CN110418619B - 用于测量骨关节松驰度的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于确定骨松驰度的系统和装置(110)。例如，所述系统包括被跟踪探针(300)和计算机辅助手术(CAS)系统(100)，所述被跟踪探针包括至少一个探针标记(310)。CAS系统包括导航系统(130)和处理装置(110)，所述处理装置可操作地连接到所述导航系统和计算机可读介质，所述计算机可读介质被配置成存储一个或多个指令，所述一个或多个指令在被执行时使所述处理装置：从所述导航系统接收位置信息，生成(820)包括术后松驰度假设(720)的手术计划，采集(850)与关节通过第一运动范围的运动有关的第一运动信息，采集(860)与所述关节通过第二运动范围的运动有关的第二运动信息，确定(870)术后松驰度(710)，以及比较所述术后松驰度与所述术后松驰度假设以确定松驰度结果。

Description

用于测量骨关节松驰度的系统和方法

优先权声明

本申请要求2017年3月14日提交的、名称为“用于测量骨关节松驰度的系统和方法(Systems and Methods for Measuring Bone Joint Laxity)”的美国临时申请第62/471,286号的优先权权益，该临时申请通过全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开大体上涉及用于计算机辅助骨科手术的设备、方法和系统。更具体地讲，本公开涉及在关节置换程序期间的关节松驰度的计算机辅助测量。

背景技术

使用计算机、机器人和成像来辅助矫形手术在本领域中是已知的。对用来计划和引导涉及关节的手术程序的计算机辅助导航和机器人系统来说，已经进行了大量研究和开发。例如，在膝关节置换手术中，外科医生制定了将第一植入物放置在患者的股骨的远端，并将第二植入物放置在胫骨的近端的计划。重要的是，要以保持关节正确对准的方式放置植入物。

在制定成功的手术计划时，另一个重要考虑因素是关节内的“松驰度(laxity)”，这是指当受到最大应力时关节中的骨骼之间存在的空间量。外科医生使用此信息作为经验法则来评估关节的韧带中的适当最大张力。通常，通过以下方式测量松驰度：以一定量的牵拉力拉动关节的组件来产生“应力”条件，在此条件下采集诸如骨间隔和距离的数据。在“应力”条件下骨骼之间的距离被称为“松驰度”。

已知使用间隔量规来测量松驰度，不过取决于外科医生对关节空间的进入量，这种技术是不方便的并且可能很困难。一些外科医生则基于视觉检查“打量”或估计距离，但取决于外科医生在估计间隙宽度时的经验，这可能导致误差。还有其他外科医生对间隙进行触诊以便达到松驰度的某种近似，但这又带有固有误差源。

在一些计算机辅助手术系统(诸如系统)中，还已知使用该系统允许在“应力”采集期间记录骨骼位置。NAVIO是宾夕法尼亚州匹兹堡的BLUE BELT TECHNOLOGIES,INC.的注册商标。此应力采集用于优化植入物的计划位置，使得理论上维持最佳的松驰度。然后在手术计划中将植入物放置在相对于其预期骨骼表面的最佳位置。然而，在不确定最终植入物位置的确切定位的情况下，难以了解实际上是否实现了计划的松驰度。需要一种可用于测量术后关节的实际松驰度而不需要记录植入物的位置的方法。

发明内容

提供了一种在用植入物置换骨关节的至少一部分的手术程序期间确定骨松驰度(bone laxity)的系统。所述系统包括：包括至少一个探针标记的被跟踪探针，所述被跟踪探针被配置成在所述手术程序期间提供骨骼上的至少一个解剖标志的指示；和计算机辅助手术系统(CAS)。所述CAS包括：导航系统，所述导航系统被配置成在所述手术程序期间跟踪所述被跟踪探针和至少一个骨标记；以及处理装置，所述处理装置可操作地连接到所述导航系统和计算机可读介质。所述计算机可读介质被配置成存储一个或多个指令，所述一个或多个指令在被执行时使所述处理装置：从所述导航系统接收与所述被跟踪探针和所述至少一个骨标记的位置有关的位置信息，生成包括术后松驰度假设的手术计划，采集与关节通过第一运动范围的运动有关的第一运动信息，采集与所述关节通过第二运动范围的运动有关的第二运动信息，确定所述关节的术后松驰度，比较所述关节的术后松驰度与所述术后松驰度假设以确定所述手术程序的松驰度结果，以及使所述松驰度结果显示在可操作地连接到所述处理装置的显示器上。

