CN111526815A - 具有导航传感器的组织剃刮器械 - Google Patents

具有导航传感器的组织剃刮器械 Download PDF

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CN111526815A CN201880080441.3A CN201880080441A CN111526815A CN 111526815 A CN111526815 A CN 111526815A CN 201880080441 A CN201880080441 A CN 201880080441A CN 111526815 A CN111526815 A CN 111526815A
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F.阿克巴里安
I.方
A.哈姆勒汉
J.帕卢什
E.沙梅利
D.A.小史密斯
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Abstract

本发明公开了一种外科器械和跟踪外科器械的方法，外科器械包括轴(228)、切割构件(258)和导航系统。轴具有轴内腔、轴窗和轴边缘。切割构件设置在轴内腔内并且被构造成相对于轴从第一位置循环地运动到第二位置。切割构件包括切割窗开口、切割边缘和抽吸内腔，以在第一位置用切割构件切割组织部分。导航系统包括定位在轴或切割构件中的至少一者上的导航传感器(226)，导航传感器被配置成在患者体内被跟踪，以用于识别轴或切割构件在患者体内的位置运动。

Description

具有导航传感器的组织剃刮器械
背景技术
被构造用于移除鼻腔内的病变、息肉和纤维瘤的外科切割器械为已知的。一些构型可包括可旋转地同轴设置在管状外部构件内的细长内部构件。外部构件的远端包括开口，并且内部构件的远端包括切割边缘。两个构件的近侧端部可直接或经由可拆卸轮毂连接到柄部。内部构件可为中空的并与吸入口连通，以使得切断的组织等可通过中空构件抽吸出来。切割边缘可以具有适用于进行特定类型的组织或骨切割工作的任何多种构型，其中开口被构造为与特定的切割边缘构型配合。
为了使用此类外科切割器械来解决组织或骨，将开口/切割边缘推进到目标手术部位，并且将开口定位成邻近待移除的组织或骨。可重新定位该开口以解决在先前位置使用器械不能触及的组织。具有固定开口的外科切割器械允许外科医生仅在固定开口切割方向上切割。为了触及、切割和移除不同位置处的组织，外科医生必须以各种角度重新定位器械；或者在一些情况下，对具有更适当布置的开口的其他器械做出改变。
可能期望触及、切割和移除不同位置处的组织和骨而不必重新定位或改变外科器械。尽管已经制造用于在鼻腔内进行组织和骨移除的若干不同外科器械和使用方法，但据信在本发明人之前无人制造或使用所附权利要求中描述的本发明。
附图说明
虽然在说明书之后提供了特别指出和清楚地要求保护本发明的权利要求书，但是据信通过对下面某些示例的描述并结合附图可以更好地理解本发明，附图中类似的附图标记表示相同元件，并且其中：
图1示出了具有柄部组件和第一轴组件的示例性外科切割器械的透视图；
图2示出了具有轴和切割构件的图1的轴组件的局部分解透视图；
图3示出了与图1的外科切割器械组件一起使用的示例性图像引导的外科手术(IGS)导航系统的示意图；
图4示出了图3的图像引导的外科手术导航系统的框架部件的透视图；
图5示出了示例性医疗手术座椅的透视图，其中图4的图像引导的外科手术导航系统的框架部件安装到该座椅上；
图6示出了坐在图5的医疗手术座椅上的患者的透视图，其中图3的图像引导的外科手术导航系统用来对坐在座椅上的患者执行手术；
图7示出了具有集成导航传感器的第二轴组件的透视图；
图8示出了图7的轴组件的分解透视图；
图9示出了具有多轴线导航传感器布置的第三轴组件的放大透视图，该多轴线导航传感器布置包括轴向导航传感器、侧向导航传感器和横向导航传感器；
图10示出了图9的轴组件的局部分解透视图；
图11示出了图9的轴组件的外轴的放大透视图；
图12示出了图11的外轴的前视图；
图13示出了图11的外轴的侧正视图；
图14示出了图11的外轴的远端视图；
图15示出了具有半缠绕盘绕导航传感器的轴组件的另选外轴；
图16示出了图15的半缠绕盘绕导航传感器的远端视图；
图17示出了图15的半缠绕盘绕导航传感器的放大远端视图；
图18示出了沿着图17的剖面线18-18截取的半缠绕盘绕导航传感器的剖视图；
图19示出了具有四分之三缠绕盘绕导航传感器的图15的外轴；
图20示出了图19的四分之三缠绕盘绕导航传感器的远端视图；
图21示出了具有全缠绕盘绕导航传感器的图15的外轴；
图22示出了图21的全缠绕盘绕导航传感器的远端视图；
图23示出了具有颈缩切割构件和带有环形导航传感器的颈缩外轴的第四轴组件的放大透视图；并且
图24示出了图23的轴组件的局部分解透视图。
附图并非旨在以任何方式进行限制，并且设想本发明的各种实施方案可以多种其他方式来执行，包括那些未必在附图中示出的方式。并入本说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的若干方面，并与说明书一起用于解释本发明的原理；然而，应当理解，本发明并不限于所示出的明确布置方式。
具体实施方式
本发明的某些示例的以下说明不应用于限定本发明的范围。从下面的描述而言，本发明的其他示例、特征、方面、实施方案和优点对本领域的技术人员而言将变得显而易见，下面的描述以举例的方式进行，这是为实现本发明所设想的最好的方式中的一种方式。如将认识到，本发明能够具有其他不同且明显的方面，所有这些方面均不脱离本发明。因此，附图和说明应被视为实质上是例示性的而非限制性的。
应当理解，本文使用的术语“近侧”和“远侧”是相对于握持手持件组件的临床医生而言的。因此，端部执行器相对于较近的手持件组件而言处于远侧。还应当理解，为便利和清楚起见，本文还参考相对位置和方向使用空间用语诸如“前”、“侧”、“轴向”、“纵向”、“侧向”和“横向”。然而，外科器械在许多取向和位置中使用，并且这些术语并非旨在为限制性的和绝对的。
还应当理解，本文所述的教导内容、表达、型式、示例等中的任何一者或多者可与本文所述的其他教导内容、表达、型式、示例等中的任何一者或多者相结合。因此下述教导内容、表达、型式、示例等不应被视为彼此分离。参考本文的教导内容，本文的教导内容可进行组合的各种合适方式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。此类修改和变型旨在包括在权利要求书的范围内。
I.示例性外科切割器械
图1至图2示出了可用于从鼻腔以及从任何其他合适的位置移除组织和骨的示例性外科切割器械(10)。本示例的外科切割器械(10)包括柄部组件(12)、轮毂(14)和从柄部组件(12)朝远侧延伸的第一轴组件(16)。柄部组件(12)具有柄部(18)，该柄部可为任何合适的构型。柄部(18)可包括用于操作外科切割器械(10)的控件，或者控件可远程定位。外科切割器械(10)还包括操作地连接到真空源(22)并且被构造成允许从外科手术部位吸入组织(诸如骨组织)的抽吸口(20)。在本示例中旋转运动由柄部组件(12)中的机动化驱动组件(24)递送至轴组件(16)，尽管可利用任何合适的旋转或振荡运动源。例如，此运动源可容纳在柄部组件(12)内，或者可以是外部的并且可连接到柄部组件(12)。电源(26)连接到机动化驱动组件(24)以为动力外科切割器械(10)供电以供使用。另外或另选地，柄部组件(12)可容纳电池(未示出)。
