[发明专利]外科导航系统

说明书

本公开总体上涉及一种外科系统。外科系统包括一个或多个外科器械组件和/或外科导航系统。外科器械组件包括能够被外科导航系统跟踪的跟踪设备。外科系统还被配置为允许用户定义一个或多个与患者的解剖结构和/或外科手术路径相关的警报区域。外科系统进一步包括与外科导航系统通信的警报设备，使得警报设备被配置为基于由外科导航系统确定的外科器械相对于所定义的警报区域和/或外科手术路径的位置而向外科医生或医务人员提供用户可感知的警报。

背景技术

在现代外科手术中，可供医务人员使用的最重要的器械之一是电动外科器械，例如无绳钻、锯、线驱动器、高速钻、超声手持件等。通常这些外科器械包括在手持件或外壳内的电机和/或处理器。外科器械可包括被配置用于接收切割附件的附接特征，所述切割附件被设计为应用到外科手术部位以执行特定医疗程序。例如，外科钻可以利用诸如钻头、钻杆或扩孔器的切割附件来向组织内切割孔或选择性地去除诸如骨头的组织。对患者使用电动外科器械的能力减轻了外科医生在对患者执行医疗程序时的身体压力。此外，与之前的手动等效器械相比，使用电动外科器械可以更快且更准确地执行大多数外科手术程序。

外科导航系统可以帮助外科医生在外科手术程序期间导航外科器械，例如鼻窦、脊柱或颅脑外科手术。这些外科手术程序可能涉及将外科器械插入外科手术部位，从外科手术部位穿过外科手术路径到外科手术目标区域，以及操纵外科手术目标。一些外科导航系统包括显示器，在该显示器上，外科器械的定位被覆盖在患者的一个或多个2D图形表示(例如CT或MRI图像)上。使用该系统，外科医生可以识别出外科器械的定位，但不能识别出外科器械是否正确地沿着外科手术路径行进，或者外科器械是否正确地操纵外科手术目标区。因此，在一些情况下，外科器械可能偏离外科手术路径或外科手术目标区域。同时，外科器械的精确导航也很重要，因为重要的解剖特征可能非常靠近外科手术路径或外科手术目标区域。重要的是要意识到外科器械何时偏离路线和/或何时可能接近重要的解剖区域。因此，本领域中需要识别出外科器械何时偏离路线和/或何时可能接近重要解剖区域并通知医务人员。

发明内容

本公开总体上涉及一种外科系统。外科系统大致可以包括一个或多个外科器械组件和/或外科导航系统。外科器械组件可以包括能够被外科导航系统跟踪的跟踪设备。外科系统还可以被配置为允许用户定义一个或多个与患者的解剖结构和/或外科手术路径相关的警报区域。外科系统还可以包括与外科导航系统通信的警报设备，使得警报设备可以被配置为基于如由外科导航系统确定的外科器械相对于所定义的警报区域和/或外科手术路径的位置而向外科医生或医务人员提供用户可感知的警报。

示例性配置提供了一种外科系统，该外科系统被配置为允许医务人员在已知坐标系中定义与患者身上的关键结构相关的警报区域，以帮助医务人员对患者进行外科手术。外科系统还包括导航系统。该系统还包括控制台，该控制台可以包括与导航系统通信的控制处理器。该系统还包括高速外科器械，该高速外科器械包括钻杆，所述高速外科器械可以包括与所述控制处理器通信的变速电机，所述变速电机被配置为以大于每分钟70,000转的第一切割速度和低于每分钟70,000但高于每分钟60,000转的第二切割速度旋转。该系统还包括与所述控制处理器通信的用于控制所述高速外科器械的所述变速电机的操作的脚踏开关。该系统还包括其中导航系统被配置为主动地确定所述钻杆相对于已知坐标系中的警报区域的位置。该系统还包括其中导航系统被配置为向所述控制处理器发送信号以操纵所述高速外科器械的所述变速电机，从而当导航系统确定所述钻杆进入警报区域时使所述钻杆的旋转从所述第一切割速度转变为所述第二切割速度；并且其中，当所述钻杆从所述第一切割速度转变到所述第二切割速度时所述钻杆从所述第一切割速度到所述第二切割速度的转变产生可感知的变化，以通知医务人员所述钻杆已经进入所述警报区域。