在所述系统的一些实施例中，所述第一运动信息包括在所述关节移动通过所述第一运动范围时采集的基线信息，其中所述关节的第一部分接触所述关节的第二部分。在一些另外的实施例中，所述关节的第一部分包括胫骨植入物，并且所述关节的第二部分包括股骨植入物。

在所述系统的一些实施例中，所述第二运动信息包括在所述关节移动通过第二运动范围时采集的牵拉运动信息，其中所述关节的第一部分处于与所述关节的所述第二部分的牵拉位置。

在所述系统的一些实施例中，确定所述关节的术后松驰度包括对于所述至少一个骨标记确定第一运动数据与第二运动数据的空间差异。

在所述系统的一些实施例中，确定所述松驰度结果包括：绘制与所述术后松驰度假设相关联的距离信息，以获得第一松驰度曲线；绘制与所述术后松驰度相关联的距离信息，以获得第二松驰度曲线；以及比较所述第一松驰度曲线和所述第二松驰度曲线。

在所述系统的一些实施例中，所述计算机可读介质被配置成存储一个或多个附加指令，所述一个或多个附加指令在被执行时使所述处理装置基于所述松驰度结果更新所述手术计划。

在所述系统的一些实施例中，所述术后松驰度假设基于植入物大小信息、所述关节的原始关节线的保留和对于全运动范围所述关节中有足够空间的保证。在一些另外的实施例中，基于所述关节的标准间隙信息确定对于全运动范围所述关节中有足够空间。

在所述系统的一些实施例中，所述关节是膝盖。

在所述系统的一些实施例中，所述至少一个骨标记包括安装在患者的胫骨上的光学导航标记。

还提供了一种在用植入物置换骨关节的至少一部分的手术程序期间确定骨松驰度的装置。所述装置包括处理装置，所述处理装置可操作地连接到导航系统和计算机可读介质。所述计算机可读介质被配置成存储一个或多个指令，所述一个或多个指令在被执行时使所述处理装置：从所述导航系统接收与被跟踪探针和至少一个骨标记的位置有关的位置信息，生成包括术后松驰度假设的手术计划，跟踪关节通过第一运动范围的运动，并采集与所述关节通过所述第一运动范围的运动有关的第一运动信息，跟踪所述关节通过第二运动范围的运动，并采集与所述关节通过所述第二运动范围的运动有关的第二运动信息，确定所述关节的术后松驰度，比较所述关节的术后松驰度与所述术后松驰度假设以确定所述手术程序的松驰度结果，以及使所述松驰度结果显示在可操作地连接到所述处理装置的显示器上。

在所述装置的一些实施例中，所述第一运动信息包括在所述关节移动通过所述第一运动范围时采集的基线信息，其中所述关节的第一部分接触所述关节的第二部分。在一些另外的实施例中，所述关节的第一部分包括胫骨植入物，并且所述关节的第二部分包括股骨植入物。

在所述装置的一些实施例中，所述第二运动信息包括在所述关节移动通过所述第二运动范围时采集的牵拉运动信息，其中所述关节的第一部分处于与所述关节的第二部分的牵拉位置。

在所述装置的一些实施例中，确定所述关节的术后松驰度包括对于所述至少一个骨标记确定第一运动数据与第二运动数据的空间差异。

在所述装置的一些实施例中，确定所述松驰度结果包括：绘制与所述术后松驰度假设相关联的距离信息，以获得第一松驰度曲线；绘制与所述术后松驰度相关联的距离信息，以获得第二松驰度曲线；以及比较所述第一松驰度曲线和所述第二松驰度曲线。

在所述装置的一些实施例中，所述计算机可读介质被配置成存储一个或多个附加指令，所述一个或多个附加指令在被执行时使所述处理装置基于所述松驰度结果更新所述手术计划。

在所述装置的一些实施例中，所述术后松驰度假设基于植入物大小信息、所述关节的原始关节线的保留和对于全运动范围所述关节中有足够空间的保证。在一些另外的实施例中，基于所述关节的标准间隙信息确定对于全运动范围所述关节中有足够空间。

在所述装置的一些实施例中，所述关节是膝盖。

在所述装置的一些实施例中，所述至少一个骨标记包括安装在患者的胫骨上的光学导航标记。

如上所述的实例实施例可以提供优于现有技术的各种优点。例如，本文所教导的技术可以减少与在植入程序期间确定骨松驰度的现有方法相关的误差。这些技术还提供了一种用于确定骨松驰度的方法，其可以使用手术导航系统有效地整合到现有手术程序中。

