本團隊提供的是新型腦深部電極植入裝置及相應電極,建立了單枚弧形電極植入顱內多靶點的技術方案(已授權相應專利:一種弧形軌跡植入顱內電極的裝置CN 106175893 B、一種用于顱內植入的弧形電極CN 209108407 U)。
本團隊提出的弧形軌跡植入顱內電極的腦立體定向儀,用于在顱內實現單電極經過多個顱內目標靶點的穿刺軌跡,所述腦立體定向儀搭載可選可調節的弧形穿刺套管向顱內引入電極,所述弧形引導套管被固定于定位具上,所述定位具上設有定位框架和位置可調的定位點,所述定位點上設有固定件,當弧形引導套管穿過定位點且被固定件固定時,弧形引導套管完成定位;當所述弧形引導套管定位時,弧形引導套管的弧形所在圓的圓周經過顱內的多個目標靶點。
期望合作方(如某領域的行業企業等):北京品馳醫療設備有限公司、蘇州景昱醫療器械有限公司
專利號:CN106175893B
發明人:丁陳禹、康德智
圖1. “弧形電極軌道”的MRI示例
Figure 1. Describe the “curved lead pathway” on MR images.
(a~c) 經右側STN和GPi的“弧形電極軌道”:(a) AC-PC平面的軸位圖像。“電極軌道平面”(黑色五邊形)經過點(12,-3,0)(黑色三角形)并與正中矢狀面(黑色燕尾箭號)呈49.4°夾角。(b) 在儀器自帶的MRI圖像工作站上重建“電極軌道平面”,“電極軌道平面”垂直于AC-PC平面,并經過右側GPi(空心箭號)和STN(黑色箭號)。(c) 在“電極軌道平面”上確定“弧形電極軌道”。當半徑=5cm時,“弧形電極軌道”如白色燕尾箭頭所示;半徑=6時,“弧形電極軌道”如白色燕尾箭號所示,且定位柱和定位桿的大致位置如白色三角形和白色五邊形所示。如經過右側STN和GPi的“電極軌道”為直線,可見GPi和STN連線的延長線(黑色三角形)向前經外側裂至右側眉弓外上方,向后經枕葉至枕骨,并非電極植入的常規入顱點。(d~f) 單電極植入雙側STN:(d) “電極軌道平面”與矢狀面呈90°夾角,經過雙側STN(白色箭號)并垂直于AC-PC平面。(e) 在“電極軌道平面”上確定“弧形電極軌道”。當半徑=5cm時,“弧形電極軌道”如白色燕尾箭頭所示;半徑=6時,“弧形電極軌道”如白色燕尾箭號所示,且定位柱和定位桿的大致位置如白色三角形和白色五邊形所示,此時的電極入顱點位于頂部。(f) 通過調整定位框的位置來改變電極入顱點的位置。當XOY平面與AC-PC平面平行時,“電極軌道平面”如圖中白色實線所示,電極入顱點位于頂部。如果在安裝定位框時,將定位框前傾40°,則“電極軌道平面”的位置如白色虛線所示,電極入顱點位于額部,弧形電極在經過一側STN后,穿經紅核和中腦上緣抵達對側STN。
圖2. 弧形電極植入應用于人時的配套立體定向框架系統設計圖
Figure 2. The proposed stereotaxic system for implanting a curved lead to human
(a) 定位框,包括底邊框、立柱和顱骨釘;(b) 在圖a的基礎上安裝轉接座(黑色箭號)和垂直板(黑色燕尾箭號);(c) 在圖b的基礎上安裝水平板(黑色三角形)和定位柱(黑色燕尾箭頭);(d) 在圖c的基礎上安裝定位桿(空心箭頭);(e) 在圖d的基礎上安裝定位套管(空心三角形);(f) 在圖e的基礎上安裝帶管芯的穿刺套管(空心燕尾箭頭);(g) 從左到右依次為:定位套管、穿刺套管穿經定位套管、穿刺套管管芯、和帶管芯的穿刺套管穿經定位套管;(h) 從上到下依次為:定位柱和偏轉角度測量盤。
圖3. 3D打印顱骨模型及弧形電極植入所需的新型立體定向系統
Figure 3. The 3D printed skull model and novel stereotaxic system for implanting a curved lead
(a, b) 3D打印顱骨模型。(c, d) 顱骨模型內置的6個靶點位置。(e) 將內置靶點的顱骨模型固定于定位框上進行CT掃描以明確內置靶點的坐標。(f) 顱骨模型固定與配套新型立體定向系統。新型立體定向系統的組成部件包括了垂直板(空心箭頭)、水平板(黑色箭頭)、定位柱(燕尾箭頭)和定位套管(五邊形)等。(g) 水平板和定位柱(黑色箭頭)。(h) 水平板(空心箭頭)。(i)定位桿(燕尾箭頭)。(j) 定位套管(五邊形)和3D打印的用以代替弧形電極的弧形線柱。
圖4. CT圖像所示6個內置靶點的位置
Figure 4. The locations of the six inner targets on the CT images.
(a~c) 6個內置靶點在CT軸位圖像上的位置。借助CT定位板在CT圖像上的顯影,可在CT軸位圖像上計算目標靶點的坐標。(d~h) 6個內置靶點在CT冠狀位圖像上的位置。6個內置靶點均為圓環狀,根據成像角度不同,在CT圖像上可表現為一個完整的圓或僅表現為兩個點。
圖5. 弧形電極植入及植入后CT掃描所示的電極位置
Figure 5. Curved lead implantation and positions of lead on post-implantation CT images.
(a) 使用新型立體定向儀向靶點R1+R2植入弧形電極。(b~f) 電極植入后進行CT掃描,冠狀位(b,c)、軸位(d)和矢狀位(e,f)圖像示見弧形電極分別穿經R1和R2。
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