轴组件(16)通常包括共同被构造成接收和移除来自外科手术部位的组织的外轴(28)和内切割构件(30)。被示出为管的切割构件(30)设置在轴(28)的纵向延伸的内腔(32)内。切割构件(30)被构造成在远侧部分处围绕轴组件(16)的纵向轴线(42)旋转。尽管轴组件(16)被示出为刚性的，但全部轴组件(16)或其一部分可为柔性的，其中纵向轴线(42)包括一系列横截面中心。切割构件(30)限定内腔并且朝近侧延伸至柄部组件(12)并且连接到机动化驱动组件(24)，该机动化驱动组件相对于轴(28)可旋转地驱动切割构件(30)。在本示例中，轴(28)由聚碳酸酯形成，并且切割构件(30)由不锈钢形成。当然，轴(28)和切割构件(30)可以由根据本发明的本文所述的一种或多种替代材料形成。因此，本发明不旨在不必要地限于用聚碳酸酯和不锈钢制造。尽管切割构件(30)的示例是空心管，但是切割构件(30)不限于管状并定义其自己的内腔(32)。
轴(28)包括在远侧部分处具有轴窗开口(50)的窗区域(48)。远侧部分包括朝远侧终止于弯曲端，诸如大致半球形末端(52)的管状侧壁(51)。轴窗开口(50)延伸穿过轴(28)的管状侧壁(51)进入中心内腔(40)中并与包围轴(28)的环境流体连通。轴窗开口(50)相对于纵向轴线(42)径向向外朝向，使得组织被构造成在径向向内的方向通过轴窗开口(50)接收到中心腔(40)中。轴窗开口(50)由相对钝的边缘(53)包围。
切割构件(30)在切割构件(30)的远侧部分处包括前切割窗开口(54)。切割窗开口(54)被构造成与轴窗开口(50)纵向对准并且包括沿着该切割窗开口延伸的切割边缘(58)。应当指出的是，小于整个的切割边缘(58)可被构造用于抵靠轴(28)的相反边缘(53)切割组织。切割边缘(58)的至少一部分被设置成在切割构件(30)围绕纵向轴线(42)旋转或振荡时运动到窗口区域(48)附近并跨越窗口区域的至少一部分。以举例的方式，当切割构件(30)沿着顺时针方向运动时，窗口区域(48)的边缘(53)提供与切割边缘(58)相对的表面，从而可切断组织以从组织移除被切割的组织部分。切割边缘(58)和边缘(53)可以具有任何构型，其与其他边缘合适地配合以切断组织，诸如刀边缘，锯齿状边缘，双极、单极或谐波能量模态、或激光激活的切割边缘。
切割边缘(58)相对于边缘(53)的运动和定位程度足以分离组织，无论是通过切断、撕裂或任何其他机制。例如，切割边缘(58)可循环地运动跨过窗区域(48)的至少一部分。切割构件(30)进一步顺时针运动将推进切割边缘(58)到边缘(53)后方，诸如由围绕纵向轴线(42)振荡或由围绕纵向轴线(42)完全旋转引起。
继续参考图1-2，真空源(22)在近侧方向上沿着纵向轴线(42)朝向抽吸口(20)产生抽吸。在组织未阻断切割窗开口(54)的情况下，此抽吸朝近侧抽出沿着内腔穿过其中的窗口气流。然而，一旦组织被分别引入窗开口(54)中，抽吸就有效地将组织抽吸到窗开口(54)中以用于切除，同时组织阻挡沿着内腔的气流。穿过内腔的气流基本上终止，使得真空源(22)在内腔内积聚真空。气流的此终止通常可称为内腔内的停止气流。关于通过内腔的气流和用于改善此类气流的吸入通气孔的附加细节在2017年10月27日提交的名称为“Tissue Shaving Instrument”的美国专利申请15/795,473中所述的另选实施例中有所讨论，其公开内容以引用方式并入本文。
II.图像引导的外科手术导航系统
图3示出了被配置成在患者(P)的鼻窦通道内执行组织移除手术的示例性图像引导的外科手术(IGS)导航系统(100)。如下文更详细地描述，IGS导航系统(100)包括计算机，该计算机用于获得已经插入患者体内的器械(诸如外科切割器械(10)的轴组件(16))的位置与一组手术前获得的图像(例如，CT或MRI扫描、3-D标测图等)的实时相关性，以便在手术前获得的图像上叠加器械的当前位置。在一些情况下，在外科手术之前得到手术区的数字断层扫描(例如，CT或MRI、3-D标测图等)。然后使用专门编程的计算机将数字断层扫描数据转化成数字地图。在外科手术过程中，具有安装在其上的一个或多个传感器(例如，发出电磁场和/或响应于外部生成电磁场的电磁线圈)的器械用于执行手术，同时传感器向计算机发送数据以指示该外科器械的当前位置。该计算机将从安装在器械上的传感器接收的数据与由手术前断层扫描生成的数字地图相关联。断层扫描图像连同指示器(例如，十字准线或照亮点等)一起示于视频监视器上，指示外科器械相对于扫描图像中所示解剖结构的实时位置。这样，即使外科医生不能直接在体内器械当前位置处目视查看其本身，但外科医生能够通过查看视频监视器而了解配备传感器的器械的确切位置。
IGS导航系统(100)结合了上述轴组件(16)，并且还可结合下文更详细讨论的其他合适的轴组件(216，316，516)。一般来讲，IGS导航系统(100)被配置成实现轴组件(16)的导航传感器(未示出)，以在外科手术期间提供轴组件(16)的远端在患者(P)体内的实时位置跟踪，从而便于轴组件(16)在患者(P)体内的准确定位。虽然轴组件(16)的本示例未示出此类导航传感器，但下文更详细地讨论导航传感器(266，366a，366b，366c，466，466'，466”，566)的各种示例。导航系统(100)结合轴组件(16)及其变型在鼻窦通道内的定位来描述，但应当理解，IGS导航系统(100)也可与下文所述的轴组件(16)及其变型一起用于进入和治疗患者的各种其他解剖通道的手术中。
本示例的IGS导航系统(100)包括一组磁场发生器(102)。在外科手术开始之前，将场发生器(102)围绕患者(P)的头部定位。如图4中最佳地示出，在本示例中，场发生器(102)一体地布置在框架(104)内，该框架具有马蹄形形状并且被构造成围绕患者的头部定位。在图3的示例中，患者(P)被定位在医疗手术台(120)上，并且框架(104)被定位在台(120)上方和患者的头部周围。框架(104)可安装到任何合适的支撑结构(未示出)，该支撑结构可直接联接到医疗手术台(120)或独立于台(120)提供，诸如安装在地板上的支架。在其他示例中，框架(104)可直接固定到患者(P)的头部上。应当理解，场发生器(102)可定位在相对于患者(P)的各种其他合适的位置，以及各种其他合适的结构上。
图5和图6示出了IGS导航系统(100)的另一个示例性实施方案，其中患者(P)坐在医疗手术座椅(130)上。框架(104)安装到座椅(130)的头枕(132)，使得框架(104)在患者(P)坐在座椅(130)上时围绕患者的头部延伸。医疗手术座椅(130)可根据2017年9月8日提交的名称为“Apparatus to Secure Field Generating Device to Chair”的美国专利申请62/555,824的一个或多个教导内容进行构造，该专利申请的公开内容以引用方式并入本文。
