計算機輔助手術中的腿長計算制造技術

一種用于輸出術前腿狀況和植入后重新接合的腿狀況之間的腿長差異和偏移中的至少一種的計算機輔助的手術系統包括器械。慣性傳感器單元連接到所述器械中的一個，慣性傳感器單元產生表示其取向的讀數。用于操作手術輔助過程的計算機輔助的手術處理器單元包括：當所述至少一個器械處于相對于骨盆的給定取向時用于從至少一個慣性傳感器單元的讀數設定骨盆坐標系的坐標系模塊、用于在至少一個器械移動期間使用來自器械上的慣性傳感器單元的讀數追蹤所述至少一個器械相對于骨盆坐標系的取向的追蹤模塊、和幾何關系數據模塊，其用于術前記錄所述至少一個器械的、表示雙腿相對于骨盆坐標系的內外軸線的內外取向和記錄雙腿之間沿著內外軸線的距離，用于記錄植入物重新接合之后所述內外取向和所述距離，并且用于基于上述距離和上述內外取向計算腿長差異和偏移中的至少一個。界面至少輸出術前腿狀況和植入后重新接合的腿狀況之間的腿長差異或偏移。

Computer aided leg length calculation in surgery

A computer assisted surgical system consisting of at least one of the differences in leg length and offset between the condition of the leg and the condition of being re engaged after implantation, including instrumentation. The inertial sensor unit is connected to one of the apparatuses, and the inertial sensor unit generates a reading indicating its orientation. For the operation processor unit computer aided operation auxiliary process including: when the at least one device is used to set the coordinate module, pelvic coordinate system from at least one inertial sensor unit used for inertial sensor readings from the instrument unit in at least one mobile device during the reading of the at least one track a device relative to the tracking module, coordinate system and the orientation of the pelvic geometry data module is given with respect to the pelvic orientation, for preoperative records of the at least one device, said internal and external orientation and record his legs for pelvic coordinate axis and the axis along the distance between inside and outside, for the record after the re joint implants the inner and outer orientation and the distance, and used to calculate the distance and orientation of the inner and outer legs based on At least one of the long differences and offsets. The interface has at least a discrepancy or deviation in leg length between the condition of the forelegs and the condition of the newly joined leg.