[发明专利]用于规划/引导对骨骼的改变的方法和系统

权利要求书

1.一种计算机辅助外科手术系统，其用于在外科手术中规划/引导对骨骼的改变，所述系统包括：

可跟踪元件，其适于固定至骨骼上，所述可跟踪元件具有第一惯性传感器单元，所述第一惯性传感器单元产生可跟踪元件的方向中至少两个自由度的基于方向的数据；

定位块，其适于固定至骨骼上，在将所述定位块固定至骨骼上后，至少所述定位块的方向是可调整的，以便达到所选方向，所述定位块用于在改变骨骼时在所选择方向上引导工具，所述定位块具有第二惯性传感器单元，所述第二惯性传感器单元产生所述定位块的方向中至少两个自由度的基于方向的数据；

处理系统，其提供所述骨骼和所述可跟踪元件之间的方向基准，并且包括：

信号解译器，其用于根据基于方向的数据确定所述可跟踪元件和所述定位块的方向；以及

参数计算器，其用于根据方向基准和定位块的方向，计算与所述定位块相对于骨骼的实际方向有关的改变参数。

2.根据权利要求1所述的计算机辅助外科手术系统，其中所述方向基准是包含骨骼的机械轴的平面。

3.根据权利要求2所述的计算机辅助外科手术系统，其中所述骨骼为胫骨，并且还包括适于抵靠胫骨的前顶部定向的轴数字化元件，所述轴数字化元件具有第三惯性传感器单元，所述第三惯性传感器单元产生基于方向的数据，所述处理系统使用该基于方向的数据以便在所述轴数字化元件抵靠前顶部时，至少限定胫骨的机械轴。

4.根据权利要求2所述的计算机辅助外科手术系统，其中所述骨骼为胫骨，并且还包括适于固定至所述胫骨上的轴数字化元件，并且包括与中间第三个胫骨结节的前顶部、第二跖骨、胫骨平顶中心和踝关节中心中的至少一个对准的对准棒，所述轴数字化元件具有第三惯性传感器单元，所述第三惯性传感器单元产生基于方向的数据，所述处理系统使用该基于方向的数据以至少限定胫骨的机械轴。

5.根据权利要求2所述的计算机辅助外科手术系统，其中所述骨骼为股骨，并且还包括适于在机械轴的接入点处固定至股骨上的轴数字化元件，所述轴数字化元件具有第三惯性传感器单元，所述第三惯性传感器元件至少产生基于方向的数据，所述处理系统使用该基于方向的数据以限定股骨的机械轴。

6.根据权利要求1所述的计算机辅助外科手术系统，其中所述定位块固定至骨骼上从而与骨骼的前后轴对准。

7.根据权利要求6所述的计算机辅助外科手术系统，其中所述定位块在骨骼和第二惯性传感器单元之间具有接头，使得所述改变参数为所改变的骨骼的内翻-外翻以及所改变骨骼的弯曲-伸展。

8.根据权利要求7所述的计算机辅助外科手术系统，其中球形把手置于所述定位块的接头上，用于所述改变参数的调整。

9.根据权利要求1所述的计算机辅助外科手术系统，其中所述处理系统安装在所述可跟踪元件和所述定位块中的任一个上。

10.根据权利要求1所述的计算机辅助外科手术系统，其中所述可跟踪元件置于固定至骨骼上的所述定位块的一部分上。

11.一种用于规划/引导对骨骼的改变的方法，包括：

提供固定至骨骼上的可跟踪元件，所述可跟踪元件具有第一惯性传感器，所述第一惯性传感器产生可跟踪元件的方向中至少两个自由度的基于方向的数据；

提供固定至骨骼上的定位块，所述定位块具有惯性传感器单元，所述惯性传感器单元产生所述定位块的方向中至少两个自由度的基于方向的数据，所述定位块的方向可相对于骨骼调整；

至少根据所述可跟踪元件的基于方向的数据来确定骨骼的方向基准；以及

根据关于骨骼的方向基准的所述定位块的基于方向的数据计算骨骼改变参数。

12.根据权利要求11所述的方法，其中提供固定至骨骼上的可跟踪元件包括将所述可跟踪元件置于固定至骨骼上的所述定位块的一部分上，由此同时提供可跟踪元件和定位块。

13.根据权利要求11所述的方法，其中确定骨骼的方向基准包括对与骨骼的机械轴对准的坐标系进行数字化。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述骨骼是胫骨，以及对包含所述机械轴的平面进行数字化包括相对于所述可跟踪元件方向跟踪胫骨上的工具的方向。