IGS导航系统(100)的场发生器(102)能够操作以将不同频率的交替磁场传输到接近框架(104)的区域中，从而在该区域中产生电磁场。在本示例中，场发生器(102)和框架(104)相对于患者(P)布置，使得所产生的电磁场围绕患者的头部形成。在其他示例中，场发生器(102)和框架(104)可适当地以各种其他方式布置，以便在患者围绕身体的各种其他部分产生电磁场。参考本文的教导内容，可用于形成并驱动场发生器(102)的各种合适的部件对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
场发生器(102)使得能够跟踪导航传感器(未示出)的位置，并且因此在运动通过由场发生器(102)生成的电磁场的同时跟踪其中具有导航传感器(未示出)的轴组件(16)的远端。具体地，如下面将更详细地描述，轴组件(16)的电磁导航传感器(未示出)被配置成能够与电磁场相互作用并响应于传感器(未示出)穿过电磁场的运动而产生电信号。然后导航传感器(未示出)将该信号传送到IGS导航系统(100)的处理器(106)。处理器(106)继而接收信号并确定导航传感器(未示出)和布置有传感器(未示出)的轴组件(16)的远端部分在电磁场内以及因此患者体内的三维位置。
IGS导航系统(100)的处理器(106)包括处理单元，该处理单元与一个或多个存储器通信，并被配置成控制IGS导航系统(100)的场发生器(102)和其他元件。在本示例中，处理器(106)安装在控制台(108)中，该控制台包括操作控件(110)，该操作控件包括小键盘和/或指向装置，诸如鼠标或轨迹球。在执行外科手术的同时，医师使用操作控件(110)与处理器(106)进行交互。处理器(106)使用存储在处理器(106)的存储器中的软件来校准并操作系统(100)。此类操作包括驱动场发生器(102)、处理从导航传感器(未示出)接收到的数据、处理来自操作控制件(110)的数据和驱动显示屏(112)。例如，软件可以电子形式通过网络下载到处理器(106)，或者另选地或除此之外，该软件可被提供和/或存储在非临时性有形介质(诸如磁存储器、光学存储器或电子存储器)上。
处理器(106)还能够操作以经由显示屏(112)实时提供视频，该视频示出了轴组件(16)的远端相对于患者头部的摄像机图像的位置，患者头部的CT扫描图像和/或患者鼻腔内及其附近的解剖结构的计算机生成的三维模型。显示屏(112)可同时地和/或彼此叠加地显示此类图像。此外，显示屏(112)可在外科手术期间显示此类图像。此类显示图像还可包括插入患者头部中的器械(诸如轴组件(16))的图形表示，使得医生可实时查看该器械在其实际位置的虚拟显现。此类图形表示可能看起来像该器械或者可为更简单的表示，诸如点、十字线等。仅以举例的方式，显示屏(112)可根据2016年1月14日公布的名称为“GuidewireNavigation for Sinuplasty”的美国专利公布2016/0008083的教导内容中的至少一些来提供图像，该专利公布的公开内容以引用方式并入本文。在医师同时使用内窥镜的情况下，也可在显示屏(112)上提供内窥镜图像。通过显示屏(112)提供的图像可帮助医师在患者的头部内调动和以其他方式操纵器械。
可使用任何合适的装置来产生患者身体的一部分(例如头部)的内部解剖结构的三维模型，其中电磁场围绕该部分产生并且轴组件(16)待插入该部分中用于进行治疗手术。仅以举例的方式，此类模型可根据2016年10月27日公布的标题为“System and Methodto Map Structures of Nasal Cavity”的美国专利公布2016/0310042的教导内容中的至少一些来产生，该专利公布的公开内容以引用方式并入本文。参考本文的教导内容，可产生三维解剖结构模型的其他合适的方式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。还应当理解，无论三维模型如何或在何处产生，该模型都可被存储在控制台(108)上。因此，控制台(108)可通过显示屏(112)显现模型的至少一部分的图像，并进一步通过显示屏(112)关于模型显现轴组件(16)的远端的位置的实时视频图像。
除了与处理器(106)和操作控制件(110)连接外，控制台(108)还可与IGS导航系统(100)的其他元件连接。例如，如图3所示，通信单元(114)可通过导线(134)与轴组件(16)联接。该示例的通信单元(114)被配置成在控制台(108)和轴组件(16)的导航传感器(未示出)之间提供数据和其他信号的无线通信。在一些型式中，通信单元(114)简单地将数据或其他信号单向地从导航传感器(未示出)传送至控制台(108)，而不会从控制台(108)传送数据或其他信号。在一些其他型式中，通信单元(114)提供导航传感器(未示出)和控制台(108)之间的数据或其他信号的双向通信。尽管本示例的通信单元(114)与控制台(108)无线地联接，但一些其他型式可提供通信单元(114)和控制台(108)之间的有线联接。参考本文的教导内容，可结合到通信单元(114)中的各种其他合适的特征和功能对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
除了具有本文所述的部件和可操作性之外或代替本文所述的部件和可操作性，IGS导航系统(100)可根据以下专利的教导内容中的至少一些来构造和操作：2014年4月22日公布的名称为“Guidewires for Performing Image Guided Procedures”的美国专利8,702,626，其公开内容以引用方式并入本文；2012年11月27日公布的名称为“AnatomicalModeling from a3-D Image and a Surface Mapping”的美国专利8,320,711，其公开内容以引用方式并入本文；2012年5月29日公布的名称为“Adapter for AttachingElectromagnetic Image Guidance Components to a Medical Device”的美国专利8,190,389，其公开内容以引用方式并入本文；2012年2月28日公布的名称为“Devices,Systems and Methods for Treating Disorders of the Ear,Nose and Throat”的美国专利8,123,722，其公开内容以引用方式并入本文；以及2010年5月18日公布的名称为“Methods and Devices for Performing Procedures within the Ear,Nose,Throat andParanasal Sinuses”的美国专利7,720,521，其公开内容以引用方式并入本文。
