CN111491585A - 发用于定位跟踪装置的系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于跟踪器械的系统和方法。可以用一个或多个可跟踪构件来跟踪所述器械。所述可跟踪构件可以相对于所述器械附接到的手柄保持。

Description

发用于定位跟踪装置的系统
技术领域
本公开涉及一种装置保持器，并且具体地说涉及一种用于定位可跟踪构件的保持器。
背景技术
此部分提供与本公开有关的、不一定是现有技术的背景信息。
在选定的程序中，可以相对于受试者移动器械。受试者可以包括外部封壳或外壳部分以及内部构件或部分。可以操作器械以对内部组件执行程序，同时仅最小程度地干扰外壳。
因此，在执行程序中，可以用跟踪系统来跟踪器械。器械的跟踪位置可以显示在显示装置上，以查看器械的确定位置。使用者可以查看显示装置以确定或了解器械相对于受试者的位置。可以选择在选定的程序期间中跟踪多于一个器械。
发明内容
根据各种实施例，公开了一种用于跟踪器械的系统。系统包括多个可跟踪构件和跟踪构件保持器。跟踪构件保持器包括：底架部分；器械引导部分，所述器械引导部分具有限定器械通道的内壁；可跟踪构件接合部分，所述可跟踪构件接合部分被配置成相对于底架部分保持多个可跟踪构件中的至少一个可跟踪构件；以及手柄可接合部分，所述手柄可接合部分被配置成相对于手柄保持底架部分。
根据各种实施例，公开了一种用于跟踪器械的系统。系统包括跟踪构件保持器，所述跟踪构件保持器包括(i)底架部分，(ii)可跟踪构件接合部分以及(iii)手柄接合部分。系统可以进一步包括器械手柄。在各种实施例中，器械还可被配置成相对于器械手柄保持并与器械手柄一起移动。
根据本文所提供的描述，其它应用领域将变得显而易见。此发明内容中的描述和特定实例预期仅出于说明的目的，且并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文中所描述的图仅出于说明选定实施例而非所有可能实施方案的目的，且并不旨在限制本公开的范围。
图1是根据各种实施例的跟踪装置保持器的透视图；
图2是根据各种实施例的连接到手柄的跟踪装置保持器的透视图；
图3是根据各种实施例的连接到手柄的跟踪装置保持器和穿过跟踪装置保持器的器械的透视图；和
图4是根据各种实施例的跟踪装置保持器、手柄和器械的环境图。
对应附图标记贯穿附图的若干视图指示对应部分。
具体实施方式
现将参考附图更充分地描述实例实施例。尽管公开了关于人类受试者的示例性手术程序的以下内容，但是应当理解，本公开内容和所附权利要求书可以针对非人类手术程序和非手术程序。
首先参考图1、2和3，示出了保持器10。如本文所讨论的，保持器10可以单独地或与可跟踪构件组合，形成可跟踪的跟踪装置。保持器10也可以被称为跟踪装置保持组件、跟踪装置保持器、跟踪构件保持器、可跟踪构件保持器或引导组件。如本文所讨论的，保持器10可允许驱动器或手柄54与多个器械一起使用，仅有一次或单次配准或校准。
保持器10可包括主体或底架部分14。主体14可以包括各种特征或区段。这些区段可以包括马达或手柄组件接合区域16，所述马达或手柄组件接合区域16可以是大致环形的或选择性地成形以接合驱动器或手柄。延伸或开放区域或构件20可以从手柄组件接合区域16延伸。延伸区域可以是大致U形的。引导或通道部分24可以从延伸区域20延伸。引导部分24可以包括插管的中心孔24'，所述中心孔24'可以允许器械通过，如本文所讨论的。引导部分24可以在从延伸区域20延伸的一侧或多侧上具有支柱25，以辅助支撑引导件24。
保持器10可以形成为一件(即，单件和/或一体件)或多件。如本文所讨论的，保持器10可以被选择为由刚性材料形成。刚性材料可以具有选定的刚性，使得保持器10在使用期间不改变形状或尺寸。例如，保持器10在使用保持器10期间保持初始形状，以在使用器械52(图4)期间保持跟踪构件30。
