用于识别标记的系统和方法
【专利说明】用于识别标记的系统和方法
[0001]本申请为分案申请，原申请的申请号为200880128908.3，申请日为2010年10月28日，发明名称为“用于识别标记的系统和方法”。
[0002]对相关申请的交叉参考
本申请要求于2008年2月29日提交的申请号为PCT/US2008/55300的PCT国际专利申请的权益。该申请的整体披露内容在此作为参考被引用。
[0003]涉及联邦赞助的研宄或开发的声明不适用。
[0004]附录不适用。
技术领域
[0005]本发明的实施例主要涉及矫形外科植入物，且更特别地，本发明的实施例涉及识别矫形外科植入物上的盲标记(blind landmark)。
【背景技术】
[0006]互锁股骨钉的使用大大拓宽了长骨骨折的髓内(頂)固定范围。髓内钉的锁定使得上述构造沿纵向更为稳定且停止了钉在骨内的旋转。典型的髓内钉固定外科手术涉及将夹具、X射线成像装置和人工目测装置组合起来以便定位并钻出远端螺钉孔。
[0007]在该外科手术过程中，髓内钉被锤入骨折长骨的导管内以便将骨折的端部固定在一起。通常情况下，首先实施的是近端锁定且通常使用夹具实施所述近端锁定。然而，钉在插入髓内的过程中产生的变形可导致对于远端螺钉而言出现夹具不准确的情况。主要的困难在于对远端锁定螺钉进行的定位以及使钻具对齐以便钻出远端螺钉孔的步骤，这是因为这是整个植入过程中最耗时也最具挑战性的步骤。因此，无法实施远端锁定的两个主要原因是骨上的进入点不准确以及钻具的取向错误。如果这两个因素中的任一因素出现错误，则钻具将不会穿过钉孔。
[0008]进入点的不准确还使钻头的圆形端部通常出现打滑的问题更加复杂，且因而使得难以设置与较早形成的一个钻孔相邻的另一钻孔。不准确的远端锁定会导致过早地出现毁损，且使穿过钉孔的钉出现断裂、使螺钉出现断裂、或者使骨内的钻头出现断裂。
[0009]手动技术是最普遍也最被接受的用于观察远端螺钉孔的技术并且在矫形外科产业中占据优势地位。大多数的远端目标定位技术都会使用衬套(圆柱形套筒)来引导钻具。使该引导衬套对齐并将其保持在适当位置处的机理有所不同。在一些情况下，外科医生使用半套筒(沿纵向切成两半的衬套)或者完整套筒来帮助在钻削过程中稳定钻头。在任何情况下，外科医生都将对病人实施切入并将钻具插置通过该切口。手动技术主要基于外科医生的手动技术且使用了射线照相术的X射线成像装置和机械夹具。
[0010]在长钉上实现该目的的另一种方法是在C形臂部的帮助下使用所谓“标准圆(perfect circle)”技术。在这种情况下，技术人员对病人和C形臂部进行定向，从而使得当采用荧光检查法观察该植入物时，螺钉所将要穿过的孔呈现出圆的形状。如果C形臂部并不垂直于该孔，则其将呈现椭圆形或甚至不存在。
[0011]在所属领域中，仍需要提供一种用于对医用植入物的标记进行目标定位的系统和方法。进一步地，在所属领域中，仍需要对远端锁定螺钉进行准确定位且需要使钻具对齐以便钻出远端螺钉孔。
【发明内容】
[0012]本发明提供了一种用于识别标记的系统，所述系统包括:用于产生磁场的场发生器；位于所述磁场内的矫形外科植入物，所述矫形外科植入物具有至少一个标记；具有与所述至少一个标记隔开的第一磁性传感器的可拆卸的探测器；具有第二磁性传感器的标记识别器；和处理器，所述处理器用于对比来自所述第一传感器和所述第二传感器的传感器数据并且使用所述设定距离来计算所述标记识别器相对于所述至少一个标记的位置。
[0013]本发明还提供了一种用于识别标记的系统，所述系统包括:用于产生磁场的场发生器；位于所述磁场内的矫形外科植入物，所述矫形外科植入物具有至少一个标记和纵向沟槽，所述纵向沟槽具有近端部分和远端部分；第一磁性传感器，所述第一磁性传感器在所述纵向沟槽的所述远端部分处被安装到所述矫形外科植入物上且与所述至少一个标记隔开设定距离；具有第二磁性传感器的标记识别器；和处理器，所述处理器用于对比来自所述第一传感器和所述第二传感器的传感器数据并且使用所述设定距离来计算所述标记识别器相对于所述至少一个标记的位置。
[0014]根据一些实施例，所述标记选自包括结构、空隙、凸起、通道、制动器、凸缘、沟槽、构件、分隔件、梯级、孔洞、孔穴、腔体、凹部、导管、间隙、凹口、孔口、通路、切口、孔眼或狭槽的组群。
[0015]根据一些实施例，所述矫形外科植入物是髓内钉。
[0016]根据一些实施例，所述矫形外科植入物具有外表面、形成插管的内表面和位于其间的壁部，且所述第一磁性传感器被安装在所述壁部内。
[0017]根据一些实施例，所述矫形外科植入物进一步包括凹窝且所述第一传感器被设置在所述凹窝内。
[0018]根据一些实施例，所述矫形外科植入物进一步包括盖。