类似地，除了具有本文所述的部件和可操作性之外或代替本文所述的部件和可操作性，IGS导航系统(100)可根据以下专利的教导内容中的至少一些来构造和操作：2014年12月11日公布的名称为“Systems and Methods for Performing Image GuidedProcedures within the Ear,Nose,Throat and Paranasal Sinuses”的美国专利公布2014/0364725，其公开内容以引用方式并入本文；2014年7月17日公布的名称为“Guidewires for Performing Image Guided Procedures”的美国专利公布2014/0200444，其公开内容以引用方式并入本文；2015年12月1日公布的名称为“Adapter forAttaching Electromagnetic Image Guidance Components to a Medical Device”的美国专利9,198,736，其公开内容以引用方式并入本文；2011年3月10日公布的名称为“Systems and Methods for Performing Image Guided Procedures within the Ear,Nose,Throat and Paranasal Sinuses”的美国专利公布2011/0060214，其公开内容以引用方式并入本文；2015年10月27日公布的名称为“Methods and Apparatus for TreatingDisorders of the Ear Nose and Throat”的美国专利9,167,961，其公开内容以引用方式并入本文；以及2007年9月6日公布的名称为“Systems and Methods for PerformingImage Guided Procedures within the Ear,Nose,Throat and Paranasal Sinuses”的美国专利公布2007/0208252，其公开内容以引用方式并入本文。
III.用于外科切割器械的轴组件和导航传感器布置
如上文更详细地讨论的，轴组件(16)可在患者体内跟踪，诸如通过IGS导航系统(100)跟踪。轴组件(16)可装配有导航传感器(266，366a，366b，366c，466，466'，466”，566)，该导航传感器与IGS导航系统(100)或被配置成跟踪导航传感器(266，366a，366b，366c，466，466'，466”，566)的位置运动的其他类似导航系统通信。通过跟踪导航传感器(266，366a，366b，366c，466，466'，466”，566)的位置运动，IGS导航系统(100)继而计算轴组件(16)的一个或多个部分(诸如远端(52)或轴窗开口(50))的位置运动。虽然IGS导航系统(100)结合了用于此类跟踪的场发生器(102)，但是其他示例性导航系统可以根据另选的机构和方法跟踪导航传感器(266，366a，366b，366c，466，466'，466”，566)的位置运动。因此，本发明不旨在不必要地限于与IGS导航系统(100)一起使用。
下文描述了各种轴组件(216，316，516)，其结合此类导航传感器(266，366a，366b，366c，466，466'，466”，566)中的一个或多个，以用于在使用中跟踪轴组件(216，316，516)的位置运动。轴组件(216，316，516)的一个或多个特征结构可结合到上文所讨论的轴组件(16)中。实际上，导航传感器(266，366a，366b，366c，466，466'，466”，566)中的任一个可由导航传感器(266，366a，366b，366c，466，466'，466”，566)中的另一个替代或与其组合以实现轴组件(16，216，316，516)的位置运动的期望跟踪。为此，下文提供的相似标号表示上文更详细讨论的相似特征部。如本文所用，术语“位置运动”通常是指轴组件(16，216，316，516)的任何跟踪部件对其的位置和/或运动。因此，此类“位置运动”可包括但不限于所跟踪的位置、取向、速率、速度或加速度。
A.集成导航传感器
图7至图8示出了具有与外科切割器械(10)(参见图1)和IGS导航系统(100)(参见图3)的一个或多个部分一起使用的集成导航传感器(266)的第二轴组件(216)。轴组件(216)包括可移除地接收内切割构件(230)的外轴(228)。在本示例中，轴(228)是可重复使用的，而切割构件(230)被丢弃并且在患者的治疗之后被丢弃。轴228具有近侧轴毂(232)和从其朝远侧延伸到远端(52)的管状轴主体234。集成导航传感器(266)一体地构造在轴主体(234)的侧壁(251)的远端部分(236)内并且定位在轴窗开口(250)的近侧。集成导航传感器(266)与导航系统诸如IGS导航系统(100)操作地连接(参见图3)，使得在显示器诸如显示屏(112)(参见图3)上计算和跟踪集成导航传感器(266)的位置运动。在本示例中，基于远端(52)相对于集成导航传感器(266)的预定位置，集成导航传感器(266)的位置运动与远端(52)的位置运动相关。
更具体地，近侧轴毂(232)机械地连接到柄部组件(12)(参见图1)，并且通过与集成导航传感器(266)操作地连接的近侧轴毂(232)上的通信连接器(237)将柄部组件电连接到另选导航系统(未示出)的其余部分。通信连接器(237)被配置成能够接收连接到另选导航系统(未示出)的其余部分的接线(未示出)，并且从集成导航传感器(266)传送信号数据以用于计算和跟踪集成导航传感器(266)的位置运动。相对于集成导航传感器(266)朝远侧定位，轴窗开口(250)是纵向椭圆形的并且延伸穿过侧壁(251)的一部分并穿过远端(52)。轴窗开口(250)由此被构造成接收穿过其中的组织以用于由切割构件(230)切除。在本示例中，轴主体234为不锈钢，但可类似地使用能够在患者体内插入和操纵的另选材料。
切割构件(230)具有延伸穿过切割主体(255)的切割窗开口(254)以及被构造成机械地连接到柄部组件(12)(参见图1)以用于被可旋转地驱动的近侧切割毂(256)。切割主体(255)从近侧切割毂(256)朝向切割窗开口(254)朝远侧延伸，该切割窗开口的纵向长方形的尺寸类似地设定成与轴窗开口(250)对准并配合以接收用于切除的组织。为此，切割窗开口(254)具有围绕的锯齿状切割边缘(258)，该围绕的锯齿状切割边缘被构造成切穿组织，如上文更详细地讨论。
集成导航传感器(266)通常被配置成由导航系统(100)跟踪以确定集成导航传感器(266)的位置运动，然后该位置运动与使用期间远端(52)在患者体内的位置运动相关。更具体地，集成导航传感器(266)可被具体地配置成分别跟踪纵向方向、侧向方向和/或横向方向上的位置运动。如本文所用，纵向方向是沿着如图7所示的纵向轴线(A)的远侧或近侧方向，侧向方向是如图7所示的纵向轴线沿着侧向轴线(B)的从左向右垂直的，并且横向方向是如图7所示的相对于纵向轴线沿着横向轴线(C)的向上和向下垂直的。这些方向参考还适用于图9至图24所示的其余示例，为清楚起见，但并非旨在不必要地限制本文所述的发明。
在一些型式中，导航传感器(266)包括围绕相应轴线缠绕的导电线的一个或多个线圈。此类线圈被配置成响应于由场发生器(102)生成的电磁场内的运动而生成电信号，并且导航系统(100)被配置成解释此类信号以确定导航传感器(266)在三维空间中的位置。在一些其他型式中，导航传感器(266)包括以相应轴线为中心的一个或多个导电环形构件。参考本文的教导内容，可用于形成导航传感器(266)的其他合适的结构和构型对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
B.具有多个导航传感器的多轴线导航传感器布置
