[發明專利]用于顯示位置標記的位置的醫療器械、醫學系統和方法

有效

• 申請號: 201310692256.9
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN103735314A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: B·迪奧特;P·法拉沃利塔;N·納瓦布;L·王
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: A61B19/00
• 分類號: A61B19/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 郝俊梅

技術領域

本發明涉及對與醫療器械位置相關的位置標記的位置進行顯示的一種醫療器械、一種醫學系統和一種方法。

背景技術

作為醫療措施，例如在患者身上實施外科手術。也屬于此列的例如對骨折的治療，在骨頭中置入植入物。在此必須這樣使用植入物并且將植入物固定在各個待治療的骨頭段上，使得這些骨頭段能夠在期望的相對位置上彼此愈合。將植入物固定在各個骨頭段上是其中使用不同的醫療器械(例如鎖定螺釘)或醫學工具(例如鉆頭)的過程。為了建立各個骨頭段所要求的相對位置，必須以正確的方式對在治療期間所使用的醫療器械、例如鎖定螺釘或鉆頭進行定位。然而由于用于器械的目標位置位于患者身體內部并且由此用肉眼無法看到，所以所述定位變得困難。例如用于鎖定螺釘的目標位置是在植入物內部的洞，所述植入物又位于骨頭內部。以通常的方式和方法，借助X射線圖像來實施對醫療器械的定位控制。那么，在這樣的X射線圖像上可以看到器械的實際位置以及目標位置，例如植入物的洞。根據實際位置與目標位置之間的偏差，然后可以進行校正。然而在這樣的方法中不利的是，患者和醫務人員要遭受高劑量的X射線輻射。

為了降低放射負荷，然而也存在這樣的方法，借助這些方法來實施所謂的導航輔助的外科手術。對此，在所涉及的醫療器械上安上具有標記元件的導航標記，這些標記元件可以借助光學照相機被可識別地檢測到。在實施醫學措施之前，必須借助包括光學照相機的導航系統對各個標記元件進行校準。依據在相機圖像中所識別出的標記元件的影像然后可以確定器械的準確位置。然后又可以將該實際位置與目標位置相比較，由此為醫務人員顯示校正措施，以便例如達到目標位置。然而，在此不利的是，在治療區域中的物體或醫務人員自身可能掩蓋光學的導航標記，使得妨礙對標記元件的影像的識別和由此妨礙導航。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供用于對與醫療器械位置相關的位置標記的位置進行顯示的一種醫療器械、一種醫學系統和一種方法，借此避免上文所提到的缺點。

第一個技術問題通過一種醫療器械來解決。該器械在此包括至少三個導航標記，所述導航標記分別具有至少一個可以由照相機在相機圖像中可識別地檢測到的標記元件。在器械上將各個導航標記分別固定在位于第一直線上的固定點上。導航標記中的至少一個包括至少三個在與各自導航標記相對應的第二直線上的以已知的間距布置的標記元件。

由于至少一個導航標記包括至少三個標記元件，所以可以借助各個標記元件在第二直線上的的已知間距來在數學上確定同樣位于第二直線上的導航標記的固定點在醫療器械上的位置。因此，沒有標記元件必須直接固定在器械上。標記元件因此與器械具有特定的間距并且由此在實施醫學措施期間在操作它時例如在醫務人員用手抓取的情況下不被覆蓋。在極端情況下，這樣構造全部所需的導航標記，使得標記元件不是直接位于器械本身上，而是以特定的間距分別布置在第二直線上，所述第二直線從器械的固定點處向外延伸。為了實現標記元件的各個影像在相機圖像中的良好可辨別性，這些第二直線在不同的方向上延伸。

然后如果確定了至少三個位于第一直線上的固定點在照相機坐標系中的位置并且已知器械的固定點的間距，那么，也可以確定其他的對于器械來說典型的位于該第一直線上的點的位置。在此可以涉及器械的這樣的點，其在實施醫學措施期間用肉眼是不可見的，原因在于，其例如被患者身體所掩蓋。由此，無需使用X射線輻射也可以實現對器械相宜的導航。

為了進一步改進器械的可操作性，包括在第二直線上布置的標記元件的導航標記可圍繞第一直線上的固定點旋轉地固定在器械上。因此，醫務人員可以握住器械并且也可以在實施醫學措施期間將導航標記旋轉到這樣的位置上，使得所述導航標記在利用照相機拍攝時不被遮擋。由此始終保證對標記元件的影像的識別和對器械的導航。

為了以簡單的方式和方法探測器械的末端的位置，通過在器械的末端上所固定的單獨的標記元件構成導航標記。構成該導航標記的標記元件因此被直接固定在這樣的固定點上，該導航標記的固定點的位置因此與該標記元件的位置重合。在這種情況下，在此可以摒棄利用多個位于第二直線上的標記元件來構造導航標記的成本高昂設計。特別地，在將標記元件安裝在器械的末梢端的情況下，通常保證了其在相機圖像中的可辨別性。