[发明专利]用于显示位置标记的位置的医疗器械、医学系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及对与医疗器械位置相关的位置标记的位置进行显示的一种医疗器械、一种医学系统和一种方法。

背景技术

作为医疗措施，例如在患者身上实施外科手术。也属于此列的例如对骨折的治疗，在骨头中置入植入物。在此必须这样使用植入物并且将植入物固定在各个待治疗的骨头段上，使得这些骨头段能够在期望的相对位置上彼此愈合。将植入物固定在各个骨头段上是其中使用不同的医疗器械(例如锁定螺钉)或医学工具(例如钻头)的过程。为了建立各个骨头段所要求的相对位置，必须以正确的方式对在治疗期间所使用的医疗器械、例如锁定螺钉或钻头进行定位。然而由于用于器械的目标位置位于患者身体内部并且由此用肉眼无法看到，所以所述定位变得困难。例如用于锁定螺钉的目标位置是在植入物内部的洞，所述植入物又位于骨头内部。以通常的方式和方法，借助X射线图像来实施对医疗器械的定位控制。那么，在这样的X射线图像上可以看到器械的实际位置以及目标位置，例如植入物的洞。根据实际位置与目标位置之间的偏差，然后可以进行校正。然而在这样的方法中不利的是，患者和医务人员要遭受高剂量的X射线辐射。

为了降低放射负荷，然而也存在这样的方法，借助这些方法来实施所谓的导航辅助的外科手术。对此，在所涉及的医疗器械上安上具有标记元件的导航标记，这些标记元件可以借助光学照相机被可识别地检测到。在实施医学措施之前，必须借助包括光学照相机的导航系统对各个标记元件进行校准。依据在相机图像中所识别出的标记元件的影像然后可以确定器械的准确位置。然后又可以将该实际位置与目标位置相比较，由此为医务人员显示校正措施，以便例如达到目标位置。然而，在此不利的是，在治疗区域中的物体或医务人员自身可能掩盖光学的导航标记，使得妨碍对标记元件的影像的识别和由此妨碍导航。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供用于对与医疗器械位置相关的位置标记的位置进行显示的一种医疗器械、一种医学系统和一种方法，借此避免上文所提到的缺点。

第一个技术问题通过一种医疗器械来解决。该器械在此包括至少三个导航标记，所述导航标记分别具有至少一个可以由照相机在相机图像中可识别地检测到的标记元件。在器械上将各个导航标记分别固定在位于第一直线上的固定点上。导航标记中的至少一个包括至少三个在与各自导航标记相对应的第二直线上的以已知的间距布置的标记元件。

由于至少一个导航标记包括至少三个标记元件，所以可以借助各个标记元件在第二直线上的的已知间距来在数学上确定同样位于第二直线上的导航标记的固定点在医疗器械上的位置。因此，没有标记元件必须直接固定在器械上。标记元件因此与器械具有特定的间距并且由此在实施医学措施期间在操作它时例如在医务人员用手抓取的情况下不被覆盖。在极端情况下，这样构造全部所需的导航标记，使得标记元件不是直接位于器械本身上，而是以特定的间距分别布置在第二直线上，所述第二直线从器械的固定点处向外延伸。为了实现标记元件的各个影像在相机图像中的良好可辨别性，这些第二直线在不同的方向上延伸。

然后如果确定了至少三个位于第一直线上的固定点在照相机坐标系中的位置并且已知器械的固定点的间距，那么，也可以确定其他的对于器械来说典型的位于该第一直线上的点的位置。在此可以涉及器械的这样的点，其在实施医学措施期间用肉眼是不可见的，原因在于，其例如被患者身体所掩盖。由此，无需使用X射线辐射也可以实现对器械相宜的导航。

为了进一步改进器械的可操作性，包括在第二直线上布置的标记元件的导航标记可围绕第一直线上的固定点旋转地固定在器械上。因此，医务人员可以握住器械并且也可以在实施医学措施期间将导航标记旋转到这样的位置上，使得所述导航标记在利用照相机拍摄时不被遮挡。由此始终保证对标记元件的影像的识别和对器械的导航。

为了以简单的方式和方法探测器械的末端的位置，通过在器械的末端上所固定的单独的标记元件构成导航标记。构成该导航标记的标记元件因此被直接固定在这样的固定点上，该导航标记的固定点的位置因此与该标记元件的位置重合。在这种情况下，在此可以摒弃利用多个位于第二直线上的标记元件来构造导航标记的成本高昂设计。特别地，在将标记元件安装在器械的末梢端的情况下，通常保证了其在相机图像中的可辨别性。