图9至图14示出了与外科切割器械(10)(参见图1)和IGS导航系统(100)(参见图3)的一个或多个部分一起使用的具有多轴线导航传感器布置(365)的第三轴组件(316)。多轴线导航传感器布置(365)包括轴向导航传感器(366a)、侧向导航传感器(366b)和横向导航传感器(366c)，其被配置成分别感测沿着轴组件(316)在纵向方向、侧向方向和横向方向上的位置运动。轴组件(316)具有外轴(328)，该外轴具有可移除地接收内切割构件(330)的管状轴主体(334)。轴向、侧向和横向导航传感器(366a，366b，366c)中的每者嵌入在轴主体(334)的侧壁(351)的远端部分(336)内并且定位在轴窗开口(350)的近侧。轴向、侧向和横向导航传感器(366a，366b，366c)与导航系统诸如IGS导航系统(100)操作地连接(参见图3)，使得在显示器诸如显示屏(112)(参见图3)上计算和跟踪轴向、侧向和横向导航传感器(366a，366b，366c)的位置运动。在本示例中，基于远端(52)相对于轴向、侧向和横向导航传感器(366a，366b，366c)的预定位置，轴向、侧向和横向导航传感器(366a，366b，366c)的位置运动与远端(52)的位置运动相关。
相对于图9至图10，切割构件(330)具有延伸穿过切割主体(355)的切割窗开口(354)。切割主体(355)从近侧切割毂(未示出)朝向切割窗开口(354)朝远侧延伸，该切割窗开口的尺寸被设计成与轴窗开口(350)对准并配合以接收用于切除的组织。为此，切割窗开口(354)具有围绕的切割边缘(358)，该围绕的切割边缘被构造成切穿组织，如上文更详细地讨论。
每个轴向、侧向和横向导航传感器(366a，366b，366c)分别定位在轴向孔(368a)、侧向孔(368b)和横向孔(368c)内，如图11至图14所示。轴向孔(368a)平行于纵向轴线延伸到侧壁(351)中，侧向孔(368b)平行于侧向轴线延伸到侧壁(351)中，并且横向孔(368c)平行于横向轴线延伸到侧壁(351)中。轴向孔(368a)接收轴向导航传感器(366a)以平行于纵向轴线对准以感测纵向位置运动。侧向孔(368b)接收侧向导航传感器(366b)以平行于侧向轴线对准以感测侧向位置运动。横向孔(368c)接收横向导航传感器(366c)以与横向轴线平行地对准以感测横向位置运动。图12、图13和图14示出了分别与横向轴线、侧向轴线和纵向轴线对准的前视图、侧视图和远端视图，以直接观察到横向孔、侧向孔和纵向孔(368c，368b，368a)中。因此，在使用期间，独立地跟踪轴组件(316)(参见图9)的纵向、侧向和横向位置运动中的每一者以用于部件或组合观察。参考本文的教导内容，可用于形成导航传感器(366a，366b，366c)的各种合适的部件和配置对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
C.缠绕导航传感器
图15至图18示出了另选的外轴(428)，其具有与外科切割器械(10)(参见图1)和IGS导航系统(100)(参见图3)的一个或多个部分一起使用的半缠绕导航传感器(466)。半缠绕导航传感器(366)围绕外轴(428)弯曲，以感测外轴(428)的一个或多个部分在患者体内的位置运动，并且更具体地，感测外轴(428)的一个或多个部分在患者体内的取向。该外轴428具有可移除地接收内切割构件(未示出)的管状轴主体(434)。半缠绕导航传感器(466)围绕轴主体(434)的侧壁(451)的外表面缠绕，并且与轴窗开口(450)径向相反地定位。半缠绕导航传感器(466)与导航系统诸如IGS导航系统(100)操作地连接(参见图3)，使得在显示器诸如显示屏(112)(参见图3)上计算和跟踪半缠绕导航传感器(466)的位置运动。在本示例中，基于轴窗开口(450)相对于侧壁(451)上的半缠绕导航传感器(466)的取向、角度和位置的预定位置，半缠绕导航传感器(466)的位置运动与轴窗开口(450)的取向、角度和位置相关。
相对于图16至图18，半缠绕导航传感器(466)具有被包含在外管(472)和内管(474)之间的盘绕主体(470)，诸如顺时针或逆时针盘绕。芯材料(476)包含在内管(474)内。在本示例中，外管(472)和内管(474)为聚酰亚胺，而芯材料(476)为铁氧体粉末。盘绕主体(470)、外管(472)和内管(474)以及芯材料(476)中的每者延伸穿过整个半缠绕导航传感器(466)并且在相对于轴窗开口(450)的预定位置围绕纵向轴线抵靠侧壁(451)的外表面有效地缠绕。半缠绕导航传感器(466)的本示例与轴窗开口(450)径向相反地定位，并且因此在长度上被限制为围绕侧壁(451)的圆周的一半，以便抑制在使用期间对通过轴窗开口(450)接收的组织的干扰。
导航传感器(466)可另选地定位和/或缠绕在相对于轴窗开口(450)的预定位置以用于跟踪。以举例的方式，图19至图20和图21至图22分别示出了定位在外轴(428)上代替如上所讨论的半缠绕导航传感器(466)的四分之三缠绕导航传感器(466')和全缠绕导航传感器(466”)。具体地，四分之三缠绕导航传感器(466')围绕轴(428)纵向定位以与轴窗开口(450)的最近侧部分对准，但是与轴窗开口(450)成角度地相反。相比之下，全缠绕导航传感器(466')围绕轴(428)纵向定位以在环绕侧壁(451)的外表面的同时从轴窗开口(450)朝近侧定位。因此，本发明不旨在不必要地局限于本文所述的具体地缠绕导航传感器(466、466’、466”)。
D.环形导航传感器
图23至图24示出了具有与外科切割器械(10)(参见图1)和IGS导航系统(100)(参见图3)的一个或多个部分一起使用的环形导航传感器(566)的第二轴组件(516)。轴组件(516)具有颈缩外轴(528)，该颈缩外轴具有可移除地接收颈缩内切割构件(530)的中空轴主体(534)。轴主体534的远端部分536向内渐缩以限定围绕轴主体534的侧壁551的环形轴通道542。相似地，切割构件(530)的切割主体(555)向内渐缩成环形切割通道(544)，该环形切割通道被构造成在轴(528)接收切割构件(530)以供使用时接收侧壁(551)的颈缩部分。一般来讲，环形导航传感器(566)被配置成被接收在环形轴通道(542)内，使得侧壁(551)的颈缩部分捕获其上的环形导航传感器(566)。环形导航传感器(566)与导航系统诸如IGS导航系统(100)操作地连接(参见图3)，使得在显示器诸如显示屏(112)(参见图3)上计算和跟踪环形导航传感器(566)的位置运动。在本示例中，环形导航传感器(566)的位置运动是沿着轴组件(516)的纵向轴线的轴向运动。
切割构件(530)具有延伸穿过切割主体(555)的切割窗开口(554)。切割窗开口(554)的尺寸更具体地被设计成与轴窗开口(550)对准并配合以接收用于切除的组织。为此，切割窗开口(554)具有围绕的切割边缘(558)，该围绕的切割边缘被构造成切穿组织，如上文更详细地讨论。此外，在本示例中，从环形轴通道(542)朝远侧延伸的切割构件(530)的一部分能够弹性挠曲，以允许在组装和/或拆卸期间插入穿过侧壁(551)的颈缩部分。组装成将切割构件(530)操作地插入轴(528)中的另选结构和方法，并且本发明并非旨在不必要地限于具有可弹性偏转部分的切割构件(530)。
