本發(fā)明涉及脊柱位移的測量。

背景技術(shù)：

目前，X射線圖像用于測量患者的脊柱的彎曲。在外科手術(shù)期間，可以修正脊柱的彎曲以減小自然變形或由于創(chuàng)傷而發(fā)生的變形。一般來說，外科醫(yī)生在外科手術(shù)之前拍攝兩張X射線照片，正面一張和側(cè)面一張，以便確定變形，并且在外科手術(shù)之后拍攝兩張X射線照片以便檢查變形的減小。然而，在外科手術(shù)期間，外科醫(yī)生通過視覺評(píng)估彎曲的校正，但是她/他沒有用于對(duì)脊柱中的椎骨位移進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查的手段可提及美國專利申請(qǐng)US20050096535，其公開了一種用于記錄在膝蓋手術(shù)期間獲得的數(shù)字標(biāo)記的二維照片的方法，包括以下步驟：

-將患者的二維X射線照片導(dǎo)入到能夠確定對(duì)象的位置和方位的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的存儲(chǔ)器中；

-將標(biāo)記數(shù)字化；

-在數(shù)字化標(biāo)記的幫助下確定腿的軸的位置；

-記錄軸的二維照片并顯示所記錄的照片；及

-在標(biāo)記的幫助下通過使用導(dǎo)航系統(tǒng)引導(dǎo)切割模板在膝關(guān)節(jié)內(nèi)部的定位，切割模板意欲被安置在股骨的端部處以便使用于接納植入物的骨頭成形。

另外，導(dǎo)航系統(tǒng)可以計(jì)算通過脛骨的中心、踝的內(nèi)踝和外踝的平面，以便確定脛骨的興趣軸(interest axis)。所導(dǎo)入的患者的照片和所記錄的軸的照片顯示在顯示面板的左角落中。然而，該導(dǎo)航系統(tǒng)沒有被適配用于測量脊柱中的椎骨的位移，因?yàn)樗枰佑|股骨表面，這不一定是脊柱外科手術(shù)的情況，其中在所述脊柱外科手術(shù)期間，接觸椎骨表面是不可能的。

美國專利申請(qǐng)US20130268007公開了一種用于測量脊椎植入物，具體地是用于鏈接椎骨的桿的角度的方法，包括使用被配置用于測量在測量平面(徑向平面)中的角度的探針。探針可包括加速度計(jì)和用于測量角度的磁性傳感器。探針被安置在植入物上，探針具有被配置以便適合植入物形狀的端部。但是，該系統(tǒng)測量植入物的角度，其不允許測量椎骨主體的位移。沒有實(shí)時(shí)檢查。

國際申請(qǐng)WO03073946公開了一種用于控制脊柱平衡的方法，其中：

-通過X射線照片上的數(shù)字解剖點(diǎn)確定椎骨的相對(duì)三維位置；

-確定脊椎段的位置；及

-顯示或不顯示椎體不平衡。

對(duì)于每個(gè)椎骨，至少識(shí)別四個(gè)點(diǎn)以便再現(xiàn)椎骨主體，對(duì)于骶骨至少識(shí)別三個(gè)點(diǎn)以形成三角形。然后將數(shù)字化點(diǎn)合并到X射線照片中。例如，使用被提供有定位標(biāo)記器的接觸探頭來重建椎骨的后弓表面的外輪廓的虛擬空間。但是它僅提供二維信息，這對(duì)于脊柱外科手術(shù)不夠準(zhǔn)確。此外，它不允許實(shí)時(shí)確定椎骨主體的位移。

美國專利申請(qǐng)US20030130576公開了一種外科成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于顯示包括儀器位置的指示的照片以及患者照片，并包括用于在外科手術(shù)期間顯示兩張照片以用于導(dǎo)航的處理器。所述系統(tǒng)使用X射線設(shè)備(例如熒光鏡)以及固定到外科手術(shù)器具的標(biāo)記器(例如探頭)。但是該文獻(xiàn)涉及在X射線照片上引導(dǎo)儀器的過程，其不測量一塊骨頭相對(duì)于另一塊骨頭的位置或者患者的椎骨主體的位移。

國際申請(qǐng)WO2005084131公開了一種用于測量對(duì)象的傾斜度的設(shè)備，例如傾斜度計(jì)。通過檢測每個(gè)椎骨的棘突的電磁場探頭來檢測脊柱的傾斜度。處理原理在于用一只手握持測量裝置并且保持其垂直于患者的背部。最初，該裝置的半圓拱位于第七頸椎骨的棘突上方。然后該裝置沿著脊柱向下移動(dòng)到第一腰椎骨。探頭為每個(gè)椎骨獲取幾張照片。也可以使用耦合到探頭的跟蹤器，探頭測量沿脊柱移動(dòng)的跟蹤器的位置和傾斜度。此外，該設(shè)備可以包括與三維光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)協(xié)作的標(biāo)記器，用于識(shí)別和計(jì)算椎骨的傾斜角。然而，該測量設(shè)備不能實(shí)時(shí)確定脊柱的變形，因?yàn)樵撛O(shè)備必須沿著脊柱移動(dòng)以執(zhí)行椎骨的傾斜度的測量。

美國專利申請(qǐng)US20080208055公開了一種用于對(duì)準(zhǔn)骨折后的骨頭的碎片的方法。該方法使用配備有位置標(biāo)記的超聲設(shè)備并且多個(gè)定位標(biāo)記器位于每個(gè)碎片上。超聲設(shè)備可以檢測骨頭碎片的圓周上的特征參考點(diǎn)。在該方法中，確定每個(gè)標(biāo)記器的空間位置和/或方位，并且根據(jù)相對(duì)于特定標(biāo)準(zhǔn)確定的位置來確定對(duì)準(zhǔn)。但是超聲成像過程不是非常準(zhǔn)確，并且不能限定解剖結(jié)構(gòu)的具體輪廓。

美國專利US 6,190,320公開了一種照片處理方法，包括：

-借助于耦合到回波描記裝置的超聲波換能器，獲取對(duì)于超聲波不透明的結(jié)構(gòu)的數(shù)字回波描記照片；及

-提取該結(jié)構(gòu)的輪廓。

然而，該系統(tǒng)需要復(fù)雜的照片處理算法來提取椎骨的輪廓。此外，測量不是非常準(zhǔn)確，因?yàn)樗歉鶕?jù)需要使用具有高清晰度的術(shù)前照片的超聲波回波描記照片進(jìn)行的。

美國專利US 6,519,319公開了一種用于照片檢測器的掩模版(reticle)，其包括平坦的無線電透明部分、布置在平坦部分的表面上的一對(duì)第一標(biāo)記和布置在平坦部分的表面上以便指示掩模版的中心的第二標(biāo)記。掩模版允許將檢測器與患者的脊柱的椎骨間平面對(duì)準(zhǔn)。此外，掩模版允許引導(dǎo)外科手術(shù)儀器。但是其在檢測器上使用需要在單個(gè)平面中引導(dǎo)外科手術(shù)器具的特定的掩模版，這使得不可能測量椎骨在所有方向上的位移。

專利申請(qǐng)US20110157230公開了用于從平面X射線照片確定椎骨相對(duì)于彼此的相對(duì)位置和尺寸的度量的工具。該方法允許去確定椎骨主體的代表性角。但是它僅提供二維的且不是實(shí)時(shí)的信息，這對(duì)于脊柱外科手術(shù)是不夠精確的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述提到的缺陷，并且具體提供一種用于測量脊柱的椎骨位移的方法。

