專利名稱：用于瞄準(zhǔn)整形外科植入物的標(biāo)記的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及用于瞄準(zhǔn)整形外科植入物的標(biāo)記的裝置。
背景技術(shù)：
整形外科裝置用于許多損傷或疾病的治療。例如，某些骨折的治療包括采用可植入的整形外科板和/或可植入的整形外科釘以及骨螺釘或銷來穩(wěn)定骨的選定部分和/或片段。作為另一實(shí)例，采用由骨螺釘或銷固定的板和/或釘，關(guān)節(jié)可以融合或以其他方式固定不動(dòng)。在一些情況下，瞄準(zhǔn)整形外科植入物的隱藏標(biāo)記是有必要的或者有利的。例如，一些方法包括布置骨螺釘或銷穿過所植入整形外科裝置的選定孔。在某些情況下，這種瞄準(zhǔn)可采用放射線成像來完成。遺憾的是，由于各種原因放射線成像是不合需要的。例如，曝光于成像過程中使用的輻射能量對(duì)于患者是有害的，以及對(duì)于那些治療患者的人或輔助治療患者的人也是有害的。此外，放射線成像是昂貴的并且耗時(shí)的，并且也潛在地不準(zhǔn)確或者相比較于所期望的較不準(zhǔn)確。近來，基于電磁的整形外科植入物的瞄準(zhǔn)被用來確定所植入整形外科裝置的特征以及工具的相對(duì)位置和方向。例如，可采用電磁瞄準(zhǔn)系統(tǒng)來瞄準(zhǔn)所植入髓內(nèi)釘?shù)倪h(yuǎn)端鎖定 L，以便進(jìn)行鉆孔以及使用鎖定螺釘固定，所述電磁瞄準(zhǔn)系統(tǒng)例如是smith& NEPHEW 提供的TRIGEN SURESHOT 遠(yuǎn)端瞄準(zhǔn)系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種裝置，其能夠用于瞄準(zhǔn)整形外科植入物的標(biāo)記。在一個(gè)一般性的方面，一種裝置包括位置傳感器和外殼。外殼可被構(gòu)造成接合配合結(jié)構(gòu)，所述配合結(jié)構(gòu)耦合至整形外科植入物或形成于整形外科植入物上。當(dāng)所述外殼接合于所述配合結(jié)構(gòu)時(shí)，所述位置傳感器可用于確定整形外科植入物的標(biāo)記的位置。在另一個(gè)一般性的方面,一種用于貓準(zhǔn)整形外科植入物的標(biāo)記的裝置包括外殼，其被構(gòu)造成接合配合結(jié)構(gòu)，用于所述外殼至所述整形外科植入物的附接。所述裝置還包括電磁傳感器，其定位于外殼內(nèi)已知的位置，其中，當(dāng)所述外殼與所述配合結(jié)構(gòu)接合時(shí)，所述傳感器相對(duì)于所述整形外科植入物的標(biāo)記的位置對(duì)至少五個(gè)自由度來說是已知的。實(shí)施方式可包括下列特征的一個(gè)或多個(gè)。例如，所述外殼包括具有制動(dòng)部的圓柱形外表面和球塞中的一個(gè)，以將外殼固定地附接至植入物。外殼包括裂口端，其可擴(kuò)張以接合配合結(jié)構(gòu)以及將外殼固定地附接至植入物。外殼包括具有可壓縮構(gòu)件的外表面，該可壓縮構(gòu)件被構(gòu)造成接合溝槽，以將外殼固定地附接至植入物。外殼包括錐形外表面，其被構(gòu)造成接合基座(seat)，以便將外殼固定地附接至植入物。外殼限定了中心縱向軸線，該外殼具有沿外殼的中心縱向軸線的曲率。配合結(jié)構(gòu)包括多邊形外部，并且其中，外殼包括互補(bǔ)多邊形部，用于配合多邊形外部。在另一個(gè)通用方面，一種瞄準(zhǔn)整形外科裝置的標(biāo)記的方法包括采用標(biāo)記識(shí)別器和第一電磁場(chǎng)傳感器定位整形外科裝置的第一標(biāo)記。標(biāo)記識(shí)別器具有電磁場(chǎng)發(fā)生器，并且當(dāng)定位第一標(biāo)記時(shí)第一電磁場(chǎng)傳感器處于電磁場(chǎng)發(fā)生器的工作空間內(nèi)。該方法包括在工作空間內(nèi)放置第二電磁場(chǎng)傳感器，以及采用標(biāo)記識(shí)別器和第二電磁場(chǎng)傳感器定位整形外科裝置的第二標(biāo)記。實(shí)施方式可包括下列特征的一個(gè)或多個(gè)。例如，在定位第二標(biāo)記時(shí)第一電磁場(chǎng)傳感器處于電磁場(chǎng)發(fā)生器的工作空間的外部。第一標(biāo)記是孔。整形外科裝置是骨板。附接第二電磁場(chǎng)傳感器包括進(jìn)入孔中以及經(jīng)由該孔將第二電磁場(chǎng)傳感器附接至整形外科裝置。當(dāng) 將整形外科裝置植入患者內(nèi)時(shí)進(jìn)入該孔。所述孔是螺紋孔，并且其中，附接第二電磁場(chǎng)傳感器包括使鉆套筒和螺紋孔相接合，以及將第二電磁場(chǎng)傳感器附接至鉆套筒。該方法還包括將第一電磁場(chǎng)傳感器布置在相對(duì)于第一標(biāo)記的已知位置。該方法還包括校準(zhǔn)第一電磁場(chǎng)傳感器。校準(zhǔn)第一電磁場(chǎng)傳感器包括使用第二電磁場(chǎng)傳感器和電磁場(chǎng)發(fā)生器中的至少一個(gè)。該方法還包括提供外殼，用于安裝第一電磁場(chǎng)傳感器，并且該外殼包括至少兩個(gè)配合結(jié)構(gòu)，該至少兩個(gè)配合結(jié)構(gòu)被構(gòu)造成接合植入物上的預(yù)先選定的部位。該方法還包括提供外殼，用于安裝第一電磁場(chǎng)傳感器，其中，該外殼包括與植入物內(nèi)的預(yù)先選擇的特征相配合的特征。該方法還包括校準(zhǔn)第二電磁場(chǎng)傳感器。校準(zhǔn)第二電磁場(chǎng)傳感器包括當(dāng)?shù)谝缓偷诙姶艌?chǎng)傳感器定位于電磁場(chǎng)發(fā)生器的操作空間內(nèi)時(shí)，基于從第一電磁場(chǎng)傳感器接收的信號(hào)校準(zhǔn)從第二電磁場(chǎng)傳感器接收的信號(hào)。該方法還包括從第一電磁場(chǎng)傳感器的位置至第二電磁場(chǎng)傳感器的位置改變瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的全局參考系。在另一個(gè)一般性的方面，一種瞄準(zhǔn)整形外科裝置的標(biāo)記的方法包括在第一位置固定地附接電磁場(chǎng)傳感器，該電磁場(chǎng)傳感器相對(duì)于整形外科植入物的第一標(biāo)記的位置對(duì)多個(gè)自由度來說是已知的。該方法包括針對(duì)未知自由度確定電磁場(chǎng)傳感器的位置，以及采用電磁場(chǎng)發(fā)生器和電磁傳感器中的至少一個(gè)來校準(zhǔn)電磁場(chǎng)傳感器。該方法還包括采用已校準(zhǔn)的電磁場(chǎng)傳感器和電磁場(chǎng)發(fā)生器貓準(zhǔn)整形外科植入物的第二標(biāo)記。實(shí)施方式可包括下列特征的一個(gè)或多個(gè)。例如，該方法還包括在校準(zhǔn)電磁場(chǎng)傳感器后將整形外科植入物植入患者體內(nèi)。該方法包括在校準(zhǔn)電磁場(chǎng)傳感器前將整形外科植入物植入患者體內(nèi)。該方法還包括在相對(duì)于整形外科植入物的第三標(biāo)記的已知位置，將接電磁場(chǎng)發(fā)生器固定地附接至整形外科植入物，其中，在電磁場(chǎng)發(fā)生器附接至整形外科植入物時(shí)校準(zhǔn)電磁場(chǎng)傳感器。第二標(biāo)記與第三標(biāo)記相同。該方法還包括在相對(duì)于整形外科植入物的第三標(biāo)記的已知位置，將第二電磁場(chǎng)傳感器固定地附接至整形外科植入物，其中，在第二電磁場(chǎng)傳感器附接至整形外科植入物時(shí)校準(zhǔn)電磁場(chǎng)傳感器。第二標(biāo)記與第三標(biāo)記相同。該方法還包括將電磁場(chǎng)傳感器固定地附接至整形外科植入物，包括將鉆套筒附接至整形外科植入物的孔以及將外殼附接至鉆套筒，電磁場(chǎng)傳感器附接至外殼。電磁場(chǎng)傳感器相對(duì)于整形外科植入物的孔的位置對(duì)三個(gè)平移自由度和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度來說是已知的。校準(zhǔn)電磁場(chǎng)傳感器包括在第三旋轉(zhuǎn)自由度上確定電磁場(chǎng)傳感器的旋轉(zhuǎn)位置。將電磁場(chǎng)傳感器固定地附接至整形外科植入物包括將插入手柄附接至整形外科植入物。在另一個(gè)一般性的方面，一種確認(rèn)工具相對(duì)于整形外科穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的可接受定位的方法包括從傳感器接收信號(hào)，該信號(hào)指示工具相對(duì)于整形外科穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的標(biāo)記的位置。該方法包括確定工具相對(duì)于標(biāo)記的位置，以及比較所述工具的位置與緊固件相對(duì)于所述標(biāo)記的可接受位置范圍。該方法包括確定工具相對(duì)于標(biāo)記的位置對(duì)應(yīng)于緊固件相對(duì)于所述標(biāo)記的位置范圍內(nèi)的可接受位置，以及在圖形用戶界面上輸出工具相對(duì)于標(biāo)記的位置是可接受的指示。實(shí)施方式可包括下列特征的一個(gè)或多個(gè)。例如，輸出包括輸出從由如下單元組成的群組中選擇的一個(gè)或多個(gè)單元表示鉆頭相對(duì)于可變角度孔的中心貫通軸線的角度的單元、表示工具相對(duì)于標(biāo)記的可接受位置的一個(gè)或多個(gè)單元、表示工具相對(duì)于標(biāo)記的非可接受位置的一個(gè)或多個(gè)單元、鉆頭相對(duì)于可變角度孔的中心貫通軸線的角度的數(shù)字表征、緊固件的最大可接受插入角度的數(shù)字表征、指示工具的當(dāng)前位置為可接受的單元、以及指示
