[发明专利]仪器对准反馈系统及方法

说明书

本发明涉及：仪器的对准，包括手术仪器、比如在脊柱稳定手术中使用的那些手术仪器的角对准；以及一种用于测量并显示手持式仪器的取向的系统，其中，该适于提供关于其取向的反馈的手持式仪器可以包括至少一个测量传感器。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年6月21日提交的美国临时申请号62/763,564的权益，该申请的内容通过援引并入本文。

版权声明

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技术领域

本发明涉及仪器的对准，包括手术仪器、比如在脊柱稳定手术中使用的那些手术仪器的角对准。

背景技术

每年进行数千次脊柱稳定手术。在手术过程期间，植入稳定结构、例如脊柱杆和/或板，以便为患者的脊柱提供支撑。手术过程还可能涉及使用椎弓根螺钉，这些螺钉可以嵌入患者的脊柱中以固定杆/板。

椎弓根螺钉的植入可以涉及首先穿过椎弓根并在患者脊柱的椎骨体中钻出导向孔。然后可以将椎弓根螺钉植入导向孔中。

为了适当地放置椎弓根螺钉并避免伤害患者的脊柱，必须精确地获得导向孔的位置、角取向和轨迹。

成像仪器(比如荧光镜成像系统)可以提供患者脊柱的图像，以辅助导向孔的放置，但是图像在手术过程期间可以提供的实时信息可能是有限的。此外，使用这样的系统可能使患者和医生/护士暴露于高水平的电离辐射，使得长时间使用这样的系统可能是不希望的。同样，熟练的外科医生可能依靠他/她的经验来适当地放置导向孔，但是每个外科医生的经验水平可能会有所不同，并且在很多情况下可能不够。

实际上，研究表明，在脊柱稳定手术期间植入的椎弓根螺钉中，多达4％可能未对准。这种未对准可能给患者带来严重的健康并发症，并且在许多情况下，椎弓根螺钉可能需要修正，因此需要进行其他手术。

其他类型的手术/医疗手术过程也可能需要对所使用的手术仪器进行精确对准。例如，皮下注射针在使用过程中可能经常需要适当的定位和对准。

相应地，需要一种提供关于手术仪器的角取向、位置和轨迹的实时反馈的系统和方法。

发明内容

本发明在权利要求以及以下描述中详细说明。

在一个实施例中，一种用于提供关于手持式仪器的取向的反馈的系统可以包括：与该手持式仪器一起配置的至少一个测量传感器；以及与该至少一个测量传感器通信的控制器；其中，该至少一个测量传感器可以测量该仪器的取向，并且该控制器可以基于所测得的取向来提供反馈。

在一方面，该仪器可以选自下组：尖钻、探针、丝锥、钻头、螺丝刀、手术刀、和皮下注射针。

在另一个方面，该至少一个测量传感器可以包括至少一个加速度计。

在另一个方面，该至少一个测量传感器可以包括至少一个陀螺仪。

在另一个方面，测得的取向可以是三维空间中的取向。

在一个实施例中，一种适于测量手术仪器的取向的组件可以包括与该手术仪器一起配置的至少一个测量传感器；其中，该至少一个测量传感器可以测量该手术仪器的角取向、并且基于所测得的角取向来输出信号。

在一方面，该组件可以包括与该至少一个测量传感器通信的控制器，其中，该控制器可以接收该信息并且基于所测得的该手术仪器的角取向来提供反馈。

在另一个方面，该手术仪器可以是手持式仪器。

在另一个方面，该手术仪器可以选自下组：尖钻、探针、丝锥、钻头、螺丝刀、手术刀、和皮下注射针。