在各种实施例中，保持器10可以模制为单件聚乙烯，如超高分子量聚乙烯，如用于承载构件的聚乙烯。保持器10的材料可以是选定的承载材料和/或可以在孔24'中提供承载材料(例如金属套筒)。保持器10也可以由多于一种材料和/或固定在一起的构件形成。保持器10可以全部或部分地由金属、金属合金、聚合物、填充的聚合物(例如玻璃填充的尼龙)或其他适当的材料形成。
为保持器10选择的材料可以进一步包括附加特性。例如，保持器10可以具有选定的防滑或抓握特性。保持器10还可以选择性地可重复使用和可消毒(例如，用气体消毒、辐射消毒等)。另外，或替代地，保持器10可以是一次性的并且仅单次使用。
保持器10可以进一步包括一个或多个位置，如柱或突出部28，用于保持跟踪装置或可跟踪构件30。例如，跟踪构件30可以包括接合(例如，摩擦接合)从保持器10的翼部或部分29延伸的突出部或柱28的凹槽或凹部。翼部可从延伸部分24的臂或一部分延伸。在各种实施例中，可跟踪构件30可以卡扣到柱28。因此，跟踪构件30可以可移除地固定到保持器10。跟踪构件30可以包括一个或多个跟踪构件，如第一可跟踪构件30a、第二可跟踪构件30b、第三可跟踪构件30c和第四可跟踪构件30d(在本文中统称为跟踪或可跟踪构件或装置30，除非单独特别提及)。应当理解，可跟踪构件30中的多于或少于四个可设置有保持器10。此外，可跟踪构件30可以与底架14一体形成。
另外参考图4，跟踪构件30可以是可由跟踪系统34跟踪的任何适当的跟踪构件。跟踪装置30可以被跟踪系统34跟踪，所述跟踪系统34可以与导航系统36一起并入或包括。在用跟踪构件30跟踪保持器10时，可以确定物体附接到的保持器10的位置(包括三维位置和定向(例如1个或多个自由度，例如六个自由度))。
在各种实施例中，跟踪装置30可以包括可由光学或相机定位器38的一个或多个相机查看的构件。因此，在各种实施例中，跟踪系统32可以是光学或光跟踪系统。在光学跟踪系统中，跟踪构件30可以反射(例如无源)或发射(例如有源或LED)波长的可见光或不可见光(例如红外波长)，这些波长由相机38a、38b检测到。跟踪装置30还可以或替代地包括一个或多个线圈，这些线圈可以用电磁(EM)跟踪系统定位器来跟踪。EM定位器可以包括跟踪线圈阵列46的一个或多个线圈或天线42，所述跟踪线圈阵列46可以在导航体积48中产生场。
不管具体的配置或类型如何，跟踪装置30都可以定位在保持器10上，以辅助跟踪器械或工具52，如图3所示。通常，器械52能够旋转。例如，驱动器54可以包括使器械52旋转的马达，或者使用者56可以使用手柄54来使器械52旋转。然而，在使用以及用于跟踪期间，保持器10通常将可跟踪构件30保持在相对于手柄54的选定的单个位置处。
在各种实施例中，包括可跟踪构件30的保持器10可以被称为跟踪装置。器械52可被组装或连接到手柄或驱动组件54。作为驱动组件的手柄54可以包括用于使器械52旋转的马达。手柄54中的马达可以是任何适当的马达，如气动马达、电动马达等。通常，使用者56可以握住手柄54的选定部分，如抓握手柄58。如果手柄54被供电，则使用者56可以按下或接合一个或多个控制机构，如按钮60，以使包括在驱动器54中的马达移动卡盘组件64，如使通常在延伸区域20内的卡盘组件64旋转。使卡盘组件64旋转可以使器械52旋转。
在各种实施例中，器械52可以包括细长轴66和工作端68。工作端68可以是任何适当的工作端，如丝锥、螺钉、锥子或任何适当的工作端。此外，工作端68可以包括远侧或末端端部或部分68a。无论如何，使用者56可以接合驱动器54以使工作端68接合选定的部分，如患者70的一部分。
如上所讨论的，器械52可以是任何适当的器械。在各种实施例中，器械52可以包括工作端68以包括丝锥，如在骨骼的孔中形成螺纹的丝锥。此外，工作端68可以包括末端或远侧端部68a。可以选择工作端68的位置以精确地已知和/或确定。因此，可以选择在工作端68处的丝锥以相对于患者70被精确地和/或有意识地定位。例如，用于在精确和/或预选位置处形成和攻丝用于骨螺钉的孔。此外，器械52'可以在工作端68'处包括螺钉。然而，应当理解，任何适当数量的器械可以设置有不同或相同的工作端。