工具的當(dāng)前位置為非可接受的單元。整形外科穩(wěn)定結(jié)構(gòu)包括整形外科骨板，標(biāo)記是整形外科骨板的可變角度孔，并且緊固件是被構(gòu)造成用于在可變角度孔內(nèi)的可變角度插入的骨螺釘。標(biāo)記是可變角度鎖定孔。工具包括鉆頭，并且其中，比較包括比較鉆頭相對(duì)于可變角度孔的中心貫通軸線的角度與緊固件在可變角度孔內(nèi)的可接受插入角度。輸出包括輸出從由如下單元組成的群組中選擇的一個(gè)或多個(gè)單元表示鉆頭相對(duì)于可變角度孔的中心貫通軸線的角度的單元、可變角度鎖定螺釘或可變角度的可接受錐形范圍的圖形表征、表示工具相對(duì)于標(biāo)記的可接受位置的一個(gè)或多個(gè)單元、表示工具相對(duì)于標(biāo)記的非可接受位置的一個(gè)或多個(gè)單元、鉆頭相對(duì)于可變角度孔的中心貫通軸線的角度的數(shù)字表征、緊固件的最大可接受插入角度的數(shù)字表征、指示工具的當(dāng)前位置為可接受的單元、以及指示工具的目前位置為非可接受的單元。在另一個(gè)一般性的方面,一種在貓準(zhǔn)整形外科植入物的標(biāo)記時(shí)使用的標(biāo)記識(shí)別器包括外殼和布置于外殼內(nèi)的至少一個(gè)電磁場(chǎng)發(fā)生器。所述電磁場(chǎng)發(fā)生器可操作以產(chǎn)生工作空間。標(biāo)記識(shí)別器被編程以便至少操作于第一模式和第二模式，其中，當(dāng)操作于第一模式時(shí)的工作空間不同于當(dāng)操作于第二模式時(shí)的工作空間。在另一個(gè)一般性的方面，提供追蹤信息的方法包括追蹤器械相對(duì)于整形外科植入物的位置，確定由植入物限定的軌跡相對(duì)于整形外科植入物的位置，以及在用戶界面上指示由器械限定的軌跡相對(duì)于整形外科植入物的位置。實(shí)施方式可包括下列特征的一個(gè)或多個(gè)。例如，該方法包括識(shí)別被指示為供與整形外科植入物沿軌跡使用的一個(gè)或多個(gè)穿刺元件，以及提供識(shí)別被指示為供使用的一個(gè)或多個(gè)穿刺元件的信息。該方法包括識(shí)別一個(gè)或多個(gè)部件類型，其被指示為供整形外科植入物在由器械限定的軌跡上使用，以及提供識(shí)別被指示為供使用的一個(gè)或多個(gè)部件類型的信息。該方法包括確定器械相對(duì)于整形外科植入物已經(jīng)鉆進(jìn)的深度，以及在用戶界面上指示該深度。確定器械相對(duì)于整形外科植入物已經(jīng)鉆進(jìn)的深度包括確定鉆相對(duì)于鉆導(dǎo)引器的相對(duì)位置。確定鉆和鉆導(dǎo)引器的相對(duì)位置包括確定耦合于鉆的第一基準(zhǔn)點(diǎn)(fiducial)和耦合于鉆導(dǎo)引器的第二基準(zhǔn)點(diǎn)的相對(duì)位置。該方法包括追蹤器械相對(duì)于整形外科植入物鉆進(jìn)的位置和深度，以及存儲(chǔ)指示器械鉆進(jìn)的位置和深度的信息。該方法包括存儲(chǔ)指示已鉆孔或已插入螺釘?shù)奈恢玫臄?shù)據(jù)，確定器械的軌跡與已鉆孔或已插入螺釘干涉，以及響應(yīng)于確定器械的軌跡與已鉆孔或已插入螺釘干涉而提供該干涉的指示。該方法包括確定穿刺元件可沿軌跡延伸而與已鉆孔或已插入螺釘不干涉的最大長(zhǎng)度，以及提供該最大長(zhǎng)度的指示。該方法包括確定耦合于器械的基準(zhǔn)點(diǎn)沒有被追蹤系統(tǒng)準(zhǔn)確地追蹤，以及在用戶界面上指示器械沒有被追蹤系統(tǒng)準(zhǔn)確地追蹤。該方法包括提供一個(gè)或多個(gè)構(gòu)造指示器，其識(shí)別正被追蹤系統(tǒng)追蹤的器械或植入物。追蹤器械相對(duì)于整形外科植入物的位置包括追蹤耦合于器械的第一光學(xué)參照點(diǎn)和耦合于整形外科植入物的第二光學(xué)參照點(diǎn)的相對(duì)位置。追蹤器械相對(duì)于整形外科植入物的位置包括追蹤稱合于器械的第一電磁場(chǎng)傳感器和稱合于整形外科植入物的第二電磁場(chǎng)傳感器的相對(duì)位置。一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的細(xì)節(jié)在附圖和以下描述中闡釋。本公開的其他特征、目的和優(yōu)勢(shì)將從所述描述、附圖以及權(quán)利要求書中變得明顯。

圖I是標(biāo)記識(shí)別器的透視圖。 圖2是傳感器組件和鉆套筒的透視圖。圖3-6是用于瞄準(zhǔn)標(biāo)記的系統(tǒng)的透視圖。圖7是用于瞄準(zhǔn)標(biāo)記的系統(tǒng)的透視圖。圖8A-11A是傳感器組件的外殼的側(cè)視圖。圖IlB是鉆套筒的剖視圖。圖12A是鉆套筒和附接構(gòu)件的剖視圖。圖12B是圖12A的附接構(gòu)件的夾子的頂視圖。圖13和圖14是傳感器組件的外殼的透視圖。圖15是用于瞄準(zhǔn)標(biāo)記的系統(tǒng)的透視圖。圖16A是圖15的系統(tǒng)的導(dǎo)引器的透視圖。圖16B是圖15的系統(tǒng)的附件的透視圖。圖16C是圖15的系統(tǒng)的鉆的透視圖。圖17和圖18是圖15的系統(tǒng)的控制單元的用戶界面的實(shí)例。
具體實(shí)施方式
一種用于瞄準(zhǔn)整形外科植入物或其他的整形外科裝置的標(biāo)記的系統(tǒng)包括標(biāo)記識(shí)別器，其被構(gòu)造成用于附接至整形外科工具并且包括電磁場(chǎng)發(fā)生器，電磁場(chǎng)發(fā)生器可操作以產(chǎn)生具有已知特性的電磁場(chǎng)。該系統(tǒng)還包括一個(gè)或多個(gè)電磁場(chǎng)傳感器和/或(一個(gè)或多個(gè))場(chǎng)發(fā)生器，其被構(gòu)造成用于附接至待瞄準(zhǔn)的整形外科植入物或其他整形外科裝置，并且所述系統(tǒng)包括控制單元，其被構(gòu)造成驅(qū)動(dòng)所述電磁場(chǎng)發(fā)生器、從(一個(gè)或多個(gè))傳感器接收輸出信號(hào)、以及顯示所述整形外科植入物和所述標(biāo)記識(shí)別器的相對(duì)位置。例如，所述標(biāo)記識(shí)別器、傳感器以及控制單元可包括如WIPO國際公開號(hào)為W02008/106593和W02009/108214中所描述的以及如美國專利申請(qǐng)?zhí)枮?2/758747和12/768689中所描述的特征，每個(gè)文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容都合并于此?，F(xiàn)在參照?qǐng)D1-3，標(biāo)記識(shí)別器10包括電磁場(chǎng)發(fā)生器10a，其產(chǎn)生具有已知特性的電磁場(chǎng)。電磁場(chǎng)發(fā)生器IOa定位于標(biāo)記識(shí)別器10的外殼13內(nèi)。電磁場(chǎng)發(fā)生器IOa包括一個(gè)或多個(gè)線圈或產(chǎn)生電磁場(chǎng)的其他部件。所生成的電磁場(chǎng)可由一個(gè)或多個(gè)電磁傳感器探測(cè)，并且基于傳感器的輸出，可以確定傳感器相對(duì)于標(biāo)記識(shí)別器10的位置(包括方位和方向)。所述標(biāo)記識(shí)別器10的有用范圍是圍繞標(biāo)記識(shí)別器10的三維區(qū)域，稱為標(biāo)記識(shí)別器10的工作空間。工作空間的尺寸和形狀基于電磁場(chǎng)發(fā)生器IOa產(chǎn)生的電磁場(chǎng)的特征，并且可以基于瞄準(zhǔn)精度的需要而修改成更大或更小。例如，當(dāng)瞄準(zhǔn)髓內(nèi)釘中的孔時(shí)，由于所述孔隱藏于骨內(nèi)的事實(shí)則可能需要具有高精度。在一些實(shí)施方式中，由于提高了精度，工作空間較小。為了瞄準(zhǔn)骨板內(nèi)的孔，可能不需要非常高的精度，因?yàn)楣前宓目椎奈恢迷诠峭猓渲?，該孔可被暴露用于視覺確認(rèn)其位置。結(jié)果，可使得工作空間比在一些髓內(nèi)釘瞄準(zhǔn)應(yīng)用中大的多。較大的工作空間使得有可能瞄準(zhǔn)工作空間內(nèi)的大量的孔。在一些實(shí)施方式中，工作空間是圍繞標(biāo)記識(shí)別器10的空間。例如，標(biāo)記識(shí)別器10可通常居中地定位于工作空 米或更多并且在深度上延伸40厘米或更多，以及定位于離標(biāo)記識(shí)別器10大約5厘米的距離。例如，鉆套管將具有超過5厘米的長(zhǎng)度來保證其定位于工作空間內(nèi)。定位于標(biāo)記識(shí)別器10的工作空間內(nèi)的電磁場(chǎng)發(fā)生器組件20能夠生成輸出信號(hào)，其指示由標(biāo)記識(shí)別器10生成的電磁場(chǎng)的強(qiáng)度或磁場(chǎng)強(qiáng)度。輸出信號(hào)能夠用來精確地確定標(biāo)記識(shí)別器10相對(duì)于傳感器的位置和方向。另一方面，定位于標(biāo)記識(shí)別器10的工作空間之外的傳感器通常沒有或不能夠接收來自標(biāo)記識(shí)別器10的足夠電磁能量以生成可用于精確地確定標(biāo)記識(shí)別器10的位置的輸出信號(hào)。標(biāo)記識(shí)別器10的工作空間的形狀和尺寸部分地取決于電磁場(chǎng)發(fā)生器IOa的構(gòu)造、電磁場(chǎng)發(fā)生器IOa的操作的具體特征(諸如驅(qū)動(dòng)信號(hào)的特征)以及其他因素。在一些實(shí)施方式中，標(biāo)記識(shí)別器10被編程以操作于多種模式，并且通過安裝于標(biāo)記識(shí)別器10內(nèi)的電路板上的芯片而被控制。