[发明专利]在利用测距仪的计算机辅助手术中的下肢长度和偏心距计算

权利要求书

1.一种用于在计算机辅助手术中测量身体部分之间的处于术前状况与术中或术后状况之间的长度变化的系统，所述系统包括：

测距设备，所述测距设备包括测距仪、支座和惯性传感器单元，所述测距仪被构造成通过在至少位于患者的第一身体部分上的至少一个基准界标上发射光并光学地检测所述测距仪与所述至少一个基准界标上的光相距的距离而从相对于患者的第二身体部分的已知位置测量所述测距仪与所述至少一个基准界标相距的距离，所述支座包括至少一个接合处，从而允许所述测距仪的运动的至少一个旋转自由度指向所述至少一个基准界标，所述惯性传感器单元连接于所述测距仪，以便产生用于所述测距仪的定向数据；和

计算机辅助手术处理单元，所述计算机辅助手术处理单元具有：

追踪模块，所述追踪模块用于利用所述定向数据在虚拟坐标系中追踪所述测距仪，

坐标系模块，所述坐标系模块用于利用所述距离和所述定向数据确定所述至少一个基准界标在所述虚拟坐标系中的坐标，所述定向数据相对于所述距离而言是即时性的，和

长度计算模块，所述长度计算模块用于利用在术前状况中发射在所述至少一个基准界标上的光的所述坐标测量所述身体部分之间的术前长度，并且用于利用在术中或术后状况中发射在所述至少一个基准界标上的光的所述坐标测量所述身体部分之间的术中或术后长度，所述长度计算模块通过使用从术前状况获得的所述术前长度及从所述术中或术后状况获得的所述术中或术后长度计算和输出所述身体部分之间的所述长度变化，

其中，所述测距设备被配置成邻近于所述第一身体部分和所述第二身体部分并与之分离开，所述追踪模块利用所述测距仪相对于所述第二身体部分上的至少一个基准界标的距离和定向关于所述已知位置追踪所述测距仪。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述支座被构造成将所述测距仪在所述已知位置中固定于所述第二身体部分。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第二身体部分是细长骨，并且所述测距仪被构造成使所述测距仪的距离测量方向与所述细长骨的纵向轴线对准。

4.根据权利要求1和2中的任一项所述的系统，其中，所述长度计算模块将从所述术前状况以及从所述术中或术后状况获得的所述长度投影在基准面上，以计算所述长度变化。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述患者处于仰卧位中，并且所述基准面平行于支承所述患者的手术台的平面，所述基准面通过所述坐标系模块利用来自所述惯性传感器单元的读数加以确定。

6.根据权利要求1到3中的任一项所述的系统，其中，所述基准界标是包括被固定于所述第一身体部分的标靶板的板基准装置。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述标靶板上具有视觉刻度，以便表明所述第二身体部分相对于所述第一身体部分在所述术前状况与所述术中或术后状况之间的横向位移。

8.根据权利要求1到3中的任一项所述的系统，其中，所述第一身体部分是骨盆，并且所述第二身体部分是股骨，所述计算机辅助手术包括对于髋关节的置换。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一身体部分是细长骨，所述第二身体部分是关节连接于所述细长骨的另一骨，所述计算机辅助手术包括对于位于所述细长骨与其它骨之间的关节的置换，并且所述测距仪相对于所述第二身体部分的已知位置包括位于所述第二身体部分上的所述至少一个基准界标中的两个。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述长度计算模块形成术前平面，其中，位于所述第一身体部分上的所述基准界标的坐标以及位于所述第二身体部分上的两个所述基准界标的坐标从所述术前状况获得，以及形成术中或术后平面，其中，位于所述第一身体部分上的所述基准界标的坐标以及位于所述第二身体部分上的两个所述基准界标的坐标从所述术中或术后状况获得，所述长度计算模块使所述平面中的至少一个围绕穿过位于所述第二身体部分上的两个所述基准界标的轴线旋转，以便在所述平面之间获得平行关系，从而通过所述平行关系计算所述长度变化。