[发明专利]计算机辅助的髋部手术中的器械导航有效

专利信息
申请号: 201580060104.4 申请日: 2015-11-06
公开(公告)号: CN107072741B 公开(公告)日: 2020-07-14
发明(设计)人: B·法拉迪约;M·瓦林;B·佩尔蒂埃;F·帕拉迪斯 申请(专利权)人: 奥尔索夫特无限责任公司
主分类号: A61B90/00 分类号: A61B90/00;A61B34/20;A61B34/10;A61B90/30
代理公司: 永新专利商标代理有限公司 72002 代理人: 王英
地址: 加拿大*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 计算机辅助 髋部 手术 中的 器械 导航
【说明书】:

一种计算机辅助的手术系统,包括:校准器械,其适于以已知的方式被应用到骨盆;以及手术器械。计算机辅助的处理器单元操作手术辅助流程并且包括至少一个便携式惯性传感器单元,其被配置为被连接到所述至少一个校准器械和所述至少一个手术器械,所述便携式惯性传感器单元输出表示其取向的读数。几何关系数据模块提供所述校准器械和所述手术器械的所述便携式惯性传感器单元的所述取向之间的几何关系数据。坐标系模块设置所述骨盆的坐标系,其中,所述骨盆的前后轴大体上在重力的方向上,并且其中,所述骨盆的中侧轴使用其之间的所述几何关系数据从所述至少一个校准器械上的所述一个便携式惯性传感器单元的读数获得。跟踪模块使用来自使用其之间的所述几何关系数据的所述手术器械上的所述惯性传感器单元的读数来跟踪所述至少一个手术器械相对于所述坐标系的移动,并且计算针对所述移动的导航数据,所述导航数据使所述手术器械的所述取向与所述骨盆的所述取向相关。接口输出所述导航数据。

相关申请的交叉引用

本申请主张要求于2014年11月6日提交的美国临时专利申请No.62/076123的权益,并且通过引用将其并入本文。

技术领域

本申请涉及使用惯性传感器的计算机辅助的手术并且更具体涉及髋部手术中的髋臼杯定位流程。

背景技术

在髋关节置换术中,髋臼被铰孔以随后在其中接收髋臼杯。髋臼杯是被接收在经铰孔的髋臼中的植入物并且充当针对股骨头或股骨头植入物的受器。因此,在流程中使用诸如铰孔器和杯撞击器的工具。在这样的流程中的挑战之一是向髋臼杯提供足够的取向。实际上,不准确的取向可能导致移动的损耗、不适当的步态和/或植入物部件的过早磨损。例如,髋臼杯通常通过撞击器被定位在经铰孔的髋臼中。撞击器具有阀杆,在所述阀杆的端部处是髋臼杯。阀杆由操作者把持,其影响自由端以便将髋臼杯驱动到髋臼中。然而,可能重要的是,操作者将撞击器的阀杆保持在相对于骨盆的精确的三维取向上,以便确保在倾斜和前倾方面的髋臼杯的足够的取向。

出于该目的,计算机辅助的手术已经被用在髋部手术中,以便帮助操作者将铰孔器和撞击器定位和取向到期望的取向。在被用在计算机辅助的手术中的各种跟踪技术中间,已经使用光学导航、C形臂验证和手动参考引导。光学导航要求使用导航系统,其增加手术时间。其还要求将参考钉在患者上,其增加到流程的侵入性。此外,其限于阻碍正常手术流的视线约束。C形臂验证要求使用庞大的设备并且验证不具有成本效益。此外,其不提供在一旦被完成时对杯定位的定量评估,并且通常与在手术中相反,在手术后被使用。最后,诸如A型的手动夹具不占手术桌台上的患者的位置。

因此,惯性传感器被用于其成本效益和其提供的有价值的信息。

发明内容

因此,根据本公开的实施例,提供了一种在计算机辅助的髋部手术中相对于骨盆对手术器械进行导航的方法,包括:在患者以仰卧位处在桌台平面上的情况下:利用惯性传感器单元创建针对骨盆的坐标系,所述坐标系使用重力的方向来设置所述骨盆的前后轴并且包括所述骨盆的中侧轴;跟踪所述骨盆的所述惯性传感器单元坐标系;通过确定所述骨盆的所述坐标系中的所述器械的三个旋转自由度,利用至少一个手术器械上的惯性传感器单元来设置所述至少一个手术器械的取向;使用来自所述手术器械上的所述惯性传感器单元的读数来跟踪所述至少一个手术器械相对于所述坐标系的移动;并且输出针对所述移动的导航数据,所述导航数据使所述手术器械的取向与所述骨盆的取向相关。

进一步地,根据本公开的实施例,输出导航数据包括输出所述手术器械相对于所述骨盆的前倾角和/或倾斜角。

更进一步地,根据本公开的实施例,创建针对所述骨盆的所述坐标系包括从支撑被应用到所述骨盆的髂前上棘的所述惯性传感器单元的器械获得所述中侧轴。

更进一步地,根据本公开的实施例,创建所述坐标系包括将所述骨盆的所述坐标系的颅尾轴设置为所述前后轴和所述中侧轴的叉积。

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