用于导航程序的系统和方法技术方案

公开了一种导向或对准系统。该系统可用于至少辅助程序。该系统可辅助对准对象和/或确定该程序的选定部分的物理边界。定该程序的选定部分的物理边界。定该程序的选定部分的物理边界。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于导航程序的系统和方法


[0001]本公开总体上涉及一种用于确定和/或选择构件在空间中和/或相对于受试者的位置(包括定位和定向)的系统和方法。

技术介绍

[0002]本部分提供与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。
[0003]在用于各种程序(如外科手术程序、组装程序等)的导航系统中，可以跟踪器械或对象。可以通过各种操作模式的一个或多个跟踪系统来跟踪器械，如通过测量磁场对传感器线圈的影响和/或使用光学传感器来确定位置。传感器线圈可以包含放置在磁场内的导电材料，在所述磁场中在传感器线圈中感应到电流。所测得的感应电流可以用于标识或确定器械或对象的定位。
[0004]可以用多个线圈(如三个正交放置的线圈)来产生电磁场。各种发射器或现场生成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公司(Medtronic Navigation,Inc.)销售的AxiEM
TM
电磁导航系统。AxiEM
TM
电磁导航系统可包括用于生成由跟踪装置感测到的电磁场的多个线圈，该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位置。
[0005]跟踪系统还可以或可替代地包含光学跟踪系统。光学跟踪系统包括如跟踪系统等跟踪系统。光学跟踪系统包括一组具有视场的相机，以对器械的位置进行三角测量。

