CN113662661A - 追踪装置、包括追踪装置的外科手术器械、以及具有外科手术器械的外科手术导航系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种在外科手术导航系统中使用的追踪装置。所述装置包括电磁传感器，所述电磁传感器被配置成产生依赖于外部电磁场的传感器信号。所述装置还包括被电连接至所述传感器的至少一个线元件，其中所述线元件包括第一线段、第二线段和被布置在所述第一线段与所述第二线段之间的第三线段。所述装置还包括包含芯部的应变消除单元，其中所述芯部包括纵向轴线、外表面和沿所述外表面围绕所述纵向轴线周向地延伸的至少一个凹部，其中所述第一线段在所述应变消除单元的第一侧延伸到所述应变消除单元中，所述第二线段在所述应变消除单元的与所述第一侧相反的第二侧延伸到所述应变消除单元中，并且所述第三线段在所述凹部内延伸。

Description

追踪装置、包括追踪装置的外科手术器械、以及具有外科手术 器械的外科手术导航系统

技术领域

本公开涉及一种追踪装置，特别是适于在外科手术导航中使用的电磁追踪装置。本公开还涉及一种包括所述追踪装置的外科手术器械，并且涉及包括所述外科手术器械的外科手术导航系统。

背景技术

不同类型的外科手术导航系统是已知的。这样的系统通常被用于追踪外科手术器械(例如，相对于患者)的位置。在外科手术过程期间，所述外科手术器械可以部分地在患者体内使用。在许多情况下，特别是所述外科手术器械的位于所述患者体内的部分不易于被外科医生察觉。使用限定所述外科手术器械的至少一个特定位置的追踪装置允许关于所述外科手术器械相对于所述患者的结论、以及可能还关于所述外科手术器械取向的结论。

一种已知的追踪方法涉及人工地产生的外部电磁场的使用。已知这样的电磁场的性质允许使用电磁传感器来追踪位置。线圈中感生的电流依赖于所述线圈的移动以及所述线圈相对于其中定位有所述线圈的外部电磁场的场线的取向。因此，一个或更多个线圈经常在电磁外科手术导航系统中被用作电磁传感器。

在一些情况下，所述电磁传感器被放置在所述外科手术器械的尖端处，诸如管心针的尖端处。这种类型的外科手术器械例如从US2020/0038115A1中已知。电接线包括电线，所述电线典型地从位于所述外科手术器械的尖端处的所述电磁传感器沿所述外科手术器械的工具头延伸至基部部分(诸如柄)，所述电线还从这个位置延伸到所述外科手术器械之外并且将所述电磁传感器连接至控制计算机。在移动带绳索的器械的许多情况下，经常会提供一些类型的轴向应变消除以防止拉力作用于所述电磁传感器并且可能损坏所述电磁传感器。

从US 7,420,122 B2中已知扭绞应变消除线连接器，所述连接器限定内部空间，所述内部空间用于接收线圈并且包括具有中心线通路的可变形的插入件，线元件穿过所述中心线通路延伸到所述内部空间中并延伸到所述内部空间之外以允许与所述线圈的电连接。

在诸如从US 2020/0038115 A1中已知的一种外科手术器械之类的外科手术器械中，应变消除可以通过围绕基部元件缠绕固定构件(诸如绝缘包裹物)来实现，其中所述固定构件的缠绕部与电线叠置。当拉力被施加于所述电线时，所述缠绕部拧紧并且起应变消除的作用。

发明内容

需要用于与追踪装置的电磁传感器连接的电线元件的可靠的应变消除机构。因此，一个目的是提供这样的应变消除机构。

公开了一种在外科手术导航系统中使用的追踪装置。根据一个方面，所述追踪装置包括电磁传感器，所述电磁传感器被配置成产生依赖于外部电磁场的传感器信号。此外，所述追踪装置包括被电连接至所述电磁传感器的至少一个线元件，其中所述线元件包括第一线段、第二线段和被布置在所述第一线段与所述第二线段之间的第三线段。此外，所述追踪装置包括包含芯部的应变消除单元，其中所述芯部包括纵向轴线、外表面和沿所述外表面围绕所述纵向轴线周向地延伸的至少一个凹部，其中所述第一线段在所述应变消除单元的第一侧延伸到所述应变消除单元中，所述第二线段在所述应变消除单元的(特别是与所述第一侧相反的)第二侧延伸到所述应变消除单元中，并且所述第三线段在所述凹部内延伸。