例如，在第一操作模式，識(shí)別器10產(chǎn)生第一工作空間。在第二操作模式，識(shí)別器10產(chǎn)生與第一模式所產(chǎn)生的工作空間具有不同特征的工作空間。例如，第二模式產(chǎn)生的工作空間可以比第一模式產(chǎn)生的工作空間更大或更小。另外的模式以及模式之間的變化也是可能的。標(biāo)記識(shí)別器10可包括至控制單元40(圖3)的有線或無線鏈接，以接收功率和控制信號(hào)來控制電磁場(chǎng)發(fā)生器IOa的操作。例如，標(biāo)記識(shí)別器10可包括纜線11，其提供了至控制單元40的連接。操作者，例如外科醫(yī)生，能夠通過外殼13抓住標(biāo)記識(shí)別器10來相對(duì)于患者、整形外科裝置和/或傳感器(諸如電磁傳感器組件20 (圖2))定位標(biāo)記識(shí)別器10。標(biāo)記識(shí)別器10還可包括耦合構(gòu)件12，工具和其他附件可以耦合到耦合構(gòu)件12。采用耦合構(gòu)件12，工具和其他裝置可被標(biāo)記識(shí)別器10附接或引導(dǎo)。例如，耦合構(gòu)件12可接收耦合至鉆導(dǎo)引器16的鉆導(dǎo)引附件14。標(biāo)記識(shí)別器10能夠用來定位鉆導(dǎo)引器16，從而被插入穿過鉆導(dǎo)引器16的鉆頭被引導(dǎo)至醫(yī)療過程中需要的或適合的位置。如圖2所示，電磁場(chǎng)傳感器組件20包括電磁場(chǎng)傳感器22、傳感器引線24以及外殼28。電磁場(chǎng)傳感器22例如可以是感應(yīng)式傳感器,其被構(gòu)造成通過輸出一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)電流來響應(yīng)標(biāo)記識(shí)別器10產(chǎn)生的電磁場(chǎng)。傳感器22能夠產(chǎn)生允許確定標(biāo)記識(shí)別器10的位置的信號(hào)。例如，傳感器22可包括兩個(gè)或更多個(gè)感應(yīng)線圈，它們中的每一個(gè)輸出感應(yīng)電流。傳感器22的輸出允許確定傳感器22在高達(dá)6個(gè)自由度上的位置和方向，諸如沿三個(gè)平移軸線(通常稱為X、Y和Z)，以及三個(gè)角取向(通常稱為俯仰、偏航和滾轉(zhuǎn))，其被限定為繞三個(gè)平移軸線的旋轉(zhuǎn)。[0044]傳感器22包括用于傳遞輸出信號(hào)或與信號(hào)相關(guān)的數(shù)據(jù)的連接。例如，傳感器引線24提供了用于傳遞傳感器組件20輸出的有線連接。傳感器引線24可承載傳感器22響應(yīng)于電磁場(chǎng)產(chǎn)生的信號(hào)。在一些實(shí)施方式中，所述連接可以包括無線發(fā)射器。此外，傳感器引線24可以包括多于一個(gè)的連接，并且傳感器引線24可以承載除了信號(hào)和數(shù)據(jù)之外的功率和控制信號(hào)，并且雙向通信也是可能的。例如，關(guān)于傳感器22校準(zhǔn)的信息可以存儲(chǔ)于傳感器組件20的存儲(chǔ)裝置中。傳感器22固定至外殼28以保持傳感器22相對(duì)于外殼28的位置。例如，傳感器22可以在外殼28的已知位置固定地附接至外殼28。在外殼28直接或間接地附接至整形外科裝置時(shí)，保持傳感器22相對(duì)于外殼28的位置允許傳感器22相對(duì)于整形外科裝置的標(biāo)記的位置對(duì)至少五個(gè)自由度來說是已知的。傳感器22在外殼28的某一位置處耦合至外殼28，其可能定位成接近標(biāo)記(例如外殼28的遠(yuǎn)端26)，使得在試圖瞄準(zhǔn)標(biāo)記時(shí)傳感器22可能定位于標(biāo)記識(shí)別器10的工作空間內(nèi)。傳感器組件20的外殼28被構(gòu)造成接合整形外科裝置的配合結(jié)構(gòu)或接合連接至整形外科裝置的結(jié)構(gòu)(諸如鉆套筒18)，以將傳感器組件20固定至整形外科裝置，例如固定至整形外科植入物30(圖3)。例如，外殼28可耦合至配合結(jié)構(gòu)以阻止外殼28從整形外科植入物30脫離或在傳感器22使用時(shí)改變傳感器22的方向。鉆套筒18可被構(gòu)造成接收傳感器外殼28，使得當(dāng)鉆套筒18附接至整形外科植入物30時(shí)，傳感器外殼28和傳感器22固定地附接至整形外科植入物30。傳感器組件20可以通過例如進(jìn)入鉆套筒18的貫通孔19來附接至鉆套筒18。鉆套筒18可通過使鉆套筒18的螺紋端(未示出)與整形外科植入物的螺紋孔徑32接合來附接至整形外科植入物30。在一些實(shí)施方式中，例如螺紋孔徑32或非螺紋孔徑?jīng)]有被獲得的情況，意味著孔徑內(nèi)或圍繞孔徑?jīng)]有特征用來重復(fù)地和持續(xù)地固定傳感器22相對(duì)于整形外科植入物上的參照點(diǎn)的位置和方向。例如，將傳感器22附接至整形外科植入物30可以將傳感器22固定至相對(duì)于整形外科植入物30對(duì)五個(gè)自由度來說是已知的位置。具體地，由于鉆套筒18與整形外科植入物30的螺紋接合以及可能由于外殼28在貫通孔19內(nèi)的旋轉(zhuǎn)，傳感器22的旋轉(zhuǎn)位置可能是未知的。當(dāng)傳感器22的位置對(duì)一個(gè)或多個(gè)自由度來說是未知的時(shí)候，傳感器22能夠在用于瞄準(zhǔn)整形外科植入物30的一個(gè)或多個(gè)標(biāo)記前被校準(zhǔn)。如圖3所示，瞄準(zhǔn)系統(tǒng)300包括控制單元40、第一傳感器組件20a、第二傳感器組件20b (或者用于校準(zhǔn)第一傳感器組件20a的第二場(chǎng)發(fā)生器組件)以及標(biāo)記識(shí)別器10。系統(tǒng)300能夠用于瞄準(zhǔn)整形外科裝置的標(biāo)記，諸如整形外科植入物或整形外科穩(wěn)定結(jié)構(gòu)30。圖3所示的整形外科植入物30是骨板，并且可以附接至骨折的骨上，以提供在愈合過程中的骨各部分的對(duì)準(zhǔn)和支撐。作為其他實(shí)例，可采用系統(tǒng)300瞄準(zhǔn)的整形外科裝置包括髓內(nèi)釘、骨板、人工關(guān)節(jié)部件以及外部固定裝置。整形外科植入物30包括多個(gè)標(biāo)記。作為例子，標(biāo)記可以是結(jié)構(gòu)、空隙、凸起、通道、制動(dòng)部、凸緣、溝槽、構(gòu)件、分隔件、臺(tái)階、孔徑、孔穴、腔體、凹窩、導(dǎo)管、間隙、凹口、孔口、通路、切口、孔或縫槽。例如，整形外科植入物30包括作為標(biāo)記的各種孔32?？?2例如可以是可變角度的孔、可變角度鎖定孔或固定角度鎖定孔。在植入過程期間或之后，可需要標(biāo)記的精確位置和方向來準(zhǔn)確地定位鉆頭、釘、螺釘或其他裝置。然而，標(biāo)記可能被組織遮蓋以及可能難于定位。此外，用于確定工具相對(duì)于標(biāo)記的角度的夾具或其他裝置可能是難以使用且耗時(shí)的，以及可能無法提供期望的精度。標(biāo)記識(shí)別器10可以用于瞄準(zhǔn)標(biāo)記，或換言之，用于確定標(biāo)記的位置，即使在標(biāo)記被組織遮蓋時(shí)也是如此。標(biāo)記識(shí)別器10還可以用于確定諸如鉆的工具或緊固件相對(duì)于標(biāo)記的位置，即使在標(biāo)記暴露時(shí)也是如此。系統(tǒng)300的控制單元40控制標(biāo)記識(shí)別器10的操作，并且接收來自一個(gè)或多個(gè)傳感器組件20a、20b的輸入。控制單元40還包括用戶界面42，其向系統(tǒng)300的操作者提供信息?？刂茊卧?0包括處理器，其被構(gòu)造成基于來自傳感器組件20a、20b的輸入以及關(guān)于控制電磁場(chǎng)發(fā)生器IOa的信號(hào)的信息來確定傳感器22相對(duì)于整形外科植入物30的標(biāo)記的位置和方向?；趥鞲衅鹘M件20a、20b和標(biāo)記之間的已知位置關(guān)系以及標(biāo)記識(shí)別器10相對(duì)于傳感器組件20a、20b的已確定位置可以做出所述確定。在一些實(shí)施方式中，僅需要一個(gè)傳感器組件(諸如傳感器組件20a)來瞄準(zhǔn)一些標(biāo)記，諸如在傳感器組件20a附接至整形外科植入物30時(shí)那些在傳感器組件20a有限距離內(nèi)的標(biāo)記。如上所描述，在瞄準(zhǔn)標(biāo)記之前可能有必要校準(zhǔn)傳感器組件20a，例如在傳感器組件20a至整形外科植入物30的附接導(dǎo)致傳感器22相對(duì)于整形外科植入物30在至少一個(gè)自由度上的位置是未知的情況中。在一些實(shí)施方式中，標(biāo)記識(shí)別系統(tǒng)300的第一傳感器組件20a能夠在植入整形外科植入物30前被校準(zhǔn)。例如，傳感器22相對(duì)于植入物30的未知方向可通過在植入整形外科植入物之前使用第二傳感器組件或場(chǎng)發(fā)生器校準(zhǔn)第一傳感器組件20a來確定。下文所述的校準(zhǔn)也可在植入過程期間完成。為了針對(duì)未知的第六自由度來校準(zhǔn)第一傳感器組件20a，將第一傳感器組件20a固定地附接至整形外科植入物30。第一傳感器組件20a被附接從而電磁傳感器22相對(duì)于骨板30的第一標(biāo)記33a的位置對(duì)多個(gè)自由度來說是已知的。如圖所示，當(dāng)外殼28被插入鉆套筒18中并且鉆套筒18完全地通過螺紋旋入第一標(biāo)記33a中時(shí)，傳感器22的位置對(duì)三個(gè)正交平移自由度來說是已知的?？商娲?，傳感器組件20a可直接地附接至第一標(biāo)記33a。然后針對(duì)未知自由度來確定第一傳感器組件20a的傳感器22的位置。