DE69532829T2

Surgical navigation systems including reference and localization frames

Abstract

The invention is a system for use during a medical or surgical procedure on a body. The system generates a display from an image data set (106) representing the position of one or more body elements (10, 20, 30; 141; 806; 940) during the procedure based on scans (40) taken of the body. At least some of the body elements are movable with respect to each other. Each scan (40) has a reference for each of the one or more body elements (10, 20, 30; 141; 806; 940) and the reference of a particular body element (10, 20, 30; 141; 806; 940) has a known spatial relation to the particular body element (10, 20, 30; 141; 806; 940). The system comprises a plurality of reference frames (116; 122; 200; 302; 400; 900; 956), at least one attached to each of the movable body elements. It also comprises a localizer (108; 136; 1100) for identifying, during the procedure, the position of the reference for each of the body elements (10, 20, 30; 141; 806; 940) to be displayed, as well as a processor (104; 1108) for modifying the image data set (106) according to the identified position of the reference during the procedure, as identified by the localizer (108; 136; 1100), said processor (104; 1108) being adapted to generate an image data set (122) representing the position and geometry of the body elements (10, 20, 30; 141; 806; 940) according to the identified position of the reference frames during the procedure, as identified by the localizer. Also included in the system is a display (124; 1106) utilizing the displaced image data set (122) generated by the processor (104; 1108), illustrating the position and geometry of the body elements (10, 20, 30; 141; 806; 940) during the procedure.

DE69532829T2, drawing sheet 1
Sheet 1 of 19

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6 claims: 2 independent, 4 dependent

  1. 1
    Vorrichtung ( 300 ;350 ;400 ;500 ) zur Verwendung mit einer chirurgischen Navigationsvorrichting umfassend eine Sensoranordnung ( 110 ;112 ), die sich in Kommunikation mit der Vorrichtung ( 300 ;350 ;400 ;500 ) befindet, um deren Position anzugeben, wobei die Vorrichtung ( 300 ;350 ;400 ;500 ) der Führung eines Instrumentes zur Aufnahme eines Körperteils dient, wodurch sich das Instrument in einer bekannten Position relativ zum Körperteil befindet, wobei die Vorrichtung ( 300 ;350 ;400 ;500 ) gekennzeichnet ist durch, ein Gehäuse ( 308 ;310 ) mit einer darin befindlichen Ausnehmung ( 312 ;514 );eine auf dem Gehäuse ( 308 ;310 ) vorgesehene Struktur ( 304 ;354 ;404 ;508 ) zur Führung des Instrumentes, um so das Instrument in einer relativen Beziehung zum Gehäuse ( 308 ;310 ) zu halten;eine Mehrzahl lichtemittierender Dioden ( 316 ;510 ) auf dem Gehäuse ( 308 ;310 ), wobei die Dioden ( 316 ;510 ), wenn sie aktiviert werden, Licht zur Kommunikation mit der Sensoranordnung ( 110 ;112 ) der chirurgischen Navigationsanordnung emittieren;einen Anschluss ( 340 ;370 ;408 ;514 ), der mit dem Gehäuse ( 308 ;310 ) verbunden und für eine Verbindung mit dem an der chirurgischen Navigationsanordnung angebrachten Kabel angepasst ist, wobei der Anschluss ( 340 ;370 ;408 ;514 ) dem Empfang des Signals zur Aktivierung der Dioden ( 316 ;510 ) dient;Kabel ( 314 ;410 ;516 ), die innerhalb der Ausnehmung ( 312 ;514 ) des Gehäuses ( 308 ;310 ) vorgesehen sind und die den Anschluss ( 340 ;370 ;408 ;514 ) und die lichtemittierenden Dioden ( 316 ;510 ) elektrisch verbinden, zur Übermittlung der Signale, die vom Anschluss ( 340 ;370 ;408 ;514 ) empfangen wurden, zu den Dioden ( 316 ;510 ) zur Aktivierung der Dioden ( 316 ;510 ).
  2. 2
    Vorrichtung ( 300 ) gemäß Anspruch 1, des weiteren umfassend ein auf dem Gehäuse ( 308 ;310 ) angebrachtes Führungsrohr ( 334 ) zur Aufnahme eines Biopsieinstrumentes sowie ein sich von dem Gehäuse ( 308 ;310 ) erstreckendes Trägerelement ( 306 ) zur Aufnahme einer Klammer, die das Gehäuse ( 308 ;310 ) in einer relativ festgelegten Position festhält.
  3. 3
    Vorrichtung ( 350 ) nach Anspruch 1, des weiteren umfassend einen Griff ( 356 ), der an dem Gehäuse ( 308 ;310 ) angebracht ist, und ein Führungselement ( 364 ) mit einer Öffnung zur Aufnahme einer Bohrerspitze.
  4. 4
    Vorrichtung ( 400 ) nach Anspruch 1, des weiteren umfassend einen Bügel ( 404 ), der an dem Gehäuse ( 308 ;310 ) angebracht ist und der eine Öffnung zur Aufnahme einer Bohrerspitze aufweist.
  5. 5
    Vorrichtung ( 500 ) nach Anspruch 1, des weiteren umfassend ein Führungsrohr ( 508 ), das an dem Gehäuse ( 308 ;310 ) angebracht ist und das eine Öffnung zur Aufnahme eines Katheters aufweist.
  6. 6
    Vorrichtung ( 300 ;350 ;400 ;500 ) nach einem der Ansprüche 1–5, des weiteren umfassend eine Mulde im Gehäuse ( 308 ;310 ) zur Aufnahme einer Sonde, die in Kombination mit der chirurgischen Navigationsanordnung zur Kalibrierung der Anordnung und der Vorrichtung verwendet wird.