传感器，特别地，从而使 方向传感器不可移除（在该实例中，特别地，手术装置是髋臼扩孔器）。在另一个实例中，方 向传感器形成手术装置的一部分，例如，从而使手术装置的组件（如髋白扩孔器的驱动器 或位于切割刀片和电动机之间的髋臼扩孔器的一部分）被方向传感器取代。类似地，当手 术装置为假体组件时，用于放置假体组件的放置装置可包括方向传感器。
[0039] 方向传感器可置于与手术装置相连的位置或远离手术装置的位置上，其条件是感 测到了手术装置的方向。在一个实施例中，方向传感器可相对于手术装置进行安装。例如， 方向传感器可安装至能被安装至手术装置的器械或引导件。当手术装置为假体组件时，方 向传感器可特别地相对于手术装置进行安装。例如，方向传感器可安装至用于放置假体组 件的放置装置。假体组件可按可释放的方式被附接至放置装置。在一个实施例中，方向传 感器可安装至扩孔器或可安装至用于放置假体组件的放置装置。
[0040] 在另一个实例中，方向传感器可安装至手术装置。方向传感器可以任何适合的方 式安装至手术装置。例如，方向传感器可安装在手术装置上的对接端口中或在可安装至手 术装置的器械上的对接端口中。对接端口可进行调整以适应在各个方向上的方向传感器。 此外，对接端口可以是可锁定的。对接端口可被定向至特定角度且可调节地向轴线倾斜。优 选地，对接端口可通过使端口的一部分变形而实现锁定（这对于消毒来说可能是有利的）。 例如，对接端口可包括位于对接端口门和端口的剩余部分之间的柔性的塑料铰链。对接端 口门可通过弯曲柔性的塑料而闭合。在另一个实施例中，方向传感器可包括用于将方向传 感器紧固至扩孔器或放置装置的紧固件。
[0041] 在另一个实施例中，方向传感器包括传感部分和安装件，其中传感部分可安装至 安装件。安装件可用于将方向传感器安装至扩孔器或放置装置。可按任何合适的方式，如 通过摩擦配合、过盈配合、凹槽中的凸榫、卡口式联接经由钩和环紧固件（如Velcro?)等将 传感部分安装至安装件。在一个实施例中，方向传感器的安装件可包括用于安装传感部分 的对接端口。传感部分可滑动式地与对接端口接合或传感部分可被螺接至对接端口中。 [0042] 要理解的是，可使用任何合适的安装设计，且安装设计将根据可安装方向传感器 的扩孔器或放置装置而发生变化。安装件可包括用于安装传感部分的对接端口（如在前述 段落中所讨论的）、减震器（特别是用于吸收与之相关联的震动，例如，将假体组件打入所 需位置）、用于将方向传感器夹持至扩孔器或放置装置的夹具以及用于将对接端口与夹具 间隔开的间隔器中的一个或多个。夹具可包括紧固件。此外，传感部分可滑动式地与对接 端口接合或传感部分可被螺接至对接端口中。使用间隔器的优点为，当使用系统时，方向传 感器发生偏移且不易遮挡外科医生向下至所使用的器械（例如，髋白扩孔器或髋白杯放置 装置）的中轴线的视线。在一个实施例中，方向传感器的传感部分偏离手术装置的纵轴线 (或例如放置装置的纵轴线）。
[0043] 在另一个实施例中，安装件可形成手术装置的一部分或可安装至手术装置的器械 或引导件。例如，如果手术装置为髋白扩孔器，安装件则可形成扩孔器的一部分（例如，扩 孔器的组件可被安装件所取代，且该组件可以是髋白扩孔器的驱动器或位于切割刀片和电 动机之间的扩孔器的一部分）。为了避免产生疑问，短语"可相对于手术装置进行安装"包 括下列情形，例如，方向传感器的安装件形成手术装置的一部分或用于放置假体组件的放 置装置的一部分。类似地，短语"可安装至扩孔器"包括下列情形，例如，方向传感器的安装 件形成扩孔器的一部分。
[0044]可使用任何合适的减震器，且减震器可吸收在一个、两个或三个方向，特别是在一 个或两个方向上的震动。例如，减震器可包括偏置构件（如弹簧）和/或包括气动吸收装 置（例如，活塞）。类似地，可使用任何合适的紧固件，包括螺栓和锁紧螺母。当方向传感器 被附接至髋白扩孔器时，方向传感器可能不一定非要包括减震器，这是因为可通过电子方 式有效地改善在方向传感器上髋白扩孔器的加速效应。
[0045]在另一个实施例中，安装件可包括用于保持监视器和/或通信器（如下面进一步 所讨论的）的托架或支架。这种托架或支架可被设计为吸收震动，例如，类似于为摩托车的 GPS所设计的那些。