例如，第二傳感器組件20b、或者下文描述的場(chǎng)發(fā)生器，在相對(duì)于骨板30的第三標(biāo)記33c已知的位置固定地附接至骨板30。第一傳感器組件20a和第二傳感器組件20b可被定位成使得傳感器組件20a、20b在校準(zhǔn)期間同時(shí)地處于標(biāo)記識(shí)別器10的工作空間內(nèi)。因此，當(dāng)標(biāo)記識(shí)別器10被控制來生成電磁場(chǎng)時(shí)，每個(gè)傳感器組件20a和20b輸出信號(hào)或數(shù)據(jù)至控制單元40，以允許控制單兀40確定第一傳感器組件20a的傳感器22相對(duì)于標(biāo)記33a的位置和方向。例如，在確定傳感器22相對(duì)于標(biāo)記33a的位置時(shí)，控制單元40能夠訪問有關(guān)整形外科植入物30的形狀以及整形外科植入物30的特征的位置的信息。此外，控制單元40能夠訪問有關(guān)第一和第二傳感器組件20a和20b的傳感器22的位置的信息。例如，第一和第二傳感器組件20a和20b可以附接至預(yù)先選定的標(biāo)記33a和33c，或者有關(guān)傳感器組件20a和20b所附接的標(biāo)記33a和33c的信息可以被輸入至控制單元40，例如通過使用者觸摸界面42的一部分來指示傳感器組件所附接的標(biāo)記。第一傳感器組件20a和第二傳感器組件20b的信號(hào)可結(jié)合有關(guān)第一傳感器組件20a和第二傳感器組件20b的已知位置的信息以用來針對(duì)一個(gè)或多個(gè)未知自由度(諸如之前未知的旋轉(zhuǎn)自由度)確定第一傳感器組件20a的位置和方向。校準(zhǔn)第一傳感器組件20a可包括在控制單元40內(nèi)存儲(chǔ)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和/或可包括在第一傳感器組件20a內(nèi)存儲(chǔ)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。例如，在校準(zhǔn)前，控制單元40可解釋來自第一傳感器組件20a的信號(hào)以指示沿箭頭A的骨板30的方向。即使第一傳感器組件20a的位置和方向可被精確地解釋而無需校準(zhǔn)，但是來自第一傳感器組件20a的信號(hào)可能被控制單元40不準(zhǔn)確地解釋，例如，不準(zhǔn)確地指示骨板30定向在不準(zhǔn)確的方向31。然而，采用第二傳感器組件20b的位置信號(hào)，控制單元40可以確定來自第一傳感器組件20a的信號(hào)不指代箭頭A，而是指代箭頭B。使用該信息，控制單元40可以確定偏差，例如角度E，用于校 準(zhǔn)從第一傳感器組件20a接收到的信號(hào)。在校準(zhǔn)后，控制單元40能夠基于校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和來自第一傳感器組件20a的輸入而無需來自第二傳感器組件20b的其他輸入，來確定骨板30的正確位置和方向。在校準(zhǔn)第一傳感器組件20a之后，第二傳感器組件20b可以從整形外科植入物30移除，并且整形外科植入物30可以被植入患者體內(nèi)。在植入后，如將在下文中更加詳細(xì)描述的，已校準(zhǔn)的傳感器組件20a和標(biāo)記識(shí)別器10可以用來瞄準(zhǔn)位于工作空間內(nèi)的整形外科植入物30的標(biāo)記32和其他的標(biāo)記。位于工作空間之外的標(biāo)記可通過第二傳感器瞄準(zhǔn)，這被稱為跳步法，將在下文描述。另外地或可替代地，可以通過將標(biāo)記識(shí)別器10固定地附接至整形外科植入物30而不使用第二傳感器組件20b來校準(zhǔn)第一傳感器組件20a。標(biāo)記識(shí)別器10固定地附接至相對(duì)于骨板30的標(biāo)記的已知位置，諸如通過將校準(zhǔn)構(gòu)件附接至耦合構(gòu)件12以及將校準(zhǔn)構(gòu)件附接至選定的或預(yù)先選定的標(biāo)記(諸如標(biāo)記33b)。標(biāo)記識(shí)別器10的已知位置能夠被用作參照點(diǎn)以類似于前文關(guān)于第二傳感器組件20b的已知位置所描述的方式來校準(zhǔn)第一傳感器組件20a?？商娲?，可以通過在外殼28的遠(yuǎn)端設(shè)置至少兩個(gè)分離的配合結(jié)構(gòu)而不使用第二傳感器組件20b或者場(chǎng)發(fā)生器來校準(zhǔn)第一傳感器組件20a，所述配合結(jié)構(gòu)用于接合整形外科植入物內(nèi)或上的兩個(gè)預(yù)先選定的標(biāo)記或參照結(jié)構(gòu)。例如，如圖13所示，外殼28可接合整形外科植入物30，使得外殼相對(duì)于整形外科植入物的位置對(duì)六個(gè)自由度來說是已知的，使得沒有必要采用第二傳感器組件20b或場(chǎng)發(fā)生器來進(jìn)行校準(zhǔn)。外殼28能夠通過外部附接至鉆套筒18而接合整形外科植入物30。整形外科植入物30可包括許多標(biāo)記132a-132d，并且鉆套筒18可以在特定的已知標(biāo)記132b上耦合到整形外科植入物30。外殼28可包括延伸部130，其被構(gòu)造成在外殼28相對(duì)于整形外科植入物30的特定位置接觸整形外科植入物。例如，延伸部130可包括端部131，其接觸整形外科植入物30的側(cè)邊。端部131與整形外科植入物30的接觸指示了外殼28 (由此耦合至外殼28的傳感器22)被布置在相對(duì)于整形外科植入物30的已知位置。在一些實(shí)施方式中，耦合至外殼28的鉆套筒18以螺紋連接的方式接合整形外科植入物30。延伸部130可被構(gòu)造成允許鉆套筒18通過相對(duì)于整形外科植入物30旋轉(zhuǎn)來接合標(biāo)記132b。在特定的已知位置，延伸部130接觸整形外科植入物30來阻止鉆套筒18和外殼28的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，并且外殼28相對(duì)于整形外科植入物30的旋轉(zhuǎn)位置是已知的。由于耦合至外殼28的傳感器22提供了針對(duì)五個(gè)自由度的位置信息并且已知的旋轉(zhuǎn)位置指示了第六自由度，所以沒有必要采用第二傳感器組件或場(chǎng)發(fā)生器來校準(zhǔn)傳感器22。類似地，如圖14所示，外殼28可包括兩個(gè)部分141和143，其被構(gòu)造成接合兩個(gè)分離的孔132a和132b或整形外科植入物30的其他結(jié)構(gòu)。殼體28的兩個(gè)分離的配合結(jié)構(gòu)141和143可被構(gòu)造成使得配合結(jié)構(gòu)僅能在相對(duì)于整形外科植入物30的單一位置同時(shí)接合孔132a和132b。因此，由于配合結(jié)構(gòu)141和143都接合整形外科植入物30的孔132a和132b時(shí)已知外殼28處于單一位置，所以基于外殼和整形外科植入物的正確接合而無需獨(dú)立的校準(zhǔn)程序，第一傳感器組件20a的位置對(duì)六個(gè)自由度來說可以是已知的。在一些實(shí)施方式中，如將參照?qǐng)D7在下文更加詳細(xì)描述的，可以通過將傳感器組件20a或傳感器22耦合至手柄60而不使用第二傳感器組件20b或者場(chǎng)發(fā)生器來校準(zhǔn)第一傳感器組件20a，手柄60可在已知位置接合整形外科植入物30。由于傳感器22相對(duì)于手柄60的位置是已知的，所以當(dāng)手柄60在已知的位置接合整形外科植入物30時(shí)，傳感器22相對(duì)于板30的位置也是已知的。 現(xiàn)在參照?qǐng)D4，在校準(zhǔn)第一傳感器組件20a和植入整形外科植入物30后，標(biāo)記識(shí)別器10和控制單元40可以用來瞄準(zhǔn)位于工作空間內(nèi)的整形外科植入物30的另外的標(biāo)記32。例如，通過將整形外科植入物插入穿過患者皮膚中的切口 52a，可將整形外科植入物30在患者皮膚52下面植入患者的骨50附近。因此，骨板30的孔32由于被患者皮膚52和其他組織遮蔽而不可見。然而，由于第一傳感器組件20a相對(duì)于標(biāo)記識(shí)別器的位置對(duì)六個(gè)自由度來說是已知的，處于工作空間內(nèi)的整形外科植入物30的標(biāo)記32在傳感器組件20a也位于工作空間內(nèi)時(shí)可以基于標(biāo)記32相對(duì)于傳感器組件20a的已知位置來定位。為了瞄準(zhǔn)標(biāo)記32中的一個(gè)，標(biāo)記識(shí)別器10被定位成接近整形外科植入物30，諸如使得鉆導(dǎo)引器16的尖端16a接觸患者皮膚。在第一傳感器組件20a定位于標(biāo)記識(shí)別器10的工作空間內(nèi)并且電磁場(chǎng)發(fā)生器IOa產(chǎn)生電磁場(chǎng)時(shí),控制單兀40接收由第一傳感器組件20a產(chǎn)生的信號(hào)，該信號(hào)指示第一傳感器組件20a相對(duì)于標(biāo)記識(shí)別器10的位置。采用來自第一傳感器組件20a的信號(hào)，控制單元40可以確定標(biāo)記識(shí)別器10相對(duì)于整形外科植入物30的標(biāo)記32的位置?？刂茊卧?0在用戶界面42上輸出有關(guān)標(biāo)記識(shí)別器10相對(duì)于整形外科植入物30的標(biāo)記32的位置的信息?；谟脩艚缑?2，外科醫(yī)生或其他操作者能夠?qū)?biāo)記識(shí)別器10放置在一位置，在該位置，界面42指示鉆導(dǎo)引器16的尖端16a直接處于整形外科植入物30的選定標(biāo)記32之上。在一些實(shí)施方式中，界面42包括第一識(shí)別器單元44a(諸如第一圓圈)，其指示了鉆導(dǎo)引器16的遠(yuǎn)側(cè)尖端16a的位置。