基于生物电阻抗的全视角椎弓根手术辅助导航装置及方法

摘要

本发明公开一种基于生物电阻抗的全视角椎弓根手术导航装置及方法，采用微电极拓扑结构，在钻头周向上多个位置设置微电极，通过将不同两个微电极设置为驱动电极，向探测目标上施加电流，并通过其余电极两两组合后分别设置为测量电极，提取探测目标的感应电压，实现在脊柱手术过程中实时钻头周围组织的阻抗以及钻头位置的实时监测。本发明的优点为：使椎弓根螺钉植入手术可视化，更精确的判断螺钉通道的位置，实现最大程度上减小螺钉误置率，避免了传统椎弓根手术中多次推拔钻头，节省手术时间，提高了手术成功率。

主权项

一种基于生物电阻抗的全视角椎弓根手术导航装置，其特征在于：包括电极钻头、握柄、探测组件、信号处理电路板与上位机； 其中，电极钻头为实心，前端为尖端；电极钻头后端安装有空心握柄；电极钻头侧壁表面周向上开设有至少2个凹槽；上述每个凹槽内安装有一个探测组件；所述探测组件包括基底与微电极；基底前部作为探测部分，下表面与凹槽底面固定；基底后部作为电路板连接部分位于握柄内部；基底上表面镀制n个微电极与焊盘，n≥1，且需使电极钻头上的微电极的总个数不小于3个；n个微电极位于基底的探测部分上；n个焊盘位于基底的电路板连接部分上；n个微电极与n个焊盘间一一对应，通过镀制在基底上表面的输入输出导线相连；且基底的探测部分上表面除微电极外的部位覆盖有一层绝缘膜； 所述信号处理电路板设置于握柄内部，通过导线与基底的电路板连接部分上各个焊盘相连；信号处理电路板包括通信模块、信号控制与处理模块、多频电流源模块、激励通道选通模块、测量通道选通模块、信号调理与A/D转换模块； 其中，通信模块用来实现信号控制与处理模块和上位机间通信；多频电流源模块用来生频率可调的正弦波激励信号；信号控制与处理模块用来对信号处理电路板中各个模块进行实时控制以及信息交换和处理；激励通道选通模块用来对各个微电极进行选择并设定为驱动电极，实现将电流施加到探测目标；测量通道选通模块用来对各个微电极进行选择并设定为测量电极，实现对探测目标上的感应电压信号进行提取；信号调理与A/D转换模块用来对感应电压信号进行放大、解调、滤波以及A/D转换。