在各种实施例中，器械52的选定位置可以被选择为大体上精确的，如用于定位椎弓根螺钉、植入物，深部大脑模拟探针等。因此，用跟踪系统32确定器械52的位置可以帮助用导航系统34对器械52进行导航。如本文中进一步讨论的，器械52的位置可以用跟踪系统32确定并且在显示装置72上示出，如通过图标52i。图标52i可以示出由图像74表示的器械52相对于患者70的位置。图像74也可以显示在显示装置72上，并且图标52i可以叠加在其上。因此，使用者56可以通过查看相对于图像74的图标52i来查看显示装置72，以确定或查看器械52相对于患者70的表示。
可以是第一器械的器械52可以被替换或改变为不同的器械，如器械52'，也称为第二器械52'。器械52'可以包括可以与工作端68不同的工作端68'，并且可以包括可以放置在用丝锥68攻丝的孔中的螺钉。在各种实施例中，工作端68可以包括形成并被配置成对患者70的一部分(如椎骨)进行攻丝的丝锥，并且螺钉68'可以定位在攻丝的开口或孔中。在选定的程序期间，可将包括轴66的器械52从包括卡盘64的手柄54中取出。然后可以将器械52'的轴66'定位在卡盘64内，以将螺钉68'驱动到受试者或患者70体内。
保持器10可以通过本文所讨论的连接保持固定到手柄54，同时器械52和/或52'被定位或重新定位(例如穿过保持器10)到手柄54。例如，在各种实施例中，器械52的轴66可以首先连接到手柄54。在选定的时间，如在使用器械52(例如，以攻丝孔)之后，可通过保持器10的延伸或引导部分24抽出或移除轴66，同时保持器10保持附接到手柄54。一旦器械52被移除，器械52'的轴66'就可以以相反的方式穿过引导件或轴保持器24进入卡盘64。在将器械52从工具54移除并器械52'与其接合的同时，跟踪装置保持器10可以保持在工具54上。因此，器械52需要仅是从工具54移除的部分或构件，并且器械52'定位到工具54中而无需移动或改变跟踪装置保持器10。这可以例如通过在相对于手柄54改变器械之后消除用可跟踪构件相对于手柄54校准或重新校准保持器10的来减少程序的时间。
在各种实施例中，为了帮助保持或维持保持器10到手柄54的固定，保持器10可以在工具接合部分16处包括工具或手柄接合机构。例如，摩擦接合或保持构件80定位在跟踪装置保持器10的接收沟槽或部分82内。摩擦构件80可以包括由如丁基橡胶或其他合成或天然橡胶材料的选定材料形成的O形环。环80可从沟槽82延伸或突出，并接合工具54的外表面或一部分。保持构件80与工具54的接合，如摩擦接合，可能无法通过器械52、52'穿过引导部分24的移动来克服。
跟踪装置保持器10可以通过一个或多个凹口90的接合而定位在相对于工具54的选定和固定位置处，所述凹口90形成为端壁92中的凹部或通道并且具有内壁94。凹口或沟槽90的内壁94可以接合从工具54延伸的保持销98。然后保持器10可以定位在延伸穿过工具54的轴线100周围的选定旋转位置处。如图1所示，跟踪装置保持器10可以在工具接合部分16处包括六个凹口或位置90。应当理解，可以为跟踪装置保持器10提供更多或更少的凹口或位置构件。无论如何，保持器10可以被定向为使得当被按压在手柄54上时，销98将被接收在凹口90内以相对于手柄54旋转地固定保持器10。然而，应当理解，手柄54可以包括一个或多个凹部，所述凹部接收保持器10的销或突出部。
跟踪构件30可以大体上放置在平面102上或在平面102的选定侧上。平面102可以由保持器10的至少一部分限定。因此，保持器10可以旋转以使平面绕轴线100旋转并且被保持在相对于手柄54的选定位置。因此，平面102可以定位在定位器38的选定的例如最佳视图或视线中。