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】相關申請的交叉引用本申請要求2015年2月2日提交的美國臨時專利申請No.62/110,861的優先權，其通過引用并入本申請。
本專利技術涉及一種例如在髖關節手術的計算機輔助手術(CAS)中使用的提供腿長差異和偏移測量的系統和方法。
技術介紹
在整形手術例如髖關節置換術中，腿長差異為腿長度沿著患者的縱軸線在術前長度和術中或術后長度之間的變化。同樣在髖關節置換術中，偏移為腿部在髖關節處沿著患者的內外軸線(medio-lateralaxis)的平移移位的測量值。這些參數在髖關節手術中都是緊密相關的，包括全髖關節置換、髖臼杯植入、股骨植入(例如頭部和頸部植入物、表面修復)。因而，需要一種確定腿長差異和偏移的系統和方法，其在微創的同時仍是準確和精確的。
技術實現思路
本專利技術的目的為提供新式的系統和方法，用于確定腿長差異和偏移以評估髖關節整形手術。因此，根據本專利技術的第一實施例，提供一種計算機輔助的手術系統，其用于輸出術前腿狀況和植入后重新接合的腿狀況之間的腿長差異和偏移中的至少一種，所述計算機輔助的手術系統包括：至少一個器械；與所述至少一個器械連接的至少一個慣性傳感器單元，所述慣性傳感器單元產生表示其取向的讀數；計算機輔助的手術處理器單元，其操作手術輔助過程并且包括：坐標系模塊，其用于當所述至少一個器械處于相對于骨盆的給定取向時從所述至少一個慣性傳感器單元的讀數設定骨盆坐標系；追蹤模塊，其用于在所述至少一個器械移動期間使用來自器械上的所述慣性傳感器單元的讀數追蹤所述至少一個器械相對于所述骨盆坐標系的取向；和幾何關系數據模塊，所述幾何關系數據模塊用于術前記錄所述至少一個器械的、表示雙腿相對于所述骨盆坐標系的內外軸線的內外取向以及雙腿之間沿著所述內外軸線的距離，用于記錄植入物重新接合之后所述內外取向和所述距離，并且用于基于上述距離和上述內外取向計算腿長差異和偏移中的至少一個；界面，其用于至少輸出術前腿狀況和植入后重新接合的腿狀況之間的腿長差異或偏移。此外，根據第一實施例，所述至少一個器械為卡鉗，所述卡鉗具有本體和配置成與骨盆標志抵接的腿部，所述本體具有用于伸展/收縮的平移接頭。此外，根據第一實施例，所述至少一個器械支承光源，所述光源發出相對于所述平移接頭的方向垂直的光束。此外，根據第一實施例，所述光源能沿著所述本體移位，當所述卡鉗抵靠著所述骨盆標志時所述光束為腿對準標記。此外，根據第一實施例，所述給定取向具有所述平移接頭的與骨盆的內外軸線平行的方向。此外，根據第一實施例，踝關節夾具有配置成與踝關節保持固定的踝關節接口以及將所述踝關節接口互連的聯動裝置。此外，根據第一實施例，所述聯動裝置中的標尺測量所述距離。此外，根據第一實施例，所述聯動裝置在與雙腿之間的內外軸線大致對齊的方向上包括至少平移接頭。此外，根據第一實施例，設置指示器以用于接收所述卡鉗的端部以通過與所述踝關節夾抵靠的卡鉗記錄內外取向。此外，根據第一實施例，所述至少一個器械為髖臼-植入物撞擊器，并且其中，所述撞擊器支承發出光束的光源，所述光束具有相對于所述撞擊器的縱軸線的已知取向。此外，根據第一實施例，所述給定取向使得所述光束照亮所述骨盆的內外軸線，所述撞擊器的軸位于所述光束的平面中。此外，根據第一實施例，踝關節夾具有配置成與踝關節保持固定的踝關節接口以及將所述踝關節接口互連的聯動裝置，所述踝關節夾還包括由所述光束照亮的指示器以記錄所述內外取向。此外，根據第一實施例，所述聯動裝置中的標尺測量所述距離。