[0046] 在一个实施例中，通过方向传感器感测的方向为俯仰、滚转和偏航中的一个或多 个；特别是俯仰、滚转和偏航中的两个或多个。在一个优选实施例中，方向传感器用于感 测手术装置的俯仰、滚转和偏航。通过方向传感器所感测的方向可与通过患者传感器所感 测的方向相同（即，患者传感器和方向传感器均可感测俯仰和滚转，特别是俯仰、滚转和偏 航）。
[0047] 方向传感器可包括至少一个用于感测手术装置的方向的传感器。该至少一个传感 器可如同对患者传感器的描述，但其不必是相同的。
[0048] 方向传感器可被连接至电源，或方向传感器可特别地包括电源，如电池。这些组件 可如同对患者传感器的讨论。在另一个实施例中，方向传感器可以是一次性的，在这种情况 下，电池可能无法进行替换。方向传感器也可包括用于激活传感器的通/断开关。在进一 步地实施例中，可通过手术装置向方向传感器供电（如当手术装置为髋白扩孔器时）。
[0049] 方向传感器的传感部分可包括至少一个用于感测手术装置的方向的传感器、电源 和/或开关。方向传感器，特别是传感部分，也可包括用于指示电源中剩余电量的指示器， 如灯。
[0050] 方向传感器和/或传感部分可包括壳体。例如，传感部分的壳体可包住至少一个 传感器和/或电源。壳体可由金属或塑料制成，且可包括盖子，其中盖子可通过绕着铰链旋 转而被打开。可释放的紧固件可保证壳体闭合。
[0051] 方向传感器和方向传感器的组件可由任何合适的材料制成。例如，方向传感器的 安装件可由可消毒的材料制成，如金属或塑料，特别是金属，更特别的是不锈钢。安装件可 由不可磁化的材料制成。方向传感器可具有任何合适的形状且可以是柔性的或基本上为刚 性的。
[0052] 方向传感器、传感部分和/或安装件可以是一次性的或可消毒的。如果方向传感 器或传感部分是可消毒的，那么方向传感器或传感部分可包括用于使电子组件与化学、热 或压力效果绝缘的绝缘器。绝缘器可保护这些组件免受标准高压灭菌消毒或核准的气体消 毒的影响。在一个实施例中，绝缘器是套管。在一个实施例中，可能除了至少一个传感器和 电源之外，方向传感器的所有组件均可以是可消毒的。然而，如果这些组件被插入无菌壳体 中，那么非灭菌的组件，如至少一个传感器和电源，则可用于系统中。
[0053] 手术系统还包括用于监控手术装置相对于所感测的患者解剖结构的方向的监视 器。监控是实时发生的。监视器可接收所感测的患者解剖结构的方向以及所感测的手术装 置的方向，且随后监控手术装置相对于所感测的患者解剖结构的方向。监视器可监控手术 装置相对于患者解剖结构的俯仰、滚转和偏航中的至少一个（且特别的为全部）。
[0054] 监视器可对从手术获得的信息进行存储或数据记录。该信息可以为简单的日志， 其指示已使用该系统进行了多少手术。该信息也可以是所感测的患者传感器（或患者解剖 结构）的方向、所感测的方向传感器（或手术装置）的方向和/或方向传感器相对于患者 传感器（或手术装置相对于患者解剖结构）的方向中的全部或部分记录。该信息可从监视 器转移至另一介质，如存储卡。在一个实施例中，监视器包括数据处理器、计算机可读存储 介质、微处理器和/或中央处理单元（CPU)。监视器不需是单个设备。
[0055] 手术系统还可包括用于对所感测的患者解剖结构的方向、所感测的手术装置的方 向以及所监控的手术装置相对于所感测的患者解剖结构的方向中的一个或多个，特别是全 部进行通信（特别是与外科医生进行通信）的通信器。通信器可进行视觉或听觉上的通 信。例如，通信器可经视觉显示器或经音频扬声器，特别是经视觉显示器对所感测的患者解 剖结构的方向、所感测的手术装置的方向以及所监控的手术装置相对于所感测的患者解剖 结构的方向进行视觉上的通信。
[0056] 例如，通信器可与外科医生进行视觉上的通信，如在计算机屏幕上进行。这可能涉 及以图形的方式显示所监控的手术装置相对于所感测的患者解剖结构的方向。可替代地， 通信器可用数字显示出所感测的手术装置相对于所感测的患者解剖结构的偏航、滚转和俯 仰。
