植入物切割块销放置制造技术

本发明专利技术描述了一种用于在目标骨骼(414)中钻孔(420，422)的系统、方法和装置。例如，所述系统包括切割工具(330)、被配置成跟踪所述切割工具的位置的导航系统(310)和可操作地连接到所述切割工具和所述导航系统的计算机辅助手术(CAS)系统(340)。所述CAS系统可以被配置成确定将植入在所述目标骨骼(414)上的植入部件(100)，确定用于准备所述目标骨骼以接收所述植入部件的切割块位置，基于所确定的切割块位置确定多个销位置(420，422)，以用于固定所述切割块(416)；以及当所述切割工具处于邻近所确定的多个销位置中的至少一个的位置时，选择性地向所述切割工具提供指令以切割孔。

Implant Cutting Block Pin Placement

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】植入物切割块销放置优先权声明本申请要求2016年11月30日提交的名称为“IMPLANTCUTTINGBLOCKPINPLACEMENT(植入物切割块销放置)”的美国临时申请号62/428,427的优先权权益，该临时申请全文以引用方式并入本文。
本公开大体上涉及用于计算机辅助骨科手术的设备、方法和系统。更具体地，本公开涉及使用计算机辅助钻孔装置对准以控制切割块销-孔放置，使得植入手术更高效。
技术介绍
使用计算机、机器人和成像来辅助骨科手术是本领域熟知的。对用来引导手术程序的计算机辅助导航和机器人系统来说，已经有大量研究和开发。例如，精密徒手雕刻器(precisionfreehandsculptor，简称PFS)采用机器人手术系统以帮助外科医生准确地将骨骼切割成期望形状。在诸如全髋关节置换术的程序中，已经使用计算机辅助手术技术以提高手术的准确性、可靠性。通过图像引导的骨科手术也已发现可用于预先计划并引导骨折中移位的骨块的正确解剖位置，从而允许通过接骨术进行良好固定。切口引导件或切割块可以用于骨科手术以帮助外科医生切割或修改目标骨骼的一些部分。例如，在例如全髋关节置换术(THR)或全膝关节置换术(TKR)的关节置换手术中，骨骼的准备可涉及将锯引导切割块钉/拧到骨骼，使得往复的锯片可沿着其预期路径保持稳定。这些块的放置可通过手动使用仪器或通过使用夹具来引导。切割块的定位可能是耗时且复杂的过程，这对于患者获得积极结果是至关重要的。允许在所需工作区内调整切割块的机制很复杂，且需要高加工公差，这增加了这些仪器系统的成本和复杂性。特别是手动对齐可能是麻烦的，并且限于通过机械和视觉参考方式获得的信息。用于手动对准切割块的仪器无法完全捕获骨骼的3D形状，也不能充分捕获关于关节的运动学或软组织张紧或松弛的信息。此类仪器的创建和管理费用昂贵。此类仪器需要大量的操作和清洁成本。这些成本增加了管理切割块的负担。机械参考仪器可能增加管理切口引导件或切割块的负担。
技术实现思路
提供了一种用于在目标骨骼中钻孔的系统。所述系统包括切割工具、被配置成跟踪所述切割工具的位置的导航系统和可操作地连接到所述切割工具和所述导航系统的计算机辅助手术(CAS)系统。所述CAS系统被配置成确定将植入在所述目标骨胳上的植入部件；确定用于准备所述目标骨骼以接收所述植入部件的切割块位置；基于所确定的切割块位置确定用于将切割块固定到所述目标骨骼的多个销位置；以及当所述切割工具处于邻近所确定的多个销位置中的至少一个的位置时，选择性地向所述切割工具提供指令以切割孔。在一些实施例中，所述导航系统可以被配置成跟踪对于所述切割工具的位置信息；以及将所述位置信息传输至所述CAS系统。在一些另外的实施例中，所述CAS系统还可以被配置成从所述导航系统接收所述位置信息；基于所接收的位置信息确定所述切割工具的位置和取向；以及当所确定的所述切割工具的位置邻近所确定的多个销位置中的至少一个时，提供所述指令以切割所述孔的至少一部分。