下文参考附图详细描述本公开的实施例中的至少一些的另外的特征和优点，以及本公开的各种实施例的结构和操作。

附图说明

并入本说明书中且形成本说明书的一部分的附图说明本公开的实施例，且连同书面描述一起用于解释本发明的原理、特性和特征。在附图中：

图1是描绘根据本发明的某些实施例的用于提供手术导航以确保骨科手术与手术计划一致的系统的框图。

图2描绘了根据本发明的某些实施例的具有采用手术导航和切割工具的系统的手术室的图示。

图3描绘了根据本发明的某些实施例的触碰被跟踪关节的目标骨骼的点探针的特写图示。

图4描绘了根据本发明的某些实施例的系统显示器的图示，该系统显示器示出在运动范围中的被跟踪的关节。

图5描绘了根据本发明的某些实施例的系统显示器的图示，该系统显示器示出在运动范围中的被跟踪的关节。

图6描绘了根据本发明的某些实施例的在手术关节上的预期牵拉力的图示。

图7描绘了根据本发明的某些实施例的在手术关节上的预期牵拉力的图示。

图8描绘了根据本发明的某些实施例的系统显示器的图示，该系统显示器示出在运动范围中被跟踪关节的计划松驰度相对术后松驰度。

图9描绘了根据本发明的某些实施例的系统显示器的图示，该系统显示器示出在运动范围中被跟踪关节的计划松驰度相对术后松驰度。

图10描绘了对根据本发明的某些实施例的确定术后松驰度是否与手术计划一致的过程进行说明的流程图。

具体实施方式

本公开不限于所描述的特定系统、装置和方法，因为这些系统可以变化。描述中使用的术语仅用于描述特定版本或实施例的目的，而不旨在限制范围。

如本文件中所使用，除非上下文另外明确规定，否则单数形式“一个”、“一种”和“该/所述”包括复数指代。除非另有定义，否则本文所使用的所有科技术语具有与本领域普通技术人员通常所理解的相同含义。本公开中的任何内容均不应被解释为承认本公开中描述的实施例由于在前发明而无权把本公开的日期提前。如本文件中所使用，术语“包括”意指“包括但不限于”。

下文所描述的本教导的实施例并不意图为详尽性的或将教导限制于以下详细描述中所公开的精确形式。而是选择并描述了实施例，使得所属领域的技术人员可了解并理解本教导的原理和实践。

本公开描述了实施导航系统以促进确定手术关节中的植入后松驰度的示例性系统和方法。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对实例实施例的透彻理解。然而，所属领域的技术人员将显而易见，可在没有这些具体细节的情况下实践所述实施例。

出于本说明书的目的，术语“植入物”用于指代制造成置换或增强生物结构的假体装置或结构。然而，另外，术语“植入物”还可用于指在安装永久性假体装置或结构之前主要用于尺寸确定的试验组件。例如，在膝关节置换程序中，可以将植入物置于胫骨和股骨中的一者或两者上。虽然术语“植入物”通常被认为表示人造结构(与移植形成对比)，但是出于本说明书的目的，植入物可包括移植以置换或增强生物结构的生物组织或材料。

在本公开的某些实施例中采用的导航系统可在全运动范围内跟踪患者的手术骨骼以及钻孔装置，以在切割骨骼时对准和/或引导钻孔装置，以与手术计划一致的方式接收植入物。更具体地说，导航系统不仅可被配置成帮助外科医生规划和执行手术程序，例如关节置换，而且还可被配置成验证植入物以与计划一致的方式安装。

在某些实施例中，导航系统可用于手术的规划阶段。在期望保持术后关节中存在与术前相同的松驰度的情况下，外科医生可以通过用被跟踪探针接触骨骼上足够的点来在系统中记录这些点以便其能够被跟踪，使用所涉及的骨骼的无图像配准。在某些实施例中，外科医生可压迫关节，并在全运动范围中跟踪其相对位置，以确定成为术后条件的目标的术前的松驰度概况。在某些其它实施例中，可能期望在手术计划中采用标准化间隙。在其它实施例中，在手术计划中使用统计平均间隙。

