执行和评估程序的系统和方法技术方案

公开了一种用于执行程序的方法和系统。该系统可以包括导航系统，该导航系统至少用于协助该程序。该系统可以帮助描绘对象和/或确定受试者部分的物理特性。系统可以辅助执行程序和/或程序的工作流程。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】执行和评估程序的系统和方法
本公开总体上涉及一种用于确定成员在空间中相对于受试者的定位(包含位置和朝向)的系统和方法。
技术介绍
此部分提供与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。可以选择各种程序修复或替换所选受试者的某些部分。例如，在人类受试者中，可以选择人类解剖学的一部分进行修复或替换。在程序过程中，可以选择微创或低创的程序。低创程序可能限制直接观察受试者内的工作区域，但可减少恢复时间和/或受试者的不适。在用于各种程序(如外科手术、组装程序等)的导航系统中，允许跟踪器械或受试者。跟踪系统可以包括适当的跟踪系统，例如光学、声学、电磁(EM)等。EM跟踪或导航系统包括由在科罗拉多州路易斯维尔市(Louisville,Colorado)设有营业地点的美敦力导航有限公司(MedtronicNavigation,Inc.)销售的AxiEMTM电磁导航系统。AxiEMTM电磁导航系统可以包含用于产生由跟踪装置感测到的电磁场的多个线圈，所述多个线圈可以是传感器线圈，以允许使用如外科手术导航系统等导航系统来跟踪和/或展示所跟踪的器械的定位。光学跟踪系统包含如跟踪系统等跟踪系统。光学跟踪系统包含一组具有视场的相机，以对器械的定位进行三角测量。
技术实现思路
此部分提供对本公开的整体概述，并且并非是其完整范围或所有其特征的全面公开内容。通常需要连接到器械的跟踪装置以允许对器械进行跟踪和导航。因此，器械通常特定于跟踪或导航系统。使用者特定的器械(例如外科医生特定的器械)可能不包含跟踪装置。公开了可以被跟踪的辅助器械以及可以与辅助系统一起使用以跟踪程序的进度或程度的跟踪和/或导航系统。公开了一种用于执行程序的系统。程序也可以在如动物、人或其它选定的患者等活体受试者上执行。程序可以包含任何适当类型的程序，如对无生命的受试者(例如，封闭的结构、机身、底盘等)执行的程序。然而，可以使用导航系统来执行程序，其中跟踪系统能够跟踪选定的一个或多个项。导航系统可以用于在程序的所选部分过程中相对于受试者导航器械以执行程序。在各个实施例中，程序可以包含脊柱上的程序，如脊柱融合(即两个或更多个椎骨与选定的植入物系统或组合件连接在一起)和/或椎间盘切除术。在程序的椎间盘切除术期间，去除工具(例如刮匙)可不包括跟踪装置。因此，切割或去除器械可能不会被直接跟踪和/或导航。辅助或体积检查工具可以包括跟踪装置，以允许辅助器械被跟踪和/或导航。根据本文所提供的说明，其它应用领域将变得清楚。此
技术实现思路
中的描述和特定实例预期仅出于说明的目的且并不旨在限制本公开的范围。附图说明本文中所描述的图仅出于说明所选实施例而非全部可能实施方案的目的，并且并不旨在限制本公开的范围。图1是根据各种实施例的包括导航系统的手术室的环境图；图2是屏幕的图示，该屏幕包括没有体积信息的患者的脊柱图像；图3A是屏幕的图示，该屏幕包括具有体积跟踪信息的患者的脊柱图像；图3B是受试者内被跟踪的辅助或第二器械的详细环境图；图4A是屏幕的图示，该屏幕包括具有进一步的体积跟踪信息的患者的脊柱图像；和图4B是受试者内被跟踪的辅助或第二器械的详细环境图；贯穿附图的若干视图，对应的附图标记指示对应的部分。具体实施方式现在将参考附图更全面地对示例实施例进行描述。首先参考图1，展示了导航系统10。导航系统10可以由一个或多个使用者(如使用者12)用于各种目的或程序。导航系统10可以用于确定或跟踪器械16在体积中的定位。定位可以包含三维X、Y、Z位置和朝向两者。朝向可以包含一个或多个自由度，如三自由度。然而，应理解的是，可以确定和/或将任何适当的自由度定位信息(如至多或小于六自由度定位信息)呈现给使用者12。