因此，當(dāng)?shù)谝蛔R(shí)別器單元44a與標(biāo)記單元46a(其對(duì)應(yīng)于且表示被貓準(zhǔn)的標(biāo)記32)對(duì)準(zhǔn)時(shí),界面42指示鉆導(dǎo)引器16的尖端16a直接處于由標(biāo)記單元46a所表示的標(biāo)記32之上。界面42還可包括不同的圖形單元，并且可包括聲音或觸覺輸出。當(dāng)標(biāo)記32的位置已知時(shí)，可在第一識(shí)別器單元44a與用戶界面42上指示的標(biāo)記單元46a對(duì)準(zhǔn)時(shí)，諸如通過在鉆導(dǎo)引器16的尖端16a的區(qū)域做出切口而使標(biāo)記32暴露。然后，臨時(shí)固定銷、非鎖定骨螺釘、鎖定骨螺釘或者可變鎖定骨螺釘可接合患者的骨和/或標(biāo)記32。此外，鉆或其他工具能夠用來在患者骨上產(chǎn)生孔以接收上文提到的緊固件中的一個(gè)或多個(gè)?？刂茊卧?0的界面42還可指示標(biāo)記識(shí)別器10相對(duì)于整形外科植入物30或標(biāo)記32的目前角位置，以確認(rèn)工具相對(duì)于整形外科植入物30的可接受定位。例如，控制單元40能夠顯示鉆導(dǎo)引器16相對(duì)于整形外科植入物30的可變角度鎖定孔的當(dāng)前角度，從而操作者(例如外科醫(yī)生)能夠確認(rèn)在患者的骨50內(nèi)所鉆的孔將導(dǎo)致用于可變角度鎖定緊固件的可接受角度。在一些實(shí)施方式中，界面42包括第二識(shí)別器單元44b(諸如第二圓圈)和第三識(shí)別器單元44c，第二識(shí)別器單元44b表示標(biāo)記識(shí)別器10的近側(cè)部分，第三識(shí)別器單元44c表示從第一識(shí)別器單元44a到第二識(shí)別器單元44b的軸線。如圖4所示，在第一識(shí)別器單元44a和第二識(shí)別器單元44b彼此接近時(shí)，標(biāo)記識(shí)別器10從參照軸線的角度接近于零度，所述參照軸線例如是整形外科植入物的孔的中心貫通軸線。因此，當(dāng)?shù)谝蛔R(shí)別器單元44a和第二識(shí)別器單元44b同心時(shí)，標(biāo)記識(shí)別器10平行于參照軸線?？刂茊卧?0接收指示標(biāo)記識(shí)別器10相對(duì)于整形外科植入物30的標(biāo)記32的位置的信號(hào)。該信號(hào)可從例如第一傳感器組件20a的傳感器22接收。采用來自傳感器22的信號(hào)，控制單元40確定工具相對(duì)于標(biāo)記32的位置。控制單元40還比較工具的位置和可接受的位置范圍，諸如緊固件相對(duì)于標(biāo)記32的可接受的位置范圍。例如，標(biāo)記32可以是可變角度鎖定孔，并且緊固件可以是骨螺釘，其被構(gòu)造成用于在可變角度孔內(nèi)的可變角度鎖定?？勺兘嵌孺i定螺釘和可變角度鎖定孔可具有限定的角度范圍，對(duì)于給定程序，其使用是經(jīng)認(rèn) 可的或指示的。作為另一實(shí)例，當(dāng)工具包括鉆頭時(shí)，控制單元40能夠比較鉆頭相對(duì)于可變角度鎖定孔的中心貫通軸線的角度和可變角度鎖定孔的可接受插入角度。此外，特定的醫(yī)療程序可能需要緊固件以相對(duì)于標(biāo)記的特定角度或位置插入。例如，外科醫(yī)生或其他個(gè)人可確定特定的骨片段以相對(duì)于可變角度鎖定孔或非鎖定孔的第一角度布置。控制單元40能夠用來識(shí)別何時(shí)標(biāo)記識(shí)別器10正在瞄準(zhǔn)骨片段，從而骨片段能被緊固件俘獲和固定。在一些實(shí)施方式中，控制單元40在圖形用戶界面42上輸出標(biāo)記識(shí)別器10相對(duì)于標(biāo)記32的位置是可接受的指示。例如，用戶界面42上的輸出可包括一個(gè)或多個(gè)單元，諸如表示標(biāo)記識(shí)別器10相對(duì)于標(biāo)記32的軸線的角度的單元、表示標(biāo)記識(shí)別器10相對(duì)于標(biāo)記32的可接受位置的一個(gè)或多個(gè)單元、表示標(biāo)記識(shí)別器10相對(duì)于標(biāo)記32的非可接受位置的一個(gè)或多個(gè)單元、標(biāo)記識(shí)別器10相對(duì)于標(biāo)記32的軸線的角度的數(shù)字表示、緊固件的最大可接受插入角度的數(shù)字表示、指示標(biāo)記識(shí)別器10的當(dāng)前位置為可接受位置的單元、可變角度鎖定螺釘或可變角度的可接受錐形范圍的圖形表示、以及指示標(biāo)記識(shí)別器10的當(dāng)前位置為非可接受的單元。在一些實(shí)施方式中，諸如當(dāng)采用特別大的整形外科植入物30時(shí)，整形外科植入物30的一些標(biāo)記可能距離第一傳感器組件20a太遠(yuǎn)以至于不能使用第一傳感器組件20a瞄準(zhǔn)。在這些實(shí)施方式中，除了別的以外，第二傳感器組件20b可在用于瞄準(zhǔn)標(biāo)記的第一傳感器組件20a所共用的工作空間內(nèi)的位置(該位置距離第一傳感器組件20a太遠(yuǎn))附接至整形外科植入物30，或者可在位于工作容積之外的位置附接至整形外科植入物30。如圖5所示，第二傳感器組件20b能夠通過小切口附接至整形外科植入物30，可能已使用標(biāo)記識(shí)別器和第一傳感器組件20a形成該小切口，從而減小完成整形外科植入物30的遠(yuǎn)側(cè)部分30b的鎖定所需要的切口的數(shù)量和尺寸。然后，可使用第一傳感器組件20a的位置和方向作為參照點(diǎn)來校準(zhǔn)第二傳感器組件20b。例如，當(dāng)?shù)谝粋鞲衅鹘M件20a和第二傳感器20b都定位于標(biāo)記識(shí)別器10的同一工作空間中時(shí)，可基于從第一傳感器組件20a接收的信號(hào)來校準(zhǔn)第二傳感器組件20b。第一傳感器組件20a的已知位置和方向可被用作參照，其可被用來確定第二傳感器組件20b的未知自由度。一旦第二傳感器組件20b已被校準(zhǔn)，則控制單元40可以從第一傳感器組件20a的位置至第二傳感器組件20b的位置改變或重新定位瞄準(zhǔn)系統(tǒng)300的全局參考系。在此出于解釋的目的，這被稱作跳步瞄準(zhǔn)技術(shù)。例如，控制單元40可初始地關(guān)于第一傳感器組件20a的位置來確定標(biāo)記識(shí)別器10的標(biāo)記的位置，其處于骨板30的近端。然而在第二傳感器組件20b附接至整形外科植入物30并被校準(zhǔn)后，控制單元40可改變它的全局參考系以關(guān)于第二傳感器組件20b (代替第一傳感器組件20a)的位置來確定標(biāo)記識(shí)別器10的位置。然后，可使用第二傳感器組件20b來瞄準(zhǔn)整形外科植入物30的遠(yuǎn)端區(qū)域30b中的標(biāo)記32。在需要時(shí)可以移除第一傳感器組件20a，如圖6所示。全局參考系的這種重新定位可依據(jù)整形外科植入物中的標(biāo)記的長(zhǎng)度和數(shù)量按照需要多次重復(fù)。操作者可以選擇將所校準(zhǔn)的第一傳感器組件20a定位在整形外科植入物的中間，從而減少操作者需要校準(zhǔn)額外傳感器的次數(shù)。例如，如果板長(zhǎng)95厘米并且工作空間的寬度為50cm，則通過將第一傳感器組件20a放置在板的中間，外科醫(yī)生僅需要從傳感器組件的一側(cè)至另一側(cè)移動(dòng)標(biāo)記識(shí)別器10而無需重新定位傳感器組件。 在跳步技術(shù)中，在標(biāo)記識(shí)別器10相對(duì)于第二傳感器組件20b移動(dòng)時(shí)，第二傳感器組件20b產(chǎn)生的信號(hào)也相應(yīng)改變?？刂茊卧?0能夠更新用戶界面42來指示標(biāo)記識(shí)別器10相對(duì)于整形外科植入物30的標(biāo)記32的當(dāng)前位置。此外，如上文所述，控制單元40能夠確認(rèn)標(biāo)記識(shí)別器10相對(duì)于整形外科植入物30的可接受位置。通過此信息，標(biāo)記識(shí)別器10的操作者能夠采用此信息使鉆套筒16和/或其他工具與標(biāo)記32對(duì)準(zhǔn)，標(biāo)記32例如是整形外科植入物30的特定盲孔32。圖7示出了用于瞄準(zhǔn)標(biāo)記的系統(tǒng)700。系統(tǒng)700包括控制單元40、標(biāo)記識(shí)別器10以及耦合于整形外科植入物30的插入手柄60。插入手柄60能夠用來在患者內(nèi)的植入期間操縱整形外科植入物30。插入手柄60可移除地耦合到整形外科植入物30，從而插入手柄60能夠在植入期間弓I導(dǎo)整形外科植入物30并且然后在植入完成后從整形外科植入物30移除。插入手柄60在相對(duì)于骨板30的固定位置耦合到整形外科植入物30。插入手柄60還包括電磁場(chǎng)傳感器61,其響應(yīng)標(biāo)記識(shí)別器10產(chǎn)生的電磁場(chǎng)。傳感器61在插入手柄60的已知、固定位置處附接至插入手柄60。因此，當(dāng)插入手柄60附接至整形外科植入物30時(shí)，傳感器61的所有六個(gè)自由度都是已知的，并且傳感器61布置在相對(duì)于整形外科植入物30的標(biāo)記32的已知位置和方向。如果插入手柄60上的傳感器61的多個(gè)自由度中的一個(gè)最初不是已知的，則可以采用附接至整形外科植入物30的第二傳感器22來校準(zhǔn)插入手柄60的傳感器61，第二傳感器22具有相對(duì)于整形外科植入物30的標(biāo)記32或相對(duì)于插入手柄60的已知標(biāo)記的已知位置和方向?？商娲?，標(biāo)記識(shí)別器10可以在相對(duì)于整形外科植入物30的標(biāo)記或相對(duì)于插入手柄60的已知標(biāo)記的已知位置和方向上附接至整形外科植入物30。