在一些实施例中，所述CAS系统还可以被配置成确定植入物配置信息，其中所述植入物配置信息包括孔轨迹信息、植入物大小信息、标记信息、平面切割定位信息、平面切割取向信息和相关切割块信息中的至少一个。在一些另外的实施例中，所述CAS系统还可以被配置成选择所述切割块，其中所述切割块包括大小和形状；基于所述植入物配置信息以及所述切割块大小和形状确定所选择的切割块的孔位置信息；以及基于所确定的孔位置信息确定所述多个销位置。在一些实施例中，所述CAS系统还可以被配置成接收手术计划，所述手术计划限定对于所述目标骨骼的植入程序；以及基于所接收的手术计划确定所述植入部件。在一些另外的实施例中，所述手术计划可以限定膝关节置换手术。在一些实施例中，所述切割工具是计算机控制的切割工具。在一些实施例中，所述切割工具是手持式切割工具。在一些实施例中，所述切割块包括被配置成约束锯片的开口。还提供了一种用于帮助在目标骨骼中钻孔的装置。所述装置包括处理装置，所述处理装置可操作地连接到计算机可读介质，所述计算机可读介质被配置成存储一个或多个指令。所述指令在被执行时使所述处理装置：确定将植入在所述目标骨胳上的植入部件；确定用于准备所述目标骨骼以接收所述植入部件的切割块位置；基于所确定的切割块位置确定用于将切割块固定到所述目标骨骼的多个销位置，以及当切割工具处于邻近所确定的多个销位置中的至少一个的位置处，选择性地向可操作地连接至所述处理装置的所述切割工具提供指令以切割孔。在一些实施例中，所述一个或多个指令可以包括附加指令，所述附加指令在被执行时使所述处理装置：接收对于所述切割工具的位置信息；基于所接收的位置信息确定所述切割工具的位置和取向；以及当所确定的所述切割工具的位置邻近所确定的多个销位置中的至少一个时，提供所述指令以切割所述孔的至少一部分。在一些实施例中，所述一个或多个指令可以包括附加指令，所述附加指令在被执行时使所述处理装置确定植入物配置信息，其中所述植入物配置信息包括孔轨迹信息、植入物大小信息、标记信息、平面切割定位信息、平面切割取向信息和相关切割块信息中的至少一个。在一些另外的实施例中，所述一个或多个指令可以包括附加指令，所述附加指令在被执行时使所述处理装置：选择所述切割块，其中所述切割块包括大小和形状；基于所述植入物配置信息以及所述切割块大小和形状确定所选择的切割块的孔位置信息；以及基于所确定的孔位置信息确定所述多个销位置。在一些实施例中，所述一个或多个指令可以包括附加指令，所述附加指令在被执行时使所述处理装置：接收手术计划，所述手术计划限定对于所述目标骨骼的植入程序；以及基于所接收的手术计划确定所述植入部件。在一些另外的实施例中，所述手术计划可以限定膝关节置换手术。如上所述的实例实施例可以提供优于现有技术的各种优点。例如，本文中教导的技术可减少对特定植入部件寻找切割块的最佳位置所花费的时间。这些技术还通过利用机器人辅助手术系统在精确位置钻孔以用于在针对特定植入部件的最佳位置钉住切割块来将植入部件更准确地定位在最佳位置。下文参考附图详细描述本公开的实施例中的至少一些的另外的特征和优点，以及本公开的各种实施例的结构和操作。附图说明并入本说明书中且形成本说明书的一部分的附图说明本公开的实施例，且连同书面描述一起用于解释本专利技术的原理、特性和特征。在附图中：图1示出了根据本公开的某些实施例的可以作为手术程序的一部分附接到骨骼的植入物的实例。图2A是描绘根据本公开的某些实施例的用于提供手术导航以确保骨科程序与手术计划一致的系统的框图。图2B是根据本公开的某些实施例的具有采用切割工具的系统的手术室的图示。图2C是根据本公开的某些实施例的具有切割防护件的手持式切割装置的透视图。图3是描绘根据本公开的某些实施例的用于跟踪钻孔装置以放置用于植入物切割块的一个或多个销的一个或多个销孔的系统的框图。