[发明专利]用于手术中腿部位置测量的系统和方法

说明书

公开了一种用于医疗导航引导系统的系统、方法和计算机程序产品。在一个示例中，在髋关节置换术期间提供了手术中腿部位置测量。光学传感器耦接到骨盆并且靶标耦接到与传感器对准的股骨，所述传感器向处理单元提供位置信号以确定所述传感器和靶标的相对位置。处理单元使用腿部位置的基准线测量和标测图来计算并且实时显示位置测量。所述标测图通过配准运动范围过程来限定，其中指令被呈现以在至少两个平面中移动股骨来生成信号从而计算标测图。腿部位置可以是腿部长度、偏移，或前部/后部位置。标测图用于呈现在解剖学结构而不是在传感器的坐标系中的腿部位置测量。

技术领域

本公开总体涉及确定、监视以及呈现在外科手术期间的诸如股骨和骨盆的两个主体的相对位置。特别地，本公开涉及诸如在定位骨盆和股骨之间的假体时用于确定、监视以及呈现腿部长度和偏移的系统和方法。

背景技术

在包括诸如全髋关节置换术(THA)的关节置换的许多外科手术过程中，实现工具和植入物相对于患者解剖结构的精确定位对于成功的结果是至关重要的。图1示出手术前100和手术后102的髋关节，以及限定多个方向的坐标系104。手术后的髋关节由股骨组件106和髋臼组件108组成。在一种THA技术中，髋关节被暴露并且脱位。髋臼和股骨都准备接受植入物。通常，杯体假体被植入髋臼中，要求杯体相对于患者解剖结构对准。可选各种尺寸以促进手术中调节的试验股骨假体可被植入以评估正确的最终股骨植入物的尺寸。关节的嵌合和尺寸设定可以被迭代评估，并且最终的假体髋关节(106和108)被植入。

相对于患者解剖结构来定位假体植入物涉及诸多挑战，例如选择正确的植入物几何形状，以及改变患者的骨骼解剖结构(例如钻孔、截骨术等)，等等。针对成功的THA的一些重要目标包括：髋臼杯体的正确对准；腿部长度和偏移的恢复或修正；髋关节旋转中心的(COR)恢复；以及新的髋关节的稳定性。腿部长度和偏移变化的概念最初看起来是简单的；然而，这是复杂的临床和几何问题。外科医生常常需要进行手术中腿部长度和偏移的各种精确评估。

附图说明

为了更好地理解本文描述的系统、方法和装置的实施例，并更清楚地显示它们如何可以付诸实施，将通过示例并参考附图，在附图中：

图1是包括根据现有技术的解剖学参考系的THA之前和之后的髋关节的图示；

图2是用于确定并且呈现手术中腿部长度和偏移测量的系统的示例；

图3是示出针对根据示例的腿部长度和偏移测量的使用的操作的流程图；

图4和图5是示出根据示例的腿部长度和偏移的配准和测量的代表性图形用户界面的屏幕截图；

图6是提供根据示例的腿部长度和偏移测量的工作站或其它处理单元的操作的流程图；

图7是示出根据示例的传感器和靶标对准的代表性图形用户界面的屏幕截图；

图8A是根据具有采用集成光学窗口的无菌布单的示例的骨盆夹钳组件的分解视图；

图8B是被示出组装有无菌布单和传感器的图8A的骨盆夹钳的端部视图；

图9示出根据示例的骨盆平台的组件；

图10示出根据示例的具有股骨螺钉的股骨平台；

图11A和图11B示出示例性的快速连接机构；

图12示出根据示例的信标组件；

图13A和图13B示出根据示例的、诸如用于安装在图12的信标组件上的平面靶标的相应正面和背面；以及

图14示出根据示例的传感器。

应该理解的是，为了说明的简单和清晰，在图中所示的元件不必按比例绘制。例如，为了清晰，一些元件的尺寸可能相对于其它元件被放大。

具体实施方式