在本發(fā)明的一個(gè)方面中，提出一種用于測量脊柱位移的方法，該脊柱具有包括至少一個(gè)椎骨的段，段中的每個(gè)椎骨具有由上椎骨端板和下椎骨端板所限定的主體，段中的每個(gè)椎骨具有相關(guān)聯(lián)的定位標(biāo)記器，所述定位標(biāo)記器附接到該椎骨上，并且提供定位標(biāo)記器在定位系統(tǒng)的全局參考系中的方位。

該方法包括：

-初始步驟，對(duì)于段中的每個(gè)椎骨，包括：

○在全局參考系中檢測與段中的椎骨相關(guān)聯(lián)的定位標(biāo)記器的初始方位，

○在全局參考系中確定與段中的椎骨的至少一個(gè)端板平行的椎骨平面的初始方位，及

○計(jì)算對(duì)段中的椎骨的椎骨平面的初始方位與相關(guān)聯(lián)的定位標(biāo)記器的初始方位進(jìn)行相關(guān)的、與段中的椎骨相關(guān)聯(lián)的幾何變換，該方法還包括：

-測量段中的至少一個(gè)椎骨的位移的步驟，包括：

○在全局參考系中檢測與段中的所述至少一個(gè)椎骨相關(guān)聯(lián)的定位標(biāo)記器的當(dāng)前方位，及

○在全局參考系中根據(jù)相關(guān)聯(lián)的定位標(biāo)記器的當(dāng)前方位及與所述至少一個(gè)椎骨相關(guān)聯(lián)的幾何變換計(jì)算段中的所述至少一個(gè)椎骨的椎骨平面的當(dāng)前方位。

因此，我們可以根據(jù)所檢測的定位標(biāo)記器的位移和所確定的椎骨平面的方位跟蹤脊柱的椎骨的位移。這樣的跟蹤過程可以例如在外科手術(shù)期間實(shí)時(shí)地執(zhí)行。

在初始步驟之后，該方法可以包括識(shí)別步驟，該識(shí)別步驟包括：

-在段中的椎骨之中選擇參考椎骨，

-在全局參考系中確定至少一個(gè)參考平面的初始方位，及

-計(jì)算對(duì)所述至少一個(gè)參考平面的初始方位與和參考椎骨相關(guān)聯(lián)的定位標(biāo)記器的初始方位進(jìn)行相關(guān)的、與所述至少一個(gè)參考平面相關(guān)聯(lián)的幾何變換，在測量步驟之后，該方法進(jìn)一步包括：

-在全局參考系中，根據(jù)與參考椎骨相關(guān)聯(lián)的定位標(biāo)記器的當(dāng)前方位及與所述至少一個(gè)參考平面相關(guān)聯(lián)的幾何變換計(jì)算所述至少一個(gè)參考平面的當(dāng)前方位，

-對(duì)于段中的每個(gè)椎骨，計(jì)算段中的椎骨的椎骨平面與所述至少一個(gè)參考平面之間的角度，及

-顯示所計(jì)算的角度。

在測量步驟之后，該方法可以包括以下步驟：

-對(duì)于椎骨平面的每個(gè)當(dāng)前方位，計(jì)算椎骨平面的當(dāng)前方位和另一椎骨平面的當(dāng)前方位之間的角度，及

-顯示所計(jì)算的角度。

在測量步驟之后，該方法可進(jìn)一步包括：

-將椎骨平面的每個(gè)當(dāng)前方位投影在所述至少一個(gè)參考平面中，

-計(jì)算投影之間的角度，及

-顯示所計(jì)算的角度。

此外，可以顯示椎骨平面之間的角度，該角度構(gòu)成與端板的方位有關(guān)的相關(guān)解剖信息。該解剖信息可以隨后用于校正脊柱的平衡。有利地，例如在對(duì)脊柱的外科手術(shù)過程期間，這些值可以被實(shí)時(shí)地顯示。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該方法包括配備有定位標(biāo)記器的儀器，定位標(biāo)記器向定位系統(tǒng)提供該儀器的一部分的方位矢量，并且其中，確定步驟包括：

-將該儀器的該部分放置在段中的椎骨的椎骨平面中以便提供包括在所述椎骨平面中的第一方位矢量的第一放置，及

-將該儀器的該部分放置在段中的椎骨的椎骨平面中以便提供包括在所述椎骨平面中的第二方位矢量的第二放置，

-根據(jù)所提供的第一和第二矢量確定段中的椎骨的椎骨平面的初始方位。

該儀器的該部分可以包括對(duì)X射線不透明的桿，并且所述方位矢量確定桿的縱向方向，該方法包括X射線發(fā)射器和檢測器，該檢測器用于產(chǎn)生段中的椎骨和桿的放射攝影X射線照片，所述確定步驟包括：

-顯示段中的椎骨和桿的放射攝影X射線照片，

-垂直于所述段放置X射線發(fā)射器和檢測器，使得所述段中的椎骨的至少一個(gè)端板由放射攝影X射線照片中的線表示，及

-對(duì)于該儀器的該部分的每個(gè)放置，放置不透明的桿，使得所述桿在放射攝影X射線照片中由平行于表示所述至少一個(gè)端板的線的線表示。

該確定步驟可以包括：

-將該儀器的該部分放置在段中的椎骨的椎骨平面中以便提供包括在所述段中的椎骨的所述椎骨平面中的第一方位矢量的第一放置，及

-將該儀器的該部分放置在垂直于所述椎骨平面的平面中以提供包括在該垂直平面中的第二方位矢量的第二放置，

-根據(jù)所述垂直平面和所提供的第一方位矢量確定段中的椎骨的椎骨平面的初始方位。

在另一實(shí)施例中，該方法可包括配備有定位標(biāo)記器的儀器，定位標(biāo)記器向定位系統(tǒng)提供垂直于該儀器的一部分的方位矢量，并且其中確定步驟包括：

-將該儀器的該部分放置在段中的椎骨的椎骨平面中以便提供垂直于段中的椎骨的椎骨平面的方位矢量，及

-根據(jù)所提供的方位矢量確定段中的椎骨的椎骨平面的初始方位。

該儀器的該部分可以是板。

該板可以對(duì)X射線不透明，該方法包括X射線發(fā)射器和檢測器，該檢測器用于產(chǎn)生段中的椎骨和所述板的放射攝影X射線照片，并且確定步驟包括：

-顯示段中的椎骨和板的放射攝影X射線照片，

-垂直于段放置X射線發(fā)射器和檢測器,使得段中的椎骨的至少一個(gè)板由放射攝影X射線照片中的線表示，及

-放置所述板使得所述板在放射攝影X射線照片中由平行于表示所述至少一個(gè)端板的線的線表示。

該儀器可包括至少一個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器能夠檢測組織并在骨組織和椎骨間組織之間進(jìn)行區(qū)分，并且將該儀器的該部分放置在椎骨平面中的至少一個(gè)放置是以所述至少一個(gè)傳感器檢測椎骨間組織的方式執(zhí)行的。