在一些實(shí)施方式中，插入手柄60的傳感器61可在上市時(shí)處于預(yù)先校準(zhǔn)的狀態(tài)，使得在插入手柄60附接至整形外科植入物30時(shí)，傳感器61相對(duì)于整形外科植入物30的標(biāo)記32的位置對(duì)六個(gè)自由度來說是已知的。在其他實(shí)施方式中，瞄準(zhǔn)系統(tǒng)包括大平面場(chǎng)發(fā)生器，其布置在骨折骨的主體部分的下面。瞄準(zhǔn)系統(tǒng)還包括兩個(gè)傳感器，例如一個(gè)耦合于板以及另一個(gè)耦合于鉆套筒。如果所生成的場(chǎng)大于預(yù)期將在系統(tǒng)中使用的最大植入物的體積，則不需要跳步技術(shù)，也不需要將傳感器組件放置于板的中間來瞄準(zhǔn)板的所有標(biāo)記。用來將傳感器組件20附接至外殼28或?qū)⑼鈿?8附接至整形外科植入物30的各種實(shí)施方式示于圖8A-12B中。參照?qǐng)D8A，傳感器組件20的外殼28包括延伸部62和頭部64,以及位于相對(duì)于外殼28已知位置的傳感器22,例如位于延伸部62的端部65。外殼28沿縱向軸線28a彎曲。例如，外殼28的延伸部62能夠彎曲使得當(dāng)延伸部62插入鉆套筒18中時(shí)延伸部62伸直來順應(yīng)鉆套筒18里的有限空間。延伸部62壓靠鉆套筒18的內(nèi)表面從而以摩擦配合將外殼28固定至鉆套筒18中。外殼28的頭部64接合鉆套筒18的端部來限制外殼28插入鉆套筒18中?？商娲?，如圖SB所示，延伸部62可包括錐形的或輕微截頭圓錐形的外表面。接近頭部64定位的伸長(zhǎng)部62的近端63可具有比延伸部62的遠(yuǎn)端65更大外直徑的特征。當(dāng)外殼28插入鉆套筒18中時(shí)，延伸部62的錐形表面和鉆套筒18的內(nèi)部之間的摩擦將外殼 28固定至鉆套筒18中。在一些實(shí)施方式中，鉆套筒18可包括錐形內(nèi)部，其提供了用于接合伸長(zhǎng)部62的基座。作為另一個(gè)替代方案，如圖9所示，外殼28被構(gòu)造成接合配合結(jié)構(gòu)，以將外殼28附接至整形外科裝置。外殼28包括裂口端66，其能夠張開來接合配合結(jié)構(gòu)，以便將外殼28固定地附接至整形外科裝置，例如，整形外科植入物。裂口端66能夠接收整形外科植入物的配合結(jié)構(gòu)的脊或楔從而將外殼28附接至整形外科植入物。例如，配合結(jié)構(gòu)的脊或楔能夠擴(kuò)張裂口端66來產(chǎn)生裂口端66的外表面和配合結(jié)構(gòu)的一部分之間的摩擦配合。外殼28還包括多邊形外部68來配合整形外科植入物的互補(bǔ)多邊形部，例如插座。在使用中，多邊形外部68阻止了外殼28相對(duì)于配合結(jié)構(gòu)的不期望的旋轉(zhuǎn)?，F(xiàn)在參照?qǐng)D10，可替代地，傳感器組件20的外殼28可包括頭部70和大致圓柱形外表面71。在大致圓柱形外表面71上，外殼28包括周向溝槽73，其中特別布置了可壓縮構(gòu)件72，諸如彈簧構(gòu)件或彈性環(huán)。當(dāng)外殼28插入鉆套筒18中時(shí)，可壓縮構(gòu)件72在鉆套筒18內(nèi)壓縮并提供摩擦配合以將外殼28固定至鉆套筒18內(nèi)。任選地，鉆套筒18可以包括內(nèi)部周向溝槽，其中，可壓縮構(gòu)件可以擴(kuò)張以將外殼28固定至鉆套筒18。頭部70能夠限制外殼28插入鉆套筒18中，從而在相對(duì)于鉆套筒18的已知位置上布置傳感器。此外,夕卜殼28的大致圓柱形外表面71可包括平面區(qū)域74，其可與配合結(jié)構(gòu)或鉆套筒18的互補(bǔ)平面區(qū)域?qū)?zhǔn)，其能夠限制外殼28在鉆套筒18內(nèi)的旋轉(zhuǎn)和/或提供外殼28相對(duì)于鉆套筒18的已知旋轉(zhuǎn)位置。頭部70還包括平面區(qū)域75，其可與互補(bǔ)表面對(duì)準(zhǔn)，以提供對(duì)準(zhǔn)和旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。作為另一替代方案，如圖IIA和IIB所示，外殼28包括端部76，其被構(gòu)造成插入到鉆套筒18中。端部76包括外部周向溝槽78和/或球形制動(dòng)部80。端部76還包括削邊77。鉆套筒18(圖11B)包括球塞81，其位于鉆套筒18的內(nèi)部上。球塞81包括球82，其部分地延伸進(jìn)入鉆套筒18的貫通孔19中。球塞81還部分地布置在限定于鉆套筒18的內(nèi)部表面內(nèi)的凹陷83內(nèi)，其接收球82。球塞81包括布置于凹陷83內(nèi)的彈性構(gòu)件84，其朝向貫通孔偏壓球并且在力施于球82上時(shí)壓縮。當(dāng)外殼28的端部76插入鉆套筒18中時(shí)，外殼28的削邊77壓下球塞81的球82進(jìn)入凹陷83中，從而允許外殼28的端部76越過球塞81。當(dāng)周向溝槽78與球塞81對(duì)準(zhǔn)時(shí)，球82移動(dòng)到周向溝槽78中以阻止端部76進(jìn)一步穿過鉆套筒18。外殼28能夠旋轉(zhuǎn)直到球82被接收在制動(dòng)部80中，這阻止了外殼28在鉆套筒18內(nèi)的旋轉(zhuǎn)。任選地，端部76可包括周向溝槽78而沒有制動(dòng)部80，或者端部76可包括制動(dòng)部80而沒有周向溝槽78。在其他實(shí)施方式中，球塞81可被包括在外殼28的端部76上而不是鉆套筒18上，并且鉆套筒18的內(nèi)表面可包括周向溝槽和/或制動(dòng)部以接收球塞81的球82。在一些實(shí)施方式中，外殼28可通過外部附接到鉆套筒18而接合整形外科植入物。例如，如圖12A和12B所示，附接構(gòu)件100可附接到鉆套筒118以提供用于外殼28的插座。鉆套筒118包括螺紋遠(yuǎn)端117，其附接到整形外科植入物30的螺紋區(qū)域98。鉆套筒118包括錐形近端120和周向溝槽122。鉆套筒118可包括縫槽123，其位于鉆套筒118的外部上的溝槽122中或接近溝槽122。鉆套筒118還包括貫通孔118a，以接納工具和/或緊固件，例如骨銷。附接構(gòu)件100包括臂102，其連接開口環(huán)104(圖12B)和管狀部106。開口環(huán)104被構(gòu)造成接合鉆套筒118的溝槽122。附接構(gòu)件100還可包括位于開口環(huán)104上或接近開 口環(huán)104的突出部105。為了將附接構(gòu)件100耦合至鉆套筒118，開口環(huán)104放置于鉆套筒118的錐形端120上。由于開口環(huán)具有與鉆套筒的外直徑相比較小的內(nèi)直徑，開口環(huán)104在附接構(gòu)件100沿錐形端120行進(jìn)時(shí)向外彎曲。開口環(huán)104繼續(xù)行進(jìn)直到開口環(huán)104被接收在溝槽122中，從而將附接構(gòu)件100固定至鉆套筒118。附接構(gòu)件100的突出部105接合鉆套筒118的縫槽123，以限制附接構(gòu)件100相對(duì)于鉆套筒118的旋轉(zhuǎn)?？商娲?，突出部(未示出)可以形成于鉆套筒118的外部上，例如形成在溝槽122內(nèi)，以接合開口 104的裂口，從而限制附接構(gòu)件100相對(duì)于鉆套筒118的旋轉(zhuǎn)。附接構(gòu)件110的管狀部106接收傳感器構(gòu)件20的外殼28或包括傳感器22。因此，附接構(gòu)件110至鉆套筒118的附接在相對(duì)于鉆套筒118和骨板30的已知位置處將傳感器22固定至鉆套筒118。附接構(gòu)件100可以是外殼28的部件或傳感器組件20的部件?？商娲兀?02和管狀部106可以和鉆套筒118為一整體。附接構(gòu)件100的臂102可形成為使得在將附接構(gòu)件100耦合至鉆套筒118時(shí)，附接構(gòu)件不阻塞對(duì)于鉆套筒118的貫通孔118a的通達(dá)。結(jié)果，采用附接構(gòu)件100，傳感器組件20能夠耦合至鉆套筒118而不阻止對(duì)于鉆套筒118內(nèi)部的通達(dá)。此外，附接構(gòu)件100可形成為使得在將附接構(gòu)件100耦合至鉆套筒118以及將鉆套筒118附接至骨板30時(shí)，管狀部106進(jìn)入或接合骨板30的標(biāo)記99?？商娲兀?02可被構(gòu)造成接合貫通孔118a，以保證在附接時(shí)傳感器相對(duì)于鉆套筒118的準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)，并且限制傳感器22和鉆套筒118之間的旋轉(zhuǎn)?，F(xiàn)在參照?qǐng)D15以及圖16A至16C，系統(tǒng)400使用光學(xué)跟蹤以在外科手術(shù)期間定位螺釘孔和確定鉆孔或螺釘插入的軌跡。系統(tǒng)400包括紅外(IR)照相機(jī)402，其與控制單元40和IR光源404通信。照相機(jī)402探測(cè)從外科手術(shù)區(qū)域的基準(zhǔn)點(diǎn)反射的IR光?？刂茊卧?0接收來自照相機(jī)402的信號(hào)，其指示了來自基準(zhǔn)點(diǎn)的反射光。采用來自照相機(jī)402的信號(hào)，控制單元40確定基準(zhǔn)點(diǎn)的相對(duì)位置。基準(zhǔn)點(diǎn)在已知、固定的位置附接至各種器械，使得可從基準(zhǔn)點(diǎn)的位置確定器械的位置。系統(tǒng)400包括鉆410或其他器械以及用于耦合到整形外科植入物30的導(dǎo)引器420和手柄460?；鶞?zhǔn)點(diǎn)450a_450c I禹合于鉆410、導(dǎo)引器420和手柄460中的每一個(gè)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)450a-450c能夠直接耦合于器械，或者能夠通過另一部件耦合于器械。