接合特征或机构80可以包括替代和/或附加的接合特征。例如，工具接合部分16可以包括内螺纹，所述内螺纹接合由工具54限定或形成的外螺纹。然后保持器10可以被拧到工具54上。此外，或替代地，可以提供快速连接机构以使跟踪装置保持器10与工具54接合。例如，当被跟踪装置保持器10接合时，保持构件或球可以缩回到工具54中，并且然后当跟踪装置保持器10定位在相对于工具54的选定位置时，回弹或偏置到跟踪装置保持器10中的保持部分或沟槽82中。因此，应当理解，跟踪装置保持器10可以以任何适当的方式相对于工具54保持。此外，跟踪装置保持器10可以定位在相对于工具54的选定旋转位置并保持在选定的位置。
如本文进一步讨论的，跟踪工具54和/或器械52、52'可能需要跟踪装置30定位在相对于工具54和/或工具52、52'的固定且已知的位置。因此，跟踪装置保持器10可以在程序期间将跟踪装置30保持在相对于工具54的固定且选定的位置处。在跟踪器械52、52'之前(例如，在程序期间)，可以相对于器械52的一部分(例如，工作端68和/或末端端部68a)和/或工具54校准或配准跟踪装置30。在各种实施例中，可以通过基准或固定/已知的点配准程序进行校准，如本领域中通常所理解的。
例如，可以通过跟踪定位在工具54上的包括跟踪装置30的保持器10来进行校准。在器械52、52'定位在工具54内的情况下或在器械52、52'没有定位在工具54内的情况下，可以确定跟踪装置30相对于工具54的位置。例如，保持器10可在相对于定位器38的已知位置处接合选定的特征，如凹痕。导航系统34然后可以确定跟踪装置30相对于工具54的位置。器械52、52'然后可以与工具54接合，并且导航系统34可以从导航存储器110中调出器械52、52'的几何形状。然后，导航系统34可以在知道器械52、52'的几何形状以及跟踪装置30相对于工具54的位置的情况下，基于相应工具52、52'的已知几何形状来确定工作端68、68'的位置。还应当理解，使用者56可以输入器械52、52'的几何形状，而不是从导航存储器110中调用它们。
无论如何，跟踪装置保持器10用于相对于工具54和/或器械52、52'固定地保持跟踪装置30。因此，使用者56不需要直接接合保持器10。此外，跟踪装置保持器10的几何形状允许在不移除跟踪装置保持器10或相对于工具54移动跟踪装置保持器10的情况下，器械52与工具54接合和脱离接合，以及器械52'与工具54接合和脱离接合。因此，一旦相对于工具54配准或校准跟踪装置保持器10和与其一起定位的跟踪装置30，就可以相对于工具54改变器械，而无需重新校准跟踪装置相对于工具的位置和/或用相应的器械52、52'重新校准。
因此，选定的器械52、52'(或其他适当的器械)可用于对受试者70执行程序。因此，在各种实施例中，参考图4，使用者56使用跟踪装置保持器10相对于受试者70定位和/或导航器械52。例如，器械可以包括在工作端68处的丝锥，以在包括椎骨120的受试者70的选定部分中进行攻丝(例如，在孔中形成螺纹)。图像74可以包括椎骨120的图像作为椎骨图像124。图标52i可以相对于图像124在显示装置72上示出。
导航系统34可以由一个或多个使用者(如使用者56)用于各种目的或程序。导航系统56可以用于确定或跟踪器械52在如导航或跟踪体积48的体积中的位置。跟踪器械52的位置可以帮助使用者56确定器械162的位置，即使器械52不能被使用者56直接看到。各种程序可能会挡住使用者56的视线，如进行维修或组装无生命的系统(如机器人系统)、组装机身或汽车的各个部分等。各种其他程序可以包括手术程序，如在活着的受试者上执行脊柱程序、神经程序、放置深脑模拟探针或其他手术程序。在各种实施例中，例如，活着的受试者可以是人类受试者70，并且程序可以在人类受试者70上执行。然而，应当理解，对于任何适当的程序，可以相对于任何受试者跟踪和/或导航器械52。
