[發明專利]瞄準整形外科器械的標志物

有效

• 申請號: 201080055344.2
• 申請日: 2010-10-06
• 公開（公告）號: CN102892364A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: N.S.里奇;G.E.奧斯汀;C.C.赫奧蒂斯;斯特凡·R·基爾施
• 申請（專利權）人: 史密夫和內修有限公司;北方數碼公司
• 主分類號: A61B17/56
• 分類號: A61B17/56;A61B5/05;A61B18/18;A61B19/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 姜云霞;譚祐祥

相關申請的交叉引用

本申請要求2009年10月6日提交的申請號為61/249,245并且發明名稱為“用于瞄準整形外科植入物的低外形感應式電磁傳感器(LOW?PROFILE?INDUCTIVE?ELECTROMAGNETIC?SENSORS?FOR?TARGETING?ORTHOPEDIC?IMPLANTS)”的美國臨時申請的優先權和所有權益，通過引用將其全部內容并入本文。

技術領域

本公開涉及瞄準整形外科器械的標志物。

背景技術

整形外科器械在很多場合被用于穩定和/或支撐骨和其他組織例如斷骨和骨碎片。在連接整形外科器械期間，瞄準整形外科器械的一個或多個標志物有時是必要或有利的。例如，被遮掩的標志物譬如已植入的整形外科器械的固定孔可以利用裝配架和/或X射線成像來定位。一旦定位，工具和/或緊固件就可以與標志物接合。另外，還可以瞄準可見的標志物以確保工具或緊固件正確或符合需要地對準整形外科器械的標志物。例如，工具或緊固件相對于整形外科器械標志物的期望插入角度可以利用機械裝配架實現。

可選地，整形外科器械的標志物可以利用電磁空間測量系統進行瞄準，由此確定與傳感器線圈形式的感應式電磁傳感器相連的整形外科器械的位置。當整形外科器械被置于磁場內時，在傳感器線圈內會感應出電壓或電流，感應電壓或電流可以被測量系統用于確定整形外科器械的位置。由于磁場是低強度并且能夠安全地穿過人體組織，因此整形外科器械的位置測量可以在沒有光學空間測量系統的視線約束的情況下進行。

在機械上，自由度(DOF)是明確對象的移動位置和旋轉取向的獨立位移和/或旋轉的集合。例如，在三維空間內移動的質點具有三個平移分量并且因此具有三個自由度(3DOF)。平移是無旋轉地移動的能力，而旋轉是圍繞某條軸線的角運動。與質點相比，剛體可具有包括三個旋轉和三個平移分量在內的最大的6DOF。具體地，在d維剛體的情況下，剛體具有d(d+1)/2個自由度(d個平移和d(d-1)/2個旋轉分量)。因此，三維(X,Y和Z)剛體具有最大的6DOF。如本文中所用，對象的位置包括確定對象在三維空間內位置的平移位置和旋轉取向。

目前可用的電磁傳感器可以嵌入或連接至對象例如手術器械或整形外科植入物以允許在正確的解剖環境中實時顯示對象的位置。參照圖1-2，電磁傳感器10可以被設置在柱狀主體或桿11內。傳感器10包括以交叉結構彼此重疊放置的兩個線圈12,13以及設置在線圈12,13之間以保護線圈12,13免遭破壞的印刷電路板(PCB)14。如果只需要將5DOF的傳感器用于空間跟蹤應用，那么因為圍繞柱體直徑或軸線z(圖2)的旋轉可以忽略，所以圖1-2中示出的設置方式是可接受的。但是，圖1和2中的設置方式要求容納傳感器10的結構厚度至少是線圈12,13的直徑的兩倍以容納線圈12,13的交叉結構以及主體或桿11。而且，因為6DOF的傳感器是某些瞄準應用例如瞄準整形外科植入物譬如髓內釘的遠端所必需的或者對其有利，所以傳感器殼體11(圖1)的圓形截面形狀會由于柱體11在組裝期間傾向于圍繞其軸線z(圖2)旋轉并且因此坐標的預定取向也可能會在組裝期間改變而難以將傳感器10始終以預定取向放置于植入物內。

發明內容

公開了用于在瞄準整形外科器械的標志物時使用的瞄準傳感器。感應式電磁傳感器可以被嵌入到整形外科器械內，設置在整形外科器械上，或者與整形外科器械聯合使用例如在與整形外科器械可移除地相聯的探針內或探針上使用。傳感器可以包括安裝平臺例如PCB以及至少兩個安裝或印制的傳感器線圈。

在一個主要方面中，一種整形外科器械包括感應式電磁傳感器，具有非柱狀的安裝平臺和至少兩個傳感器線圈。傳感器線圈以基本共面的方式并且相對于彼此成一定角度地被連接至平臺，傳感器線圈彼此不重疊。