[發明專利]使用慣性測量單元提高手術準確性的系統、設備和方法

有效

• 申請號: 201880022271.3
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN110475509B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: W.弗拉西爾;M.哈爾;D.錢;M.普爾斯
• 申請（專利權）人: 德普伊新特斯產品公司
• 主分類號: A61B5/06
• 分類號: A61B5/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 徐予紅;申屠偉進

1.一種用于提供手術輔助的系統，包括：

處理器，所述處理器能夠操作為：

從成像設備接收一個或多個醫學圖像，所述一個或多個醫學圖像表示(1)患者解剖結構的一個或多個視圖，以及(2)已知尺寸的一個或多個標記物；

基于所述一個或多個標記物中的每個標記物的所述已知尺寸來校準所述一個或多個醫學圖像中表示的所述患者解剖結構的尺寸；

基于以下項來生成所述患者解剖結構的三維(3D)表示：

(1)與所述一個或多個醫學圖像中表示的所述患者解剖結構相匹配的一個或多個解剖圖像，和

(2)在所述一個或多個醫學圖像和所述3D表示上識別的一個或多個解剖標志；

基于所述患者解剖結構的所述3D表示來計算手術參數；

從定位在術中環境的第一組慣性測量單元(IMU)接收第一IMU數據，所述第一IMU數據定義所述術中環境中所述第一組IMU中的每個IMU的位置；

從對應于一個或多個啟用IMU工具的第二組IMU接收第二IMU數據，其中所述第二組IMU適于測量所述一個或多個啟用IMU工具的相對位置；

基于所述第二IMU數據將所述患者的實際解剖結構與所述3D表示進行匹配；并且

基于以下中的一者或多者來輸出操作反饋：(1)所述手術參數，以及(2)所述第二IMU數據。

2.根據權利要求1所述的系統，其中與所述患者解剖結構相匹配的所述一個或多個解剖圖像從存儲在通信地耦合的數據庫或圖集中的一組現有解剖圖像中識別。

3.根據權利要求2所述的系統，其中使用最佳配合方法將所述一個或多個解剖圖像與所述患者解剖結構進行匹配。

4.根據權利要求1所述的系統，其中所述手術參數包括以下中的一者或多者：(1)骨錨插入位置、(2)骨錨軌線和(3)骨錨深度。

5.根據權利要求4所述的系統，其中所述手術參數相對于所述患者解剖結構的所述3D表示進行測量。

6.根據權利要求1所述的系統，其中所述第一組IMU以相對于所述患者的第一取向定位在所述患者和/或對應于所述患者的外科手術臺上。

7.根據權利要求6所述的系統，其中所述第一IMU數據包括所述IMU中的每個IMU的絕對位置。

8.根據權利要求7所述的系統，其中所述處理器還能夠操作為基于所述第一IMU數據來計算所述第一組IMU中的所述IMU中的每個IMU的相對位置。

9.根據權利要求7所述的系統，其中所述第一IMU數據包括所述IMU中的每個IMU的所述相對位置。

10.根據權利要求1所述的系統，其中將所述患者的所述實際解剖結構與所述3D表示進行匹配包括：

使用所述啟用IMU的工具中的一個向所述患者的所述實際解剖結構上的接觸點提供提示，以及

使所述實際解剖結構的所述接觸點與所述3D表示上的對應點相關聯。

11.根據權利要求1所述的系統，其中所述操作反饋的輸出使得所述操作反饋呈現在顯示設備上。

12.根據權利要求11所述的系統，其中所述操作反饋包括在所述一個或多個啟用IMU的工具相對于所述患者解剖結構的相應位置處的疊加在所述3D表示之上的所述一個或多個啟用IMU的工具的視覺表示。

13.根據權利要求12所述的系統，其中所述操作反饋還包括所述手術參數的視覺表示。

14.根據權利要求2所述的系統，還包括通信地耦合到所述處理器的至少一個存儲器，所述至少一個存儲器能夠操作為存儲現有解剖圖像的所述數據庫或圖集。