图1示出了手术系统100的某些实施例的框图，所述手术系统包括计算机系统110，其提供用于查看由光学跟踪器120提供的由红外相机系统130读取的位置数据的显示器115。在某些实施方式中，计算机110可包括各种组件，例如处理装置和计算机可读介质，所述计算机可读介质被配置成存储一个或多个指令，所述指令在被执行时使处理装置执行一个或多个任务。例如，指令可以被配置成使处理装置计算骨松驰度，并且确定如下文例如参考图10所讨论的手术程序的骨松驰度结果。

光学跟踪器120和红外相机系统130可提供在任何给定时间指示膝关节中骨骼的精确位置的数据。在某些实施例中，红外相机系统130可检测位于光学跟踪器120上的跟踪球体，以便采集关于将要在其上执行膝关节置换程序的患者的股骨和胫骨的位置数据。应了解，所描述主题的实施例可由各种类型的操作环境、计算机网络、平台、框架、计算机架构和/或计算装置实施。

在某些实施方式中，如图1所示的各种部件可以布置在手术系统100的子系统中。例如，红外相机系统120和计算机110可被配置成充当手术导航系统，所述手术导航系统与手术系统100的其他部件一起工作。

图2示出了光学手术导航系统的实施例，例如集成到如上所述的手术系统100中的导航系统。红外相机系统130和跟踪器120可以用于执行如所讨论的手术导航。跟踪器120可以是光学跟踪器，并且可以刚性地附接到外科医生希望在程序期间跟踪的任何物体(例如患者的骨骼和一个或多个手术工具或器械)。相机系统130可以被定位并被配置成在程序期间连续监测手术工作区以获得跟踪器120的位置。使用先前计算的跟踪器120与患者骨骼的空间关系，可以跟踪关节的第一骨骼到第二骨骼在三维空间中的位置，并连续输出至显示器115。显示器115还可以连续地显示相对于患者的解剖结构的手术工具224(诸如切割元件或探针)的位置。在某些实施方式中，计算装置，如图1所示的计算机110还可以被配置成连续地采集和记录由相机系统130跟踪的位置信息以进一步查看和/或分析。

如上文所述，在某些实施例中，手术系统100还可以包括一个或多个处理器和存储器装置，以及各种输入装置、输出装置、通信接口，和/或其它类型的装置。如本文中所描述的计算机系统110可包括硬件和软件的组合。

图3图示了可结合某些实施例使用的被跟踪探针300。如先前在Brisson等人的美国专利号6,757,582中所公开的，该专利的全部内容如同更全面阐述的并入本文中，安装在被跟踪探针300上的跟踪器阵列310可被相机(例如图2中的相机115)跟踪。相机可检测例如跟踪器120和跟踪器阵列310，并且将该信息传达到计算机系统110。基于此信息，计算机系统110还可以在手术空间内跟踪骨骼、被跟踪探针300和任何其他被跟踪的物品(例如手术工具)，并将被跟踪物品的位置与存储在计算机系统110上的手术计划进行比较。

应当注意，虽然当前公开的方法和系统可用于多个关节和手术程序，但是将关于部分膝关节置换(UKR)程序进行讨论。本领域技术人员将容易地认识到，所述方法和系统可容易地适用于解决全膝关节置换(TKR)程序以及其它关节置换手术。例如，本文所述的技术可以适用于肘部置换程序、肩部置换程序、脚踝置换程序、髋关节置换程序和其它类似的关节置换程序。

在准备关节置换程序的过程中，外科医生或手术团队的成员创建手术计划，该手术计划识别骨骼的哪部分要被切割，以便安装植入物。该计划考虑了例如某些尺寸的植入物的选择、原始关节线的保留，以及对于全运动范围在术后关节中有足够的空间的保证。

在某些实施方式中，此计算的关键部分可包括关节的计划的或假设的术后松驰度。例如，如果植入物在程序之后过于接近，那么植入物在挠曲期间可能碰撞。当骨骼中的一个或多个骨骼被关节中的其他骨骼推出其自然位置时，由于运动范围的潜在损失以及疼痛，这种结果对于患者而言将是次佳的。例如，如果患者试图执行某一身体活动，诸如蹲下，则不当的松驰度可导致与膝盖中的骨骼之间的接触关联的有限的运动和/或疼痛。另一方面，如果植入物在术后间隔太远，那么关节中的不稳定性和由患者正常使用的关节导致的潜在韧带损坏的可能性增加。

使用本文所述的技术，在已完成程序的骨骼准备部分并且已经安装了“试验”植入物之后，外科医生有机会确定术后关节的松驰度与手术计划中使用的松驰度目标或假设匹配的紧密程度。在该程序中使用的手术导航系统可以用于该目的，因为在手术空间中的骨骼的确切位置正在被跟踪。