不过，在各种实施例中，如本文进一步讨论的，手术导航系统34可以并入各种部分，如美国专利第RE44,305号；第7,697,972号；第8,644,907号；和第8,842,893号；以及美国专利申请公布第2004/0199072号中所公开的那些，所述专利全部通过引用并入本文。可以与手术导航系统34一起使用或作为手术导航系统34的部件使用的各种部件可以包括成像系统130，所述成像系统130用以对受试者70成像，如
Figure BDA0002545095470000091
成像系统、磁共振成像(MRI)系统、计算机断层扫描系统等。受试者支撑件132可以用于在成像期间和/或在程序期间支撑或保持受试者70。相同或不同的支撑件可用于程序的不同部分。
图像数据可以在手术程序期间获取或在手术程序之前获取，用于在显示装置72显示图像74上。可以在由跟踪系统(包括定位器38、40)限定的可跟踪体积或导航体积48中跟踪器械52。可以在跟踪体积中相对于受试者70跟踪器械52的位置，然后用显示装置72将其图示为图标52i。在各种实施例中，图标52i可以叠加在图像74上和/或邻近图像74。如本文所讨论的，导航系统34可以并入显示装置72，并且用以从选定的图像数据渲染图像74、显示图像74、确定器械52的位置、确定图标52i的位置等。
在各种实施例中，定位器46可以是电磁(EM)定位器，其用以用并入定位器46中的发射线圈阵列(TCA)42产生电磁场。TCA 42可以包括一个或多个线圈组或阵列。在各种实施例中，包括多于一个组，并且每个分组可以包括三个线圈，也称为三件套或三重奏。可以通过驱动电流通过线圈组的线圈来向线圈供电以产生或形成电磁场。当电流被驱动通过线圈时，产生的电磁场将远离线圈42延伸并形成导航域或体积48，如包围受试者70的全部或一部分，包括脊椎120或其他适当的部分。线圈可以通过TCA控制器和/或电源136供电。
导航域或体积48也可以由定位器38的相机可以看到的体积或区域来限定。在各种实施例中，选定数量的相机(例如，两个相机38a、38b)可以查看体积48。定位器38可以看到的体积可以包括导航体积48。可以相对于也以看到的患者跟踪器140或相对于定位器38(例如，如果定位器38相对于受试者70是固定的)来确定跟踪装置或可跟踪构件30的位置。
导航域或体积48通常限定导航空间或患者空间。如本领域中通常所理解的，如上所讨论的，器械52可以包括钻子、导线等，可以用包括可跟踪构件30的跟踪组件10在相对于患者或受试者70的导航域中进行跟踪。例如，器械52可以如由使用者56相对于动态偏好框(DRF)或参考框跟踪器140自由移动，所述动态偏好框(DRF)或参考框跟踪器140相对于受试者70是固定的。跟踪装置10、140都可以包括可跟踪构件30和/或跟踪或感测线圈(例如，形成为线圈的导电材料)，所述线圈感测并用于测量磁场强度等。由于相对于DRF 140，跟踪装置10与器械52连接或相关联，所以导航系统30可用于确定器械52相对于DRF 140的位置。
导航体积或患者空间可以被配准到患者的图像空间，并且代表器械52的图标52i可以用显示装置显示在已知和跟踪的位置，如叠加在图像74上。可以如本领域中通常已知的那样执行患者空间到图像空间的配准和如用跟踪装置10确定跟踪装置相对于DRF 140的位置，包括如在美国专利第RE44,305号；第7,697,972号；第8,644,907号；和第8,842,893号；以及美国专利申请公布第2004/0199072号中所公开的，所述专利全部通过引用并入本文。
导航系统34可以进一步包括导航处理器系统146。导航处理器系统146可以包括显示装置72、定位器38、40中的一个或多个、TCA控制器136以及其他部分和/或到其的连接。例如，可以在TCA控制器136和导航处理单元148之间提供有线连接。此外，导航处理器系统146可具有一个或多个输入件，如键盘150，并且集成地或经由通信系统，具有一个或多个存储器系统110和/或与一个或多个存储器系统110通信。根据各种实施例，导航处理器系统146可以包括在美国专利第RE44,305号；第7,697,972号；第8,644,907号；和第8,842,893号；以及美国专利申请公布第2004/0199072号中公开的那些，所述专利全部通过引用并入本文，或者也可以包括由美敦力导航公司(Medtronic Navigation,Inc.)销售的可商购的