根据第二方面，提供包括根据本公开的追踪装置的外科手术器械。

根据第三方面，提供用于追踪外科手术器械的位置的外科手术导航系统。所述外科手术导航系统包括根据本公开所述的外科手术器械。此外，所述外科手术导航系统包括场发生器和定位器，所述场发生器用于产生电磁场，所述定位器被连接至所述外科手术器械的所述追踪装置的所述电磁传感器以基于从所述电磁传感器接收的传感器信号来确定所述外科手术器械的位置。

所述电磁传感器可以是电磁位置传感器。所述电磁传感器可以包括至少一个线圈。在一些实施例中，所述电磁传感器是线圈。所述电磁传感器可以包括彼此成角度地偏移而布置的两个线圈的组合。所述传感器信号可以是数字信号。在一些实施例中，所述传感器信号是模拟信号。所述传感器信号可以是电流和电压信号中的至少一种信号。所述传感器信号可以依赖于在所述线圈中感生的电流和/或电压。特别地，所述传感器信号可以是在所述线圈中感生的电流和/或电压。

所述外科手术导航系统的所述定位器可以包括用于分析和/或接收从所述电磁传感器接收的所述传感器信号的电流传感器和/或电压传感器。所述定位器可以包括处理单元，所述处理单元被配置成执行计算机程序，以依赖于从所述电磁传感器接收的所述传感器信号并且在一些情况下还依赖于所述场发生器和/或所产生的电磁场的至少一种性质，确定所述追踪装置和/或所述外科手术器械的位置和/或取向。

所述线元件可以是电线元件。特别地，所述线元件可以是电接线的一部分。例如，所述线元件可以包括至少一个线缆。在一些实施例中，所述线元件包括是双绞线线缆。所述线元件可以与所述电磁传感器一体地形成。特别地，所述电磁传感器可以包括缠绕至线圈的线圈线元件，其中所述线圈线元件可以是线缆的一部分，并且其中所述线缆可以包括两个连接段，这两个连接段被连接至所述线圈线元件，所述线圈线元件被扭绞以形成作为所述线元件的一部分的双绞线线缆。在电磁传感器具有两个线圈的情况下，可以呈现两个双绞线线缆。所述线元件可以包括线绝缘部。

所述凹部可以包括形成在所述芯部的所述外表面中的至少一个凹槽。所述凹部可以包括等于或大于所述第三线段的直径的深度。在一些实施例中，所述第三线段被布置在所述凹部内侧，使得所述第三线段不与(假设在不存在所述凹部的情况下)所述芯部的由所述外表面限定的包络表面相交。

所述线元件可以延伸穿过所述应变消除单元，使得所述凹部被配置成至少部分地接收相对于所述第二线段被施加于第一线段的应变力。

在一些实施例中，所述凹部围绕所述芯部延伸若干次或若干圈。所述凹部可以描述围绕所述芯部的若干回路或若干环路。在一些情况下，当沿所述纵向轴线观察时，所述凹部沿圆形延伸。当沿所述纵向轴线观察时，所述凹部可以描述至少一个封闭圆形。

所述凹部可以包括围绕所述芯部沿大致垂直于所述芯部的所述纵向轴线的方向延伸的至少两个相邻的凹槽，特别是两个相邻的环形凹槽。所述至少两个相邻的凹槽可以沿所述纵向轴线被布置在相邻位置处。所述至少两个相邻的凹槽可以围绕所述纵向轴线沿所述芯部的外表面周向地延伸。所述至少两个相邻的凹槽可以由一凹槽(特别是有平行于所述纵向轴线延伸的凹槽)连接。

