[发明专利]用于引导轨迹的非光学导航系统

权利要求书

1.一种用于对准螺钉引导件的系统，所述螺钉引导件用于以指定角度插入脊柱螺钉，所述系统包括：

处理电路和存储器，其包括指令，所述指令在由所述处理电路执行时致使所述处理电路：

基于由被固定于关节臂的远端的第一传感器生成的传感器数据，追踪被固定于所述关节臂的远端的所述螺钉引导件相对于参考点的运动；

基于所述传感器数据，确定所述关节臂是否处于使得所述螺钉引导件被以所述指定角度布置的取向；以及

响应于确定所述螺钉引导件被以所述指定角度布置，致使所述关节臂的锁定机构将所述关节臂锁定于所述取向。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，为了追踪所述螺钉引导件的运动，所述处理电路还被配置为从被固定于患者的第二传感器接收指示所述参考点的信息。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述指令还致使所述处理电路基于处于所述第二传感器的壳体内的不透射线的标记物而将所述参考点配准至术前患者图像。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述指定角度是被使用所述术前患者图像预先规划的螺钉进入角度。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，为了追踪所述螺钉引导件的运动，所述处理电路还被配置为从所述第一传感器接收加速度计数据、陀螺仪数据和磁力计数据，所述第一传感器是惯性测量单元(IMU)。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述指令还致使所述处理电路从被固定于所述螺钉引导件的第三传感器接收用于被插入到所述螺钉引导件中的工具的深度信息，所述深度信息对应于螺钉孔深度。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述指令还致使所述处理电路输出，用于在追踪期间在图形用户界面(GUI)上显示所述螺钉引导件的当前角度和所述螺钉引导件的指定角度。

8.根据权利要求1-8中的任一项所述的系统，其中，所述指令还致使所述处理电路启动被固定至所述螺钉引导件的多个发光二极管(LED)中的一个或多个，以在追踪期间指示从所述螺钉引导件的当前角度到所述指定角度的相对方向。

9.一种用于对准螺钉引导件的方法，所述螺钉引导件用于以指定角度插入脊柱螺钉，所述方法包括：

使用处理电路，基于由被固定于关节臂的远端的第一传感器生成的传感器数据，追踪被固定于所述关节臂的远端的所述螺钉引导件相对于参考点的运动；

使用所述处理电路，基于所述传感器数据确定所述关节臂是否处于使得所述螺钉引导件以所述指定角度布置的取向；以及

响应于确定所述螺钉引导件被以指定角度布置，致使所述关节臂的锁定机构将所述关节臂锁定于所述取向。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，追踪所述螺钉引导件的运动包括从被固定至患者的第二传感器接收指示所述参考点的信息。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述方法还包括基于所述第二传感器的壳体内的不透射线的标记物将所述参考点配准至术前患者图像。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述方法还包括从被固定于所述螺钉引导件的第三传感器接收用于被插入到所述螺钉引导件中的工具的深度信息，所述深度信息对应于螺钉孔深度。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述方法还包括在追踪期间在图形用户界面(GUI)上显示所述螺钉引导件的当前角度和所述螺钉引导件的指定角度。

14.根据权利要求9-13中的任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：启动被固定于所述螺钉引导件的多个发光二极管(LED)中的一个或多个，以在追踪期间指示从所述螺钉引导件的当前角度到所述指定角度的相对方向。