[0019]根据一些实施例，所述矫形外科植入物进一步包括适于接收盖的第二开口。
[0020]根据一些实施例，所述矫形外科植入物进一步包括周向的凹窝。
[0021]根据一些实施例，所述系统包括被连接至第一磁性传感器的引线。
[0022]根据一些实施例，所述系统包括被可拆卸地附接到所述矫形外科植入物上的插入柄。
[0023]根据一些实施例，所述系统包括被电连接至所述处理器的监控器。
[0024]根据一些实施例，所述系统包括被连接至所述第一传感器的可拆卸的引线。
[0025]根据一些实施例，所述纵向沟槽是沿所述植入物的外表面设置的。
[0026]根据一些实施例，所述矫形外科植入物进一步包括插管，且所述纵向沟槽通常与所述插管相邻。
[0027]根据一些实施例，所述标记识别器包括钻具套筒。
[0028]根据一些实施例，所述标记识别器进一步包括锯齿尖端。
[0029]根据一些实施例，所述标记识别器进一步包括管道。
[0030]根据一些实施例，所述标记识别器进一步包括标识传感器(marking sensor)。
[0031]根据一些实施例，所述标记识别器进一步包括柄。
[0032]根据一些实施例，所述处理器为用户提供了反馈信息。
[0033]本发明提供了一种用于识别标记的系统，所述系统包括:用于产生磁场的场发生器；位于所述磁场内的矫形外科植入物，所述矫形外科植入物具有至少一个标记；磁体，所述磁体被安装到所述矫形外科植入物上且与所述至少一个标记隔开设定距离；具有磁性传感器的标记识别器；和处理器，所述处理器用于对比来自所述磁性传感器的传感器数据并且使用所述设定距离来计算所述标记识别器相对于所述至少一个标记的位置。
[0034]本发明提供了一种用于识别标记的方法，所述方法包括:提供矫形外科植入物组件，所述矩形植入物组件具有矫形外科植入物和可拆卸的引线，所述矩形植入物具有纵向沟槽，所述可拆卸的引线上附接有磁性传感且位于所述纵向沟槽内，所述矫形外科植入物具有近端部分、远端部分和位于所述远端部分上的至少一个标记；将所述矫形外科植入物组件植入病人体内；首先将刺穿元件安装在所述近端部分中；使用标记识别器对所述至少一个标记进行识别；在首先将刺穿元件安装在所述近端部分中之后，将刺穿元件安装在位于所述远端部分中的所述至少一个标记中；并且拆除所述可拆卸的引线。
[0035]本发明提供了一种图形化的用户界面，所述图形化的用户界面包括:表示相对于植入物的钻削深度的第一部分；和第二部分，所述第二部分表示相对于标记的标记识别器位置，所述标记位于所述植入物上。
[0036]本发明具有优于现有装置和技术的多个优点。首先，本发明可独立于荧光检查法而运行且使得无需设置X射线装置对刺穿元件进行目标定位，由此减轻了用户和病人暴露于辐射的程度。其次，本发明使得用户可在锁定非驱动端之前锁定驱动端。换句话说，在一些实施例中，本发明不需要使用植入物插管且使得可在进行远端锁定之前进行近端锁定。
[0037]下面将结合附图对本发明进一步的特征、方面和优点以及本发明的多个实施例的结构和运行进行详细描述。
【附图说明】
[0038]附图被包括在本说明书中且构成了本说明书的一部分。图中示出了本发明的实施例，且附图与下面的说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中:
图1示出了用于识别标记的系统的第一实施例；
图2是矫形外科植入物组件的第一实施例的剖视图；
图3示出了传感器的第一实施例；
图4示出了传感器的第二实施例；
图5示出了图4所示的传感器；
图6示出了矫形外科植入物组件的第二实施例；
图7是可拆卸的引线的如视图；
图8是图6所示矫形外科植入物组件的顶视图；
图9示出了标记识别器； 图10是示出了第一实施例中的点式接触的剖视图；
图11是示出了第二实施例中的点式接触的剖视图；
图12A是示出了弯皱的电连接装置的剖视图；
图12B是示出了在第一可选实施利中的电连接装置的示意图；
图12C是示出了图12B所示电连接装置的侧视示意图；
图12D是示出了在第二可选实施利中的电连接装置的示意图；
图13A是示出了在第一实施利中用于使矫形外科植入物与插入柄对齐的其它可选机构的部分透视图；
图13B是示出了在第二可选实施利中用于使矫形外科植入物与电连接装置对齐的其它可选机构的部分透视图；
图14示出了插入柄与矫形外科植入物的连接；
图15示出了用于识别标记的系统的第二实施例；
图16是示出了视野选择标准的示意图；
图17是示出了视野选择步骤的流程图；
图18是示出了使标记识别器对齐的第一种可选方法的示意图；
图19是示出了使标记识别器对齐的第二种可选方法的示意图；
图20示出了监控器的典型视图；
图21示出了标记识别器的另一种可选实