所述凹部可以是形成在所述芯部的所述外表面中的螺纹的一部分。所述凹部可以描述围绕所述芯部的螺旋形路径。所述螺纹可以包括至少两个不同的螺距。例如，所述第三线段所位于的螺纹段中的螺纹的螺距可以比所述第三线段不位于的螺纹段中的螺纹的螺距更小或更大。在一些实施例中，所述第三线段位于被定位成最靠近所述电磁传感器和/或与所述第三线段不位于的螺纹段相比更靠近所述电磁传感器的螺纹段中。

在一些实施例中，所述应变消除单元沿引导方向引导所述线元件，其中所述引导方向是相对于所述纵向轴线的径向向内方向和径向向外方向中的至少一个方向。相对于所述纵向轴线，所述第一线段可以被布置在第一径向位置，和/或所述第二线段可以被布置在第二径向位置，并且所述第三线段可以被布置在第三径向位置，其中所述第一径向位置和/或所述第二径向位置可以位于当沿所述纵向轴线观察时所述第三径向位置的径向内侧。所述第一线段和所述第二线段可以相对于彼此同轴地布置。所述第一线段和/或所述第二线段可以相对于所述芯部的所述纵向轴线同轴地布置。

在一些情况下，所述线元件包括布置在所述第一线段与所述第三线段之间的线段、和布置在所述第二线段与所述第三线段之间的线段中的至少一个线段，其中当沿所述纵向轴线观察时所述线段相对于所述纵向轴线径向向外延伸。所述线元件可以限定当沿垂直于所述纵向轴线的方向观察时的台阶形状。在一些实施例中，所述线元件可以限定双台阶形状，特别是当沿垂直于所述纵向轴线的方向观察时相对于所述纵向轴线向上的台阶和向下的台阶。

在一些实施例中，至少一个开口被形成在所述芯部的所述外表面中，其中所述线元件延伸穿过所述开口。在一些实施例中，所述芯部可以包括包含内部空间的中空段。所述开口可以将所述芯部的外部与所述内部空间连接。

所述至少一个开口可以包括至少一个狭缝，其中所述狭缝形成在所述芯部中、沿所述芯部的所述纵向轴线延伸、并且在叠置区中与所述凹部叠置，其中所述至少一个凹部可以包括相对于所述纵向轴线的一个或更多个匝，并且其中在所述叠置区中，所述凹部的围绕所述芯部的每匝被所述狭缝断开。所述狭缝可以包括当沿所述纵向轴线观察时恒定的宽度。在一些实施例中，所述狭缝包括所述狭缝的径向向外段中的第一直径和所述狭缝的径向向内段中的第二直径，其中所述第一直径可以小于所述第二直径。所述狭缝可以允许通过所述芯部的所述外表面来访问所述内部空间。所述第一线段可以大致平行于所述纵向轴线而在所述内部空间内侧延伸。所述第四线段可以延伸到所述内部空间之外并且穿过所述狭缝。

所述狭缝可以包括基部。所述第一线段可以在所述狭缝的所述基部处延伸。在一些实施例中，所述芯部可以包括在其中形成所述狭缝的实心段，其中所述狭缝可以具有超过所述芯部的直径的深度。

在一些实施例中，所述应变消除单元还包括套筒，所述芯部被布置成至少部分地位于所述套筒内侧。所述套筒可以密封地安装在所述芯部的段上。所述套筒和所述芯部一起可以构成所述应变消除单元。

所述芯部可以被螺纹连接到所述套筒中。另外或替代地，所述芯部可以被胶合至所述套筒。在一些实施例中，所述芯部被胶合至所述套筒，使得所述线元件未被胶合至所述芯部和/或所述套筒。所述第三线段相对于所述芯部可以是松的。特别地，所述第三线段可以被不固定地固定至所述芯部。

在一些实施例中，所述芯部包括圆柱形的基本形状。所述圆柱形的基本形状可以是包络表面的形状。所述套筒可以包括圆柱形的基本形状。所述套筒的至少一个段可以形成为中空圆柱体，其中所述中空圆柱体的内径可以大致等于所述芯部的被配置用于由所述套筒覆盖的段的外径。

所述芯部可以是一件式单元。具体地，所述芯部可以是整体结构。所述芯部可以例如是单个塑料件。在其它实施例中，所述芯部可以包括例如通过胶合、焊接、夹持、压配合和/或借助于连接元件来连接的不同的分立部件。