根據本專利技術的第二實施例，提供一種計算機輔助的手術系統，其用于輸出術前腿狀況和植入后重新接合的腿狀況之間的腿長差異和偏移中的至少一種，所述計算機輔助的手術系統包括：至少一個器械；與所述至少一個器械連接的至少一個慣性傳感器單元，所述慣性傳感器單元產生表示其取向的讀數；計算機輔助的手術處理器單元，其操作手術輔助過程并且包括：坐標系模塊，其用于當所述至少一個器械處于相對于骨盆的給定取向時從所述至少一個慣性傳感器單元的讀數設定骨盆坐標系；追蹤模塊，其用于在所述至少一個器械移動期間使用來自器械上的所述慣性傳感器單元的讀數追蹤所述至少一個器械相對于所述骨盆坐標系的取向；和幾何關系數據模塊，所述幾何關系數據模塊用于術前記錄相對于骨盆坐標系的標志取向以及所述至少一個器械的第一端與骨盆標志抵接且第二端與腿標志抵接時的距離，用于記錄植入物重新接合之后所述標志取向和所述距離，并且用于基于上述距離和上述標志取向計算腿長差異和偏移中的至少一個；界面，其用于至少輸出術前腿狀況和植入后重新接合的腿狀況之間的腿長差異或偏移。此外，根據第二實施例，所述至少一個器械為卡鉗，所述卡鉗具有本體以及配置成與所述骨盆標志和所述腿標志接觸的腿部，所述本體具有用于伸展/收縮的平移接頭。此外，根據第二實施例，所述卡鉗支承光源，所述光源發出相對于所述平移接頭的方向垂直的光束。此外，根據第二實施例，所述給定取向使得所述光束照亮所述骨盆的內外軸線。此外，根據第二實施例，標尺位于所述平移接頭上以獲得所述距離。此外，根據第二實施例，所述至少一個器械包括機械測量儀，所述機械測量儀具有本體以及配置成與構成所述骨盆標志和所述腿標志的銷連接的孔，所述本體具有用于伸展/收縮的平移接頭。此外，根據第二實施例，標尺位于所述平移接頭上以獲得所述距離。此外，根據第二實施例，所述至少一個器械包括支承所述慣性傳感器單元的髖臼-植入物撞擊器，并且其中，所述撞擊器支承發出光束的光源，所述光束具有相對于所述撞擊器的縱軸線的已知取向。此外，根據第二實施例，所述給定取向使得所述光束照亮所述骨盆的內外軸線，所述撞擊器的軸位于所述光束的平面中。此外，根據第二實施例，所述標志取向使得所述光束照亮所述機械測量儀的縱軸線，所述撞擊器的軸位于所述光束的平面中。根據本專利技術的第三實施例，提供一種用于重復術前腿狀況和植入后重新接合的腿狀況之間腿對準的方法，包括：在手術前患者處于仰臥位時，使用骨盆上的標志定向光源以產生與骨盆的橫斷面對準的光束，將患者的腿中的至少一個定位成與所述光束成一直線，和在骨盆的遠側設定位于患者雙腿上的標志；植入后重新接合之后患者處于仰臥位時，重復所述定向和所述定位，和記錄所述標志的移動。此外，根據第三實施例，設定位于患者雙腿上的標志包括將來自所述腿中的第一條腿上的標志的光束投射到所述腿中的第二條腿上的標志上的標尺上。此外，根據第一實施例，記錄所述標志的移動包括至少記錄所述標尺上的光束的位移。此外，根據第一實施例，記錄所述標志的移動包括至少記錄所述標志之間的距離變化。附圖說明圖1為腿定位技術期間骨盆上的卡鉗器械的透視圖；圖2為機械踝關節夾上的卡鉗器械的透視圖；圖3為在相對于骨盆的腿長和偏移測量中使用的撞擊器的透視圖；圖4為在相對于機械踝關節夾的腿長和偏移測量中使用的撞擊器的透視圖；圖5為帶銷機械測量儀的透視圖；圖6為帶銷機械測量儀的放大透視圖；圖7為帶銷機械測量儀和撞擊器的透視圖；圖8為所述帶銷機械測量儀和撞擊器的透視圖；圖9為帶銷機械測量儀和卡鉗器械的透視圖；圖10為卡鉗器械上的標尺的放大圖；圖11為具有光源的機械踝關節夾的透視圖；圖12為機械踝關節夾上的標尺的放大圖；以及圖13為根據本專利技術的、通過儀器操作從而計算腿長差異和偏移的計算機本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種計算機輔助的手術系統，其用于輸出術前腿狀況和植入后重新接合的腿狀況之間的腿長差異和偏移中的至少一種，所述計算機輔助的手術系統包括：至少一個器械；與所述至少一個器械連接的至少一個慣性傳感器單元，所述慣性傳感器單元產生表示其取向的讀數；計算機輔助的手術處理器單元，其操作手術輔助過程并且包括坐標系模塊，其用于當所述至少一個器械處于相對于骨盆的給定取向時從所述至少一個慣性傳感器單元的讀數設定骨盆坐標系，追蹤模塊，其用于在所述至少一個器械移動期間使用來自器械上的所述慣性傳感器單元的讀數追蹤所述至少一個器械相對于所述骨盆坐標系的取向，和幾何關系數據模塊，所述幾何關系數據模塊用于術前記錄所述至少一個器械的、表示雙腿相對于所述骨盆坐標系的內外軸線的內外取向以及雙腿之間沿著所述內外軸線的距離，用于記錄植入物重新接合之后所述內外取向和所述距離，并且用于基于上述距離和上述內外取向計算腿長差異和偏移中的至少一個；界面，其用于至少輸出術前腿狀況和植入后重新接合的腿狀況之間的腿長差異或偏移。