[发明专利]用于手术导航系统的跟踪器

说明书

提供了一种用于手术导航系统的跟踪器(100)。跟踪器(100)包括一个或更多个用于确定跟踪器(100)的位置的标记(12)和被配置成将跟踪器(100)可释放地附接到手术工具的附接元件(14)。附接元件(14)包括用于接收手术工具的开口，其中该开口限定了纵向轴线(20)。一个或更多个标记(12)耦接至附接元件(14)，以相对于纵向轴线(20)对称地布置。

技术领域

本公开总体上涉及用于手术(surgical)导航系统(或者被称为外科导航系统)中的跟踪器。特别地，提出了一种跟踪器，其被配置为可释放地附接到手术工具(或者被称为外科工具)。

背景技术

在手术期间，外科医生经常使用必须插入患者体内的手术工具(surgicaltools)。一旦进入患者体内，外科医生就无法看到工具的末端。为了帮助外科医生在这种情况下对工具进行导航，可以使用手术导航系统(surgical navigation system)，该系统对工具进行跟踪并向外科医生提供视觉或听觉引导。

对工具进行跟踪的一种方法是将跟踪器附接到工具上。手术室中的相机(camera)检测跟踪器并生成数据，该数据用于计算跟踪器的位置，从而计算工具的位置。通常，患者也被跟踪，这使得能够计算工具相对于患者的位置。

可以使用无源(passive)或有源(active)跟踪器(或者被称为被动或主动跟踪器)来进行手术导航。无源跟踪器包括对光进行反射的标记。被反射的光可以被相机检测到。有源跟踪器产生可以被相机检测到的光(例如，通过发光二极管)。

此外，可以通过使用集成标记或通过附接外部跟踪装置来跟踪已知的导航工具。

集成标记的优点是重量轻、平衡性好并且占用空间(footprint)小。但是，由于带有跟踪器的手术工具是作为一个集成的跟踪系统提供的，因此当跟踪技术改变时，外科医生必须适应作为整体的新系统，并且通常无法继续使用他习惯使用的手术工具。

相比之下，一方面，外部跟踪装置具有以下优点：它们可以灵活地与不同类型的手术工具结合使用，从而在改变跟踪技术时，外科医生不必切换到他不熟悉的新手术工具。另一方面，对于外科医生来说，对在其他方面都熟悉的手术工具的操作在其上装有外部跟踪装置时将受到不利的影响，因为带有附接的外部跟踪装置的手术工具比没有附接的外部跟踪装置的手术工具要重得多，而且失去了平衡。

发明内容

需要一种跟踪器(tracker)，其解决一个或更多个上述问题。

根据一个方面，提供了一种用于手术(surgical)导航系统(也被称为外科导航系统)的跟踪器。跟踪器包括用于确定跟踪器的位置的一个或更多个标记(marker)以及被配置为将跟踪器可释放地附接到手术工具的附接元件。附接元件包括配置为用于接收手术工具的开口，其中该开口限定纵向轴线。一个或更多个标记被耦接到附接元件以相对于纵向轴线被对称地布置。

一个或更多个标记可以是或可以包括一个或更多个无源标记(或者被称为被动标记)。这样，它们对于预定光谱的光(例如红外光)可以是反射性的。基于被反射的光，导航系统可以确定跟踪器的位置。

一个或更多个标记可以是或可以包括一个或更多个有源标记(或者被称为主动标记)。这样，有源标记被配置为发射预定光谱的光，例如红外光。例如，有源跟踪器可以包括发光二极管。基于发射的光，可以确定跟踪器的位置。主动标记和被动标记可以被组合在所述一个或更多个标记中。

通过提供附接元件，跟踪器可以可释放地附接到手术工具。因此，本文提出的跟踪器是外部跟踪器，其可以与旨在被跟踪的任何手术工具相关联。附接元件的开口的形状和尺寸可以被适配于旨在与跟踪器一起使用的手术工具的形状和尺寸。因此，开口的尺寸适于接收手术工具。附接元件的开口限定了纵向轴线，该纵向轴线可以在附接元件的纵向方向上延伸。开口可以延伸穿过整个附接元件，从而成为通孔。