該儀器還可以配備有至少一組至少兩個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器能夠檢測組織并且在骨組織和椎骨間組織之間進(jìn)行區(qū)分，該儀器配備有定位標(biāo)記器，該位置標(biāo)記器向定位系統(tǒng)提供垂直于由所述至少兩個(gè)傳感器形成的檢測平面的方位矢量，并且其中確定步驟包括：

-放置該儀器使得所述至少兩個(gè)傳感器檢測椎骨間組織，及

-根據(jù)所提供的方位矢量確定段的椎骨平面的初始方位。

此外，該儀器可以包括第一組至少兩個(gè)傳感器和第二組至少兩個(gè)傳感器，所提供的方位矢量垂直于由第一組和第二組分別形成的檢測平面，并且放置該儀器包括放置所述組使得所述組分別檢測兩種不同的組織。

此外，確定步驟可以包括在放射攝影X射線照片中顯示參考線的網(wǎng)格，參考線彼此平行并且平行于該儀器的不透明桿而顯示。具體地，這樣的網(wǎng)格允許為將不透明桿放置在椎骨平面中提供便利。

該儀器的該部分的至少一個(gè)放置可以包括將桿靠著檢測器而放置。

根據(jù)另一實(shí)施例，該方法包括配備有對(duì)X射線不透明的部分的儀器、X射線發(fā)射器和用于產(chǎn)生段中的椎骨和該不透明的部分的放射攝影X射線照片的檢測器，不透明的部分可移動(dòng)地安裝在檢測器上，并且該儀器還配備有定位標(biāo)記器，該定位標(biāo)記器向定位系統(tǒng)提供不透明的部分的方位矢量和檢測器的平面的方位，所述確定步驟包括：

-垂直于所述段放置X射線發(fā)射器和檢測器，使得所述段中的椎骨的至少一個(gè)端板由放射攝影X射線照片中的線表示，及

-放置該儀器的該不透明的部分，使得該不透明的部分在放射攝影X射線照片中由平行于表示所述至少一個(gè)端板的線的至少一條線表示，

-根據(jù)檢測器的平面的方位和該不透明的部分的方位矢量確定椎骨平面的初始方位。

此外，確定步驟可以包括照片處理操作，用于計(jì)算表示所述至少一個(gè)端板的線的方位、表示所述桿的線的方位及所述線的所述方位之間的角度。

該方法可進(jìn)一步包括顯示所述線的所述方位之間的角度的步驟。

可以根據(jù)所述線的所述方位之間的角度校正所述段中的椎骨的椎骨平面的初始方位。

在另一實(shí)施例中，該儀器的該部分對(duì)X射線不透明，該方法包括X射線發(fā)射器和檢測器，該檢測器用于產(chǎn)生段中的椎骨和該不透明的部分的放射攝影X射線照片，所述確定步驟包括：

-顯示段中的椎骨和該不透明的部分的放射攝影X射線照片，

-垂直于所述段而放置X射線發(fā)射器和檢測器，使得所述段中的椎骨的至少一個(gè)端板在放射攝影X射線照片中由線表示，

-該儀器的該部分的至少一個(gè)放置包括放置該不透明的部分使得該不透明的部分在放射攝影X射線照片中由線表示，及

-照片處理操作，用于計(jì)算表示所述至少一個(gè)端板的線的方位、表示該不透明的部分的線的方位及所述線的所述方位之間的角度，

-根據(jù)所計(jì)算的角度校正椎骨平面的初始方位。

依據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種用于測量脊柱位移的系統(tǒng)，該脊柱具有包括至少一個(gè)椎骨的段，段中的每個(gè)椎骨具有由上椎骨端板和下椎骨端板所限定的主體，該用于測量的系統(tǒng)包括：

-定位系統(tǒng)；

-定位標(biāo)記器，分別附接到與它們相關(guān)聯(lián)的段中的椎骨，并且它們中的每一個(gè)提供該定位標(biāo)記器在定位系統(tǒng)的全局參考系中的方位，

-定位系統(tǒng)在全局參考系中并且對(duì)于段中的每個(gè)椎骨檢測與段中的椎骨相關(guān)聯(lián)的定位標(biāo)記器的初始方位和當(dāng)前方位，以及在全局參考系中并且對(duì)于段中的每個(gè)椎骨確定與段中的椎骨的至少一個(gè)端板平行的椎骨平面的初始方位，

-計(jì)算部件，用于對(duì)于段中的每個(gè)椎骨，計(jì)算將段中的椎骨的椎骨平面的初始方位與相關(guān)聯(lián)的定位標(biāo)記器的初始方位進(jìn)行相關(guān)的、與段中的椎骨相關(guān)聯(lián)的幾何變換，以及在全局參考系中并且對(duì)于段中的至少一個(gè)椎骨，根據(jù)相關(guān)聯(lián)的定位標(biāo)記器的當(dāng)前方位及與所述至少一個(gè)椎骨相關(guān)聯(lián)的幾何變換計(jì)算段中的所述至少一個(gè)椎骨的椎骨平面的當(dāng)前方位。

該用于測量的系統(tǒng)可以包括識(shí)別部件，用于：

-在段中的椎骨之中選擇參考椎骨，

-在全局參考系中確定至少一個(gè)參考平面的初始方位，

-計(jì)算將所述至少一個(gè)參考平面的初始方位與和參考椎骨相關(guān)聯(lián)的定位標(biāo)記器的初始方位進(jìn)行相關(guān)的、與所述至少一個(gè)參考平面相關(guān)聯(lián)的幾何變換，

-在全局參考系中，根據(jù)與參考椎骨相關(guān)聯(lián)的定位標(biāo)記器的當(dāng)前方位及與所述至少一個(gè)參考平面相關(guān)聯(lián)的幾何變換計(jì)算所述至少一個(gè)參考平面的當(dāng)前方位，

-所述定位系統(tǒng)包括處理單元，該處理單元用于對(duì)段中的每個(gè)椎骨計(jì)算段中的椎骨的椎骨平面與所述至少一個(gè)參考平面之間的角度，及

-該用于測量的系統(tǒng)包括用于顯示所計(jì)算的角度的顯示器。

定位系統(tǒng)可以包括處理單元，該處理單元用于對(duì)椎骨平面的每個(gè)當(dāng)前方位計(jì)算椎骨平面的當(dāng)前方位和另一椎骨平面的當(dāng)前方位之間的角度，該用于測量的系統(tǒng)包括用于顯示所計(jì)算的角度的顯示器。

該用于測量的系統(tǒng)可以包括識(shí)別部件，用于：

-在段中的椎骨之中選擇參考椎骨，

-在全局參考系中確定至少一個(gè)參考平面的初始方位，

-計(jì)算與所述至少一個(gè)參考平面相關(guān)聯(lián)的幾何變換，所述幾何變換將所述至少一個(gè)參考平面的初始方位與和參考椎骨相關(guān)聯(lián)的定位標(biāo)記器的初始方位以及與所述至少一個(gè)參考平面相關(guān)聯(lián)的幾何變換進(jìn)行相關(guān)，

-將椎骨平面的每個(gè)當(dāng)前方位投影在所述至少一個(gè)參考平面中，

-定位系統(tǒng)包括處理單元，該處理單元計(jì)算所投影的當(dāng)前方位之間的角度，及

-該用于測量的系統(tǒng)包括用于顯示所計(jì)算的角度的顯示器。

該用于測量的系統(tǒng)可以包括配備有定位標(biāo)記器的儀器，所述定位標(biāo)記器向定位系統(tǒng)提供該儀器的一部分的方位矢量，并且其中定位系統(tǒng)包括定位器，所述定位器對(duì)于段中的每個(gè)椎骨，接收：