跟踪器械16的定位可以辅助使用者12确定器械16的定位，即使器械16对使用者12来说是不能直接看到的。各种程序可能会挡住使用者12的视线，如进行维修或组装无生命的系统(如机器人系统)、组装机身或汽车的各个部分等。各种其它手术可包含外科手术，例如在活体对象上执行的脊柱手术、神经手术、定位深脑模拟探针或其它外科手术。在各个实施例中，例如，活体受试者可以是人受试者20，并且程序可以在人受试者20上执行。然而，应理解的是，对于任何适当的程序，器械16可以相对于任何受试者来跟踪和/或导航。在人类或活体对象上跟踪或导航用于例如外科手术等手术的器械仅仅是示例性的。此外，程序的初始或选定部分可以用诸如未被跟踪或可能未被导航的第一器械15的器械进行。未被跟踪的器械15可以用于程序的选定部分，例如切除或切割。因此，在各种实施例中，仅可以跟踪可被称为第二或辅助器械的器械16，并且其具有与其相关联(例如附接)的被跟踪装置。第一器械15可能没有被跟踪或导航，并且可能没有与之关联的跟踪装置。然而，在各个实施例中，如本文进一步讨论的，外科手术导航系统10可以并入各种部分或系统，如在美国专利第RE44,305号；第7,697,972号；第8,644,907号；和第8,842,893号；以及美国专利申请公开第2004/0199072号中公开的部分或系统，所有专利通过引用并入本文中。可以与外科手术导航系统10一起使用或用作所述外科手术导航系统的组件的各种组件可以包含可操作以对受试者20成像的成像系统24，如成像系统、磁共振成像(MRI)系统、计算的断层扫描系统等。受试者支撑件26可以用于在成像期间和/或在程序期间支撑或保持受试者20。相同或不同的支撑件可以用于程序的不同部分。在各个实施例中，成像系统24可以包含源24s。源24s可以发射和/或生成X射线。X射线可以形成撞击在受试者20上如在锥束中的锥体24c。X射线中的一些X射线穿过，并且一些X射线被受试者20衰减。成像系统24可以进一步包含检测器24d，以检测未被受试者20完全衰减或阻挡的X射线。因此，图像数据可以包含X射线图像数据。进一步地，图像数据可以是二维(2D)图像数据。图像数据可以在外科手术程序期间如通过上文讨论的成像系统中的一个或多个成像系统来获取，或者在外科手术程序之前获取以在显示装置32上显示图像30。在各个实施例中，即使图像数据是2D图像数据，所获取的图像数据也可以用于形成或重构选定类型的图像数据，如三维体积。可以通过一个或多个跟踪系统以可跟踪的体积或导航体积来跟踪可跟踪的器械16。跟踪系统可以包含以相同的方式或多种和/或不同的方式或模式操作的一个或多个跟踪系统。例如，跟踪系统可以包含电磁(EM)定位器40，如图1所展示的。在各个实施例中，本领域的技术人员应理解的是，可以使用其它适当的跟踪系统，包含光学、雷达、超声等。例如，可以使用光学定位器82来跟踪器械16。本文讨论的EM定位器40和跟踪系统仅是可与导航系统10一起操作的示例性跟踪系统。可在跟踪体积中相对于对象20跟踪器械16的位置。器械16的位置或所选部分然后可以用显示装置32图示为图形表示，也称为图标16i。在各个实施例中，图标1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种评估程序的系统，所述系统包括：/n可跟踪器械，其被配置为进入通过去除受试者的一部分而产生的空隙；和/n导航系统，其被配置为基于在所述空隙内移动期间对所述可跟踪器械的跟踪确定所述受试者的被去除部分的表示。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180604 US 15/997,2461.一种评估程序的系统，所述系统包括：
可跟踪器械，其被配置为进入通过去除受试者的一部分而产生的空隙；和
导航系统，其被配置为基于在所述空隙内移动期间对所述可跟踪器械的跟踪确定所述受试者的被去除部分的表示。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述受试者的被去除部分包括在椎间盘切除术期间被去除的脊椎盘的体积。