Figure BDA0002545095470000111
或FusionTM手术导航系统，美敦力导航公司的营业地点位于科罗拉多州路易斯维尔(Louisville,CO)。
可以经由如TCA控制器的通信系统将包括关于跟踪装置10、140的查看的和/或用三角测量法测定的位置的跟踪信息传递到包括导航处理器148的导航处理器系统146，所述通信系统还可以是跟踪装置控制器136。导航处理器148可以是工作站或计算机系统146的一部分，所述工作站或计算机系统146包括用于显示图像74的显示装置72。也可以为处理器系统148(如成像处理单元154)提供各种其他存储器和处理系统和/或与其通信。如上所讨论的，图像处理单元154可以并入成像系统130中，如
Figure BDA0002545095470000112
成像系统。因此，成像系统130可以包括可在台架160内移动的各种部分，如源和x射线检测器。成像系统130也可以用跟踪装置166跟踪。然而，应当理解，在跟踪包括器械跟踪装置10的跟踪装置时，不需要存在成像系统130。而且，成像系统130可以是包括MRI、CT等的任何适当的成像系统。
可以将关于所有跟踪装置的信息传送到导航处理器148，用于确定被跟踪部分相对于彼此的位置和/或用于相对于图像74定位器械52。成像系统130可以用于获取图像数据以生成或产生受试者70的图像74。然而，应当理解，也可以使用其他适当的成像系统。如上所讨论的，TCA控制器136可用于操作TCA46和或定位器38并为其供电。
因此，在各种实施例中，并继续参考图1-4，可以用跟踪系统32，如用定位器38来跟踪保持器10，也称为跟踪装置或组件，以确定器械52与导航系统34的位置。如上所讨论的，由于由保持器10相对于手柄54保持的跟踪构件30，可能发生跟踪。然而，在程序期间，可以在不移除保持器10的情况下移除器械52和/或52'并用器械52、52'中的另一个替换它们。因此，仅器械52、52'；可以从手柄54移除。然而，应当理解，在移除示例性公开的器械之后，其他附加器械也可以相对于手柄54定位。
如上所讨论的，在跟踪任何器械和/或对受试者70执行程序之前，可以相对于手柄54对包括可跟踪构件30的保持器10进行配准和/或校准。因此，在各种实施例中，如上所讨论的，可以将保持器10装配到手柄54上，然后进行校准或配准。校准可以包括预先确定(例如，在制造期间)保持器10和/或构件30相对于手柄54的几何形状并保存预先确定的几何形状。一旦将保持器10组装到手柄54，就可以如由使用者56调用预先确定的几何形状。导航处理单元148可以从导航存储器110中调用预先确定的几何形状，并且使用调用的预先确定的几何形状来相对于手柄54校准保持器10。然后还可以从导航存储器110中校准和/或调用如器械52的器械的几何形状，以能够跟踪包括工作端68的器械52的位置。
替代地，或者除了查找表或从存储器中调用之外，跟踪系统32可以在使用期间被校准。例如，如上所讨论的，保持器10可以以选定的方式定位或装配到手柄54上。一旦装配到手柄54上，就可以使保持器10的一部分接触到已知的或可配准的部分，如由DRF 140形成的凹痕。例如，保持器的远侧端部或其选定的部分，如突出部10c，可以接合凹痕(例如，DRF140中的成形凹口)。一旦远侧端部(例如，突出部10c)接合DRF 140的凹痕，就可以操作跟踪系统32以校准或确定突出部10c在导航体积70中的位置。因此，在程序期间，可以在程序期间确定保持器10的至少一部分的几何形状或位置。然后，也可以使固定到手柄54的器械52接触到DRF 140的凹痕，以知道工作端68相对于保持器10的端部或突出部10c的远侧端部。