外轴(528)限定大于环形轴通道(542)的外径向轮廓，否则环形轴通道(542)配合在外径向轮廓内。环形轴通道(542)和环形导航传感器(566)各自在径向方向上的尺寸被设定成使得即使环形导航传感器(566)定位在环形轴通道(542)内，环形导航传感器(566)也保持在外径向轮廓内。换句话讲，环形导航传感器(566)不径向向外延伸超过外轴(528)的外径向轮廓，以降低环形导航传感器(566)在使用期间卡在解剖结构或其他结构上的可能性。在各种示例中，环形导航传感器(566)可径向向外延伸以与外径向轮廓对准，并且仍然被认为保持在外径向轮廓内，如本文所述。以另一个示例的方式，覆盖件(未示出)可围绕轴组件(516)定位并且在环形导航传感器(566)上从侧壁(551)的颈缩部分朝近侧延伸，以进一步抑制环形导航传感器(566)卡在解剖结构或其他结构上。
环形导航传感器(566)被配置成能够由导航系统(100)跟踪以确定环形导航传感器(266)的轴向运动，然后该轴向运动与使用期间轴组件(516)的一个或多个部分在患者体内的轴向运动相关。环形导航传感器(566)可除此之外或另选地被配置成确定位置运动的一个或多个其他方面，诸如侧向运动、横向运动或取向。因此，本发明不旨在不必要地限于感测轴向运动。参考本文的教导内容，可用于形成导航传感器(566)的各种合适的部件和构型对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
IV.示例性组合
以下实施例涉及本文的教导内容可被组合或应用的各种非穷尽性方式。应当理解，以下实施例并非旨在限制可在本专利申请或本专利申请的后续提交文件中的任何时间提供的任何权利要求的覆盖范围。不旨在进行免责声明。提供以下实施例仅仅是出于例示性目的。预期本文的各种教导内容可按多种其他方式进行布置和应用。还设想到，一些变型可省略在以下实施例中所提及的某些特征。因此，下文提及的方面或特征中的任一者均不应被视为决定性的，除非另外由发明人或关注发明人的继承者在稍后日期明确指明如此。如果本专利申请或与本专利申请相关的后续提交文件中提出的任何权利要求包括下文提及的那些特征之外的附加特征，则这些附加特征不应被假定为因与专利性相关的任何原因而被添加。
实施例1
一种外科器械，包括：(a)轴，所述轴沿着纵向轴线延伸并且包括：(i)轴内腔，所述轴内腔沿着所述纵向轴线延伸，(ii)轴窗开口，所述轴窗开口与环境和所述轴内腔流体连通并且被构造成在其中从环境接收组织，以及(iii)轴边缘，所述轴边缘至少部分地包围所述轴窗开口；(b)切割构件，所述切割构件设置在所述轴内腔内并且被构造成相对于所述轴从第一位置循环地运动到第二位置，其中所述切割构件包括：(i)切割窗开口，所述切割窗开口在所述第一位置与所述轴窗开口流体连通并且被构造成在其中接收组织，(ii)切割边缘，所述切割边缘至少部分地包围所述切割窗开口并且被构造成在所述轴内腔内邻近所述轴边缘循环地运动，以用于在所述切割边缘和所述轴边缘之间从所述组织切割组织部分，以及(iii)抽吸内腔，所述抽吸内腔沿着所述纵向轴线延伸并与所述切割窗开口流体连通，并且被构造成连接到真空源，其中所述抽吸内腔在所述第一位置与所述切割窗开口和所述轴窗开口流体连通；以及(c)导航系统，所述导航系统包括第一导航传感器，其中所述第一导航传感器定位在所述轴或所述切割构件中的至少一者上，并且被配置成在患者体内被跟踪，以用于识别所述轴或所述切割构件在所述患者体内的位置运动。
实施例2
根据实施例1所述的外科器械，其中所述第一导航传感器定位在所述轴上，并且其中所述第一导航传感器被配置成被跟踪以用于在从所述组织切割所述组织部分的同时识别所述轴的所述位置运动。
实施例3
根据实施例2所述的外科器械，其中所述轴包括远侧轴端部部分，并且其中所述第一导航传感器集成到所述远侧轴端部部分中。
实施例4
根据实施例2至3中任一项或多项所述的外科器械，其中所述第一导航传感器围绕所述纵向轴线定位在所述切割构件上，并且其中所述第一导航传感器被配置成感测所述轴窗开口的取向。
实施例5
根据实施例4所述的外科器械，其中所述第一导航传感器定位在所述切割构件的外表面上并且至少部分地包围所述纵向轴线。
实施例6
根据实施例5所述的外科器械，其中所述第一导航传感器包括传感器线圈。
实施例7
根据实施例5至6中任一项或多项所述的外科器械，其中所述第一导航传感器被定位成与所述轴窗开口径向相反。
实施例8
根据实施例1至7中任一项或多项所述的外科器械，其中所述第一导航传感器被配置成感测以下中的至少一者：平行于所述纵向轴线的轴向运动、沿着侧向轴线垂直于所述纵向轴线的侧向运动、或沿着横向轴线垂直于所述纵向轴线和所述侧向轴线中的每者的横向运动。
实施例9
根据权利要求8所述的外科器械，其中所述导航系统还包括第一传感器孔，所述第一传感器孔沿着所述纵向轴线、所述侧向轴线或所述横向轴线中的至少一者延伸穿过所述轴或所述切割构件中的至少一者，并且其中所述第一导航传感器被接收在所述第一传感器孔内。
实施例10
根据实施例9所述的外科器械，其中所述第一传感器孔延伸穿过所述轴并且在其中接收所述第一导航传感器以将所述第一导航传感器定位在所述轴中。
实施例11
根据实施例9至10中任一项或多项所述的外科器械，其中所述导航系统还包括第二导航传感器和第二传感器孔，其中所述第二传感器孔沿着剩余的所述纵向轴线、所述侧向轴线或所述横向轴线中的至少一者延伸穿过所述轴或所述切割构件中的至少一者，并且其中所述第二导航传感器被接收在所述第二传感器孔内。
实施例12
根据权利要求11所述的外科器械，其中所述导航系统还包括第三导航传感器和第三传感器孔，其中所述第一传感器孔沿着所述纵向轴线延伸并且在其中接收所述第一导航传感器，使得所述第一导航传感器被配置成感测纵向运动，其中所述第二传感器孔沿着所述侧向轴线延伸并且在其中接收所述第二导航传感器，使得所述第二导航传感器被配置成感测侧向运动，并且其中所述第三传感器孔沿着所述横向轴线延伸并且在其中接收所述第三导航传感器，使得所述第三导航传感器被配置成感测横向运动。
实施例13
根据实施例12所述的外科器械，其中所述第一传感器孔延伸穿过所述轴并且在其中接收所述第一导航传感器以将所述第一导航传感器定位在所述轴中，其中所述第二传感器孔延伸穿过所述轴并且在其中接收所述第二导航传感器以将所述第二导航传感器定位在所述轴中，并且其中所述第三传感器孔延伸穿过所述轴并且在其中接收所述第三导航传感器以将所述第三导航传感器定位在所述轴中。
实施例14
根据实施例8至13中任一项或多项所述的外科器械，其中所述轴限定围绕所述纵向轴线的外径向轮廓，并且包括围绕所述轴的环形通道，所述环形通道在所述外径向轮廓的径向内侧延伸，其中所述第一导航传感器被配置成被接收在所述环形通道内，使得所述第一导航传感器保持在围绕所述纵向轴线的所述外径向轮廓内。
实施例15
根据实施例1至14中任一项或多项所述的外科器械，其中所述第一导航传感器被配置成生成位置运动信号数据，并且所述导航系统还包括：(i)处理器，所述处理器操作地连接到所述第一导航传感器，并且被配置成接收所述位置运动信号并处理所述位置运动信号以跟踪所述第一导航传感器的所述位置运动，以及(ii)显示屏，所述显示屏操作地连接到所述处理器，其中所述显示屏被配置成在视觉上指示所述第一导航传感器的所跟踪的所述位置运动。
