[发明专利]用于在骨骼中放置医疗设备的系统和方法

说明书

本发明涉及用于在骨骼中放置医疗设备的系统和方法。本文公开了用于确定用于在骨骼中插入医疗设备的装置的定向的设备和方法。一个这样的方法包括：模拟模拟手术硬件装置在骨骼的诊断表示上的插入点和定向；然后通过指示电子设备的定向何时处于模拟定向的阈值内，使用电子设备来对准用于通过骨骼的插入点以期望定向插入手术硬件装置的仪器。

本申请是于2016年2月12日提交的名称为“用于在骨骼中放置医疗设备的系统和方法”的中国专利申请201680021796.6(PCT/US2016/017897)的分案申请。

相关申请

本申请主张于2015年4月10日提交且题为“SYSTEM AND METHOD FOR PEDICLESCREW PLACEMENT IN VERTEBRA”的在先提交的临时专利申请美国申请第62/145,686号、以及于2015年2月13日提交且题为“SYSTEM AND METHOD FOR PEDICLE SCREW PLACEMENT INVERTEBRA”的在先提交的临时专利申请美国申请第62/116,345号的益处和优先权，并且通过全文引用将二者的内容并入本文。

技术领域

本公开通常涉及医疗系统。更具体地，本公开涉及一种生成有助于手术器械的对准和定向(orientation)以用于将医疗设备插入骨骼中的输出的电子设备。在一个实施方式中，手术器械用于在椎骨中创建导向孔，用于以精确定向(诸如，横断角，矢状角或任何其它角)接收椎弓根螺钉。

背景技术

经历了诸如脊柱融合的某些程序的患者可能将椎弓根螺钉放入他们的椎骨中。椎弓根螺钉通常通过椎骨的椎弓根植入到椎骨中。一旦通过骨皮质创建了导向孔，就使用探针来创建椎弓根螺钉将被放置到椎骨中所通过的路径。以正确的角度放置椎弓根螺钉帮助确保机械合理构造并避免对周围结构(诸如，脊髓、神经根和血管)的伤害。螺钉的定向可以在两个平面中描述：(1)横断面，其在人直立的情况下平行于地面；以及(2)矢状面，其将人分为左半部和右半部。

为了辅助外科医生恰当地将椎弓根螺钉放置和定向在椎骨中，已经使用了各种机器。然而，这些机器通常是昂贵且庞大的，从而减少了具有用于辅助外科医生恰当地放置和定向椎弓根螺钉的合适器械的可用手术套件(suit)的数目。因此，需要医疗技术的进一步发展，以便实现向外科医生提供期望级别的辅助的体积更小、划算的设备。

发明内容

提供本“发明内容”部分以介绍下面在“具体实施方式”部分中进一步描述的一系列概念。本“发明内容”部分并非旨在标识所主张权利的主题的关键或基本特征，也不旨在用于帮助限制所主张权利的主题的范围。

本文公开的方法包括：模拟模拟手术硬件装置(installation)在骨骼的诊断表示上的插入点和定向，然后通过指示电子设备的定向何时处于模拟定向的阈值内，使用电子设备来对准用于通过骨骼的插入点以期望定向插入手术硬件装置的仪器。

本文公开的装置用于确定用于在骨骼中插入医疗设备的仪器的定向。该装置包括具有定向传感器和处理器的电子设备。处理器被配置为模拟医疗设备在骨骼的图像中的插入，以确定医疗设备的相对于骨骼平面的期望插入角度，使用定向传感器确定电子设备的相对于该平面的定向，并且当电子设备的定向使得电子设备位于医疗设备的相对于该平面的期望角度附近时输出通知。

另一方法方面涉及一种用于验证仪器的插入角度以确定椎弓根螺钉在椎骨中的正确角度的方法。该方法包括将装置的轴与椎骨在其表示中的矢状面、横断面和冠状面中的至少一个对准。该方法还包括捕获椎骨的表示的图像、以及在显示器上生成角度指示线，其中角度指示线响应于装置的旋转和定向而调整，并且当装置处于正确的角度时提供通知，所述正确的角度是在装置的轴与矢状面、横断面和冠状面中的至少一个之间的期望角度。