例如，如圖所示，基準(zhǔn)點(diǎn)450a附接至插入手柄460的端部，插入手柄460可用于植入整形外科裝置30。作為替代方案，基準(zhǔn)點(diǎn)450a能夠被構(gòu)造成直接附接到整形外科裝置30。在一些實(shí)施方式中，基準(zhǔn)點(diǎn)450a_450c是可移除部件，其可分別與插入手柄460、導(dǎo)引器420和鉆410附接或與之脫離。在一些實(shí)施方式中，基準(zhǔn)點(diǎn)450a-450c形成為固定部件，其分別形成為與插入手柄460、導(dǎo)引器420和鉆410成為整體。參照?qǐng)D16A和16B，每個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)450a、450b包括外殼453和例如箔的反射材料，該反射材料位于外殼453內(nèi)。外殼453限定了開口 454,其使反射材料暴露。在一些實(shí)施方式中，基準(zhǔn)點(diǎn)450a、450b限定了三個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)開口。每個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)450a、450b可包括開口454之間的不同間隔或開口 454的不同構(gòu)造，從而允許控制單元40區(qū)別基準(zhǔn)點(diǎn)450a、450b，并因此區(qū)別基準(zhǔn)點(diǎn)450a、450b所附接的器械，以及允許照相機(jī)追蹤基準(zhǔn)點(diǎn)450a、450b的位 置和方向。在一些實(shí)施方式中，不包括沿平面的開口，而是基準(zhǔn)點(diǎn)450a_450c可包括多個(gè)反射球或其他元件的布置。在一些實(shí)施方式中，基準(zhǔn)點(diǎn)450a、450b發(fā)出IR光。基準(zhǔn)點(diǎn)450a、450b可以是被追蹤部件的一體化部分或分離的部分。導(dǎo)引器420包括套筒421，其限定了接收鉆頭或其他器械的內(nèi)部通道。套筒421可引導(dǎo)鉆頭并可保護(hù)手術(shù)部位周圍的組織。套筒421的尖端422的尺寸被設(shè)定為接合整形外科植入物30的標(biāo)記。例如，尖端422的大小被設(shè)定為進(jìn)入整形外科植入物30的孔32中的一個(gè)。具體地，尖端422的尺寸被設(shè)定為在操作者調(diào)整導(dǎo)引器420相對(duì)于植入物30或相對(duì)于孔32的軸線的角度時(shí)保持在孔32內(nèi)或保持接觸孔32。在尖端422定位于孔32中的一個(gè)的情況下，操作者可以相對(duì)于植入物30傾斜該以達(dá)到所期望的角度，例如用于鉆孔或螺釘插入所期望的角度。因此，在相對(duì)于孔32調(diào)整套筒421的方向時(shí)可保持位于孔32處的位置?；鶞?zhǔn)點(diǎn)450a附接至插入手柄460的端部。因?yàn)榛鶞?zhǔn)點(diǎn)在已知位置耦合于插入手柄460，控制單元40能夠基于基準(zhǔn)點(diǎn)450a的位置確定整形外科植入物30的位置。操作者能夠在整形外科植入物30植入后以及插入手柄460依然附接至整形外科植入物30時(shí)，將基準(zhǔn)點(diǎn)450a附接至插入手柄460。參照?qǐng)D16c，基準(zhǔn)點(diǎn)450c包括反射材料的帶，其包繞鉆連接部411或鉆頭413。如圖所示，反射帶470繞鉆連接部411定位，鉆連接部411耦合于鉆410的夾頭412和鉆頭413之間?；鶞?zhǔn)點(diǎn)450c能夠限定沿導(dǎo)引器420的套筒421的軸線的位置，并且基于基準(zhǔn)點(diǎn)450b的位置可以確定套筒421的軸線。基準(zhǔn)點(diǎn)450c可以替代地定位于夾頭412、鉆頭413或鉆410的其他部分的已知位置上。作為另一替代方案，其他類型的基準(zhǔn)點(diǎn)可以用于鉆410，例如，包括處于平面內(nèi)的反射材料的基準(zhǔn)點(diǎn)或者包括反射元件的布置的基準(zhǔn)點(diǎn)。參照?qǐng)D17和18，示出了用于控制單元40的用戶界面500a、500b的實(shí)例。在操作者定位鉆410和導(dǎo)引器420時(shí)，控制單元40確定鉆410和導(dǎo)引器420相對(duì)于整形外科植入物30或相對(duì)于孔32的軸線的位置?？刂茊卧?0在例如用戶界面500a或用戶界面500b上顯示關(guān)于相對(duì)位置的信息?？刂茊卧勺粉櫢浇又粱鶞?zhǔn)點(diǎn)450a-450c的部件的位置和方向。在相對(duì)位置改變時(shí)，控制單元40采用來自照相機(jī)402的信號(hào)探測(cè)所述改變，計(jì)算當(dāng)前位置，并且在用戶界面500a或用戶界面500b上顯示更新的信息。圖17中關(guān)于用戶界面500a所描述的特征也可被包括在圖18中的用戶界面500b中，反之亦然。用戶界面500a在鉆孔或插入螺釘前為系統(tǒng)400示出了控制單元40的輸出。用戶界面500b示出了系統(tǒng)的元件處于不同的相對(duì)位置以及在使用系統(tǒng)400鉆孔或插入螺釘后的控制單元40的輸出。為允許計(jì)算鉆410、導(dǎo)引器420和整形外科植入物30的相對(duì)位置，基準(zhǔn)點(diǎn)450a-450c應(yīng)該保持在照相機(jī)402的視野或視線內(nèi)。如果基準(zhǔn)點(diǎn)中的一個(gè)例如變得被阻擋并且不再處于照相機(jī)402的視野內(nèi)，則控制單元40可對(duì)使用者指示該阻擋?？刂茊卧?0可指示導(dǎo)引器420或其他相關(guān)器械以及整形外科植入物30的相對(duì)位置。外科醫(yī)生能夠使用該相對(duì)位置來定位螺釘孔32或其他標(biāo)記。在使用系統(tǒng)400來定位孔32后，操作者能夠在孔32上產(chǎn)生切口并且能夠定位導(dǎo)引器420以使得尖端422接合孔32。然后，操作者可使用系統(tǒng)400相對(duì)于孔32來定位導(dǎo)引器420，用于鉆孔以及用于螺釘或 其他穿刺部件的插入?？刂茊卧?0可在單個(gè)用戶界面500a或用戶界面500b上提供多種指示器。用戶界面500a、500b每個(gè)都可包括例如以下中的一個(gè)或多個(gè)軌跡指示器510、螺釘長(zhǎng)度指示器或鉆深度指示器520、部件或螺釘類型選擇指示器530、部件或軌跡碰撞指示器540、狀態(tài)指示器550、以及配置指示器560。這些指示器的任意組合或子組合可被同時(shí)顯示在屏幕或其他顯示裝置上，或者被顯示在多個(gè)顯示裝置上。軌跡指示器510指示了導(dǎo)引器420所限定的當(dāng)前軌跡。軌跡指示器510可包括軌跡線511，其表示套筒421相對(duì)于整形外科植入物30或相對(duì)于孔32的軸線的方向，指示了導(dǎo)引器420所限定的當(dāng)前軌跡。整形外科植入物30的表征512能夠被顯示，并且軌跡線511能夠相對(duì)于表征512以三維顯示。軌跡指示器510還可包括單元514,例如圓圈,其表示套筒421的近端的位置。軌跡指示器510可包括單元515，其表示套筒421的遠(yuǎn)端或尖端422的位置，其可被顯示為小于單元514的圓圈。軌跡線512可被限定在單元514、515之間。在一些實(shí)施方式中，為對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)引器420處于相對(duì)于整形外科植入物30的期望軸線或孔32的軸線，操作者移動(dòng)導(dǎo)引器420使得單元514、515重合。該位置能夠表示，例如垂直于整形外科植入物30或與孔32的軸線共軸的對(duì)準(zhǔn)。多個(gè)軌跡指示器能夠被同時(shí)顯示。例如，軌跡指示器510能夠指示相對(duì)于表征512的鉆孔軌跡，其被放大以顯示整形外科植入物30的接近導(dǎo)引器420的尖端422的部分的前視圖。第二軌跡指示器516能夠顯示，例如整個(gè)整形外科植入物30的表征517。第二軌跡指示器516因此能夠給操作者提供前后關(guān)系，指示相對(duì)于整形外科植入物30的所感興趣標(biāo)記的軌跡和位置作為一整體。第二軌跡指示器516還能夠顯示整形外科植入物30的第二視圖，例如，側(cè)視圖。軌跡指示器510、516中的任一個(gè)或全部都能在用戶界面500a或用戶界面500b上顯示。鉆深度指示器520指示鉆頭插入與整形外科植入物30接觸的組織的深度。例如，鉆深度指示器520能夠指示鉆頭進(jìn)入骨50內(nèi)的距離。在操作者沿軌跡鉆孔時(shí)，數(shù)字指示器522指示當(dāng)前所鉆深度。圖形指示器524也指示了鉆深度，例如通過顯示器械上所示出的記號(hào)或刻度的表征。[0104]控制單元40能夠通過確定鉆410上的基準(zhǔn)點(diǎn)450c和導(dǎo)引器420上的基準(zhǔn)點(diǎn)450b的相對(duì)位置來計(jì)算當(dāng)前的鉆深度?？刂茊卧?0能夠存儲(chǔ)指示例如基準(zhǔn)點(diǎn)450c和鉆頭413端部之間的距離、以及基準(zhǔn)點(diǎn)450b和套筒421的尖端422之間的距離的信息。在定位于孔32時(shí)，尖端422可具有相對(duì)于骨的已知位置。例如，尖端422可定位在骨50的表面。在操作者移動(dòng)鉆頭413穿過套筒421時(shí)，控制單元40計(jì)算基準(zhǔn)點(diǎn)450b、450c的相對(duì)位置。采用這些相對(duì)位置，控制單元40計(jì)算鉆深度，作為鉆頭413的端部延伸越過套筒421的尖端422的距離。鉆深度可用于螺釘長(zhǎng)度選擇。例如，操作者可選擇與鉆深度基本等長(zhǎng)的螺釘。