包括位置跟踪系统的用于操纵骨的组件技术方案

本发明专利技术涉及一种用于操纵骨的组件，其包括第一操纵元件和第二操纵元件，第一操纵元件配置成附接到骨的第一部分并且包括位置发射信号，第二操纵元件配置成附接到骨的第二部分并且包括传感器，所述传感器检测位置发射信号，以提供第一操纵元件和第二操纵元件相对于彼此的位置和方位信号。所述组件还包括跟踪单元，所述跟踪单元包括处理器，所述处理器使用所述位置和方位信号在多个维度中跟踪第一操纵元件和第二操纵元件相对于彼此的移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括位置跟踪系统的用于操纵骨的组件优先权声明本申请要求2011年6月22日提交的名称为“Ultrasound CT Registration forPositioning(用于定位的超声CT配准)”的美国临时申请序列号61/499，849和2011年6月22日提交的名称为“Ultrasound CT Registrationfor Positioning(用于定位的超声CT配准)”的美国临时申请序列号61/499，838，将这两个申请的公开内容并入本文。
技术介绍
CT (计算机断层摄影术)经常用于对骨成像，因为这允许构建高清晰度三维图像。这些高清晰度图像有利于对骨折、韧带损伤和错位的理解，并辅助治疗策略的制定。然而，CT扫描仪是大型的大体积装置，不便于在治疗程序期间使用。超声成像装置体积不太大，并且更便于在程序期间使用。然而，由这些装置产生的图像与由CT扫描仪产生的那些相比较不准确且较不全面，并且因此在要求精确的程序中具有有限的实用性。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于操纵骨的组件，所述组件包括第一操纵元件和第二操纵元件，第一操纵元件配置成附接到骨的第一部分并且包括位置发射信号，第二操纵元件配置成附接到骨的第二部分并且包括传感器，所述传感器检测位置发射信号，以提供第一操纵元件和第二操纵元件相对于彼此的位置和方位信号。该组件还包括跟踪单元，所述跟踪单元包括处理器，所述处理器使用位置和方位信号在多个维度中跟踪第一操纵元件和第二操纵元件相对于彼此的移动。【附图说明】图1示出根据本专利技术示例性实施例的系统的示意图；图2示出骨的透视图，在该骨上，使用图1的系统根据本专利技术的示例性实施例执行截骨程序；图3示出图2的骨的透视图，其中第一柄部元件附接到骨的第一部分；图4示出图2的骨的透视图，其中标记物插入骨的第二部分中；图5示出图2的骨的透视图，其中第二柄部安装在骨的第二部分上；图6示出图2的骨的透视图，其中切口形成于其中，使得骨的第一部分和第二部分可相对于彼此操纵；图7示出脊柱的一部分的透视图，在该脊柱上，使用图1的系统根据本专利技术的另一个示例性实施例执行治疗脊柱侧凸的程序；图8示出图7的脊柱的透视图，其中标记物插入脊柱的第一椎骨中；图9示出图7的脊柱的透视图，其中第一柄部元件安装在该标记物之上；图10示出图7的脊柱的透视图，其中第二柄部元件附接到脊柱的第二椎骨；图11示出使用图1的系统的脊柱的一部分的透视图，所述脊柱是根据本专利技术的替代实施例使用脊柱侧凸程序待治疗的；图12示出图11的脊柱的透视图，其中第一标记物插入脊柱的第一椎骨中；图13示出图11的脊柱的透视图，其中超声装置扫描脊柱的第二椎骨；图14示出图11的脊柱的透视图，其中第一柄部元件和第二柄部元件分别附接到第一椎骨和第二椎骨；图15示出使用图1的系统根据本专利技术另一个示例性实施例待治疗的破碎骨的透视图；图16示出图15的骨的透视图，其中第一标记物插入穿过骨的第一破碎部分；图17示出图15的骨的透视图，其中第二标记物插入穿过骨的第二破碎部分；并且图18示出图15的骨的透视图，其中第一柄部元件和第二柄部元件分别附接到第一破碎部分和第二破碎部分。【具体实施方式】结合以下说明和附图可进一步理解本专利技术，其特征在于，相似的元件由相同的参考标号标示。本专利技术涉及用于治疗骨的系统和方法，并且具体地涉及一种系统和方法，所述方法用于使用指示一个或多个标记物在骨上的位置的配准超声数据和CT数据，使得在治疗程序期间获得的超声数据 可被采用以辅助操纵先前获得的CT图像数据，以在程序期间精确跟踪骨的一个或多个部分的位置。本专利技术的示例性实施例描述了一种系统和方法，其参考配准到CT图像数据的数据，以确立在联接到骨的第一部分的第一柄部元件CT图像内的位置，使得当骨的第一部分经由第一柄部元件操纵时获得的数据可用于操纵CT图像，以示出骨的第一部分的移动。第二柄部元件可联接到骨的第二部分，使得指示第一柄部元件和第二柄部元件的相对位置的配准数据可用于实时操纵CT图像，以示出骨的第一部分和第二部分的相对移动。本领域的技术人员将理解，虽然示例性实施例描述第一柄部元件和第二柄部元件分别联接到骨的第一部分和第二部分，但是第一柄部元件和第二柄部元件也可定位在第一骨和第二骨上或任何其它基本上刚性的主体结构上，使得可操纵先前获得的结构的CT图像数据，以示出在程序期间所述结构的运动。如图1中所示，根据本专利技术示例性实施例的系统100包括便携式超声装置102，所述超声装置配置成获得骨的超声数据124和将骨的超声数据124(例如，超声图像数据)传输到跟踪站104，该跟踪站配准超声数据124与在收集超声数据124之前获得的CT数据126 (例如，CT图像)，以确定第一柄部元件106相对于CT数据126的位置。