在某些实施例中，用于确定术后松驰度与松驰度目标或假设相比好的程度的过程涉及首先将关节放置在试验植入物正接触的位置，在该位置，在膝关节置换的情况下，涉及将腿部的下部部分推向上部部分以迫使试验植入物接触。如图4和图5所示，当外科医生利用接触关节的全运动范围的试验植入物采集数据时，骨骼的相对位置接着由手术系统100采集。此数据集称为基线位置。

例如，如图4所示，可以生成初始曲线400，包括在整个范围运动期间骨骼的相对位置的估计。当腿部移动通过关节的全运动范围时，可以跟踪并记录骨骼的实际位置。如图5所示，更新的曲线500可以包括例如在关节的全运动范围内与骨骼的被跟踪和被测量位置相关的信息。在某些实施方式中，可以基于更新的曲线500确定基线位置数据集。

该过程的下一步涉及拉开或“牵拉”关节，直至韧带处于完全但未强制拉伸状态。就术前牵拉测量作为生成手术计划的一部分或以其它方式用作术后松驰度的目标来说，重要的是外科医生用两个测量的大致相同的力牵拉下肢。参照图6和图7，已对患者的右膝进行了内侧UKR程序，并且手术团队通过向包含患者的胫骨J的下肢(L)施加力(F)并在全运动范围内采集数据来牵拉关节。采集股骨I和胫骨J的相对位置，并且将它们与骨骼在基线位置触碰时的位置进行比较(如图4和图5所示)。可计算基线位置与牵拉位置之间的胫骨位置(相对于股骨)的差异。由于应当(即，在植入物-植入物相接处)测量松弛度的感兴趣点已知，所以在基线与牵拉位置之间移动的感兴趣胫骨点的距离可以计算为实际的关节松驰度。

在某些实施例中，还可以通过用跟踪的点探针(例如图3所示的跟踪探针300)识别特定参考点或解剖标志在胫骨植入物上的位置，来测量松驰度。此参考点相对于胫骨中的跟踪器的位置是固定的。在某些实施例中，参考点可以是在胫骨植入物试验的关节表面上的中心点。然后，可以如所描述的那样采集关于骨骼的相对位置的位置数据，其中植入物接触(基线)，且关节在整个运动范围内被牵拉。对于基线位置和牵拉位置，在关节的运动范围内计算的参考点的位置之间的距离表示术后关节的松驰度。

参考图8和图9，示出了当关节移动通过运动范围时计算出的术后关节中的松驰度710。在某些实施方式中，可以向手术团队提供植入物的术后位置是否匹配计划结果，并且因此术后松驰度是否匹配计划结果的视觉指示。在某些实施例中，目标是最后得到术后松驰度尽可能接近手术计划720中所假设或选择的松驰度。在某些替代性实施例中，手术计划中计划的术后松驰度是基于有问题关节的统计规范或其他广泛接受的标准间隙。

基于计算出的术后松驰度710和术后松驰度假设720的比较，手术计划可以被改变，或者外科医生可以相应地调整植入物。例如，如图8所示，计算出的术后松驰度710可以被绘制为第一松驰度曲线，并且术后松驰度假设720可以被绘制为第二松驰度曲线。通过比较两个松驰度曲线，可以确定术后松驰度是否接近松驰度假设。如图8所示，术后松驰度710与术后松驰度假设720不匹配，由此指示例如患者可能会遇到关节植入物的运动问题。然而，基于视觉指示，手术计划可以被更新，并且外科医生可以调整一个或多个植入部件。可以显示如图9所示的更新后的结果显示。在此示例中，术后松驰度710与术后松驰度假设720紧密对齐，由此指示患者在手术程序之后可能具有与手术程序之前相似或相同的关节运动范围。

图10示出了对结合本公开中描述和教示的技术的方法的某些实施例进行总结的流程图。例如，可以生成或制定820手术计划，其在待置换的关节中并入假设的术后松驰度(例如，如上所述的术后松驰度假设720)等。在某些实施例中，此术后松驰度假设可以是本领域已知的统计平均值，而在其它实施例中，手术计划中计划的术后松驰度假设基于了解患者的外科医生的偏好。使用此假设或计划的松驰度，以及至少植入物尺寸信息，来制定820手术计划。