在移除器械52和插入器械52'之后，不需要重复进行保持器10相对于手柄54的校准，特别是如果和/或仅如果在移除械52和/或插入器械52'期间未从手柄54中移除保持器10的话。可以通过保持器10移除器械52，并且可以通过保持器10将器械52'插入手柄54中。
因此，如在程序之前或在程序期间，可一次且仅一次地相对于手柄54校准包括可跟踪构件30的保持器10。校准后，可以用手柄54，如依次或顺序地，移除和插入器械，而无需重新校准包括可跟踪构件30的保持器10。因此，使用者56可以选择不同的器械并将不同的器械在选定的不同时间附接到手柄54，而无需重新校准保持器和可跟踪构件30以继续跟踪和导航选定的器械52。因此，可以用跟踪系统32来做出位置(即，包括三维位置和选定的定向自由度(三个自由度))，以允许用导航系统34对器械52进行导航。
提供实例实施例使得本公开全面，并且将范围全面地传达给本领域技术人员。阐述了许多具体细节，如具体部件、装置和方法的实例，以提供对本公开的实施例的透彻理解。对于本领域技术人员来说，显而易见的是，不需要采用具体细节、实例实施例可以被具体化为许多不同形式并且两者均不应解释为限制本公开的范围。在一些实例实施例中，没有详细描述众所周知的过程、众所周知的装置结构和众所周知的技术。
已经出于展示和描述的目的，提供了前述对实施例的描述。其并不旨在是详尽的或限制本公开。特定实施例的单独要素或特征通常不限于所述特定实施例，但在可适用的情况下是可互换的，并且可以用于选定的实施例中，即使没有具体地示出或描述。可以以许多方式进行改变。这类变化不会被视为脱离本公开，并且所有这类修改旨在包括于本公开的范围内。

Claims (24)

1.一种用于跟踪器械的系统，其包含：
跟踪构件保持器，所述跟踪构件保持器包括：(i)底架部分；(ii)可跟踪构件接合部分；和(iii)手柄接合部分；
器械手柄；和
器械，所述器械被配置成相对于所述器械手柄保持并与所述器械手柄一起移动。
2.根据权利要求1所述的系统，其进一步包含：
可跟踪构件；
其中所述可跟踪构件固定到所述可跟踪构件接合部分。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述跟踪构件保持器包括多个所述可跟踪构件接合部分；
其中所述可跟踪构件包括多个所述可跟踪构件；
其中所述多个可跟踪构件中的每个可跟踪构件固定到一个可跟踪构件接合部分。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述多个跟踪构件定位在由至少一部分所述跟踪构件保持器限定的平面的选定侧上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中所述跟踪构件保持器的至少所述底架部分由包括聚合物、填充的聚合物或金属中的至少一种的刚性材料形成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中手柄接合部分包括端壁，所述端壁具有至少一个凹口，以接合来自所述器械手柄的突出部，以相对于所述器械手柄围绕延伸穿过所述器械手柄的轴线旋转地保持所述跟踪构件保持器。
7.根据权利要求6所述的系统，其中手柄接合部分进一步包括摩擦构件；
其中所述摩擦构件被压缩在所述手柄接合部分和所述器械手柄之间，以沿着所述轴线相对于所述器械手柄固定所述跟踪构件保持器。
8.一种用于跟踪器械的系统，其包含：
跟踪构件保持器，所述跟踪构件保持器包括
底架部分，
器械引导部分，所述器械引导部分具有限定器械通道的内壁；
可跟踪构件接合部分，所述可跟踪构件接合部分被配置成相对于所述底架部分保持多个可跟踪构件中的至少一个可跟踪构件，和
手柄可接合部分，所述手柄可接合部分被配置成相对于手柄保持所述底架部分。
9.根据权利要求8所述的系统，其进一步包含：
所述多个可跟踪构件；
器械手柄；和