[0057] 患者传感器或方向传感器可与监视器和/或通信器位于同一位置。在一个实施例 中，监视器、通信器和方向传感器位于同一位置。在另一个实施例中，监视器、通信器和患 者传感器位于同一位置。例如，通信器或监视器和通信器可被保持在方向传感器的安装件 (如上面所讨论的）或在方向传感器的对接端口中的托架或支架中。在该实例中，通信器或 监视器和通信器在使用中可被包在可消毒的壳体中，其中该壳体被保持在托架、支架或对 接端口中或形成其一部分。使患者传感器或方向传感器与监视器和/或通信器位于同一位 置的一个优点是外科医生在手术期间能够有利地更好地看到通信器的读数（特别是在如 果通信器以图形的方式显示手术装置相对于所感测的患者解剖结构的方向的情况下）。
[0058] 在另一个实施例中，单个装置可包括监视器、通信器和/或患者传感器的传感部 分。在该实施例中，包括监视器/通信器/患者传感器的传感部分的装置可安装至患者传 感器的底座。在另一个实施例中，单个装置可包括监视器、通信器和/或方向传感器的传感 部分。在该实施例中，监视器/通信器/方向传感器的传感部分可安装至方向传感器的安 装件。
[0059] 在其他实施例中，患者传感器包括监视器或通信器，或监视器和通信器二者。这可 能是有利的，原因是如果患者传感器位于患者的髂嵴上，当对手术装置进行定向时，患者传 感器则可能在外科医生的视线内。在另外的实施例中，方向传感器包括监视器或通信器，或 监视器和通信器二者。
[0060] 可替代地，监视器或通信器（特别是监视器和通信器）可远离方向传感器和患者 传感器。远程监视器和通信器的一个优点是监视器和通信器可能无需在手术之间进行消 毒。消毒条件可能对监视器和通信器中的电子组件中的一些造成潜在损害。在替代实施例 中，监视器和/或通信器为可消毒的或一次性的。
[0061] 监视器和通信器可位于同一位置，例如，在计算机（包括装置，如笔记本电脑、平 板电脑、智能手机、PDA、iPads?、iPhones?和iPods? )中。
[0062]手术系统可包括至少一个通信器。例如，手术系统可包括两个、三个或四个通信 器。在一个示例性实施例中，手术系统可包括位于或邻近患者传感器的方向上的第一通信 器以及位于手术室中另一位置上的第二通信器（例如，在墙壁上）。在具有多个通信器的情 况下，在每个通信器上显示的信息可以是相同的或不同的。例如，一个通信器可提供手术装 置相对于所感测的患者解剖结构的俯仰、滚转和偏航的方向的图形显示且第二个通信器可 提供相同信息的数字显示。
[0063] 患者传感器、方向传感器、监视器以及可选的通信器进行通信。在一个实施例中， 患者传感器与监视器进行通信，且方向传感器与监视器进行通信。患者传感器和方向传感 器可与监视器进行单向或双向通信，特别是双向通信。患者传感器、方向传感器、监视器和 通信器也可按任何其他合适的方式进行通信。例如，患者传感器可与方向传感器进行通信， 其依次与监视器进行通信。监视器依次可与通信器进行通信。
[0064] 该通信可经电缆进行或其可以是无线的，特别是无线的。通信应该是无损的，从而 避免干扰在手术室中的其他电子设备。例如，通信可经用于通过短距离个人区域网络交换 数据的无线协议而进行。这种无线协议的一个实例为Bluetooth?或Wi-Fi。通信可在不 干扰其他医院设备的频率和带宽下进行。此外，可配置组件的瓦特数以使组件可被允许在 手术室中使用。
[0065]在另一个实施例中，患者传感器、方向传感器、监视器和/或通信器是不可消毒的 或一次性的。在该实施例中，系统可包括一个或多个无菌容器，其中可在使用前将这些组件 置入无菌容器中。在另一个实施例中，患者传感器、方向传感器、监视器和/或通信器中的 一部分可以是可消毒的，且这些组件的未消毒的部分可在使用前被插入无菌部分中。例如， 方向传感器和/或患者传感器的壳体可以是可消毒的，且至少一个未消毒的传感器、电池 和/或电子组件可在使用前被置入无菌壳体中。
[0066] 在另一个实施例中，手术系统还包括用于校准方向传感器和患者传感器的托架。 托架可容纳方向传感器和患者传感器，或方向传感器和患者传感器的传感部分，特别是从 而使方传感器向和患者传感器彼此平行。当在托架中时，方向传感器和患者传感器可进行 校准，从而将用于两个传感器的俯仰、滚转和偏航设置为零。