因此，鉆深度指示器520能夠用來指示待插入螺釘?shù)穆葆旈L(zhǎng)度。部件選擇指示器530指示部件或部件類型，諸如鎖定對(duì)非鎖定螺釘、或多軸型對(duì)單軸型螺釘，它們可以用于導(dǎo)引器420所限定的相對(duì)于整形外科植入物30的當(dāng)前軌跡。如圖所示，圖形表征531、532可被顯示以表示可用于導(dǎo)引器420當(dāng)前限定的軌跡的部件或技 術(shù)。文本或其他符號(hào)也能用來指示可在當(dāng)前軌跡上有效使用的部件。各種穿刺部件僅被指示供在特定軌跡或角度范圍使用。例如，單軸型螺釘僅可被指示用于垂直于整形外科植入物30的插入。在所示的例子中，當(dāng)前軌跡不垂直于整形外科植入物。結(jié)果，單軸型鎖定螺釘?shù)谋碚?，例如螺釘頭部包括螺紋的螺釘，被從部件選擇指示器530的顯示中省略掉。所述的省略可以指示，例如，單軸型鎖定螺釘不被指示為供使用，或者在當(dāng)前軌跡使用單軸型鎖定螺釘成功的可能性低于最小閾值。相比之下，部件選擇指示器530顯示了具有可變形頭部的多軸型(例如，可變角度)螺釘?shù)谋碚?31以及多軸型非鎖定螺釘?shù)谋碚?32，以指示這些多軸型螺釘中的任一個(gè)可以被選擇為供當(dāng)前軌跡使用。在操作者調(diào)整用于鉆孔的軌跡時(shí)，控制單元40計(jì)算能夠供當(dāng)前軌跡使用的部件或部件類型，并且更新部件選擇指示器530以指示能夠被使用的部件的當(dāng)前范圍。結(jié)果，在操作者傾斜導(dǎo)引器420穿過多個(gè)軌跡時(shí)，部件的表征531、532可出現(xiàn)或消失以指示能夠被選擇供所述軌跡使用的有效部件選項(xiàng)。如圖18所示，部件選擇指示器530還能夠指示導(dǎo)引器420是否被定位成使得沒有有效部件能夠用于當(dāng)前軌跡。圖18的用戶界面500b包括軌跡或螺釘碰撞指示器540，其在導(dǎo)引器420的方向所產(chǎn)生的軌跡可能干涉已放置的螺釘、先前鉆的孔或其他通道時(shí)進(jìn)行指示。當(dāng)采用系統(tǒng)400鉆孔或放置穿刺構(gòu)件時(shí)，控制單元40存儲(chǔ)該事件的位置和深度。例如，控制單元40能夠存儲(chǔ)先前鉆的孔相對(duì)于整形外科植入物30的位置?？刂茊卧?0能夠指示所鉆的孔或螺釘?shù)奈恢米鳛橄鄬?duì)于整形外科植入物30的表征512、516中的一個(gè)或兩個(gè)的可視單元542。在導(dǎo)引器420的方向改變時(shí)，控制單元40確定當(dāng)前軌跡是否與障礙物(諸如先前鉆的孔或已植入的螺釘)相交。如果當(dāng)前軌跡被確定為與障礙物干涉，例如與桿或已放置的螺釘相交，則碰撞指示器540顯示警告。所述警告可以是，例如，用戶界面500a或用戶界面500b上的顏色改變或視覺單元。當(dāng)控制單元40確定導(dǎo)引器420被定位成使得其可能與障礙物干涉時(shí)，控制單元40計(jì)算沿當(dāng)前軌跡鉆進(jìn)而不產(chǎn)生干涉的最大距離?？刂茊卧?0顯示長(zhǎng)度指示器545，其指示例如沿當(dāng)前軌跡插入的元件的長(zhǎng)度上的限制。在一些實(shí)施方式中，長(zhǎng)度指示器545指示能夠被使用而不引起干涉或遇到障礙物的元件的最長(zhǎng)長(zhǎng)度，例如，達(dá)不到障礙物的最長(zhǎng)螺釘。用戶界面500a、500b還能夠顯示一個(gè)或多個(gè)狀態(tài)指示器550，其指示系統(tǒng)400的元件是否被控制單元40當(dāng)前所追蹤。狀態(tài)指示器550可以是例如，接近系統(tǒng)400的部件的表征的彩條。每個(gè)狀態(tài)指示器550能夠與系統(tǒng)400的特定元件關(guān)聯(lián)。例如，一個(gè)狀態(tài)指示器550能夠與整形外科植入物30和基準(zhǔn)點(diǎn)450a關(guān)聯(lián)，并且另一個(gè)狀態(tài)指示器550能夠與導(dǎo)引器420關(guān)聯(lián)。例如，當(dāng)基準(zhǔn)點(diǎn)450a-450c處于照相機(jī)402的視野內(nèi)時(shí)，狀態(tài)指示器550采用例如綠色指示正確的空間追蹤正在進(jìn)行中。當(dāng)控制單元40確定部件中的一個(gè)沒有被準(zhǔn)確地追蹤時(shí)，例如，當(dāng)基準(zhǔn)點(diǎn)450a-450c被阻擋時(shí)，所關(guān)聯(lián)的狀態(tài)指示器550通過例如變?yōu)榧t色來指示追蹤過的中斷。通過改變顏色或通過其他表征，狀態(tài)指示器550向操作者指示系統(tǒng)400的哪些部件可能需要調(diào)整以恢復(fù)準(zhǔn)確的空間追蹤。控制單元40還能夠在用戶界面550a、550b上顯示一個(gè)或多個(gè)配置指示器560。配置指示器560指示系統(tǒng)400的當(dāng)前配置，例如，指示正在使用的特定的整形外科植入物30和導(dǎo)引器420。操作者能夠通過使用屏幕界面來選擇整形外科植入物30、導(dǎo)引器420、插入手柄460以及其他部件?？刂茊卧?0能夠存儲(chǔ)部件和器械的庫，從其中操作者可以選擇將要使用的部件。各種部件和器械的尺寸和特性也可被控制單元40存儲(chǔ)，以用來計(jì)算器械和部件的不同組合的位置之間的位置。操作者還可在手術(shù)過程中按壓配置指示器560來做出
新的選擇，例如指示從使用導(dǎo)引器420變化到使用具有不同尺寸的導(dǎo)引器。作為使用光學(xué)追蹤的替代方案，系統(tǒng)400可替代地使用通過電磁場(chǎng)傳感器的追蹤。電磁場(chǎng)傳感器能夠用來代替基準(zhǔn)點(diǎn)450a-450c。當(dāng)定位在由電磁場(chǎng)發(fā)生器產(chǎn)生的電磁場(chǎng)的工作空間內(nèi)時(shí)，控制單元40可使用來自傳感器的信號(hào)來確定相對(duì)位置，并且可在用戶界面500a、500b上顯示所表示的信息。在一些實(shí)施方式中，基準(zhǔn)點(diǎn)450a_450c可以是可移除的以及一次性使用的。在一些實(shí)施方式中，基準(zhǔn)點(diǎn)450a-450c是耐高壓加熱的以及可重復(fù)使用的。基準(zhǔn)點(diǎn)450a可以在制造期間被預(yù)組裝為手柄460的一部分，并且基準(zhǔn)點(diǎn)450b可以被預(yù)組裝到導(dǎo)引器420。在一些實(shí)施方式中，照相機(jī)402能夠與控制單元40進(jìn)行無線通信。已經(jīng)描述了許多實(shí)施方式和替代方案。然而，將會(huì)理解的是，可以做出各種修改而不偏離本公開的精神和范圍。因此，其他實(shí)施方式也處于所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于瞄準(zhǔn)整形外科植入物的標(biāo)記的裝置，其特征在于，所述裝置包括 外殼，其被構(gòu)造成接合配合結(jié)構(gòu)，用于所述外殼至所述整形外科植入物的附接；和 電磁傳感器，其定位于所述外殼內(nèi)的已知位置， 其中，當(dāng)所述外殼與所述配合結(jié)構(gòu)接合時(shí)，所述傳感器相對(duì)于所述整形外科植入物的標(biāo)記的位置對(duì)至少五個(gè)自由度來說是已知的。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述外殼包括具有制動(dòng)部的圓柱形外表面和球塞的一個(gè)，以將所述外殼固定地附接至所述植入物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝置，其特征在于，所述外殼包括裂口端，其可擴(kuò)張以接合所述配合結(jié)構(gòu)并且將所述外殼固定地附接至所述植入物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述外殼包括具有可壓縮構(gòu)件的外表面，所述可壓縮構(gòu)件被構(gòu)造成接合溝槽以將所述外殼固定地附接至所述植入物。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述外殼包括錐形外表面，所述錐形外表面被構(gòu)造成接合基座，以將所述外殼固定地附接至所述植入物。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述外殼限定中心縱向軸線，所述外殼具有沿所述外殼的中心縱向軸線的曲率。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述配合結(jié)構(gòu)包括多邊形外部，并且其中，所述外殼包括互補(bǔ)多邊形部，用于配合所述多邊形外部。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于瞄準(zhǔn)整形外科植入物的標(biāo)記的裝置，包括外殼，其被構(gòu)造成接合配合結(jié)構(gòu)，用于所述外殼至所述整形外科植入物的附接；以及定位于所述外殼內(nèi)的已知位置的電磁傳感器，其中，當(dāng)所述外殼與所述配合結(jié)構(gòu)接合時(shí)，所述傳感器相對(duì)于所述整形外科植入物的標(biāo)記的位置對(duì)至少五個(gè)自由度來說是已知的。
文檔編號(hào)A61B17/90GK202654217SQ20112050445
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者T·J·佩蒂斯, C·R·貝克, C·C·赫奧蒂斯, K·格魯辛, E·G·奧斯汀, N·S·里奇, J·施蒂夫特, T·施瓦格利, M·維爾澤, A·安納, R·拉姆塞爾 申請(qǐng)人:史密夫和內(nèi)修有限公司