图4A是根据本公开的某些实施例的膝关节的透视图，示出了股骨、胫骨和一对销孔。图4B是根据本公开的某些实施例的膝关节的透视图，示出了股骨、胫骨和已经放置在图4A所示的销孔中的一对销。图4C是根据本公开的某些实施例的膝关节的透视图，示出了股骨、胫骨、一对销和切割块。图5是根据本公开的某些实施例的流程图，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在目标骨骼中钻孔的系统，所述系统包括：切割工具；导航系统，所述导航系统被配置成跟踪所述切割工具的位置；和可操作地连接到所述切割工具和所述导航系统的计算机辅助手术(CAS)系统，所述CAS系统被配置成：确定将植入在所述目标骨胳上的植入部件，确定用于准备所述目标骨骼以接收所述植入部件的切割块位置，基于所确定的切割块位置确定用于将切割块固定到所述目标骨骼的多个销位置，以及当所述切割工具处于邻近所确定的多个销位置中的至少一个的位置处并且以适当轨迹对准以切割孔时，选择性地向所述切割工具提供指令以切割所述孔。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.30 US 62/428,4271.一种用于在目标骨骼中钻孔的系统，所述系统包括：切割工具；导航系统，所述导航系统被配置成跟踪所述切割工具的位置；和可操作地连接到所述切割工具和所述导航系统的计算机辅助手术(CAS)系统，所述CAS系统被配置成：确定将植入在所述目标骨胳上的植入部件，确定用于准备所述目标骨骼以接收所述植入部件的切割块位置，基于所确定的切割块位置确定用于将切割块固定到所述目标骨骼的多个销位置，以及当所述切割工具处于邻近所确定的多个销位置中的至少一个的位置处并且以适当轨迹对准以切割孔时，选择性地向所述切割工具提供指令以切割所述孔。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述导航系统被配置成：跟踪对于所述切割工具的位置信息；以及将所述位置信息传输至所述CAS系统。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述CAS系统还被配置成：从所述导航系统接收所述位置信息；基于所接收的位置信息确定所述切割工具的位置和取向；以及当所确定的所述切割工具的位置邻近所确定的多个销位置中的至少一个时，提供所述指令以切割所述孔的至少一部分。4.根据前述权利要求1-3中任一项所述的系统，其中，所述CAS系统还被配置成确定植入物配置信息，其中所述植入物配置信息包括孔轨迹信息、植入物大小信息、标记信息、平面切割定位信息、平面切割取向信息和相关切割块信息中的至少一个。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述CAS系统还被配置成：选择所述切割块，其中所述切割块包括大小和形状；基于所述植入物配置信息以及所述切割块大小和形状确定所选择的切割块的孔位置信息；以及基于所确定的孔位置信息确定所述多个销位置。6.根据前述权利要求1-5中任一项所述的系统，其中，所述CAS系统还被配置成：接收手术计划，所述手术计划限定对于所述目标骨骼的植入程序；以及基于所接收的手术计划确定所述植入部件。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述手术计划限定膝关节置换手术。8.根据前述权利要求1-7中任一项所述的系统，其中，所述切割工具是计算机控制的切割工具。9.根据前述权利要求1-8中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：布兰里斯拉夫·哈拉马兹，康斯坦丁诺斯·尼蔻，
申请(专利权)人：蔚蓝纽带科技公司，
类型：发明
国别省市：美国,US