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2015.02.02 US 62/110,8611.一種計算機輔助的手術系統，其用于輸出術前腿狀況和植入后重新接合的腿狀況之間的腿長差異和偏移中的至少一種，所述計算機輔助的手術系統包括：至少一個器械；與所述至少一個器械連接的至少一個慣性傳感器單元，所述慣性傳感器單元產生表示其取向的讀數；計算機輔助的手術處理器單元，其操作手術輔助過程并且包括坐標系模塊，其用于當所述至少一個器械處于相對于骨盆的給定取向時從所述至少一個慣性傳感器單元的讀數設定骨盆坐標系，追蹤模塊，其用于在所述至少一個器械移動期間使用來自器械上的所述慣性傳感器單元的讀數追蹤所述至少一個器械相對于所述骨盆坐標系的取向，和幾何關系數據模塊，所述幾何關系數據模塊用于術前記錄所述至少一個器械的、表示雙腿相對于所述骨盆坐標系的內外軸線的內外取向以及雙腿之間沿著所述內外軸線的距離，用于記錄植入物重新接合之后所述內外取向和所述距離，并且用于基于上述距離和上述內外取向計算腿長差異和偏移中的至少一個；界面，其用于至少輸出術前腿狀況和植入后重新接合的腿狀況之間的腿長差異或偏移。2.根據權利要求1所述的計算機輔助的手術系統，其中，所述至少一個器械為卡鉗，所述卡鉗具有本體和配置成與骨盆標志抵接的腿部，所述本體具有用于伸展/收縮的平移接頭。3.根據權利要求2所述的計算機輔助的手術系統，其中，所述至少一個器械支承光源，所述光源發出相對于所述平移接頭的方向垂直的光束。4.根據權利要求3所述的計算機輔助的手術系統，其中，所述光源能沿著所述本體移位，當所述卡鉗抵靠著所述骨盆標志時所述光束為腿對準標記。5.根據權利要求2至4中任一項所述的計算機輔助的手術系統，其中，所述給定取向具有所述平移接頭的與骨盆的內外軸線平行的方向。6.根據權利要求2至5中任一項所述的計算機輔助的手術系統，還包括踝關節夾，其具有配置成與踝關節保持固定的踝關節接口以及將所述踝關節接口互連的聯動裝置。7.根據權利要求6所述的計算機輔助的手術系統，還包括位于所述聯動裝置中以測量所述距離的標尺。8.根據權利要求6所述的計算機輔助的手術系統，其中，所述聯動裝置在與雙腿之間的內外軸線大致對齊的方向上包括至少平移接頭。9.根據權利要求6所述的計算機輔助的手術系統，還包括指示器，其用于接收所述卡鉗的端部以通過與所述踝關節夾抵靠的卡鉗記錄內外取向。10.根據權利要求1所述的計算機輔助的手術系統，其中，所述至少一個器械為髖臼-植入物撞擊器，并且其中，所述撞擊器支承發出光束的光源，所述光束具有相對于所述撞擊器的縱軸線的已知取向。11.根據權利要求10所述的計算機輔助的手術系統，其中，所述給定取向使得所述光束照亮所述骨盆的內外軸線，所述撞擊器的軸位于所述光束的平面中。12.根據權利要求10和11中任一項所述的計算機輔助的手術系統，還包括踝關節夾，其具有配置成與踝關節保持固定的踝關節接口以及將所述踝關節接口互連的聯動裝置，所述踝關節夾還包括由所述光束照亮的指示器以記錄所述內外取向。13.根據權利要求12所述的計算機輔助的手術系統，還包括位于所述聯動裝置中以測量所述距離的標尺。14.一種計算機輔助的手術系統，其用于輸出術前腿狀況和植入后重新接合的腿狀況之間的腿長差異和偏移中的至少一種，所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：K·杜瓦爾，D·李，L·莫羅貝朗格，B·佩爾蒂埃，Y·萊昂內，M·瓦林，F·普拉迪斯，
申請(專利權)人：奧爾索夫特公司，
類型：發明
國別省市：加拿大;CA