[发明专利]患者特定的手术方法和系统

说明书

描述了一种确定用于手术程序的植入物的患者特定的植入物参数的方法。手术系统接收一个或多个初始传递函数和患者的一个或多个术前输入因子，并且基于一个或多个初始传递函数和患者的一个或多个术前输入因子生成包括一个或多个患者特定的植入物参数的手术计划。手术系统还接收患者的一个或多个术中输入因子，并且基于患者的一个或多个术中输入因子更新一个或多个患者特定的植入物参数。基于一个或多个更新的患者特定的植入物参数为患者选择植入物。

优先权声明

本申请要求享有2018年8月17日提交的名称为“Patient-Specific SurgicalMethod and System(患者特定的手术方法和系统)”的美国临时申请第62/719,415号的优先权的权益，该临时申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开大体上涉及与计算机辅助手术系统有关的方法、系统和设备，所述计算机辅助手术系统包括各种硬件和软件部件，所述硬件和软件部件一起工作以增强手术工作流程。所公开的技术可以应用于例如肩关节、髋关节和膝关节成形术，以及其它手术干预，例如关节镜程序、脊柱程序、颌面程序、肩袖程序、韧带修复和置换程序。更具体地，本公开大体上涉及开发个性化手术计划以由机器人辅助手术系统来实施。

背景技术

在1999年至2008年之间，美国每年进行的全膝关节成形术(TKA)的数量翻了一倍。按照目前的轨迹，预计到2030年，美国进行的TKA总数将增加到约350万。尽管在手术规划和植入物设计方面取得了进展，但约20-30％的患者仍然对其膝关节置换手术不满意。

膝关节置换程序(例如TKA)的最终目标是通过匹配植入物部件的大小和取向以最佳匹配和复制患者的原始解剖结构来恢复膝关节功能并减轻疼痛，即使患者的组织退化且膝关节功能不理想。然而，膝盖是一种在运动期间屈曲、伸展、旋转和平移的复杂关节，因此使得难以对运动和运动的再现进行表征。

使用计算机、机器人和成像来辅助骨科手术(例如TKA)在本领域中是已知的，并且已经改善了患者的手术结果。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，手术导航系统可以帮助外科医生以高准确度定位患者解剖结构、引导手术器械和植入医疗装置。手术导航系统通常采用各种形式的计算技术来执行各种标准和微创手术程序和技术。此外，这些系统允许外科医生相对于患者的身体更准确地规划、跟踪和导航器械和植入物的放置，以及进行术前和术中身体成像。然而，诸如膝盖的复杂系统的生物力学难以通过术中观察来准确且完全地表征，在术中观察植入物位置和取向在一定程度上是未知的。

发明内容

本发明提供了一种确定用于手术程序的植入物的患者特定的植入物参数的方法。所述方法包括：由手术系统接收一个或多个初始传递函数；由所述手术系统接收患者的一个或多个术前输入因子；由所述手术系统基于所述一个或多个初始传递函数和所述患者的一个或多个术前输入因子生成手术计划，其中所述手术计划包括一个或多个患者特定的植入物参数；由所述手术系统接收所述患者的一个或多个术中输入因子；由所述手术系统基于所述患者的一个或多个术中输入因子更新所述一个或多个患者特定的植入物参数；以及基于一个或多个更新的患者特定的植入物参数为所述患者选择植入物。

在一些实施例中，所述一个或多个术前输入因子包括生物测定数据、射线照相评估信息、活动或体质水平、健康或受伤历史或其组合。

在一些实施例中，所述一个或多个术中输入因子包括标志位置、股骨或胫骨表面测绘数据、关节松驰度数据、关节负载数据或其组合。