[发明专利]用于引导轨迹的非光学导航系统

说明书

可以使用一种系统或方法来对准引导件(例如，螺钉引导件、用于活检的轨迹引导件等)，该引导件用于以指定角度插入螺钉、器械或工具(例如，脊柱螺钉)。该系统和方法可以基于传感器数据追踪可被固定于关节臂的引导件的相对于参考点得到运动和角度。该系统和方法可以基于传感器数据确定引导件是否处于指定角度。

要求优先权

本申请要求享有2020年3月30日提交的名为“用于引导轨迹的非光学导航系统(NON-OPTICAL NAVIGATION SYSTEM FOR GUIDING TRAJECTORI-ES)”的美国临时申请No.63/001,841的优先权的权益，该临时申请的全部内容被通过引用合并于此。

背景技术

一些手术过程例如基于患者的解剖结构、特定的工具或器械以及所实施的手术来要求用于工具或器械的具体插入轨迹。导航和稳定手术轨迹通常由外科医生的手和眼睛来完成或者利用机械引导件来完成。这些技术并不总是产生可靠的可重复性，或者依赖于具有多年经验的熟练的外科医生。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相似的数字可以在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似数字可以代表相似部件的不同实例。附图作为示例而非作为限制大体上示出了在本文献中讨论的多种实施例。

图1示出了根据一些实施例的包括关节臂的导航系统的视图。

图2A-图2E示出了根据一些实施例的处于多种配置的工具插入引导系统。

图3示出了根据一些实施例的包括至少一个标记物的传感器装置。

图4示出了根据一些实施例的显示与关节臂的各方面相对应的角度或位置信息的图形用户界面(GUI)。

图5示出了根据一些实施例的包括一组LED的螺钉引导件的详视图。

图6示出了根据一些实施例的示出了螺钉引导件对准技术的简图。

图7A-图7C示出了根据一些实施例的示例深度传感器配置。

图8示出了根据一些实施例的示出了用于对准螺钉引导件的技术的流程图，该螺钉引导件用于以指定角度插入脊柱螺钉。

图9示出了根据一些实施例的示例机器的框图，本文中讨论的技术中的任一种或多种可以在该示例机器上执行。

具体实施方式

本文描述了用于导航和稳定手术轨迹的系统和方法。本文描述了可用于对准螺钉引导件的系统和方法，该螺钉引导件用于以指定角度插入螺钉。例如，在脊柱螺钉插入中，可以相对于患者解剖结构(例如，脊柱骨或椎骨)指定角度，并且可以使用螺钉引导件以指定角度插入螺钉。在不使用螺钉引导件或使用手持式螺钉引导件的技术中，很难定位该指定角度并将其保持住持续任何时段。在当前描述的系统和方法过程中，可调节的关节臂可用于将螺钉引导件保持在指定角度。尽管本文的示例是参照脊柱螺钉插入进行描述的，但是这些系统和方法可用于活检轨迹、用于消融探针的轨迹(例如，RF、微波、低温)等。

关节臂可以利用控制器(例如，处理电路)操作，该控制器可用于将关节臂锁定在特定位置或取向。在一个示例中，控制器可以响应于检测到螺钉引导件与指定角度对齐而锁定该关节臂。在另一示例中，用户(例如，外科医生)可以手动地锁定该关节臂。诸如显示屏或一组(发光二极管)LED之类的用户界面(UI)可用于将关节臂的当前角度传达给用户或提供其他反馈。

在一个示例中，关节臂可以是在被解锁时可手动铰接，而在被锁定时被防止移动的。本文所述的系统和方法可用于追踪关节臂、确定关节臂(或附接到关节臂的部件)的角度或取向以及将关节臂锁定在指定角度。