[发明专利]计算机辅助外科手术中通过 MEMS 跟踪骨骼和器械

权利要求书

1.一种用于在计算机辅助外科手术中相对于骨骼跟踪器械的方法，所述方法包括：

将具有MEMS单元的参考跟踪器固定至骨骼，所述参考跟踪器输出与该参考跟踪器的方位有关的跟踪数据；

提供具有MEMS单元的器械，所述器械以初始方位预置，并在初始化后输出与该器械的方位有关的跟踪数据；

将所述器械固定至骨骼；

建立使骨骼与参考跟踪器的方位相关的可跟踪的参考系；

初始化器械的MEMS单元；

在初始化器械的MEMS单元下，记录器械的初始方位与参考跟踪器的方位之间的关系；以及

显示使用所述关系计算出的器械相对于骨骼的参考系的方位数据。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，提供所述器械包括：提供通过方位调节机构固定至骨骼的切割单元，所述方位调节机构能够调节切割单元的方位；显示方位数据包括：显示与切割单元中的切割槽相对于骨骼的参考系的方位有关的数据。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将参考跟踪器和切割单元固定至骨骼包括：将参考跟踪器和切割单元固定至胫骨。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，建立可跟踪的参考系包括：至少确定胫骨的机械轴线。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将参考跟踪器和切割单元固定至骨骼包括：将参考跟踪器和切割单元固定至股骨。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，建立可跟踪的参考系包括：至少确定股骨的机械轴线。

7.如权利要求1至6中任一所述的方法，其特征在于，建立可跟踪的参考系包括建立三轴坐标系。

8.如权利要求1至7中任一所述的方法，其特征在于，提供以初始方位预置的器械包括：提供器械，且使其轴线与该器械上的MEMS单元正交。

9.如权利要求1至8中任一所述的方法，其特征在于，将参考跟踪器和器械固定至骨骼包括：在参考跟踪器与器械之间没有直接刚性连接的情况下将参考跟踪器与器械固定至骨骼。

10.如权利要求1至9中任一所述的方法，其特征在于，该方法还包括：在显示器械的方位数据时，使用所述器械实施骨骼改变。

11.如权利要求1至10中任一所述的方法，其特征在于，所述方法被实施在骨骼模型或尸体上。

12.一种用于相对于骨骼跟踪器械的计算机辅助外科手术系统，包括：

具有MEMS单元的参考跟踪器，所述参考跟踪器用于输出与该参考跟踪器的方位有关的跟踪数据，所述参考跟踪器适于被固定至骨骼；

以初始方位预置的具有MEMS单元的器械，以用于在初始化后输出与该器械的方位有关的跟踪数据，所述器械适于被固定至骨骼；

CAS处理单元，其包括：

方位设置单元，其用于建立使骨骼与参考跟踪器的方位相关的可跟踪的参考系；

器械校准器，其用于在初始化下记录器械的初始方位与参考跟踪器的方位之间的关系；

跟踪处理器，其用于使用所述关系从所述跟踪数据计算器械在骨骼的参考系中的方位数据；以及

用于显示所述方位数据的界面。

13.如权利要求12所述的计算机辅助外科手术系统，其特征在于，所述器械是通过方位调节机构连接至骨骼的切割单元，所述方位数据包括：切割单元的至少一个切割平面相对于骨骼的参考系的方位。

14.如权利要求12或13所述的计算机辅助外科手术系统，其特征在于，所述参考系至少包括骨骼的机械轴线。

15.如权利要求12至14中任一所述的计算机辅助外科手术系统，其特征在于，所述器械的所述初始方位包括：正交于该器械上的MEMS单元的轴线。

16.如权利要求12至14中任一所述的计算机辅助外科手术系统，其特征在于，所述参考跟踪器和所述器械不是以直接刚性连接固定至骨骼。