[发明专利]光学跟踪器和具有光学跟踪器的外科手术装置

说明书

一种光学跟踪器和外科手术装置，所述外科手术装置包括限定纵向轴线的轴，其中，所述轴具有被配置成插入到患者中的第一轴部分和被配置成当所述第一轴部分插入于所述患者中时位于所述患者外部的第二轴部分。所述外科手术装置进一步包括可相对于所述第一轴部分致动的致动构件和可相对于所述第二轴部分操作的操作构件，所述操作构件被配置成当被操作时致动所述致动构件。此外，所述外科手术装置包括跟踪器，所述跟踪器与所述操作构件联接，使得所述操作构件的操作促使所述跟踪器相对于所述轴移动(例如，围绕所述纵向轴线旋转)。

技术领域

本公开一般来说涉及使用光学或非光学跟踪技术的计算机辅助的外科手术导航领域。特定来说，呈现了光学跟踪器、具有可移动(例如，可旋转)跟踪器的外科手术装置、包括外科手术装置的系统、涉及外科手术装置的计算机实施的方法以及计算机程序产品。

背景技术

许多外科手术程序受益于手术室中外科手术装置的状态、位置或定向的确定。为了这个目的，外科手术装置配备有可由具有跟踪能力的外科手术导航系统(例如，导航摄像机)跟踪的跟踪器。跟踪的结果然后可以举例来说相对于由外科手术装置治疗的患者的图像数据而由外科手术导航系统可视化。

在外科手术导航系统的典型应用中，外科手术装置和患者各自与跟踪器相关联，其中，先前通过举例来说计算机断层摄影术扫描获得的图像数据最初与患者跟踪器的姿势配准。通过然后连续地跟踪患者和外科手术装置，外科手术导航系统可以确定外科手术装置和三维图像数据之间的空间关系。所确定的空间关系可以举例来说显示在屏幕上，从而帮助外科医生相对于患者操作外科手术装置。

依赖于用于导航的光学跟踪器的典型外科手术装置包括被配置成进入患者身体的远端端部和被配置成由导航摄像机进行视线跟踪的近端地布置的光学跟踪器。那些外科手术装置中的一些进一步包括操作构件，所述操作构件可由外科医生操作以致动设置在远端端部的区域中的机构。显然，该机构的致动难以跟踪，因为当远端端部已经进入患者身体时，在外科手术介入期间不能采用视线跟踪。

发明内容

需要一种扩展了迄今已知的外科手术导航系统的跟踪能力的可跟踪外科手术装置。

根据第一方面，呈现了一种外科手术装置，所述外科手术装置包括限定纵向轴线的轴，其中，所述轴具有被配置成插入到患者中的第一轴部分和被配置成当所述第一轴部分插入于所述患者中时位于所述患者外部的第二轴部分。所述外科手术装置进一步包括可相对于所述第一轴部分致动的致动构件和可相对于所述第二轴部分操作的操作构件，所述操作构件被配置成当被操作时致动所述致动构件。此外，所述外科手术装置包括第一跟踪器，所述第一跟踪器与所述操作构件联接，使得所述操作构件的操作促使所述第一跟踪器相对于所述轴移动。

根据一个变型，所述操作构件的所述操作可以促使所述第一跟踪器相对于所述纵向轴线旋转。在另一变型中，所述操作构件的操作可以引起所述第一跟踪器相对于所述轴的平移移动(例如，沿着所述纵向轴线)或所述第一跟踪器的将旋转与平移相结介的移动。

根据一个变型，在一方面所述第一跟踪器的移动与另一方面所述致动构件和联接到所述致动构件的可致动植入物中的一个的致动移动之间可以存在预定义关系。所述第一跟踪器的所述移动可以是旋转移动。所述致动构件和联接到所述致动构件的所述可致动植入物中的一个的所述致动移动可以是相对于所述第一轴部分的移动。举例来说，所述致动构件的所述致动移动可以是围绕所述纵向轴线的旋转移动。所述旋转移动可以顺时针或逆时针发生。

所述预定义关系可以将由所述第一跟踪器的移动引起的所述第一跟踪器的位置的改变与由所述致动移动引起的尺寸或状态的改变相关联。所述第一跟踪器的位置的所述相关联改变可以是由旋转移动引起的所述第一跟踪器围绕所述纵向轴线的角位置的改变。所述尺寸或状态的改变可以涉及所述致动构件和联接到所述致动构件的所述可致动植入物中的任何一个。所述尺寸改变可以包括所述致动构件和/或联接到所述致动构件的所述可致动植入物的至少一部分的高度、长度或宽度上的改变，或者这些改变的任何组合。所述状态的改变可以是离散性质的(例如，延伸/收缩或打开/关闭)。