[发明专利]手术导航系统及相关方法

权利要求书

1.一种用于手术导航的系统，所述系统包括：

脊柱销，所述脊柱销包括：

第一端，所述第一端被构造为与一阵列联接，并且防止相对于所联接的阵列发生旋转；

第二端，所述第二端与所述第一端相反并且具有尖锐尖端，所述尖锐尖端被构造为插入解剖学特征中；

第一射线照相字形元件；以及

第二射线照相字形元件，所述第二射线照相字形元件与所述第一射线照相字形元件分隔开一距离；

包括跟踪标记物的第一阵列，所述第一阵列被构造为通过与所述脊柱销的所述第一端与椎骨可释放地固定；

至少一个摄像装置，所述至少一个摄像装置被配置成跟踪所述第一阵列；以及

计算机系统，所述计算机系统包括处理器，其中，所述计算机系统被配置成：

从所述至少一个摄像装置接收所述第一阵列的一个或更多个摄像机图像；以及

在显示屏上显示所述椎骨的仿真。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一阵列包括六自由度的半球形标记物。

3.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括：包括跟踪标记物的第二阵列，所述第二阵列被配置为与第二解剖学特征可释放地固定。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一阵列包括凹部，并且其中，所述标记物至少部分地容纳在所述凹部中。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一阵列包括至少两个相对的表面，每个表面具有多个标记物。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述标记物包括设置在所述第一阵列的第一表面的至少一个标记物以及设置在所述第一阵列的第二表面的至少一个标记物。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个摄像装置包括红外摄像装置和可见光摄像装置。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述计算机系统还被配置为：

接收一个或更多个3D图像；

识别所述一个或更多个3D图像中的所述第一射线照相字形元件和所述第二射线照相字形元件；

感测所述第一阵列的所述跟踪标记物；以及

使用所述第一阵列的被感测到的跟踪标记物以及识别出的第一射线照相字形元件和第二射线照相字形元件来执行配准。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述计算机系统还被配置为：

接收一个或更多个3D图像；

识别所述一个或更多个3D图像中的被所述距离分隔开的所述第一射线照相字形元件和所述第二射线照相字形元件的几何形状；

感测所述第一阵列的所述跟踪标记物；以及

使用所述第一阵列的被感测到的跟踪标记物以及识别出的几何形状来执行配准。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述距离介于5毫米至100毫米之间。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一射线照相字形元件和所述第二射线照相字形元件是与所述脊柱销的长度同轴的。

12.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括：

从所述第一射线照相字形元件延伸出的第一字形臂；

联接至所述第一字形臂的第三射线照相字形元件；

从所述第二射线照相字形元件延伸出的第二字形臂；以及

联接至所述第二字形臂的第四射线照相字形元件。

13.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括：

深度限制部，所述深度限制部被设置在所述第二射线照相字形元件与所述第二端之间。

14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一端包括三叶形横截面轮廓。

15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述脊柱销还包括工具接合特征，并且其中，所述系统还包括脊柱销插入器，所述脊柱销插入器被构造为与所述工具接合特征联接并且便于所述脊柱销的插入。