在某些实施例中，手术计划可以与手术系统，诸如如上所述的手术系统100一起使用。例如，基于来自手术系统的指令，外科医生可以按与计划一致的方式在手术关节的骨骼中切割830一个或多个切口。在某些实施例中，这是借助于控制被跟踪切割元件的手术系统进行的。

一旦准备好手术关节的骨骼，就将试验植入物插入840到准备好的骨骼中，以测试计划在多大程度上被执行。为了确定术后松驰度，将植入物推到一起，并且在全运动范围内移动关节以获得基线数据。手术系统可以被配置成当关节被按压在一起时采集850与在全运动范围内的关节运动有关的数据以确定基线数据集。此基线数据表示骨骼的位置，其中植入物尽可能彼此靠近。在某些实施例中，例如UKR程序，对着关节的上部部分向上推手术关节的下肢，使得植入物彼此挤压且使关节通过其全范围运动。

类似地，可以将垂直力施加到关节的下肢以在关节的手术部分中产生最大空间，且关节再次移动通过全运动范围。在此第二次或牵拉运动期间，手术系统可以采集860牵拉关节数据。基于所采集的牵拉关节数据，手术系统可以计算870术后松驰度信息，并将该信息与手术计划和术后松驰度假设进行比较，如例如在上面的图8和图9的描述中所述的。

应注意，如上文所描述的垂直力的施加仅作为示例提供。在某些实施方式中，手术程序可以是内侧髁的UKR。在这种情况下，力在侧向方向上(意味着与内侧方向相对)施加到下腿部，使得所安装的试验植入物尽可能远离彼此移动而不损坏韧带。

再参考图8，手术系统还可以被配置成显示880松驰度结果。如上所述，松驰度结果可以包括类似于图8和上文所示的将术后松驰度和术后松驰度假设进行比较的显示。在某些实施方式中，可以将松驰度结果并入到手术计划中并且显示以使得外科医生能够快速地确定术后关节与手术计划的一致性以及对手术计划做出任何改变以调整松驰度结果。

应当注意，如本文所讨论的，手术计划可以通过并利用一个或多个程序模块来创建。通常，程序模块包括执行特定任务或实施特定抽象数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构等。

在某些实施例中，手术计划可以由一个或多个计算装置(诸如计算机、PC、服务器计算机)实现，所述一个或多个计算装置被配置成根据所描述的主题的各方面提供各种类型的服务和/或数据存储。组件可以由软件、硬件、固件或其组合来实现。

尽管已公开了结合本教导的原理的各种说明性实施例，但是本教导不限于所公开的实施例。而是，本申请旨在涵盖本教导的任何变化、使用或适应性修改并使用其一般原理。此外，本申请旨在涵盖从本公开的这样的偏离，其属于这些教导所属领域的已知或惯常实践。

在以上详细描述中，参考形成其一部分的附图。在附图中，除非上下文另外规定，类似符号通常标识类似的部件。在详细描述、附图和权利要求书中描述的说明性实施例并不意味着是限制性的。可以使用其它实施例，并且可以在不脱离本文所呈现的主题的精神或范围的情况下进行其它改变。容易理解的是，本公开的各种特征(如本文大体上描述并在附图中图示的)可以被布置、取代、组合、分离和设计成各种各样的不同构型，这些构型全部在本文中明确设想。

本公开不限于本申请中所描述的特定实施例方面，其旨在作为各种特征的说明。在不脱离本领域技术人员显然明白的精神和范围的情况下，可以进行许多修改和变化。根据前述描述，本公开的范围内的功能等效方法和设备(除本文中所列举的那些之外)对于本领域技术人员将显而易见。此类修改和变化意图落在所附权利要求书的范围内。本公开将仅受所附权利要求书的措词以及这些权利要求书有资格享有的等效物的完整范围限制。应当理解，本公开不限于特定的方法、试剂、化合物、组合物或生物系统，其当然可以变化。还应理解，本文中所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不意图是限制性的。

关于本文中基本上任何复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员可以根据上下文和/或应用酌情从复数转换成单数和/或从单数转换为复数。为了清楚起见，各种单数/复数排列可在本文中明确阐述。