3.根据权利要求1或2中任一项所述的系统，其中所述可跟踪器械包括基本非切割端，并且其中所述导航系统还被配置为：
确定所述可跟踪器械的可跟踪表面；和
在所述空隙中所述可跟踪器械的基本上非切割端的运动期间，跟踪所述可跟踪器械的所述可跟踪表面。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述导航系统被配置为通过以下基于在所述空隙内移动期间对所述可跟踪器械的跟踪确定所述受试者的被去除部分的表示：
确定在所述空隙内移动期间所述可可跟踪器械的至少远端部分已经通过的体积；和
用显示装置显示确定的体积。


5.根据权利要求4所述的系统，其中用所述显示装置显示确定的体积包括显示确定的体积的量的表示。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中所述导航系统还被配置为存储与所述受试者的所述部分相对应的预定体积。


7.根据权利要求6所述的系统，其中所述导航系统被配置为基于在所述空隙内移动期间跟踪所述可跟踪器械确定所述空隙的体积，并且其中所述导航系统还被配置为显示确定的所述空隙的体积相对于存储的对应于所述受试者的所述部分的预定体积的量。


8.根据权利要求7所述的系统，其中所述导航系统还被配置为通过以下显示确定的所述空隙的体积相对于存储的对应于所述受试者的所述部分的预定体积的所述量：
显示第一颜色以图示所述可跟踪器械已移动通过的第一体积；和
用所述显示装置显示第二颜色，以图示所述可跟踪器械没有移动通过的第二体积。


9.根据权利要求8所述的系统，其中所述第一颜色或所述第二颜色中的一种是图像表示颜色，并且所述第一颜色或所述第二颜色中的另一种不同于所述图像表示颜色。


10.根据权利要求8或9中任一项所述的系统，其中所述导航系统被配置为当所述可跟踪器械在所述空隙内移动时，更新所述图示以实时显示所述第一颜色。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其中所述器械是第一器械，其中所述系统还包括第二器械，所述第二器械被配置为去除所述受试者的所述部分，并且其中所述第二器械未被所述导航系统跟踪。


12.一种用于确定在外科手术程序中去除的脊柱的一部分的系统，所述系统包括：
可跟踪器械，其被配置为进入由于去除脊柱的一部分而产生的空隙；和
导航系统，其被配置为：
在所述空隙内移动期间，至少跟踪可跟踪器械的远侧部分；
基于在所述空隙内移动期间至少跟踪所述可跟踪器械的远侧部分确定所述空隙的体积；和
用显示装置显示确定的所述空隙的体积的表示。


13.根据权利要求12所述的系统，其中所述导航系统还被配置为存储与所述脊柱的所述部分相对应的预定体积。


14.根据权利要求13所述的系统，其中所述导航系统被配置为通过显示去除的预定体积的量的表示，用所述显示装置显示确定的所述空隙的体积的所述表示。


15.根据权利要求12至14中任一项所述的系统，其中所述导航系统被配置为显示所述可跟踪器械的所述远侧部分已经移动通过的第一体积和所述可跟踪器械的所述远侧部分没有移动通过的第二体积。


16.根据权利要求15所述的系统，其中所述导航系统示出具有第一颜色的第一体积以及具有第二颜色的第二体积。


17.根据权利要求16所述的系统，其中所述第一颜色或所述第二颜色中的一种是图像表示颜色，并且所述第一颜色或所述第二颜色中的另一种不同于所述图像表示颜色。


18.根据权利要求15至17中任一项所述的系统，其中所述导航系统被配置为随着所述可跟踪器械在所述空隙内移动而更新所显示的第一体积和第二体积。


19.根据权利要求12至18中任一项所述的系统，其中所确定的所述空隙的体积的表示包括所确定的所述空隙的体积的值。


20.根据权利要求12到19中任一项所述的系统，其中所述导航系统被进一步配置用于：
显示所述脊柱的至少一部分和所述可跟踪器械的远侧部分的图像表示；和
更新所述图像表示以识别所述可跟踪器械的远侧部分在所述空隙内的运动。


21.一种用于执行程序的系统，包括：
第一器械，其可操作以从受试者去除组织；
第二器械，其可操作以与在用第一器械去除组织期间形成的空隙的表面接触；
与第二器械连接的第一跟踪装置；
导航系统，其可操作以：
在所述空隙内跟踪第二器械；和
在第二器械在所述空隙内移动的同时，基于跟踪第二器械确定所述空隙的体积。


22.根据权利要求21所述的系统，其中所述导航系统包括存储器，所述存储器上已经存储有预定体积，以在用所述第一器械获得对所述受试者的访问之前从所述受试者移除所述预定体积。


23.根据权利要求22所述的系统，其中所述预定体积包括在椎间盘切除术期间去除的椎间盘的体积。


24.根据权利要求21至23中任一项所述的系统，其中所述第一器械包括切割部。


25.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·J·麦尔肯特，
申请(专利权)人：美敦力导航股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US