施例；
图22不出了插入柄的第一可选实施例；
图23示出了用于识别标记的系统的第三实施例；
图24示出了插入柄的第二可选实施例；
图25示出了用于识别标记的系统的第三实施例；
图26示出了髓内钉的详细的横截面视图；
图27示出了一个包装实施例；
图28示出了将该系统连接到网络的方法；
图29示出了用于识别标记的系统的第四实施例；
图30示出了用于使用该系统的第一流程图；
图31示出了用于使用该系统的第二流程图；
图32示出了用于追踪钻削深度的第二实施例；
图33A和33B示出了用于追踪钻削深度的第三实施例；
图34示出了用于追踪钻削深度的第四实施例；
图35不出了插入柄；
图36示出了可调节止挡的顶部透视图；
图37示出了图36所示可调节止挡的底部透视图；和图38示出了用于系统校准的第三流程图。
【具体实施方式】
[0039]参见附图，图中相似的附图标记表示相似的元件，图1示出了用于识别标记的系统10的第一实施例。系统10包括处理器12、磁场发生器16、标记识别器18和矫形外科植入物组件28。在一些实施例中，系统10进一步包括被电连接至处理器12的监控器14和被可拆卸地附接到矫形外科植入物组件28上的插入柄40。处理器12在图1中被示作桌上型电脑，但同样也可使用其它类型的计算装置。作为实例，处理器12可以是桌上型计算机、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、移动手持装置或专用装置。在如图所示的实施例中，磁场发生器是可由以下供应商提供的装置:107 Catamount Drive, Milton Vermont, U.S.A.的Ascens1n Technology Corporat1n ； 103 Randall Drive, Waterloo, Ontar1, Canada的 Northern Digital Inc.;或 40 Hercules Drive, Colchester Vermont, U.S.A.的Polhemuso当然，也可使用其它发生器。作为实例，场发生器16可提供脉冲直流电磁场或交流电磁场。在一些实施例中，系统10进一步包括被连接至磁场发生器16的控制单元(未示出)。控制单元控制场发生器、接收来自小型移动电感传感器的信号、并且与处理器12进行通信，这是通过有线或无线方式实现的。在一些实施例中，控制单元可通过硬件或软件被纳入处理器12内。
[0040]系统10是磁性位置追踪系统。出于图示性的目的，系统10包括磁场发生器16，所述磁场发生器包括被适当布置的电磁电感线圈，该线圈用作空间磁基准框架(即x、Y、z)。系统10进一步包括小型移动电感传感器，所述传感器被附接到被追踪的物体上。应该理解:其它变型也是易于被接受的。小型移动电感传感器的位置和角度取向取决于该传感器与由磁场发生器16产生的源场所进行的磁耦合。
[0041]应该注意到:磁场发生器16产生了一系列，或一组，不同的空间磁场形状或分布，此处为六个，每个空间磁场形状或分布都由小型移动电感传感器感测。每个系列都使得小型移动电感传感器能够产生一系列信号。对这一系列信号的处理使得能够确定小型移动电感传感器的位置和/或取向，且因此能够确定其上安装有该小型移动电感传感器的物体相对于磁坐标基准框架的位置，该磁坐标基准框架与磁场发生器16的关系是固定的。处理器12或控制单元使用基准坐标系统和感测到的数据来形成变换矩阵，所述变换矩阵包括位置和取向信息。
[0042]标记识别器18用于对标记，例如矫形外科植入物组件28上的标记，进行目标定位。标记识别器18包括一个或多个小型移动电感传感器。在如图所示的实施例中，标记识别器18具有第二传感器20。标记识别器18可以是任何数量的装置。作为实例，标记识别器18可以是钻具引导装置、钻具套筒、钻具、钻鼻(drill nose)、钻筒(drill barrel)、钻夹头(drill chuck)或固定元件。在如图1所示的实施例中，标记识别器18是钻具套筒。在一些实施例中，所述标记识别器可包括锯齿尖端22、管道24和柄26中的一个或多个。管道24也可被称作衬套、圆柱体、引导装置或钻具/螺钉安放引导装置。在所示实施例中，第二传感器20相对于管道24的轴线被设置在一定取向下，所述管道可接收钻具。传感器20相对于管道24形成的这种偏移使得该管道的位置和取向可相对于磁场发生器16或系统中的另一传感器而在六个尺寸(三个平移尺寸和三个角度尺寸)上被定位于空间中。在一些实施例中，可能需要对处理器12进行校准以便调节第二传感器20的偏移距离。在一些实施例中，标记识别器18和场发生器16可被组合成单个部件。例如，场发生器16可被纳入柄26内。
