本發明有如下有益效果本提供了一種脊柱手術用開孔導航器檢測電路，對脊柱手術開孔進行導航，避免椎骨根螺釘誤置造成損傷。本發明另一目的是，提出解決脊柱手術椎弓根螺釘植入過程中的通道定位問題的方法。為實現上述目的，本發明采取的技術方案是一種脊柱手術用開孔導航方法，包括以下步驟輸出激勵電壓作用于導航器探頭的兩個電極；對導航器探頭的兩個電極輸出的電流信號轉換并輸出電壓信號，并作阻抗轉換、放大、濾波處理，后經A/D轉換采樣；將A/D轉換采樣數據與導航器探頭位于椎骨、脊髓液中的電流值對應數據分別作比較，從而判斷導航器探頭所處位置。上述技術方案的有益效果是提供了一種脊柱手術用開孔導航方法，對脊柱手術開孔進行導航，避免椎骨根螺釘誤置造成損傷。


圖I為一種脊柱手術用開孔導航器檢測電路的結構示意圖。圖2為一種脊柱手術用開孔導航器檢測電路的信息處理模塊示意圖。圖3為一種脊柱手術用開孔導航器檢測電路的探頭電路連接示意圖。
具體實施例方式下面結合實施例并參照附圖對本發明作進一步描述。實施例I
本實施例實現一種脊柱手術用開孔導航器檢測電路。 如圖I所示的一種脊柱手術用開孔導航器檢測電路的結構示意圖。導航器探頭I是由位于頭部的中央電極與周圍電極之間的絕緣帶組成，位于兩個電極之間的人體組織充當導電介質。根據脊髓液的電導率明顯大于椎骨的電導率的特點。首先在嵌入式控制系統3中預存入導航器探頭I的兩個電極都位于椎骨內以及中央電極位于脊髓液時的電流值范圍。嵌入式控制系統3通過D/A轉換器5給導航器探頭I提供穩定持續的激勵電壓。當導航器探頭I進入人體后，導航器探頭I實時地將測得的電流信息傳入信息處理模塊2。信息處理模塊2將電壓信息轉換成嵌入式控制系統3易處理的信息。嵌入式控制系統3通過A/D轉換器9將此時的電流信息與預存的電流值范圍相比較，分析導航器探頭I此時在人體中的位置，嵌入式控制系統3向語音報警模塊4發出控制命令，報警器做出響應，提示導航器探頭I當前的位置。如圖2所示的一種脊柱手術用開孔導航器檢測電路的信息處理模塊示意圖。導航器探頭I采集到的電流信息不能被嵌入式控制系統3直接處理。模擬電流輸入端6將電流信息通過電流電壓轉換器7將電流信號轉換成電壓信號。由于轉換后的電壓信號強度小，阻抗低，易受噪聲干擾，需經過預處理電路8的阻抗轉換、放大、濾波處理，通過A/D轉換器9將模擬電壓轉換成嵌入式控制系統3能夠接收處理的數字電壓。如圖3所示的一種脊柱手術用開孔導航器檢測電路的導航器探頭電路連接示意圖。如圖導航器的探頭由中央電極10，周圍電極11，絕緣介質12組成。由嵌入式控制系統3經D/A轉換器5產生的激勵電壓13加載在中央電極10和周圍電極11上。電流電壓轉換器7采集加載在兩電極之間人體組織上的激勵電壓產生的電流，以供后續處理。實施例2
本實施例實現一種脊柱手術用開孔導航方法，其基于實現的硬件電路可以是實施例I中所述的檢測電路，也可以是依照本方法構建的其他電路，例如基于計算機或數字信號處理器構建的電路或系統。一種脊柱手術用開孔導航方法，包括以下步驟
步驟I :輸出激勵電壓作用于導航器探頭的兩個電極；
步驟2 :對導航器探頭的兩個電極輸出的電流信號轉換并輸出電壓信號，并作阻抗轉換、放大、濾波處理，后經A/D轉換采樣；
步驟3:將A/D轉換采樣數據與導航器探頭位于椎骨、脊髓液中的電流值對應數據分別作比較，從而判斷導航器探頭所處位置。步驟4 :根據導航器探頭所處位置發出聲音提示。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人
員，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和補充，這些改進和補充也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種脊柱手術用開孔導航器檢測電路，其特征在于 包括導航器探頭，激勵電壓模塊，信息處理模塊，嵌入式控制系統，所述導航器探頭包括兩個電極，所述信息處理模塊包括電流電壓轉換器、預處理電路、A/D轉換器； 所述激勵電壓模塊輸出激勵電壓作用于所述導航器探頭的兩個電極； 所述導航器探頭的兩個電極輸出電流信號經所述電流電壓轉換器輸出電壓信號，經所述預處理電路將所述電壓信號阻抗轉換、放大、濾波處理，后經A/D轉換器采樣，最終輸入嵌入式控制系統處理； 所述嵌入式控制系統分析輸入數據的大小，并將之與預存的所述導航器探頭位于椎骨、脊髓液中的電流值對應數據分別作比較，從而指示所述導航器探頭所處位置。
2.根據權利要求I所述的檢測電路，其特征在于所述激勵電壓模塊D/A轉換器，所述嵌入式控制系統控制所述D/A轉換器提供所述導航器探頭兩個電極工作的激勵電壓。
3.根據權利要求I所述的檢測電路，其特征在于包括語音報警模塊，根據所述嵌入式控制系統根據所述導航器探頭所處位置控制語音報警模塊給出聲音提示。
4.一種脊柱手術用開孔導航方法，其特征在于包括以下步驟 輸出激勵電壓作用于導航器探頭的兩個電極； 對導航器探頭的兩個電極輸出的電流信號轉換并輸出電壓信號，并作阻抗轉換、放大、濾波處理，后經A/D轉換采樣； 將A/D轉換采樣數據與導航器探頭位于椎骨、脊髓液中的電流值對應數據分別作比較，從而判斷導航器探頭所處位置。
5.根據權利要求4所述的導航方法，其特征在于還包括根據導航器探頭所處位置發出聲音提示的步驟。
全文摘要
本發明涉及一種脊柱手術用開孔導航器檢測電路，包括導航器探頭，激勵電壓模塊，信息處理模塊，嵌入式控制系統；激勵電壓模塊輸出激勵電壓作用于導航器探頭的兩個電極；導航器探頭的兩個電極輸出電流信號經電流電壓轉換器輸出電壓信號，經預處理電路處理，后經A/D轉換器采樣，最終輸入嵌入式控制系統處理；嵌入式控制系統分析輸入數據的大小，并將之與預存的導航器探頭位于椎骨、脊髓液中的電流值對應數據分別作比較，從而指示所述導航器探頭所處位置。本發明對脊柱手術開孔進行導航，避免椎骨根螺釘誤置造成損傷。本發明還涉及一種脊柱手術用開孔導航方法。
文檔編號A61B17/90GK102670199SQ20121013532
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月4日 優先權日2012年5月4日
發明者劉同有, 愈洪流, 王紅霞 申請人:上海朗信醫學科技有限公司