-包括在段中的椎骨的椎骨平面中、通過該儀器的該部分在所述椎骨平面中的第一放置所提供的第一方位矢量，

-包括在段中的椎骨的椎骨平面中、通過該儀器的該部分在所述椎骨平面中的第二放置所提供的第二方位矢量，

-根據(jù)所提供的第一矢量和第二矢量確定段中的椎骨的椎骨平面的初始方位。

該儀器的該部分可以包括對(duì)X射線不透明的桿，并且所述方位矢量對(duì)應(yīng)于桿的縱向方向，該用于測量的系統(tǒng)包括：X射線發(fā)射器、用于產(chǎn)生段中的椎骨和桿的放射攝影X射線照片的檢測器、以及用于顯示段中的椎骨和桿的放射攝影X射線照片的顯示器，X射線發(fā)射器和檢測器垂直于所述段而放置，使得段中的每一個(gè)椎骨的至少一個(gè)端板在放射攝影X射線照片中由線表示，并且對(duì)于該儀器的該部分的每個(gè)放置，該不透明的桿被放置成使得其在放射攝影X射線照片中由平行于表示所述至少一個(gè)端板的線的線表示。

用于測量的系統(tǒng)可以包括配備有定位標(biāo)記器的儀器，所述定位標(biāo)記器向定位系統(tǒng)提供該儀器的一部分的方位矢量，并且其中定位系統(tǒng)包括定位器，所述定位器對(duì)于段中的每個(gè)椎骨接收：

-包括在段中的椎骨的椎骨平面中、通過該儀器的該部分在所述椎骨平面中的第一放置所提供的第一方位矢量，

-包括在與段中的椎骨的椎骨平面垂直的平面中、通過該儀器的該部分在所述垂直平面中的第二放置所提供的第二方位矢量，

-根據(jù)所述垂直平面和所提供的第一方位矢量確定段中的椎骨的椎骨平面的初始方位。

用于測量的系統(tǒng)可以包括配備有定位標(biāo)記器的儀器，所述定位標(biāo)記器向定位系統(tǒng)提供垂直于該儀器的一部分的方位矢量，并且其中定位系統(tǒng)包括定位器，所述定位器對(duì)于段中的每個(gè)椎骨接收：

-垂直于段中的椎骨的椎骨平面的方位矢量，該方位矢量通過該儀器的該部分在所述椎骨平面中的放置所提供，

-根據(jù)所提供的方位矢量確定段中的椎骨的椎骨平面的初始方位。

該儀器的該部分可以是對(duì)X射線不透明的板，用于測量的系統(tǒng)包括X射線發(fā)射器和用于產(chǎn)生段中的椎骨和所述板的放射攝影X射線照片的檢測器、用于顯示段中的椎骨和所述板的放射攝影X射線照片的顯示器，X射線發(fā)射器和檢測器垂直于所述段放置，使得所述段中的每一個(gè)椎骨的至少一個(gè)端板在放射攝影X射線照片中由線表示，并且所述板被放置成使得其在放射攝影X射線照片中由平行于表示所述至少一個(gè)端板的線的線表示。

該儀器可以包括至少一個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器能夠檢測組織并在骨組織和椎骨間組織之間進(jìn)行區(qū)分，并且該儀器的該部分在椎骨平面中的至少一個(gè)放置是以所述至少一個(gè)傳感器檢測椎骨間組織的方式進(jìn)行的。

該儀器可以包括至少一個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器能夠檢測組織并在骨組織和椎骨間組織之間進(jìn)行區(qū)分，并且該儀器的該部分在椎骨平面中的放置是以所述至少一個(gè)傳感器檢測椎骨間組織的方式進(jìn)行的。

該用于測量的系統(tǒng)可以包括配備有至少一組的至少兩個(gè)傳感器的儀器，每個(gè)傳感器能夠檢測組織并且在骨組織和椎骨間組織之間進(jìn)行區(qū)分，該儀器配備有定位標(biāo)記器，所述定位標(biāo)記器向定位系統(tǒng)提供垂直于由所述至少兩個(gè)傳感器形成的檢測平面的方位矢量，該儀器被放置成使得所述至少兩個(gè)傳感器檢測椎骨間組織，并且根據(jù)所提供的方位矢量確定所述段中的椎骨的椎骨平面的初始方位。

該儀器可以包括第一組至少兩個(gè)傳感器和第二組至少兩個(gè)傳感器，所提供的方位矢量垂直于由第一組和第二組分別形成的檢測平面，并且所述儀器的所述組被放置成使得所述組分別檢測兩種不同的組織。

顯示器可以在放射攝影X射線照片中顯示彼此平行并且與儀器的不透明的桿平行的參考線的網(wǎng)格。

該儀器的該部分的至少一個(gè)放置可以被執(zhí)行使得桿靠著檢測器。

用于測量的系統(tǒng)可以包括配備有對(duì)X射線不透明的部分的儀器、X射線發(fā)射器和用于產(chǎn)生段中的椎骨和該不透明的部分的放射攝影X射線照片的檢測器，該不透明的部分可移動(dòng)地安裝在檢測器上，并且該儀器還配備有定位標(biāo)記器，該定位標(biāo)記器向定位系統(tǒng)提供該不透明的部分的方位矢量和檢測器平面的方位，X射線發(fā)射器和檢測器垂直于所述段放置，使得所述段中的每個(gè)椎骨的至少一個(gè)端板在放射攝影X射線照片中由線表示，并且該儀器的該不透明的部分被放置成使得其在放射攝影X射線照片中由平行于表示所述至少一個(gè)端板的線的至少一條線表示，并且根據(jù)檢測器的平面的方位和該不透明的部分的方位矢量確定椎骨平面的初始方位。

該定位系統(tǒng)可以包括處理單元，該處理單元對(duì)于段中的每個(gè)椎骨，計(jì)算表示所述至少一個(gè)端板的線的方位、以及表示所述桿的線的方位，該用于測量的系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于計(jì)算所述線的所述方位之間的角度的部件。

顯示器顯示所述線的所述方位之間的角度。

定位系統(tǒng)可以包括處理單元，該處理單元對(duì)于段中的每個(gè)椎骨，直接根據(jù)所述線的所述方位之間的角度確定段中的椎骨的椎骨平面的初始方位。

該儀器的該部分可以對(duì)X射線不透明，該用于測量的系統(tǒng)可以包括：X射線發(fā)射器和用于產(chǎn)生段中的椎骨和該不透明的部分的放射攝影X射線照片的檢測器、以及用于顯示段中的椎骨和該不透明的部分的放射攝影X射線照片的顯示器，X射線發(fā)射器和檢測器垂直于所述段放置，使得所述段中的每個(gè)椎骨的至少一個(gè)端板在放射攝影X射線照片中由線表示，該儀器的該部分的至少一個(gè)放置包括放置該不透明的部分使得其在放射攝影X射線照片中由線表示，定位系統(tǒng)包括處理單元，該處理單元對(duì)于段中的每個(gè)椎骨，計(jì)算表示所述至少一個(gè)端板的線的方位、表示該不透明的部分的線的方位，該用于測量的系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于計(jì)算所述線的所述方位之間的角度的部件、以及處理單元，所述處理單元對(duì)于段中的每個(gè)椎骨，直接根據(jù)所述線的所述方位之間的角度確定段中的椎骨的椎骨平面的初始方位。