器械，所述器械被配置成相对于所述器械手柄保持并与所述器械手柄一起移动。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述器械手柄包括外壁，所述外壁被配置成由所述手柄可接合部分接合。
11.根据权利要求10所述的系统，其进一步包含：
突出部，所述突出部从所述手柄的所述外壁延伸；
凹口，所述凹口形成在手柄可接合部分中并且被配置成接收所述突出部以限制所述跟踪构件保持器相对于所述手柄的旋转。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述凹口从所述跟踪构件保持器的端部末端壁延伸。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的系统，其中所述可跟踪构件接合部分将所有的所述多个可跟踪构件固定在平面的单侧上。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的系统，其中所述跟踪构件保持器由包括聚合物、填充的聚合物或金属中的至少一种的刚性材料形成。
15.一种用可跟踪构件跟踪第一器械和第二器械的方法，所述方法包含：
形成跟踪构件保持器的底架部分；
形成可跟踪构件接合部分，所述可跟踪构件接合部分从所述底架部分延伸并被配置成相对于所述底架部分保持多个可跟踪构件中的至少一个可跟踪构件；
形成器械引导部分，所述器械引导部分具有内壁，所述内壁限定器械通道，以允许所述第一器械和所述第二器械的通过，以连接到手柄；
形成手柄可接合部分，所述手柄可接合部分被配置成相对于所述手柄保持所述底架部分。
16.根据权利要求15所述的方法，其进一步包含：
将多个可跟踪构件固定到所述可跟踪构件接合部分。
17.根据权利要求15或16中任一项所述的方法，其进一步包含：
将所述跟踪构件保持器连接到所述手柄；和
相对于所述手柄校准所述跟踪构件保持器。
18.根据权利要求15至18中任一项所述的系统，其进一步包含：
通过所述器械引导部分将所述第一器械连接到所述手柄；和
操作跟踪系统以跟踪所述多个可跟踪构件中的至少一个可跟踪构件。
19.根据权利要求18所述的方法，其进一步包含：
在维持所述跟踪构件保持器与所述手柄的连接的同时，移除所述第一器械与所述手柄的连接；
通过同时连接到所述手柄的所述跟踪构件保持器的所述器械引导部分将所述第二器械连接到所述手柄。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的系统，其进一步包含：
操作所述跟踪系统以跟踪所述多个可跟踪构件中的至少一个可跟踪构件，而无需相对于所述手柄校准所述跟踪构件保持器。
21.一种用可跟踪构件跟踪第一器械和第二器械的方法，所述方法包含：
连接手柄可接合部分以相对于所述手柄保持跟踪装置的底架部分，其中所述底架部分包括可跟踪构件接合部分；
通过器械引导部分将所述第一器械连接到所述手柄，所述器械引导部分具有内壁，所述内壁限定器械通道，以允许所述第一器械和所述第二器械的通过，以连接到所述手柄；
操作跟踪系统以跟踪连接到所述可跟踪构件接合部分的至少一个可跟踪构件，以跟踪所述第一器械；
在维持所述底架部分与所述手柄的连接的同时，移除所述第一器械与所述手柄的连接；和
通过同时连接到所述手柄的所述器械引导部分将所述第二器械连接到所述手柄。
22.根据权利要求21所述的方法，其进一步包含：
操作所述跟踪系统以跟踪所述多个可跟踪构件中的至少一个可跟踪构件，而无需相对于所述手柄校准所述跟踪构件保持器。
23.根据权利要求21或22中任一项所述的方法，其进一步包含：
在所述第一器械连接到所述手柄的同时，使所述第一器械旋转；和
在所述第二器械连接到所述手柄的同时，使所述第二器械旋转。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的方法，其进一步包含：
仅校准一次，用于跟踪所述跟踪装置。
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