[发明专利]接近-触发的计算机辅助手术系统和方法

说明书

技术领域

本申请涉及计算机辅助手术，更特别地涉及用于计算机辅助手术中的手术器械和与之相应的触发。

背景技术

多年以来，计算机辅助手术已经发展成使用计算机的计算速度来引导外科医生和手术室人员以高的精密度和准确度在骨骼上实施矫形手术。为了减少手术室中的硬件需求，微机电系统（MEMS）、例如陀螺仪和加速计被用来计算手术器械和骨骼的方位和/或位置。

MEMS被用来作为其他类型的跟踪器、例如光学跟踪系统（例如，Navitrack^TM）的补充或替代。在一些情况下，光学跟踪系统可用MEMS替换，从而去除在器械和骨骼上的庞大的光学跟踪器装置。由于MEMS的微小规格，甚至想到在实施计算机辅助手术时不使用独立的监控器，而是用器械上的LED指示器或显示屏来提供手术领域内的所有信息。期望使用MEMS来自动操作计算机辅助手术，以加快手术过程。

发明内容

因此，根据第一实施例，提供了一种计算机辅助手术系统，包括：具有跟踪单元的第一手术装置，所述第一手术装置在手术过程中被跟踪，且适于执行与手术过程相关的第一功能；第二手术装置，其适于执行与手术过程相关的第二功能；触发单元，其在第一手术装置和第二手术装置达到预定的接近关系时被触发；手术过程处理单元，其至少跟踪第一手术装置。所述手术过程处理单元包括：触发探测器，其探测所述触发单元的触发；计算机辅助手术应用程序，其操作手术过程的各个步骤；控制器，其用于在触发探测器发出探测信号时，命令计算机辅助手术应用程序在手术过程中启动与第二功能相关的选定步骤；以及界面，其在手术过程中显示关于选定步骤的信息。

仍然根据第一实施例，一个手术装置具有阴性连接器，另一手术装置具有阳性连接器，所述手术装置通过所述阳性和阴性连接器的适配接合来互相连接。

还是仍然根据第一实施例，所述触发单元是开关，且所述预定的接近关系是所述适配接合，所述开关通过所述阳性和阴性连接器的适配接合来触发。

还是仍然根据第一实施例，所述第一手术装置是安装到骨骼上以跟踪骨骼的基准器械。

还是仍然根据第一实施例，所述第二手术装置是可拆卸地连接到所述基准器械以确定骨骼的轴线的数字化器械。

还是仍然根据第一实施例，所述系统还包括在所述触发单元和所述触发探测器之一中的状态数据库，以确认所述预定的接近关系与状态数据库的状态相一致。

还是仍然根据第一实施例，下一步骤是模式的改变，且所述界面在触发探测器发出探测信号时自动地改变模式。

还是仍然根据第一实施例，所述第二手术装置具有跟踪单元，用于在手术过程中被跟踪。

还是仍然根据第一实施例，所述跟踪单元包括微机电系统。

根据第二实施例，提供了一种用于执行计算机辅助手术应用程序的手术过程的步骤的方法，包括：至少跟踪适于执行与手术过程相关的第一功能的第一手术装置；探测所述第一手术装置和适于执行与手术过程相关的第二功能的第二手术装置之间的预定的接近关系；在所述预定的接近关系被探测到时，启动与第二功能相关的手术过程的选定步骤；以及显示关于选定步骤的信息。

仍然根据第二实施例，跟踪第一手术装置包括：接收来自微机电系统的跟踪数据。

还是仍然根据第二实施例，探测预定的接近关系包括：探测第一手术装置和第二手术装置之间的适配接合。

还是仍然根据第二实施例，所述方法还包括：跟踪第二手术装置。

还是仍然根据第二实施例，跟踪第二手术装置包括：根据对第一手术装置的跟踪以及根据所述手术装置之间已知的适配接合几何关系来跟踪第二手术装置。

还是仍然根据第二实施例，显示关于选定步骤的信息包括：显示关于跟踪第二手术装置的信息。

还是仍然根据第二实施例，所述方法包括：在启动选定步骤之前，确认所探测的预定的接近关系符合预定的状态。

还是仍然根据第二实施例，跟踪第一手术装置包括：跟踪在患者的胫骨上的胫骨基准。

还是仍然根据第二实施例，所述方法还包括：跟踪第二手术装置且第二手术装置是胫骨数字化仪，其中，显示关于选定步骤的信息包括显示胫骨轴线。

附图说明

图1是根据本申请的一个示例性实施例的接近-触发计算机辅助手术系统的框图；

图2是在图1的计算机辅助手术系统中使用的相对于骨骼适配的手术装置的示意图；

图3是在图1的计算机辅助手术系统中使用的相对于骨骼适配的手术装置的示意图；