超声装置102包括超声扫描仪110和照相机112，该超声扫描仪用于获得骨的超声数据124，该照相机有利于光学跟踪第一柄部元件106相对于获得的超声数据124的位置。照相机112可包括光源114和例如在玻璃标度上的固定图案116。固定图案116的影子投射在第一柄部106的传感器128上且由第一柄部106的传感器128检测，以提供第一柄部数据132,该第一柄部数据包括对应于在至多六个维度中的第一柄部106相对于超声装置102的位置和/或方位的数据。使用收集的数据，跟踪站104能够配准(例如，关联)超声数据124与CT数据126，以确定第一柄部元件106相对于CT数据126的位置。一旦配准已完成，就可根据本专利技术的示例性系统和方法操纵骨，如下文所更详细描述。第一柄部元件106定位在骨的第一部分上，而第二柄部元件108定位在骨的第二部分上。第二柄部元件108包括发光设备130，如LED阵列，其与第一柄部元件106上的传感器128通信，以提供第二柄部数据134，该第二柄部数据指示第二柄部元件108相对于第一柄部元件106的位置。跟踪站104使用第二柄部数据134以确定第二柄部元件108相对于CT数据126的位置，并且在显示器120上显示第一柄部元件106和/或第二柄部元件108相对于CT数据126的位置。如相对于图2至图6将在下文所更详细描述，第一柄部元件106和第二柄部元件108初始定位在刚性的骨上，并且随后在配准其位置之后被切割。随着第一柄部元件106和第二柄部元件108由使用者操纵并相对于彼此移动，跟踪骨的第一部分和第二部分相对于彼此的对应运动并操纵CT数据126，以显示该相对运动。也就是，基于第二柄部数据134，由对应于骨的第一部分和第二部分的CT数据126表示的图像部分相对于彼此移动，使得使用者在显示器120上实时看到骨的第一部分和第二部分的运动。超声装置102的扫描仪110可拍摄骨的二维或三维图像，以获得超声数据124。然后，跟踪站104通过超声数据124查看与由CT数据126表示的图像部分具有轮廓相似性的部分，以识别对应于骨的相同部分的超声数据124和CT数据126的部分。超声数据124和CT数据126可具有多个相似性的点，其要求超声装置102在离散的时间段内拍摄多个超声图像，以确保在表示骨的相同部分的这些识别数据部分之间恰当配准。要求的许多二维图像可例如取决于骨的轮廓的同质性，以及超声数据124和CT数据1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于操纵骨的组件，其包括：第一操纵元件，其配置成附接到骨的第一部分并且包括位置发射信号；第二操纵元件，其配置成附接到骨的第二部分并且包括传感器，所述传感器检测所述位置发射信号，以提供所述第一操纵元件和所述第二操纵元件相对于彼此的位置和方位信号；以及跟踪单元，其包括处理器，所述处理器使用所述位置和方位信号在多个维度中跟踪所述第一操纵元件和所述第二操纵元件相对于彼此的移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.22 US 61/499838;2011.06.22 US 61/4998491.一种用于操纵骨的组件，其包括: 第一操纵元件，其配置成附接到骨的第一部分并且包括位置发射信号； 第二操纵元件，其配置成附接到骨的第二部分并且包括传感器，所述传感器检测所述位置发射信号，以提供所述第一操纵元件和所述第二操纵元件相对于彼此的位置和方位信号；以及 跟踪单元，其包括处理器，所述处理器使用所述位置和方位信号在多个维度中跟踪所述第一操纵元件和所述第二操纵元件相对于彼此的移动。2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述第一操纵元件和所述第二操纵元件包括柄部，所述柄部的尺寸和形状设定成由使用者握持，以分别移动所述骨的第一部分和第二部分。3.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述位置发射信号为发光阵列。4.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述位置发射信号为场发生器。5.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，还包括扫描单元，所述扫描单元连接到所述第二操纵元件，以确定所述第一操纵元件和所述第二操纵元件之一的相对位置。6.根据权利要求5所述的组件，其特征在于，所述扫描单元包括光源，所述光源投射待由所述第一操纵元件的传感器检测的其固定图案的影子，使得确定所述第一操纵元件相对于所述扫描单元的位置和方位。7.根据权利要求3所述的组件，其特征在于，还包括显示器，所述显示器示出所述第一操纵元件和所述第二操纵元 件之一相对于所述骨的表面数据的位置。8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：A鲍姆加特纳，
申请(专利权)人：新特斯有限责任公司，
类型：
国别省市：