本领域内的技术人员应理解，一般来说，本文中且尤其在所附权利要求(例如，所附权利要求书的主体)中所使用的术语通常意图为“开放性”术语(例如，术语“包括”应解释为“包括但不限于”，术语“具有”应解释为“至少具有”，术语“包括”应解释为“包括但不限于”等等)。虽然各种组合物、方法和装置按照“包括”各种部件或步骤(解释为意为“包括但不限于”)描述，但组合物、方法和装置还可“基本上由各种部件和步骤组成”或“由各种部件和步骤组成”，并且此类术语应解释为定义基本上封闭的构件组。本领域技术人员还将理解，如果意图是特定数目的所引出的权利要求叙述物，那么在权利要求书中将明确详述此类意图，且在不存在此类详述时不存在此类意图。

例如，为了帮助理解，以下所附权利要求书可以包含使用介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”来引出权利要求叙述物。然而，使用此类短语不应被解释为暗示由不定冠词“一(a/an)”引出的权利要求叙述物将包含此类引出的权利要求叙述物的任何特定权利要求限制到只包含这种叙述物的实施例，即使当同一权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”时和诸如“一”的不定冠词时(例如，“一”应解释为意指“至少一个”或“一个或多个”)；这同样适用于使用定冠词用于引出权利要求叙述物。

另外，即使明确叙述了特定数目的所引出权利要求叙述物，所属领域的技术人员将认识到，此类叙述应解释为意指至少所叙述的数字(例如，无其它修饰词只叙述“两个叙述物”，意味着至少两个叙述物或两个或更多个叙述物)。此外，在使用类似于“A、B和C中的至少一个”的用语的那些情况下，一般来说，这种构造意在本领域技术人员将理解该用语的意义(例如，“具有A、B和C中的至少一个的系统”将包括但不限于只具有A、只具有B、只具有C、一起具有A和B、一起具有A和C、一起具有B和C和/或一起具有A、B和C的系统，等等)。在使用类似于“A、B或C中的至少一个等等”的用语的那些情况下，一般来说，这种构造意在本领域技术人员将理解该用语的意义(例如，“具有A、B或C中的至少一个的系统”将包括但不限于只具有A、只具有B、只具有C、一起具有A和B、一起具有A和C、一起具有B和C和/或一起具有A、B和C的系统，等等)。本领域技术人员还将理解，不管在说明书、权利要求书或者附图中，呈现两个或更多个替代术语的几乎任何转折词和/或短语都应理解为考虑了包括术语之一、术语中任一个或两个术语的可能性。例如，短语“A或B”将理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。

另外，在根据马库什组描述本公开的特征的情况下，本领域的技术人员将认识到，本公开还根据马库什组的任何个别成员或成员的子组描述。

本领域技术人员将理解，出于任何和所有目的，例如就提供书面描述而言，本文公开的所有范围还涵盖任何可能的子范围和所有可能的子范围及其子范围的组合。任何列出的范围可被容易地认为是充分描述并且实现分解为至少相等的二分之一、三分之一、四分之一、五分之一、十分之一等等的相同范围。作为非限制性实例，本文中论述的每个范围可以容易地分解为下三分之一、中三分之一和上三分之一等等。本领域技术人员还将理解，诸如“达”、“至少”等的所有语言包括叙述的数字，并且指可以随后如上所述分解成子范围的范围。最后，所属领域的技术人员将理解，范围包括每个个别成员。因此，例如，具有1-3个细胞的基团是指具有1、2或3个细胞的基团。类似地，具有1-5个细胞的基团是指具有1、2、3、4或5个细胞的基团，诸如此类。

以上公开的各种特征和功能以及其替代方案可以组合成许多其它不同的系统或应用。本领域的技术人员随后可以进行各种目前不可预见或非预期的替代方案、修改、变化或改进，其中每一个也旨在由所公开的实施例涵盖。

Claims (16)

1.一种用于在用植入物置换骨关节的至少一部分的手术程序期间确定骨松驰度的系统，所述系统包括：

包括至少一个探针标记的被跟踪探针，所述被跟踪探针被配置成在所述手术程序期间提供骨骼上的至少一个解剖标志的指示；和

计算机辅助手术系统，所述计算机辅助手术系统包括：

导航系统，所述导航系统被配置成在所述手术程序期间跟踪所述被跟踪探针和至少一个骨标记，和

处理装置，所述处理装置可操作地连接到所述导航系统和计算机可读介质，所述计算机可读介质被配置成存储一个或多个指令，所述一个或多个指令在被执行时使所述处理装置：从所述导航系统接收与所述被跟踪探针和所述至少一个骨标记的位置有关的位置信息，至少基于标准间隙信息或统计平均间隙信息术前生成包括术后松驰度假设的手术计划，

