[发明专利]植入物切割块销放置

说明书

本发明描述了一种用于在目标骨骼(414)中钻孔(420，422)的系统、方法和装置。例如，所述系统包括切割工具(330)、被配置成跟踪所述切割工具的位置的导航系统(310)和可操作地连接到所述切割工具和所述导航系统的计算机辅助手术(CAS)系统(340)。所述CAS系统可以被配置成确定将植入在所述目标骨骼(414)上的植入部件(100)，确定用于准备所述目标骨骼以接收所述植入部件的切割块位置，基于所确定的切割块位置确定多个销位置(420，422)，以用于固定所述切割块(416)；以及当所述切割工具处于邻近所确定的多个销位置中的至少一个的位置时，选择性地向所述切割工具提供指令以切割孔。

优先权声明

本申请要求2016年11月30日提交的名称为“IMPLANT CUTTING BLOCK PINPLACEMENT(植入物切割块销放置)”的美国临时申请号62/428,427的优先权权益，该临时申请全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开大体上涉及用于计算机辅助骨科手术的设备、方法和系统。更具体地，本公开涉及使用计算机辅助钻孔装置对准以控制切割块销-孔放置，使得植入手术更高效。

背景技术

使用计算机、机器人和成像来辅助骨科手术是本领域熟知的。对用来引导手术程序的计算机辅助导航和机器人系统来说，已经有大量研究和开发。例如，精密徒手雕刻器(precision freehand sculptor，简称PFS)采用机器人手术系统以帮助外科医生准确地将骨骼切割成期望形状。在诸如全髋关节置换术的程序中，已经使用计算机辅助手术技术以提高手术的准确性、可靠性。通过图像引导的骨科手术也已发现可用于预先计划并引导骨折中移位的骨块的正确解剖位置，从而允许通过接骨术进行良好固定。

切口引导件或切割块可以用于骨科手术以帮助外科医生切割或修改目标骨骼的一些部分。例如，在例如全髋关节置换术(THR)或全膝关节置换术(TKR)的关节置换手术中，骨骼的准备可涉及将锯引导切割块钉/拧到骨骼，使得往复的锯片可沿着其预期路径保持稳定。这些块的放置可通过手动使用仪器或通过使用夹具来引导。

切割块的定位可能是耗时且复杂的过程，这对于患者获得积极结果是至关重要的。允许在所需工作区内调整切割块的机制很复杂，且需要高加工公差，这增加了这些仪器系统的成本和复杂性。

特别是手动对齐可能是麻烦的，并且限于通过机械和视觉参考方式获得的信息。用于手动对准切割块的仪器无法完全捕获骨骼的3D形状，也不能充分捕获关于关节的运动学或软组织张紧或松弛的信息。此类仪器的创建和管理费用昂贵。此类仪器需要大量的操作和清洁成本。这些成本增加了管理切割块的负担。机械参考仪器可能增加管理切口引导件或切割块的负担。

发明内容

提供了一种用于在目标骨骼中钻孔的系统。所述系统包括切割工具、被配置成跟踪所述切割工具的位置的导航系统和可操作地连接到所述切割工具和所述导航系统的计算机辅助手术(CAS)系统。所述CAS系统被配置成确定将植入在所述目标骨胳上的植入部件；确定用于准备所述目标骨骼以接收所述植入部件的切割块位置；基于所确定的切割块位置确定用于将切割块固定到所述目标骨骼的多个销位置；以及当所述切割工具处于邻近所确定的多个销位置中的至少一个的位置时，选择性地向所述切割工具提供指令以切割孔。

在一些实施例中，所述导航系统可以被配置成跟踪对于所述切割工具的位置信息；以及将所述位置信息传输至所述CAS系统。在一些另外的实施例中，所述CAS系统还可以被配置成从所述导航系统接收所述位置信息；基于所接收的位置信息确定所述切割工具的位置和取向；以及当所确定的所述切割工具的位置邻近所确定的多个销位置中的至少一个时，提供所述指令以切割所述孔的至少一部分。