[发明专利]解剖配准探针、系统及方法

说明书

本发明公开了用于促进手术导航中的高效解剖配准的各种系统、装置和方法。这种系统、装置和方法可以在检测单元的动态数据收集模式期间提供对于对应于多个表面点的各个物理空间数据的相对快速的收集。另外或可替代地，这种系统、装置和方法可以在检测单元的单点收集模式下提供对多个数据的收集。系统可以具有数据收集单元以及配准探针。配准探针的远端部分可以具有接合前端。接合前端可以是动态接合前端或功能性接合前端。

优先权的要求

本申请要求于2015年3月26日提交的申请号为62/138,447的美国临时专利申请的权益，在此要求该美国临时专利申请的优先权权益，该美国临时专利申请的全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及解剖配准探针及相关联的系统和方法。

背景技术

本部分提供了与本发明相关的但不一定是现有技术的背景信息。

手术导航通常用于各种类型的整形外科手术。手术导航系统通常需要对患者的解剖构造进行配准。一种常见的解剖配准方法采用一种触针，该触针具有与检测单元结合地设置在一端上的定位器，以便顺序地记录解剖标记。由于人体解剖构造可以是几何复杂的，所以通常需要用触针配准(register)数百或数千个点，以便恰当地限定相关的患者解剖构造。

发明内容

本部分提供了本发明的总体概述，而并不是对本发明的全部范围或其所有特征的全面公开。

本发明人已经认识到，顺序地记录各个解剖点的过程是艰巨且耗时的。因此，需要有助于更高效的解剖配准的装置、系统和方法。因此，本教导提供了一种用于高效解剖配准的系统。该系统包括数据收集单元以及配准探针。配准探针包括配准探针本体，该配准探针本体可以具有远端部分、中间部分、近端部分以及由中间部分限定的纵向轴线。配准探针还可包括可操作地联接至远端部分的远侧端部的动态接合前端。动态接合前端能够相对于配准探针转动。配准探针还可包括联接至近端部分的定位器。在操作中，在数据收集系统以数据收集速率收集对应于各个表面点的物理空间数据的选定时间段期间，可以使配准探针的动态接合前端与所选解剖区域连续接触并绕着该区域移动。数据收集单元可以基于所收集的物理空间数据来确定多个基于点的配准以及各个表面点之间的距离中的至少一种。

本教导还提供了一种用于高效解剖配准的方法。该方法包括：启动数据收集单元选定的时间段；将配准探针的动态接合前端放置成与所选解剖区域接触，其中配准探针具有远端部分、中间部分、近端部分以及由中间部分限定的纵向轴线，其中动态接合前端可操作地联接至远端部分的远侧端部，并且动态接合前端能够相对于配准探针转动；通过动态接合前端的转动使配准探针相对于所选解剖区域移动；在选定时间段期间以数据收集速率记录对应于各个表面点的物理空间数据；基于所收集的物理空间数据来确定多个基于点的配准以及各自表面点之间的距离中的至少一种。

本教导还提供了另一种用于高效解剖配准的装置。该装置可包括配准探针本体以及功能性接合前端。配准探针可以具有远端部分、中间部分、近端部分以及由中间部分限定的纵向轴线。功能性接合前端可以联接至远端部分的远侧端部。功能性接合前端还可包括可以与所选解剖区域互补的接触表面几何形状。该装置还可包括联接至近端部分的定位器。在操作中，配准探针的功能性接合前端可以促进对所选解剖区域的尺寸、位置和定向中的至少一种进行配准。

本教导还提供了另一种用于高效解剖配准的方法。该方法包括：启动数据收集单元；将配准探针的功能性接合前端放置成与所选解剖区域接触，其中对准探针具有远端部分、中间部分、近端部分以及由中间部分所限定的纵向轴线，其中功能性接合前端联接至远端部分的远侧端部，并且功能性接合前端包括与所选解剖区域互补的接触表面几何形状；以及记录功能性接合前端的尺寸、位置和定向中的至少一种，以促进对所选解剖区域的尺寸、位置和定向中的至少一种进行配准。

通过在此提供的说明，其它应用领域将变得显而易见。本概述中的描述和具体示例仅出于说明目的，而并不旨在限制本发明的范围。

附图说明