技术实现思路

[0006]这部分提供对本公开的整体概述并非是其完整范围或所有其特征的全面公开内容。
[0007]公开了一种用于执行和/或准备程序的系统。程序可以对活体受试者(诸如动物、人或其它选定的患者)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目。
[0008]导航系统可以用于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，其中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。程序还可用于获得或取得对如颅体积等体积的访问。在各个实施方案中，例如并且可将植入物放置在受试者的大脑中。
[0009]所公开的系统包括可相对于受试者定位的对准导向。对准导向可包括可固定到受试者的构件。进一步地，对准导向可与如相对于受试者的机械或机器人系统等选定的系统一起移动。适当的机器人系统可包括由在科罗拉多州路易斯维尔市设有营业地点的美敦力公司销售的Stealth颅机器人导向平台。
[0010]根据本文提供的描述，另外的适用性领域将变得显而易见。本概述中的描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，并且不旨在限制本公开的范围。
附图说明
[0011]本文中所描述的附图仅是为了说明选定的实施方案而不是所有可能实施方案的目的，并且不旨在限制本公开的范围。
[0012]图1是导航系统的环境视图；
[0013]图2是根据各个实施方案的对准系统的能够调节的导向系统；
[0014]图3是根据各个实施方案的包括导向构件和能够调节的基座的对准系统的组装视图；
[0015]图3A是导向系统和能够调节的基座的详细视图；
[0016]图4是使用对准系统的程序的流程图；
[0017]图5A、图5B和图5C串联示出了根据各个实施方案的对准系统的用途；并且
[0018]图6A和图6B示出了根据各个实施方案的对准系统的用途。
[0019]在所有附图的若干个视图中，对应的附图标记指示对应的零件。
具体实施方式
[0020]现在将参考附图更完整地描述示例性实施方案。
[0021]首先参考图1，展示了导航系统10。导航系统10可由如用户12等一个或多个用户用于各种目的或程序。导航系统10可用于确定或导航器械16在体积中的位置(也被称为姿势)。该位置可包含至少六个自由度，包括三维X、Y、Z定位和一个或多个定向度。定向可包括一个或多个自由度，如三个自由度(包括侧转、俯仰和横滚)。然而，应理解的是，可确定和/或将任何适当的自由度位置信息(如小于六自由度位置信息)呈现给用户12。
[0022]导航器械16的位置可用第一或器械跟踪装置56来完成，并且可帮助用户12了解和/或理解器械16相对于如图像参考系等选定参考系，并且因此相对于受试者20的位置，即使用户12不能够直接看到器械16。各种程序可能会挡住用户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。各种其它程序可包括在活体受试者上进行的外科手术程序，如执行脊椎程序、神经程序、定位深部脑刺激探针或其它外科手术程序。在各个实施方案中，例如受试者20可以是人类受试者20，并且程序可在人类受试者20上执行。然而，应理解的是，对于任何适当的程序，器械16可相对于任何受试者来跟踪和/或导航。在人类或活体受试者上跟踪或导航用于如外科手术程序等程序的器械仅仅是示例性的。
[0023]在各个实施方案中，如本文进一步讨论的，外科手术导航系统10可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。可以与手术导航系统10一起使用或作为所述手术导航系统的部件的各种部件可以包括可操作以对对象20成像的成像系统24，诸如成像系统、磁共振成像(MRI)系统、计算机断层扫描系统等。对象支撑件26可以用于在成像期间和/或在程序期间支撑或保持对象20。相同或不同支撑件可用于程序的不同部分。
[0024]在各个实施方案中，成像系统24可包括源24s。源可以发射和/或生成X射线。X射线可形成撞击在受试者20上如在锥束中的锥体24c。X射线中的一些X射线穿过受试者20，并且一些X射线被该受试者衰减。成像系统24还可以包括检测器24d，以检测未被对象20完全衰减或阻挡的X射线。因此，图像数据可以包括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。
[0025]图像数据可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。在各个实施方案中，即使图像数据是2D图像数据，所获取的图像数据也可用于形成或重构选定类型的图像数据，如三维体积。可通过一个或多个跟踪系统以能够跟踪的体积或导航体积(也称为相对于受试者20定义的受试者空间)来跟踪器械16。跟踪系统可包括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，跟踪系统可包括电磁(EM)定位器40，如图1所展示的。在各个实施方案中，本领域的技术人员应理解的是，可使用其它适当的跟踪系统，包括光学跟踪系统，该光学跟踪系统可包括光学跟踪系统定位器82、雷达、超声等。本文讨论的EM定位器40和跟踪系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于针对选定程序相对于受试者定位导向构件的系统，所述系统包括：移动系统，所述移动系统用于在被导航时使所述导向构件相对于所述受试者移动；以及基座系统，所述基座系统用于(i)与所述导向构件协作，以及(ii)被固定到所述受试者以至少相对于所述受试者辅助固持所述导向构件。2.根据权利要求1所述的系统，所述用于使所述导向构件相对于所述受试者移动的移动系统进一步包括：机器人系统，所述机器人系统被配置为被定位成靠近所述受试者，所述机器人系统具有用于接合所述导向构件并且使所述导向构件移动的至少一个构件；其中所述机器人系统被进一步配置为被操作以使所述导向构件相对于所述受试者移动。3.根据权利要求1或2中任一项所述的系统，所述系统进一步包括：跟踪系统，所述跟踪系统用于相对于所述受试者跟踪所述导向构件。4.根据权利要求3所述的系统，所述系统进一步包括：显示器，所述显示器用于显示所述导向构件相对于限定图像空间的图像的位置。5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中所述基座系统具有：(i)协作构件，所述协作构件被配置为与所述导向构件协作以便以选定姿势辅助固定所述导向构件；以及(ii)固定构件，所述固定构件被配置为以选定姿势固定到所述受试者。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述协作构件能够相对于所述固定构件选择性地固定。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述协作构件相对于所述固定构件可释放地固定。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述固定构件相对于所述受试者可释放地固定。9.根据权利要求8所述的系统，所述系统进一步包括：器械，所述器械与所述导向构件一起使用穿过所述基座系统的至少一部分到所述受试者。10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中所述基座系统可移动地联接到所述导向构件；其中所述基座系统能够相对于所述导向构件在第一位置与第二位置之间移动。11.根据权利要求10所述的系统，其中所述移动系统使所述导向构件和所述基座系统移动到所述基座系统处于所述第一位置中的第一姿势；并且所述移动系统使所述基座系统在所述导向构件处于所述第一姿势之后移动到所述第二位置。12.根据权利要求11所述的系统，其中移动到所述第二位置的所述基座系统包括使所述基座系统的至少一部分相对于所述导向构件旋转以使所述基座系统相对于所述导向构件轴向移动。13.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
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：