[0043]矫形外科植入物组件28包括植入物30和一个或多个小型移动电感传感器。在所示实施例中，矫形外科植入物组件28具有第一传感器23。在如图1所示的实施例中，植入物30以髓内钉的形式存在，但也可使用其它类型的植入物。作为实例，植入物可以是髓内钉、骨板、髋关节假体、或膝关节假体。第一传感器32相对于植入物30上的一个或多个标记被设置成一定取向且被设置在预定位置处。作为实例，所述标记可以是结构、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。在如图1所示的实施例中，标记是刺穿孔31。第一传感器32相对于标记形成的这种偏移使得该标记的位置可相对于磁场发生器16或系统中的另一传感器而在六个尺寸(三个平移尺寸和三个角度尺寸)上被定位于空间中，所述另一传感器例如为第二传感器。在一些实施例中，可能需要对处理器12进行校准以便调节第一传感器32的偏移距离。
[0044]第一传感器32和第二传感器20被连接至处理器12。这可通过有线或无线方式实现。第一传感器32和第二传感器20可以是具有六个自由度的传感器，所述传感器被构造以便沿通常被称作X、Y和Z的三个平移轴和通常被称作俯仰(pitch)、侧摆(yaw)和滚动(roll)(即姿态，也就是绕X、Y和Z轴的旋转角)的三个角度取向来描述每个传感器的位置。通过将传感器定位在这些基准框架中，并获知每个传感器的位置和取向，标记识别器18可相对于植入物30上的标记被定位。在一个特定实施例中，来自传感器的信息使得外科医生可对用于进行固定的外科手术路径进行规划并且使钻具与固定盲孔适当地对齐。在所示实施例中，传感器32、20是由以下供应商提供的具有六个自由度的传感器:107 CatamountDrive, Milton Vermont, U.S.A.的Ascens1n Technology Corporat1n ； 103 RandallDrive, Waterloo, Ontar1, Canada 的 Northern Digital Inc.;或40 Hercules Drive,Colchester Vermont, U.S.A.的Polhemus。当然，也可使用其它传感器。
[0045]第一传感器32可被附接到植入物30上。例如，第一传感器32可被附接到外表面37上。在如图1所示的实施例中，植入物30进一步包括沟槽34和凹窝36 (最佳如图2所示)。沟槽34和凹窝36位于植入物30的壁部中。在所示实施例中，第一传感器32旨在被附接到植入物30上且在植入物30的服役寿命期间都被安装在病人体内。进一步地，在一些实施例中，矫形外科植入物组件28包括盖38以便覆盖凹窝36和/或沟槽34。盖38可与植入物30的外表面37大体上齐平。因此，在一些实施例中，植入物30包括第二开口 39(最佳如图2所示)以便接收盖38。
[0046]第一传感器32可被栓系到引线上以便实现通信和供电。引线和传感器可被固定到植入物30上。引线50被用以将第一传感器32连接至处理器12或控制单元。引线50可由生物相容的金属线制成。作为一个实例，引线50可由Fort Wayne Metals ResearchProducts Corp.,9609 Indianapolis Road，Fort Wayne, Indiana 46809 得到的 DFT 金属线制成。DFT 是 Fort Wayne Metals Research Products Corp.的注册商标。第一连接器52可用于相对于植入物30安放引线50。第二连接器54可用于将引线50连接至另一装置，如处理器12或插入柄40。
[0047]可使用多种高刚性粘结剂或聚合物将第一传感器32固定在凹窝36中，所述多种高刚性粘结剂包括环氧树脂、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚醚酮、可通过UV固化的粘结剂、娃酮和医用级别的氰基丙稀酸醋。作为实例，可使用由Epoxy Technology, 14 FortuneDrive, Billerica, Massachusetts 01821 提供的 EPO-TEK 301。引线 50 可以相似方式被固定在沟槽中。这些类型的固定方法不会对电气部件的性能产生负面影响。随后可将盖38置于植入物30上并将所述盖焊接就位。例如，所述盖可通过激光焊接方式被焊接到植入物上。
[0048]监控器14可被构造以便显示出第一传感器32和第二传感器20的位置和取向，从而使得可通过这种显示为外科医生提供两个传感器相对于彼此的位置和取向。处理器12可通过有线方式或无线方式将位置数据发送至用户界面，所述用户界面可以图形方式显示出标记识别器与监控器上的植入物之间的相对位置。该监控器14上显示的图像可相对于标记识别器被设置成一定取向，从而使得外科医生可将用户界面显现出来而作为标记识别器的延伸。该用户界面还可被设置成一定取向，从而使得外科医生可在观察外科手术视场的同时观察该监控器。
[0049]插入柄40可用于安装矫形外科植入物组件28且还可用于按一定路线引导来自第一传感器32的引线。例如，插入柄40可按一定路线引导介于植入物30与处理器12之间的通信引线和电源引线。
[0050]在如图1所示的实施例中，标记识别器18和插入柄40分别包括用于