用于利用手术器械使轨迹可视化的系统和方法技术方案

描述了一种用于在患者的骨上实施手术的手术系统。该手术系统包括：参考装置，其包括一个或多个不透射线标记；第一传感器，其被配置成生成与参考装置相对于第一坐标系的定向数据有关的第一信号；用于联接到端部执行器的手术器械；第二传感器，其被配置成生成与端部执行器和手术器械中的至少一个相对于第二坐标系的定向数据有关的第二信号；以及导航系统。该导航系统被配置成确定端部执行器和手术器械中的至少一个的定向，并基于所确定的定向和用户输入将端部执行器与手术器械中的至少一个的虚拟表示叠加在该图像上。个的虚拟表示叠加在该图像上。个的虚拟表示叠加在该图像上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于利用手术器械使轨迹可视化的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年8月4日提交的美国临时专利申请No.63/060726的利益和优先权，该专利申请被全部通过引用结合到本文中。

技术介绍

[0003]传统的医疗和外科手术通常涉及使用手术工具和器械，这些手术工具和器械使外科医生能够接近和操纵手术部位。作为非限制性示例，旋转器械(例如手持式钻孔器)通常与矫形手术结合使用，以解决多种肌肉骨骼状况，例如创伤、运动损伤、退行性疾病、关节重建等。
[0004]在使用手持式钻孔器或类似手术器械的手术中，由致动器(例如，电动马达)选择性地产生的旋转扭矩用于以不同速度旋转可释放地附接的端部执行器(例如钻孔器)或其他手术附件。手术机头组件在端部执行器抵靠在其上的骨上钻孔。
[0005]一种骨科手术是切开复位内固定(ORIF)术。在ORIF手术过程中，外科医生将断骨重新对齐，并利用一个或多个手术植入物将该骨固定就位。这一个或多个手术植入物可包括骨板和螺钉。螺钉将骨板相对于该骨保持在适当位置中。经过一段时间后，当确定骨愈合时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于对患者的骨实施手术的手术系统，所述手术系统包括：参考装置，所述参考装置限定至少一个参考轴线并包括一个或多个不透射线标记，所述参照装置被配置成相对于手术植入物具有固定的姿态；第一传感器，所述第一传感器被配置成当被设置在所述参考装置上时相对于所述参考装置具有固定的姿态，并且被配置成生成与所述参考装置相对于第一坐标系的定向数据有关的第一信号；手术器械，所述手术器械用于联接到端部执行器；第二传感器，所述第二传感器被配置成相对于所述手术器械具有固定的姿态，并且被配置成生成与所述端部执行器和所述手术器械中的至少一个相对于第二坐标系的定向数据有关的第二信号；以及导航系统，所述导航系统被配置成：接收(i)第一信号、(ii)第二信号以及(iii)所述参考装置和所述患者的骨的图像；显示所述参考装置和所述患者的骨的图像；接收与所述端部执行器和所述手术器械中的至少一个相对于所述骨的预期位置相关的用户输入；(i)当所述手术器械和所述端部执行器中的至少一个的轴线与所述至少一个参考轴线对齐时，将所述第一坐标系配准到所述第二坐标系，(ii)在图像坐标系中配准所述至少一个参考轴线相对于所述骨的定向，以及(iii)基于所述用户输入，配准所述端部执行器和所述手术器械中的至少一个相对于所述骨的位置；基于所述第一信号和所述第二信号确定所述端部执行器和所述手术器械中的至少一个相对于所述骨的定向；以及基于所述端部执行器和所述手术器械中的至少一个的经配准的位置和所确定的定向，将所述端部执行器和所述手术器械中的至少一个的虚拟表示叠加在所述图像上。2.如权利要求1所述的手术系统，其中，所述第二传感器被配置成被设置在所述手术器械上。3.如前述权利要求中的任一项所述的手术系统，其中：所述图像包括所述一个或多个不透射线标记的阴影；并且所述导航系统被配置成基于所述一个或多个不透射线标记的阴影的姿态，在所述图像坐标系中配准所述第一传感器相对于所述骨的定向。4.如前述权利要求中的任一项所述的手术系统，其中，所述手术系统还包括所述手术植入物，所述手术植入物是包括一个或多个孔隙的骨板。5.如权利要求4所述的手术系统，其中，所述手术系统还包括固定构件，其中：所述参考装置包括联接部分；并且所述固定构件的第一部分被配置成将所述手术植入物固定到所述骨，并且所述固定构件的另一部分被配置成被联接到所述参考装置的所述联接部分。6.如权利要求4或5中的任一项所述的手术系统，其中：所述图像包括所述一个或多个孔隙的一个或多个阴影；并且所述用户输入包括对应于xy平面中的预期位置的所述一个或多个孔隙的阴影的第一选择和对应于包括z轴的平面中的预期位置的第二选择。
7.如前述权利要求中的任一项所述的手术系统，其中，所述手术系统还包括第一端部执行器和第二端部执行器，其中：所述端部执行器被进一步限定为第一端部执行器；所述手术器械被配置成当被联接到所述第一端部执行器时，执行第一功能；所述手术器械被配置成被联接到第二端部执行器以执行第二功能；并且所述第一功能和所述第二功能是不同的功能。8.如前述权利要求中的任一项所述的手术系统，其中，所述第一传感器和所述第二传感器是陀螺仪。9.如前述权利要求中的任一项所述的手术系统，其中，所述手术系统还包括所述端部执行器，所述参考装置包括限定所述至少一个参考轴线的表面。10.如权利要求9所述的手术系统，其中，所述端部执行器被配置成被插入到所述表面中。11.如权利要求9或10中的任一项所述的手术系统，其中，所述端部执行器被以固定的定向联接到所述手术器械。12.如权利要求9所述的手术系统，其中，所述表面是套管。13.如权利要求9
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12中的任一项所述的手术系统，其中，所述一个或多个不透射线标记被设置在所述至少一个参考轴线上。14.如权利要求9
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13中的任一项所述的手术系统，其中：所述端部执行器是钻头；所述手术器械包括深度传感器，所述深度传感器被配置成在钻孔过程中提供与所述钻头的位移相关联的第三信号；并且所述导航系统被配置成接收所述第三信号，并且所述虚拟表示还基于所述第三信号。15.如权利要求1
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13中的任一项所述的手术系统，其中，所述手术系统还包括被配置成被附接到所述手术器械的深度测量附件，所述深度测量附件包括深度传感器，所述深度传感器被配置成在钻孔过程中提供与所述端部执行器的位移相关联的第三信号，所述参考装置包括柱，所述柱限定所述至少一个参考轴线并且被配置成被插入到所述深度测量附件中，并且所述第二传感器被设置在所述深度测量附件内。16.如权利要求15所述的手术系统，其中，所述手术系统还包括被配置成被附接到成像系统的装置，其中：所述导航系统被配置成基于所述至少一个参考轴线的所述一个或多个不透射线标记和所述装置中的至少一者来确定所述图像的比例系数；...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：史赛克公司，
类型：发明
国别省市：