附圖說明

通過僅作為非限制性示例給出并在附圖中表示的本發(fā)明的具體實(shí)施例的以下描述，其他優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更加顯著，其中：

-圖1和圖2示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的用于測量脊柱位移的方法的主要步驟，

-圖3和圖4示意性地示出該測量方法的第一實(shí)施例的變型，

-圖5示意性地示出用于引導(dǎo)儀器的放置的部件的實(shí)施例，及

-圖6至8示意性地示出該測量方法的第二實(shí)施例的變型。

具體實(shí)施方式

圖1和圖2示出用于測量脊柱1位移的方法的主要步驟。脊柱1包括多個(gè)椎骨V1至V5。具體地，該方法在于跟蹤包括至少一個(gè)椎骨端板的椎骨的位移。然后選擇脊柱1的段2，其包括至少一個(gè)椎骨V2至V4，該段中的每個(gè)椎骨包括由上端板PS和下端板PI限定的主體A1至A5。為了跟蹤該段中的椎骨的位移，對(duì)于該段中的每個(gè)椎骨，識(shí)別椎骨平面P2至P4，即與該段中的椎骨相關(guān)聯(lián)的平面。段2中的椎骨的椎骨平面是平行于段2中的椎骨的至少一個(gè)端板(例如上端板PS)的平面。段2中的椎骨的椎骨端板PS、PI對(duì)應(yīng)于椎骨主體A2至A4的一側(cè)。至于與該段中的椎骨相關(guān)聯(lián)的椎骨平面，其對(duì)應(yīng)于用于測量段中的椎骨位移的虛擬平面。圖1示意性地表示包括五個(gè)連續(xù)椎骨V1至V5的脊柱1的區(qū)段。段2包括三個(gè)連續(xù)的椎骨V2至V4，它們對(duì)應(yīng)于特別是在外科手術(shù)期間其位移將被跟蹤的椎骨。椎骨段2可以包括例如在骶骨中的單個(gè)椎骨V2或更多個(gè)連續(xù)或不連續(xù)的椎骨V2至V4。例如，段2可以包括位于脊柱的下部的單個(gè)腰椎骨?？商鎿Q地，段2包括位于脊柱上部的頸椎骨和位于脊柱中間部分的胸椎骨。在另一個(gè)示例中，段2可以包括五個(gè)連續(xù)的胸椎骨。

此外，段2的每個(gè)椎骨V2至V4包括附接到椎骨V2至V4的相關(guān)聯(lián)的定位標(biāo)記器M2至M4。換句話說，每個(gè)標(biāo)記器M2至M4機(jī)械地連接到與其相關(guān)聯(lián)的椎骨V2至V4。當(dāng)段2中的椎骨移位時(shí)，所關(guān)聯(lián)的定位標(biāo)記器也移位。標(biāo)記器M2至M4可以直接連接到段2中的椎骨，例如椎骨的主體A2至A4上。優(yōu)選地，螺釘3至5附接到段2中的椎骨，并且連接元件6、7可以將螺釘3至5彼此連接。螺釘3至5和連接元件6、7用于修正脊柱1的彎曲，并且因此修正段2的椎骨V2至V4的位置和方位。如圖1所示，標(biāo)記器M2至M4也可以附接到螺釘3至5。如果這些標(biāo)記器剛性附接到螺釘3至5，則它們也可以附接到連接元件6、7。想要確定其椎骨平面P2至P4的段中的每個(gè)椎骨配備有相關(guān)聯(lián)的定位標(biāo)記器M2至M4，這些椎骨也稱為固定(instrumented)椎骨。

總的來說，該方法包括初始步驟S1，其中，對(duì)于段中的每個(gè)椎骨，確定椎骨的椎骨平面相對(duì)于關(guān)聯(lián)的定位標(biāo)記器的初始方位，然后確定步驟S2，該步驟用于通過跟蹤定位標(biāo)記器的位移來測量段中的椎骨的位移，尤其是段中至少一個(gè)椎骨的位移?！捌矫娴姆轿弧币鉃榇怪庇谄矫娴氖噶俊Ｍ瑯?，“定位標(biāo)記器的方位”意為與標(biāo)記器相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)變換。為了測量脊柱的位移，使用定位系統(tǒng)8來確定對(duì)象的空間位置和方位。此外，包括至少一個(gè)定位標(biāo)記器10的儀器9用于向定位系統(tǒng)8提供該儀器的一部分11的方位。更具體地，定位標(biāo)記器M2至M4和10中的每一個(gè)包括至少三個(gè)位置傳感器。定位系統(tǒng)8可以檢測由與段中的椎骨相關(guān)聯(lián)的每個(gè)定位標(biāo)記器M2至M4以及由儀器9的定位標(biāo)記器10提供的位置和方位。定位系統(tǒng)8包括定位器12，其可以是例如光學(xué)或磁性定位器，并且其通過有線或無線連接13接收由定位標(biāo)記器M2和M4以及由儀器9的定位標(biāo)記器10提供的信息。定位器12可以實(shí)時(shí)跟蹤與椎骨相關(guān)聯(lián)的每個(gè)定位標(biāo)記器M2至M4的位置和方位以及儀器9的定位標(biāo)記器10的位置和方位。換句話說，與段2中的椎骨相關(guān)聯(lián)的每個(gè)定位標(biāo)記器M1至M3以及儀器9的定位標(biāo)記器提供定位標(biāo)記器在定位系統(tǒng)8的全局參照系中的至少一個(gè)方位。也就是說，定位系統(tǒng)8用作用于定位標(biāo)記器M2至M3、10的方位的全部測量結(jié)果的全局參照系。例如，定位系統(tǒng)8可以是光學(xué)相機(jī)并且定位標(biāo)記器M2至M4和10是具有特定顏色、或形狀、被適配為通過照相機(jī)定位的反射墊或標(biāo)記。定位標(biāo)記器M2至M4和10還可包括可以通過照相機(jī)定位的發(fā)光二極管。

總的來說，初始步驟S1包括對(duì)于段2中的每個(gè)椎骨V2至V4：

-在全局參照系中檢測S11與段2中的椎骨相關(guān)聯(lián)的定位標(biāo)記器M2至M4的初始方位，

-在全局參照系中確定S12平行于段2中的椎骨的至少一個(gè)端板的椎骨平面P2至P4的初始方位，及

-計(jì)算S13對(duì)該段中的椎骨的椎骨平面的初始方位與所關(guān)聯(lián)的位置標(biāo)記的初始方位進(jìn)行相關(guān)的、與該段中的椎骨相關(guān)聯(lián)的幾何變換。