采集与关节通过第一运动范围的运动有关的第一运动信息，其中所述第一运动信息包括在所述关节移动通过所述第一运动范围时采集的基线信息，其中所述关节的第一部分接触所述关节的第二部分，

采集与所述关节通过第二运动范围的运动有关的第二运动信息，其中所述第二运动信息包括在所述关节移动通过第二运动范围时采集的牵拉运动信息，其中所述关节的第一部分处于与所述关节的第二部分的牵拉位置，

确定所述关节的术后松驰度，其中确定所述关节的术后松驰度包括对于所述至少一个骨标记确定第一运动信息与第二运动信息的空间差异，

比较所述关节的术后松驰度与所述术后松驰度假设以确定所述手术程序的松驰度结果，以及

使所述松驰度结果显示在可操作地连接到所述处理装置的显示器上。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述关节的第一部分包括胫骨植入物，并且所述关节的第二部分包括股骨植入物。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中确定所述松驰度结果包括：

绘制与所述术后松驰度假设相关联的距离信息，以获得第一松驰度曲线；

绘制与所述术后松驰度相关联的距离信息，以获得第二松驰度曲线；以及

比较所述第一松驰度曲线和所述第二松驰度曲线。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述计算机可读介质被配置成存储一个或多个附加指令，所述一个或多个附加指令在被执行时使所述处理装置基于所述松驰度结果更新所述手术计划。

5.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述术后松驰度假设基于植入物大小信息、所述关节的原始关节线的保留和对于全运动范围所述关节中有足够空间的保证。

6.根据权利要求5所述的系统，其中基于所述关节的标准间隙信息确定对于全运动范围所述关节中有足够空间。

7.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述关节包括膝盖。

8.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述至少一个骨标记包括安装在患者的胫骨上的光学导航标记。

9.一种用于在用植入物置换骨关节的至少一部分的手术程序期间确定骨松驰度的装置，所述装置包括：

处理装置，所述处理装置可操作地连接到导航系统和计算机可读介质，所述计算机可读介质被配置成存储一个或多个指令，所述一个或多个指令在被执行时使所述处理装置：

从所述导航系统接收与被跟踪探针和至少一个骨标记的位置有关的位置信息，至少基于标准间隙信息或统计平均间隙信息术前生成包括术后松驰度假设的手术计划，

跟踪所述关节通过第一运动范围的运动，并且采集与所述关节通过所述第一运动范围的运动有关的第一运动信息，其中所述第一运动信息包括在所述关节移动通过所述第一运动范围时采集的基线信息，其中所述关节的第一部分接触所述关节的第二部分，

跟踪所述关节通过第二运动范围的运动，并且采集与所述关节通过所述第二运动范围的运动有关的第二运动信息，其中所述第二运动信息包括在所述关节移动通过所述第二运动范围时采集的牵拉运动信息，其中所述关节的第一部分处于与所述关节的第二部分的牵拉位置，

确定所述关节的术后松驰度，其中确定所述关节的术后松驰度包括对于所述至少一个骨标记确定第一运动信息与第二运动信息的空间差异，

比较所述关节的术后松驰度与所述术后松驰度假设以确定所述手术程序的松驰度结果，以及

使所述松驰度结果显示在可操作地连接到所述处理装置的显示器上。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述关节的第一部分包括胫骨植入物，并且所述关节的第二部分包括股骨植入物。

11.根据权利要求9或10所述的装置，其中确定所述松驰度结果包括：

绘制与所述术后松驰度假设相关联的距离信息，以获得第一松驰度曲线；绘制与所述术后松驰度相关联的距离信息，以获得第二松驰度曲线；以及

比较所述第一松驰度曲线和所述第二松驰度曲线。

12.根据权利要求9或10所述的装置，其中所述计算机可读介质被配置成存储一个或多个附加指令，所述一个或多个附加指令在被执行时使所述处理装置基于所述松驰度结果更新所述手术计划。

13.根据权利要求9或10所述的装置，其中所述术后松驰度假设基于植入物大小信息、所述关节的原始关节线的保留和对于全运动范围所述关节中有足够空间的保证。

14.根据权利要求13所述的装置，其中基于所述关节的标准间隙信息确定对于全运动范围所述关节中有足够空间。

15.根据权利要求9或10所述的装置，其中所述关节包括膝盖。

16.根据权利要求9或10所述的装置，其中所述至少一个骨标记包括安装在患者的胫骨上的光学导航标记。