实施例16
一种外科器械，包括：(a)柄部组件，所述柄部组件包括：(i)主体，(ii)抽吸口，所述抽吸口被构造成连接到真空源，以及(iii)机动化驱动组件；以及(b)轴组件，所述轴组件从所述柄部组件朝远侧延伸并且包括：(i)轴，所述轴沿着纵向轴线延伸，所述轴具有：(A)轴内腔，所述轴内腔沿着所述纵向轴线延伸，(B)轴窗开口，所述轴窗开口与环境和所述轴内腔流体连通并且被构造成在其中从所述环境接收组织，以及(C)轴边缘，所述轴边缘至少部分地包围所述轴窗开口，(ii)切割构件，所述切割构件设置在所述轴内腔内并连接到所述机动化驱动组件，其中所述机动化驱动组件被构造成使所述切割构件相对于所述轴从第一位置循环地运动到第二位置，其中所述切割构件包括：(A)切割窗开口，所述切割窗开口在所述第一位置与所述轴窗开口流体连通并且被构造成在其中接收组织，(B)切割边缘，所述切割边缘至少部分地包围所述切割窗开口并且被构造成在所述轴内腔内邻近所述轴边缘循环地运动，以用于在所述切割边缘和所述轴边缘之间从所述组织切割组织部分，以及(C)抽吸内腔，所述抽吸内腔沿着所述纵向轴线延伸并与所述切割窗开口流体连通并且流体地连接到所述抽吸口，其中所述抽吸内腔在所述第一位置与所述切割窗开口和所述轴窗开口流体连通，以及(c)导航系统，所述导航系统包括导航传感器，其中所述导航传感器定位在所述轴或所述切割构件中的至少一者上，并且被配置成在患者体内被跟踪，以用于识别所述轴或所述切割构件在所述患者体内的位置运动。
实施例17
根据实施例16所述的外科器械，其中所述切割构件被构造成从所述轴内被移除，以用于所述轴的重新使用和所述切割构件的丢弃。
实施例18
根据实施例16至17中任一项或多项所述的外科器械，其中所述导航传感器被配置成生成位置运动信号数据，并且所述导航系统还包括：(i)处理器，所述处理器操作地连接到所述导航传感器，并且被配置成接收所述位置运动信号并处理所述位置运动信号以跟踪所述导航传感器的所述位置运动，以及(ii)显示屏，所述显示屏操作地连接到所述处理器，其中所述显示屏被配置成在视觉上指示所述导航传感器的所跟踪的所述位置运动。
实施例19
一种跟踪外科器械的位置运动的方法，其中所述外科器械具有轴、切割构件和导航传感器，所述导航传感器定位在所述轴或所述切割构件中的至少一者上，其中所述轴沿着纵向轴线延伸并且包括与环境流体连通的轴窗开口，其中所述切割构件设置在所述轴内并且被构造成相对于所述轴从第一位置循环地运动到第二位置，其中所述切割构件包括切割边缘和沿着所述纵向轴线延伸的抽吸内腔，其中所述抽吸内腔操作地连接到真空源，并且其中吸入通气孔延伸穿过所述轴或所述切割构件中的至少一者，所述方法包括：(a)将所述轴和所述切割构件插入患者体内的围绕解剖结构的通道中；(b)将来自所述通道内的所述导航传感器的位置运动信号数据传送到处理器；以及(c)跟踪所述切割构件和所述轴在所述通道内的所述位置运动。
实施例20
根据实施例19所述的方法，还包括：(a)在第一位置用所述切割构件的所述切割边缘从组织块切割组织部分；(b)使所述切割构件相对于所述轴从所述第一位置循环地运动到所述第二位置；以及(c)通过所述抽吸内腔从所述环境抽吸气流。
V.杂项
应当理解，本文所述的任何示例还可包括除上述那些之外或代替上述那些的各种其他特征。仅以举例的方式，本文所述的任何示例还可包括以引用方式并入本文的各种参考文献中任何一者中公开的各种特征中的一种或多种。
应当理解，本文所述的教导内容、表达、实施方案、示例等中的任何一者或多者可与本文所述的其他教导内容、表达、实施方案、示例等中的任何一者或多者进行组合。因此，上述教导内容、表达、实施方案、示例等不应视为彼此孤立。参考本文的教导内容，本文的教导内容可进行组合的各种合适方式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。此类修改和变型旨在包括在权利要求书的范围内。
应当理解，据称以引用方式并入本文的任何专利、专利公布或其他公开材料，无论是全文或部分，仅在所并入的材料与本公开中所述的现有定义、陈述或者其他公开材料不冲突的范围内并入本文。因此，并且在必要的程度下，本文明确列出的公开内容代替以引用方式并入本文的任何冲突材料。据称以引用方式并入本文但与本文列出的现有定义、陈述或其他公开材料相冲突的任何材料或其部分，将仅在所并入的材料与现有的公开材料之间不产生冲突的程度下并入。
本文所公开的装置的型式可设计为使用一次后丢弃，也可设计为供多次使用。在任一种情况下或两种情况下，可对这些型式进行修复以在至少一次使用之后重新使用。修复可包括以下步骤的任意组合：拆卸装置，然后清洁或替换特定零件以及随后进行重新组装。具体地，可拆卸所述装置的型式，并且可选择性地以任何组合形式来更换或拆除所述装置的任意数量的特定部件或零件。在清洁和/或更换特定零件时，所述装置的型式可在修复设施中进行重新组装以供随后使用，或者在即将进行外科手术前由外科团队进行重新组装。本领域的技术人员将会了解，装置的修复可利用多种技术进行拆卸、清洁/替换、以及重新组装。此类技术的使用以及所得的修复装置均在本申请的范围内。
仅以举例的方式，本文所述的型式可在外科手术之前进行处理。首先，可以获取新的或用过的器械，并且根据需要进行清洁。然后，可对器械进行消毒。在一种灭菌技术中，将所述器械放置在密闭且密封的容器(诸如，塑料或TYVEK袋)中。然后可将容器和器械置于可穿透所述容器的辐射场，诸如γ辐射、x射线或高能电子。辐射可杀死器械上和容器中的细菌。经消毒的器械随后可被储存在无菌容器中。密封的容器可使器械保持无菌，直到在外科设施中打开所述容器。还可使用本领域已知的任何其他技术对装置进行消毒，所述技术包括但不限于β辐射或γ辐射、环氧乙烷或蒸汽。
在已经示出并描述了本发明的各种型式的情况下，通过本领域的普通技术人员在不脱离本发明范围的前提下进行适当修改来实现对本文所述方法和系统的进一步改进。已经提及了若干此类可能的修改，并且其他修改对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。例如，上文所讨论的示例、型式、几何形状、材料、尺寸、比率、步骤等等均是示例性的而非必需的。因此，本发明的范围应根据以下权利要求书来考虑，并且应理解为不限于说明书和附图中示出和描述的结构和操作的细节。

Claims (20)

1.一种外科器械，包括：
(a) 轴，所述轴沿着纵向轴线延伸，并且包括；
(i) 轴内腔，所述轴内腔沿着所述纵向轴线延伸，
(ii) 轴窗开口，所述轴窗开口与环境和所述轴内腔流体连通并且被构造成在其中从所述环境接收组织，和
(iii) 轴边缘，所述轴边缘至少部分地包围所述轴窗开口；
(b) 切割构件，所述切割构件设置在所述轴内腔内并且被构造成相对于所述轴从第一位置循环地运动到第二位置，其中所述切割构件包括：
(i) 切割窗开口，所述切割窗开口在所述第一位置与所述轴窗开口流体连通并且被构造成在其中接收所述组织，
(ii) 切割边缘，所述切割边缘至少部分地包围所述切割窗开口并且被构造成在所述轴内腔内邻近所述轴边缘循环地运动，以用于在所述切割边缘和所述轴边缘之间从所述组织切割组织部分，和
(iii) 抽吸内腔，所述抽吸内腔沿着所述纵向轴线延伸并与所述切割窗开口流体连通，并且被构造成连接到真空源，其中所述抽吸内腔在所述第一位置与所述切割窗开口和所述轴窗开口流体连通；和