與椎骨相關(guān)聯(lián)的幾何變換用于將椎骨的椎骨平面的方位鏈接到相關(guān)聯(lián)的定位標(biāo)記器的方位。幾何變換包括旋轉(zhuǎn)和平移變換。換句話說，幾何變換用于計(jì)算椎骨平面相對(duì)于所關(guān)聯(lián)的定位標(biāo)記器的方位的相對(duì)方位。當(dāng)椎骨通過旋轉(zhuǎn)和/或平移移位時(shí)，所關(guān)聯(lián)的定位標(biāo)記器執(zhí)行相同的移位。然后，檢測S21定位標(biāo)記器M2至M4的、由于與其相關(guān)聯(lián)的椎骨的移位導(dǎo)致的新方位，并根據(jù)所計(jì)算的幾何變換以及定位標(biāo)記器的新方位計(jì)算S22椎骨的椎骨平面的新方位O2至O4。定位標(biāo)記器M2和M4以及椎骨平面P2至P4的新方位也稱為當(dāng)前方位。測量步驟的計(jì)算步驟S22用于隨時(shí)間跟蹤固定椎骨的椎骨平面的方位O2至O4。

此外，該方法在初始步驟S1之后可包括識(shí)別步驟S3，在識(shí)別步驟S3中，識(shí)別一個(gè)或多個(gè)參考平面，并計(jì)算椎骨平面的當(dāng)前方位與至少一個(gè)所識(shí)別出的參考平面的當(dāng)前方位之間的各個(gè)角度。椎骨平面的當(dāng)前方位也可以投影在每個(gè)參考平面中。然后，在每個(gè)參考平面中確定所獲得的投影之間的角度。具體地，椎骨平面的角度可以相對(duì)于另一個(gè)椎骨平面而確定，或者可以確定每個(gè)椎骨平面與椎骨參考平面(例如與骶骨相關(guān)聯(lián)的椎骨平面)之間的角度?！皟蓚€(gè)平面之間的角度”意為分別垂直于所述平面的兩個(gè)矢量之間的角度。椎骨平面之間的角度還對(duì)應(yīng)于段中的椎骨的椎骨端板之間的角度。椎骨平面之間的角度計(jì)算特別地給出了椎骨端板之間的真實(shí)角度。此外，可以實(shí)時(shí)顯示在具有解剖興趣的每個(gè)參考平面中所獲得的當(dāng)前方位的投影之間的角度。

識(shí)別步驟S3可包括：

-在段中的椎骨之中選擇參考椎骨，

-在全局參照系中確定至少一個(gè)參考平面的初始方位，及

-計(jì)算與所述至少一個(gè)參考平面相關(guān)聯(lián)的幾何變換，所述幾何變換對(duì)所述至少一個(gè)參考平面的初始方位與和參考椎骨相關(guān)的定位標(biāo)記器的初始方位進(jìn)行相關(guān)，在測量步驟之后，該方法還包括：

-在全局參考系中，根據(jù)與參考椎骨相關(guān)聯(lián)的定位標(biāo)記器的當(dāng)前方位及與所述至少一個(gè)參考平面相關(guān)聯(lián)的幾何變換計(jì)算所述至少一個(gè)參考平面的當(dāng)前方位，

-對(duì)于段中的每個(gè)椎骨，計(jì)算段中的椎骨的椎骨平面與所述至少一個(gè)參考平面之間的角度，及

-顯示所計(jì)算的角度。

更具體地，定位系統(tǒng)8可以包括處理單元14，如微處理器，用于計(jì)算椎骨平面與每個(gè)參考平面之間的角度、以及椎骨平面之間的角度，或椎骨平面的當(dāng)前方位的投影之間的角度。定位系統(tǒng)8可以與用于顯示椎骨平面P2至P4的方位O2至O4的顯示面板15連接。

為了確定椎骨平面的初始方位，可以執(zhí)行多個(gè)實(shí)施例。如圖3和圖4所示，在第一實(shí)施例中使用儀器9，其配備有向定位系統(tǒng)8提供該儀器的部分11的方位矢量的定位標(biāo)記器10。例如，儀器9可以是導(dǎo)航指示器，并且該儀器的該部分是桿。導(dǎo)航指示器9允許定位脊柱的特定解剖點(diǎn)，并且具體地為定位系統(tǒng)8提供桿11的方位矢量，桿的方位在該儀器的制造期間進(jìn)行定義，或通過相對(duì)于定位標(biāo)記器10的位置傳感器的位置和方位的校準(zhǔn)而進(jìn)行定義。為了確定段中的椎骨的椎骨平面的方位，桿11被安置在段中的椎骨的平面P4中的第一位置20。然后，執(zhí)行例如從儀器9觸發(fā)的、對(duì)桿11的方位矢量的獲取，這為定位系統(tǒng)8提供包括于椎骨平面P4中的第一方位。然后，將桿11移動(dòng)到也處于椎骨平面P4中的第二位置21，并且觸發(fā)第二獲取以便提供椎骨平面P4中的第二方位矢量。然后，定位系統(tǒng)8，特別是處理單元14，根據(jù)由導(dǎo)航指示器9提供的兩個(gè)方位矢量確定椎骨平面的初始方位。圖3示出第一實(shí)施例的示例。在這個(gè)示例中，桿11緊靠著固定椎骨V4的主體安置，使得桿11位于椎骨平面中。第一放置20可以通過將桿11與椎骨V4的端板PI、PS之一平行安置而可視地執(zhí)行。桿11的放置也可以借助于下面描述的引導(dǎo)部件來改善。然后，桿11樞轉(zhuǎn)到椎骨平面P4中的第二位置21，例如同時(shí)保持桿的端部緊靠椎骨V4的接觸，并且觸發(fā)第二獲取以便為定位系統(tǒng)8提供在椎骨平面P4中的第二方位矢量。當(dāng)定位器12接收到兩個(gè)方位矢量時(shí)，它將這兩個(gè)方位矢量發(fā)送到處理單元14，處理單元14根據(jù)所提供的兩個(gè)方位矢量確定固定椎骨V4的椎骨平面的初始方位。具體地，處理單元14確定對(duì)應(yīng)于椎骨平面P4的初始方位的、與所提供的兩個(gè)矢量垂直的矢量。例如，操作者使桿11更靠近脊柱1，并且當(dāng)桿11的端部接觸到固定椎骨時(shí)，導(dǎo)航指示器9的定位標(biāo)記器10將關(guān)于桿11的方位的信息數(shù)據(jù)傳送給定位器12。此外，桿11的端部可以直接接觸椎骨的骨頭、或螺釘3至5、或連接元件6、7、或與固定椎骨V4相關(guān)聯(lián)的定位標(biāo)記器。該接觸還可以是在所定位的椎骨所在的點(diǎn)處與皮膚的間接的經(jīng)皮接觸。導(dǎo)航指示器9的桿11的方位的獲取也可以在不接觸的情況下執(zhí)行，由此桿11平行于至少一個(gè)椎骨端板。

此外，導(dǎo)航指示器9可以用于在識(shí)別步驟S3期間確定徑向(sagittal)、正面和軸向參考平面的方位。

可替換地，椎骨平面的方位的確定可以包括確定椎骨平面，然后確定垂直于所確定的椎骨平面的矢量。垂直矢量對(duì)應(yīng)于椎骨平面的方位。椎骨平面的確定可以包括獲取椎骨平面中的點(diǎn)的位置以及獲取椎骨平面中的矢量的方位，或者獲取椎骨平面中的三個(gè)點(diǎn)的位置，或者如上所述獲取椎骨平面中的兩個(gè)矢量的方位。

