[發明專利]具有慣性傳感器單元的骨盆數字化裝置和方法

有效

• 申請號: 201380019916.5
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN104220021B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: D·李;L-P·阿米奧;D·戴伊;M·瓦林;I·羅比塔耶;F·帕拉迪斯;K·杜瓦爾;Y·布雷頓;S·費龍-福爾熱
• 申請（專利權）人: 奧爾索夫特公司
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20;A61B17/56;A61F2/32
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王麗軍;蔡勝利

一種骨盆數字化裝置包括本體，本體包括：軸，其具有工具端和手柄端，所述手柄端具有用來被操縱的手柄。視覺引導部取向在所述骨盆數字化裝置的基準平面內。杯部連接至所述工具端并且適于被接納在患者的髖臼中。慣性傳感器單元連接至所述本體，所述慣性傳感器單元具有與所述基準平面對準的預設取向。

技術領域

本發明涉及使用慣性傳感器的計算機輔助外科手術，更具體地說涉及使用慣性傳感器創建用于骨盆的參照系來用于后續工具導航。

背景技術

在整形外科植入手術中，例如在全髖關節置換(THR)中，外科植入體的取向對于植入體的術后功能以及長期運轉性能有著直接的影響。現有的外科手術技術使用簡單的“目測”法或機械工具來定位植入體。“目測”法被發現不足以提供植入體部件與植入體附接處的骨骼的精確對準。研究發現，不最理想定位的整形外科植入體關系到不合適的負載、增大的植入體磨損以及甚至植入體失效。

目前商業上可獲得的計算機輔助外科手術系統使用光學或磁性追蹤系統。這些系統能夠精確并可靠地追蹤患者坐標系統。然而，諸如高成本、有限的操作范圍、保持視線接觸和磁性干擾等因素是與這些技術相關的主要問題。

本發明提出的系統和方法使用自包含的慣性傳感器，這些慣性傳感器不依賴于信號傳輸并且不受電磁干擾影響。因此，它特別適合應用于包括大量設備的手術室環境。

發明內容

因此，本發明的一個目的是提供一種骨盆數字化裝置以及創建骨盆參照系的方法。

因此，根據本發明的第一方面，提供一種骨盆數字化裝置，包括：本體，其包括：軸，其具有工具端和手柄端，所述手柄端具有用來被操縱的手柄；視覺引導部，其取向在所述骨盆數字化裝置的基準平面內；杯部，其連接至所述工具端并且適于被接納在患者的髖臼中；以及慣性傳感器單元，其連接至所述本體，所述慣性傳感器單元具有與所述基準平面對準的預設取向。

此外，根據本發明的第一方面，所述視覺引導部是適于在基準平面內生成線的光源。

此外，根據本發明的第一方面，所述線和所述軸位于所述基準平面內。

此外，根據本發明的第一方面，所述視覺引導部是連接至所述手柄的桿。

此外，根據本發明的第一方面，所述桿基本上橫向于所述軸，所述桿和所述軸位于所述基準平面內。

此外，根據本發明的第一方面，接納部位于所述本體中，所述接納部用于以使得所述慣性傳感器單元的預設取向與所述基準平面對準的方式可脫離地接納所述慣性傳感器單元。

此外，根據本發明的第一方面，所述慣性傳感器單元的預設取向包括患者的髖臼線與內外軸線之間的角度。

此外，根據本發明的第一方面，止動部與所述杯部的邊緣相鄰，所述止動部適于接觸髖臼緣的標志。

此外，根據本發明的第一方面，所述慣性傳感器單元的預設取向具有與所述基準平面垂直的軸線。

此外，根據本發明的第一方面，提供一種骨盆數字化裝置與骨盆追蹤裝置的組件，包括：所述骨盆數字化裝置；以及所述骨盆追蹤裝置，其包括：追蹤器本體，其適于被固定于患者的骨盆，慣性傳感器單元，其具有預設取向，所述慣性傳感器單元與所述本體之間的三自由度旋轉接頭，以及視覺引導部，其能夠隨著所述慣性傳感器單元移位，用于與所述骨盆數字化裝置的基準平面對準。

此外，根據本發明的第二方面，接納部位于所述追蹤器本體中，所述接納部用于以使得所述骨盆追蹤器本體的所述慣性傳感器單元的預設取向與所述接納部的平面對準的方式可脫離地接納所述慣性傳感器單元。