[0067]在第二方面，本发明提供了一种用于将手术装置相对于患者解剖结构进行定向的 手术系统，该系统包括： a. 用于感测患者解剖结构的方向的患者传感器； b. 用于感测手术装置的方向的方向传感器； c. 用于监控手术装置相对于所感测的患者解剖结构的方向的监视器；以及 d. 用于将所监控的手术装置引导至相对于患者解剖结构的最佳手术装置方向的通信 器。
[0068] 本发明的第二方面的手术系统的特征可如同上面对第一方面的描述。然而，在这 个方面，通信器是用于将所监控的手术装置引导至相对于患者解剖结构的最佳手术装置方 向。
[0069]在这个方面，监视器或通信器（优选为监视器）可确定手术装置相对于患者解剖 结构的最佳方向。在一个实施例中，监视器通过考虑患者解剖结构中的自然变化而确定手 术装置的最佳方向。例如，许多患者都有向其骨盆的自然倾斜，其是通过骨盆倾斜角而进行 测量的。当患者位于手术台上且一个髋关节垂直位于另一个的上方，即，侧卧时，患者的骨 盆倾斜角为在垂直线和在患者每个髋关节的旋转中心之间画出的线之间的差异。因此，患 者的骨盆倾斜角可关于在该位置时的滚转和俯仰，即从完全垂直的位置发生的向前或向后 的移动而进行测量。骨盆倾斜角也可关于倾斜度数和髋白的子宫前倾（髋白从骨盆突出的 角度）而进行测量。该角度可通过在手术前对患者的骨盆拍摄X射线图像而确定。因此， 在一个实施例中，监视器通过考虑患者的骨盆倾斜角度确定手术装置的最佳方向。确定手 术装置的最佳方向可能也涉及考虑由于患者在手术台上的位置而导致的俯仰、滚转和偏航 中的一个或多个（特别是俯仰、滚转和偏航中的两个或多个；更特别是俯仰、滚转和偏航中 的全部）中的差异。
[0070] 可替代地，可向监视器或通信器，特别是监视器提供手术装置相对于患者解剖结 构的最佳方向。
[0071] 最佳方向可包括手术装置相对于患者解剖结构的俯仰、滚转和偏航中的至少一个 (且特别是全部）。
[0072] 监视器或通信器（优选为监视器）也可确定在手术装置的最佳方向和手术装置相 对于所感测的患者解剖结构的方向之间的差异。通信器可通过与外科医生就该差异进行通 信而引导所监控的手术装置。因此，通信器可就在手术装置的最佳方向和手术装置相对于 所感测的患者解剖结构的方向之间的差异进行通信（特别是向外科医生）。可替代地，通信 器可指示所监控的手术装置的方向以及装置的最佳方向，从而允许外科医生评估它们的关 系。
[0073] 通信器可就所感测的患者解剖结构的方向、所感测的手术装置的方向、所监控的 手术装置相对于所感测的患者解剖结构的方向、手术装置的最佳方向以及所监控的手术装 置相对于最佳方向的方向；特别是所监控的手术装置相对于所感测的患者解剖结构的方 向、手术装置的最佳方向以及所监控的手术装置相对于最佳方向的方向中的一个或多个， 特别是全部进行通信（特别是向外科医生）。在一个实施例中，通信器对所监控的手术装置 相对于最佳方向的方向进行通信。如上所述，通信器可进行视觉或听觉上的通信，特别是与 外科医生之间。例如，通信器可经视觉显示器进行通信。可替代地，通信器可进行听觉上的 通信，特别是与外科医生之间。例如，在手术装置的最佳方向和所监控的手术装置的方向之 间的差异可通过一个或多个音频信号而被通信至外科医生（其中，例如，用音频信号的音 调、音质或持续时间引导外科医生）。
[0074] 例如，通信器可通过以图形的方式表示手术装置相对于所感测的患者解剖结构的 方向以及手术装置的最佳方向而进行视觉上的通信（特别是与外科医生之间）。接着，外科 医生则能够观察到这两者之间的差异并将手术装置引导至正确的方向。在一个示例性实施 例中，图形显示可包括二等分的水平线和垂直轴线，其中滚转在一个轴线上且俯仰在另一 个轴线上，其中轴线交叉的点为用于手术装置相对于患者解剖结构的最佳俯仰和滚转。图 形显示也可包括示出偏航的第三轴线，其中轴线的中心为用于手术装置相对于患者解剖结 构的最佳偏航。
[0075] 在另一个实例中，通信器可进行听觉上的通信（特别是与外科医生之间）。在该实 例中，通信器在装置处于不正确的方向上时产生蜂鸣噪声且在装置未进行正确的定向时产 生咻咻声。通信器也可与外科医生进行视觉和听觉上的通信。
[0076] 有利地，本发明的该方面可允许在对髋臼进行扩孔期间引导外科医生。由于未对 准髋白杯，许多髋关节置换术都是不成功的。尽管已开发出多个对准装