為了改善桿11在椎骨平面中的放置，可以使用X射線成像器16，其包括X射線(指定為RX)發(fā)射器17和用于所發(fā)射的X射線的檢測器18。在這種情況下，導(dǎo)航指示器9的桿11是對(duì)X射線不透明的桿11。此外，由定位標(biāo)記器10提供的方位矢量對(duì)應(yīng)于桿11的縱向方向。發(fā)射器17和接收器18用于產(chǎn)生段中的椎骨以及不透明桿11的放射攝影X射線照片。確定步驟包括對(duì)于段2中的每個(gè)椎骨：

-顯示面板15顯示段V2至V4中的椎骨以及不透明桿11的放射攝影X射線照片，

-X射線發(fā)射器15和檢測器16垂直于段2放置，使得段中的椎骨的至少一個(gè)端板PI、PS在放射攝影X射線照片中由線19表示，及

-對(duì)于該儀器的該部分的每一個(gè)放置，不透明桿11被放置成使得其在放射攝影X射線照片中由平行于表示所述至少一個(gè)端板的線19的線表示。

表示至少一個(gè)端板、也稱為引導(dǎo)線的線19用作促進(jìn)該儀器的桿在椎骨平面中的放置的引導(dǎo)部件。

當(dāng)發(fā)射器17和檢測器18位于特定位置，即所謂的相對(duì)于椎骨段2的垂直位置時(shí)，線19出現(xiàn)在照片中。在該垂直位置，照片中的椎骨的至少一個(gè)端板被表示為線19。此線19是虛擬的。具體地，顯示固定椎骨的主體的二維照片、以及對(duì)應(yīng)于引導(dǎo)線19的大致線性曲線形式的固定椎骨V2至V4的至少一個(gè)端板PS、PI。實(shí)際上，當(dāng)發(fā)射器和檢測器沒有垂直于段定向時(shí)，固定椎骨的端板在照片中表現(xiàn)為面而不是大致線性的曲線，這不允許在照片中以線的形式定位椎骨的端板。

在放置該儀器的該部分的步驟期間，導(dǎo)航指示器12的桿11被安置在椎骨V4上在第一位置20上，并且照片中的桿11的位置顯示在顯示面板15上。操作者調(diào)節(jié)桿11的位置，使得導(dǎo)航指示器9的桿在顯示面板15上呈現(xiàn)為平行于引導(dǎo)線19的線22。在第一位置20，檢測桿11的第一方位。然后，操作者移動(dòng)導(dǎo)航指示器12的桿11到第二位置21，使得導(dǎo)航指示器的桿在顯示面板15上呈現(xiàn)為線23，線23在這里被示出為與引導(dǎo)線19平行的虛線。因此，允許在照片中定位引導(dǎo)線19的成像器16允許引導(dǎo)導(dǎo)航指示器9的桿11的不同放置，使得桿位于固定椎骨V4的椎骨平面P4中。具體地，在椎骨平面的初始方位的確定步驟S12期間執(zhí)行脊柱的段2的照片的顯示。包括發(fā)射器15和檢測器16的成像器16允許相對(duì)于端板控制儀器9的位置。因此，操作者可以校正該儀器相對(duì)于引導(dǎo)線19的放置。

圖4示出第一實(shí)施例的兩個(gè)其他變型。在第一變型中，導(dǎo)航指示器12的不透明桿11的第一放置20包括靠著檢測器16放置不透明桿。這樣，在獲取桿11的方位期間便利了將桿11保持在椎骨平面中。事實(shí)上，操縱導(dǎo)航指示器的操作者可以使用檢測器18作為支撐。然后，操作者通過使用檢測器作為支撐，即通過保持桿11的端部與檢測器18接觸，來旋轉(zhuǎn)桿11，并且將桿21移動(dòng)到第二位置，即移動(dòng)到椎骨平面P4中，以便為定位系統(tǒng)8提供第二方位。在此第一變型中，不需要將導(dǎo)航指示器放置到固定椎骨的主體上。

在第二變型中，確定步驟包括：

-第一放置11，將儀器9的部分11放置在段中的椎骨的椎骨平面中以便提供在所述椎骨平面中的第一方位矢量，及

-第二放置24，將儀器9的部分11放置在垂直于所述椎骨平面的平面中以便提供在垂直平面中的第二方位矢量，

-根據(jù)垂直平面和所提供的第一方位矢量確定段中的椎骨的椎骨平面的初始方位。

根據(jù)此第二變型，在第二放置期間，桿11靠著檢測器24而被放置在與第一位置不同的第二位置，具體地，放置在不與桿11的第一方位成一直線的位置。在這種情況下，所提供的兩個(gè)方位在垂直于椎骨平面的平面中，因?yàn)闄z測器首先位于垂直于椎骨平面的平面中。具體地，椎骨平面的初始方位對(duì)應(yīng)于與垂直于由所提供的兩個(gè)矢量形成的平面并且包括所提供的第一方位矢量的平面正交的矢量。

圖5示出用于引導(dǎo)導(dǎo)航指示器9的不透明桿11的放置的另一部件。該部件包括彼此平行的參考線的網(wǎng)格25。網(wǎng)格25由處理單元14計(jì)算，并且隨后顯示在放射攝影X射線照片中，使得參考線與不透明桿11平行。當(dāng)操作者改變不透明桿11的方向時(shí)，處理單元14也改變顯示面板15上的參考線的方向。

可以使用替代部件來引導(dǎo)儀器9的放置。該替代部件是用于一種類型的組織的至少一個(gè)檢測傳感器。每個(gè)檢測傳感器包括在儀器9中，并被配置以便檢測和區(qū)分骨組織和椎骨組織。具體地，骨組織對(duì)應(yīng)于椎骨的主體的組織，并且椎骨間組織對(duì)應(yīng)于脊柱的兩個(gè)連續(xù)的椎骨之間的特定組織。在確定步驟S12期間，儀器9的部分11被放置在椎骨平面中使得儀器9的傳感器檢測椎骨間組織，更具體地是靠著固定椎骨的端板的椎骨間組織。檢測傳感器允許引導(dǎo)操作者以便提高儀器9的放置精度。實(shí)際上，只要檢測傳感器檢測到椎骨間組織，儀器9，具體地是該儀器的部分11，一般位于椎骨平面中?？商鎿Q地，也可以通過給該儀器配備至少兩個(gè)檢測傳感器來指定該儀器的放置。在此變型中，當(dāng)?shù)谝粋鞲衅鳈z測到椎骨間組織并且第二傳感器檢測到骨組織時(shí)，該儀器的部分11以更高的精度位于椎骨平面中。實(shí)際上，如果該儀器的該部分在椎骨平面之外，即相對(duì)于椎骨端板傾斜，則兩個(gè)檢測傳感器隨后檢測骨組織。

圖6和7示出該方法的第二實(shí)施例的兩個(gè)示例。在此第二實(shí)施例中，儀器9的定位標(biāo)記器10為定位系統(tǒng)8提供垂直于該儀器的一部分的方位矢量。此外，確定步驟S12包括：

-將儀器9的部分11放置在段中的椎骨的椎骨平面中，以便提供垂直于段中的椎骨的椎骨平面的方位矢量，以及

-根據(jù)所提供的方位矢量確定段中的椎骨的椎骨平面的初始方位。

由此，直接獲得椎骨平面的初始方位，因?yàn)槠鋵?duì)應(yīng)于由儀器9的定位標(biāo)記器10提供的方位矢量。隨后，可以執(zhí)行該儀器的單個(gè)放置以便獲得椎骨平面的方位，這簡化了該方法。