(c) 导航系统，所述导航系统包括第一导航传感器，其中所述第一导航传感器定位在所述轴或所述切割构件中的至少一者上，并且被配置成在患者体内被跟踪，以用于识别所述轴或所述切割构件在所述患者体内的位置运动。
2.根据权利要求1所述的外科器械，其中所述第一导航传感器定位在所述轴上，并且其中所述第一导航传感器被配置成被跟踪以用于在从所述组织切割所述组织部分的同时识别所述轴的所述位置运动。
3.根据权利要求2所述的外科器械，其中所述轴包括远侧轴端部部分，并且其中所述第一导航传感器集成到所述远侧轴端部部分中。
4.根据权利要求2所述的外科器械，其中所述第一导航传感器围绕所述纵向轴线定位在所述切割构件上，并且其中所述第一导航传感器被配置成感测所述轴窗开口的取向。
5.根据权利要求4所述的外科器械，其中所述第一导航传感器定位在所述切割构件的外表面上并且至少部分地包围所述纵向轴线。
6.根据权利要求5所述的外科器械，其中所述第一导航传感器包括传感器线圈。
7.根据权利要求5所述的外科器械，其中所述第一导航传感器被定位成与所述轴窗开口径向相反。
8.根据权利要求1所述的外科器械，其中所述第一导航传感器被配置成感测以下中的至少一者：平行于所述纵向轴线的轴向运动、沿着侧向轴线垂直于所述纵向轴线的侧向运动、或沿着横向轴线垂直于所述纵向轴线和所述侧向轴线中的每者的横向运动。
9.根据权利要求8所述的外科器械，其中所述导航系统还包括第一传感器孔，所述第一传感器孔沿着所述纵向轴线、所述侧向轴线或所述横向轴线中的至少一者延伸穿过所述轴或所述切割构件中的至少一者，并且其中所述第一导航传感器被接收在所述第一传感器孔内。
10.根据权利要求9所述的外科器械，其中所述第一传感器孔延伸穿过所述轴并且在其中接收所述第一导航传感器以将所述第一导航传感器定位在所述轴中。
11.根据权利要求9所述的外科器械，其中所述导航系统还包括第二导航传感器和第二传感器孔，其中所述第二传感器孔沿着剩余的所述纵向轴线、所述侧向轴线或所述横向轴线中的至少一者延伸穿过所述轴或所述切割构件中的至少一者，并且其中所述第二导航传感器被接收在所述第二传感器孔内。
12.根据权利要求11所述的外科器械，其中所述导航系统还包括第三导航传感器和第三传感器孔，其中所述第一传感器孔沿着所述纵向轴线延伸并且在其中接收所述第一导航传感器，使得所述第一导航传感器被配置成感测纵向运动，其中所述第二传感器孔沿着所述侧向轴线延伸并且在其中接收所述第二导航传感器，使得所述第二导航传感器被配置成感测侧向运动，并且其中所述第三传感器孔沿着所述横向轴线延伸并且在其中接收所述第三导航传感器，使得所述第三导航传感器被配置成感测横向运动。
13.根据权利要求12所述的外科器械，其中所述第一传感器孔延伸穿过所述轴并且在其中接收所述第一导航传感器以将所述第一导航传感器定位在所述轴中，其中所述第二传感器孔延伸穿过所述轴并且在其中接收所述第二导航传感器以将所述第二导航传感器定位在所述轴中，并且其中所述第三传感器孔延伸穿过所述轴并且在其中接收所述第三导航传感器以将所述第三导航传感器定位在所述轴中。
14.根据权利要求8所述的外科器械，其中所述轴限定围绕所述纵向轴线的外径向轮廓，并且包括围绕所述轴的环形通道，所述环形通道在所述外径向轮廓的径向内侧延伸，其中所述第一导航传感器被配置成被接收在所述环形通道内，使得所述第一导航传感器保持在围绕所述纵向轴线的所述外径向轮廓内。
15. 根据权利要求1所述的外科器械，其中所述第一导航传感器被配置成生成位置运动信号数据，并且所述导航系统还包括：
(i) 处理器，所述处理器操作地连接到所述第一导航传感器，并且被配置成接收所述位置运动信号并处理所述位置运动信号以跟踪所述第一导航传感器的所述位置运动，和
(ii) 显示屏，所述显示屏操作地连接到所述处理器，其中所述显示屏被配置成在视觉上指示所述第一导航传感器的所跟踪的所述位置运动。
16.一种外科器械，包括：
(a) 柄部组件，所述柄部组件包括：
(i) 主体，
(ii) 抽吸口，所述抽吸口被构造成连接到真空源，和
(iii) 机动化驱动组件；和
(b) 轴组件，所述轴组件从所述柄部组件朝远侧延伸，并且包括：
(i) 轴，所述轴沿着纵向轴线延伸，所述轴具有：
(A) 轴内腔，所述轴内腔沿着所述纵向轴线延伸，
(B) 轴窗开口，所述轴窗开口与环境和所述轴内腔流体连通并且被构造成在其中从所述环境接收组织，和
(C) 轴边缘，所述轴边缘至少部分地包围所述轴窗开口，
(ii) 切割构件，所述切割构件设置在所述轴内腔内并连接到所述机动化驱动组件，其中所述机动化驱动组件被配置成使所述切割构件相对于所述轴从第一位置循环地运动到第二位置，其中所述切割构件包括：
(A) 切割窗开口，所述切割窗开口在所述第一位置与所述轴窗开口流体连通并且被构造成在其中接收所述组织，
(B) 切割边缘，所述切割边缘至少部分地包围所述切割窗开口并且被构造成在所述轴内腔内邻近所述轴边缘循环地运动，以用于在所述切割边缘和所述轴边缘之间从所述组织切割组织部分，和
(C) 抽吸内腔，所述抽吸内腔沿着所述纵向轴线延伸并与所述切割窗开口流体连通，并且流体地连接到所述抽吸口，其中所述抽吸内腔在所述第一位置与所述切割窗开口和所述轴窗开口流体连通，和
(c) 导航系统，所述导航系统包括导航传感器，其中所述导航传感器定位在所述轴或所述切割构件中的至少一者上，并且被配置成在患者体内被跟踪，以用于识别所述轴或所述切割构件在所述患者体内的位置运动。
17.根据权利要求16所述的外科器械，其中所述切割构件被构造成从所述轴内被移除，以用于所述轴的重新使用和所述切割构件的丢弃。
18. 根据权利要求16所述的外科器械，其中所述导航传感器被配置成生成位置运动信号数据，并且所述导航系统还包括：
(i) 处理器，所述处理器操作地连接到所述导航传感器，并且被配置成接收所述位置运动信号并处理所述位置运动信号以跟踪所述导航传感器的所述位置运动，和
(ii) 显示屏，所述显示屏操作地连接到所述处理器，其中所述显示屏被配置成在视觉上指示所述导航传感器的所跟踪的所述位置运动。
19.一种跟踪外科器械的位置运动的方法，其中所述外科器械具有轴、切割构件和导航传感器，所述导航传感器定位在所述轴或所述切割构件中的至少一者上，其中所述轴沿着纵向轴线延伸并且包括与环境流体连通的轴窗开口，其中所述切割构件设置在所述轴内并且被构造成相对于所述轴从第一位置循环地运动到第二位置，其中所述切割构件包括切割边缘和沿着所述纵向轴线延伸的抽吸内腔，其中所述抽吸内腔操作地连接到真空源，并且其中吸入通气孔延伸穿过所述轴或所述切割构件中的至少一者，所述方法包括：
(a) 将所述轴和所述切割构件插入患者体内的围绕解剖结构的通道中；
(b) 将来自所述通道内的所述导航传感器的位置运动信号数据传送到处理器；和
(c) 跟踪所述切割构件和所述轴在所述通道内的所述位置运动。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括：
(a) 在第一位置用所述切割构件的所述切割边缘从组织块切割组织部分；
(b) 使所述切割构件相对于所述轴从所述第一位置循环地运动到所述第二位置；以及
(c) 通过所述抽吸内腔从所述环境抽吸气流。
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