圖6示出第二實(shí)施例的第一示例，其中儀器9包括板31。儀器9的定位標(biāo)記器10提供垂直于板31的平面的方位矢量。確定步驟S12包括將板30放置于段中的椎骨的椎骨平面中。此外，板31允許引導(dǎo)操作者以便可視地將板31放置到固定椎骨的椎骨平面中。出于簡化的目的，圖6示出了在薄片平面中的，即在與段中的椎骨的椎骨平面垂直的平面中的板31。在放置板31時(shí)，操作者旋轉(zhuǎn)儀器9，以便將板31移動(dòng)到與段2的椎骨V2至V4的至少一個(gè)端板平行的平面中，即椎骨V2至V4的椎骨平面中。例如，板31可以對(duì)X射線不透明并且成像器16可以用于引導(dǎo)板在椎骨平面中的放置。更具體地，放置該儀器的該部分包括放置板31，使得板31在放射攝影X射線照片中由平行于表示所述至少一個(gè)端板的線19的線表示。然后，可以使用上述引導(dǎo)部件來改善板31在椎骨平面中的放置。

圖7示出該方法的第二實(shí)施例的第二示例，其中該儀器包括第一組32的至少兩個(gè)檢測傳感器34。每個(gè)傳感器能夠檢測組織并且區(qū)分骨組織和椎骨間組織。具體地，每個(gè)檢測傳感器下至特定于傳感器的特性的所確定的深度而檢測一種類型的組織。優(yōu)選地，所確定的深度對(duì)應(yīng)于脊柱的最大厚度。儀器9可以是超聲波探頭，或電阻抗探頭或太赫茲傳感器。該儀器的部分11的放置包括放置第一組32的至少兩個(gè)傳感器，使得該組檢測椎骨間組織。儀器9被放置于段2的椎骨V4和相鄰椎骨V5之間，使得儀器9檢測所述相鄰椎骨之間的椎骨間組織。圖7示出通過表示為開圓的傳感器34進(jìn)行的這一檢測。此外，儀器9包括為定位系統(tǒng)8提供垂直于由所述至少兩個(gè)傳感器形成的檢測平面的方位矢量的定位標(biāo)記器10。檢測平面對(duì)應(yīng)于傳感器的檢測信號(hào)傳播的平面以便檢測所述類型的組織。當(dāng)傳感器34的組32檢測椎骨間組織時(shí)，檢測平面平行于固定椎骨的至少一個(gè)端板。在圖7中，檢測平面垂直于薄片的平面，其由虛線X表示。為了進(jìn)一步提高儀器9放置的精度，該儀器可以包括第二組33的至少兩個(gè)傳感器35，并且定位標(biāo)記器10提供垂直于分別由第一組和第二組形成的檢測平面的方位矢量。更具體地，傳感器組的檢測平面彼此平行。因此，執(zhí)行用于提供垂直于固定椎骨的椎骨平面的方位矢量的儀器9的放置，使得傳感器組32、33分別檢測兩種不同的組織。在圖7中，第一組32傳感器34檢測椎骨間組織，椎骨間組織的檢測由表示為開圓的傳感器34示出，并且第二組33傳感器35檢測骨組織，骨組織的檢測由表示為在其中心具有點(diǎn)的圓的傳感器35示出。當(dāng)至少第一傳感器32檢測到椎骨間組織并且至少第二組傳感器33檢測到骨組織時(shí)，探針被正確放置，即由傳感器34、35形成的檢測平面平行于椎骨V5的至少一個(gè)端板。然后，由該儀器所提供的方位矢量對(duì)應(yīng)于椎骨平面的初始方位。此外，只要沒有傳感器組檢測到椎骨間組織，則該儀器沒有正確放置，并且將傳感器組分開的平面與段2中的椎骨V5的至少一個(gè)椎骨端板不平行。

圖8示出用于椎骨平面P2至P4的初始方位的確定步驟S12的又一實(shí)施例。在該另一實(shí)施例中，儀器9配備有對(duì)X射線不透明的部分11，并且X射線成像器16用于產(chǎn)生段中的椎骨和不透明部分的放射攝影X射線照片。此外，不透明部分11可移動(dòng)地安裝在檢測器18上。儀器9還配備有為定位系統(tǒng)8提供不透明部分的方位矢量和檢測器平面的方位的定位標(biāo)記器。通常，該儀器可以是任何被校準(zhǔn)用于向定位系統(tǒng)8提供不透明部分的方位矢量和檢測器平面的方位的系統(tǒng)。例如，不透明部分11是附接到檢測器18的點(diǎn)41并且能夠圍繞該點(diǎn)41樞轉(zhuǎn)的桿?？商鎿Q地，不透明部分11是在圖8中由陰影表示的板，其可以在所安裝的滑軌上滑動(dòng)以便在檢測器18上平移移動(dòng)。

確定步驟S12包括：

-垂直于段放置X射線發(fā)射器和檢測器，使得段中的椎骨的至少一個(gè)端板在放射攝影X射線照片中由線表示，及

-放置儀器9的不透明部分11，使得其在放射攝影X射線照片中通過平行于表示所述至少一個(gè)端板的線的至少一條線表示，

-根據(jù)檢測器平面的方位和不透明部分的方位矢量確定椎骨平面的初始方位。

由于不透明部分11是可移動(dòng)的，操作者可以相對(duì)于表示所述至少一個(gè)端板的線19調(diào)整它的放置。當(dāng)表示不透明部分的線平行于表示所述至少一個(gè)端板的線19時(shí)，檢測器平面垂直于椎骨平面，并且不透明部分的方位矢量位于固定椎骨的椎骨平面中。椎骨平面的初始方位對(duì)應(yīng)于垂直于不透明部分的方位矢量和檢測器平面的方位的矢量。

此外，確定步驟S12可以包括由處理單元14執(zhí)行的照片處理步驟，以便根據(jù)段中的椎骨的放射攝影X射線照片計(jì)算表示段2中的椎骨V2到V4的所述至少一個(gè)端板的線的方位。照片處理步驟還被執(zhí)行以便計(jì)算表示儀器9的不透明部分11的線的方位。然后，對(duì)于段中的每個(gè)椎骨，計(jì)算線的所述方位之間的角度α。該角度α對(duì)應(yīng)于該儀器的不透明部分的放置與表示段中的椎骨的端板的線19之間的平行度缺陷。當(dāng)角度α為零時(shí)，不透明部分平行于引導(dǎo)線19。該角度的值隨后可以被顯示在顯示面板15上以便指示該平行度缺陷并引導(dǎo)操作者，使得她/他可以正確地放置該儀器。角度α的值還可以用于校正段中的椎骨的椎骨平面的初始方位。在這種情況下，處理單元直接根據(jù)所計(jì)算的角度確定椎骨平面的初始方位。

上述方法允許評(píng)估脊柱的位移以校正脊柱的平衡。此外，可以實(shí)時(shí)地執(zhí)行這種評(píng)估。

可以注意到，可以對(duì)上述和附圖中所示的本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行各種修改。因此，上述描述不應(yīng)被認(rèn)為是限制，而僅僅是對(duì)各種實(shí)施例的說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的范圍和精神內(nèi)考慮其他修改。此外，上述提到的每個(gè)專利的全部內(nèi)容通過引用并入本文。