在一些实施例中，所述追踪装置可以是追踪模块的一部分。所述追踪模块可以被配置用于连接(特别是可移除地连接)至外科手术器械。

所述外科手术器械可以包括具有第一端(特别是远端)和第二端(特别是近端)的外科手术工具头，其中所述电磁传感器被布置在所述第一端，所述应变消除单元被布置在所述第二端，并且所述线元件沿所述外科手术工具头延伸。所述外科手术头还可以包括连接至所述第二端的柄。所述应变消除单元可以被布置所述第二端。所述应变消除单元可以被布置在所述柄内。在一些实施例中，所述外科手术器械包括将所述外科手术工具头连接至所述柄的连接器。所述连接器可以是可释放的连接器，例如以在模块化系统中使用所述柄，特别是可选地与不同的外科手术工具头一起使用所述柄。在一些实施例中，所述应变消除单元可以被布置在所述连接器内。所述第一线段可以朝向所述应变消除单元延伸穿过所述柄。所述第二线段可以从所述应变消除单元特别是沿所述外科手术工具头延伸至所述电磁传感器。

所述外科手术工具头可以是管心针。所述外科手术器械可以被配置用于在神经外科手术中使用，例如用于(特别是患者的头部内的)分流器或心室导管的导航放置。

附图说明

根据以下实施例、结合附图，将明白本公开的另外的细节、优点和方面，在附图中：

图1示出具有外科手术器械的外科手术导航系统的示意图；

图2示出根据第一实施例的具有追踪装置的所述外科手术器械的一部分的示意性透视图；

图3示出包括所述追踪装置的应变消除单元的所述外科手术器械的一部分的内部的示意性透视图；

图4示出所述应变消除单元的芯部的示意性透视图；

图5示出所述应变消除单元的示意性透视截面图；

图6示出根据第二实施例的具有追踪装置的所述外科手术器械的示意性透视图；

图7示出包括所述追踪装置的应变消除单元的根据所述第二实施例的所述外科手术器械的一部分的内部的示意性透视图；

图8示出所述第二实施例的所述应变消除单元的芯部的示意性透视图；以及

图9示出所述第二实施例的所述应变消除单元的示意性透视截面图。

具体实施方式

在以下说明书中，将参考各附图来解释追踪装置、外科手术器械和外科手术导航系统的示例性实施例。相同的附图标记将被用于指示相同或相似的结构特征。

图1示出根据本公开的实施例的具有外科手术器械54的外科手术导航系统12的示意图。所述外科手术导航系统12包括用于产生外部电磁场16的场发生器62，所述外部电磁场16由许多示例性场线来表示。在导航期间，例如在外科手术过程期间，患者(未示出)位于所述外部电磁场16内。因此，所述外科手术器械54在被施加至所述患者时在所述外部电磁场16内移动。

所述外科手术器械54包括柄66和外科手术工具头56。在示出的实施例中，所述外科手术工具头56是管心针。所述外科手术工具头56包括作为远端的第一端58和作为近端的第二端60。电磁传感器14被布置在所述第一端58。所述电磁传感器14是追踪装置10的一部分，在下文中将参考图2至图5来描述所述部分。

此外，所述外科手术导航系统12包括定位器64，所述定位器64连接至所述电磁传感器14以基于从所述电磁传感器14接收的传感器信号来确定所述外科手术器械54的位置。追踪装置10包括线元件18，所述线元件18延伸穿过所述柄66和所述外科手术工具头56从而将所述电磁传感器14连接至连接器68。所述连接器68被可移除地连接至所述定位器64。在示出的实施例中，所述定位器64因此可以被用于不同类型的外科手术器械54。

所述电磁传感器14可以包括线圈和/或可以是线圈。例如，依赖于所述外科手术导航系统12的操作模式，所述外部电磁场16可以是恒定的电磁场或随时间变化的电磁场。所述电磁传感器14被配置成产生依赖于所述外部电磁场16的传感器信号。在示出的实施例中，所述传感器信号是模拟信号，特别是感应电流和/或感应电压。所述电磁传感器14的移动和/或所述外部电磁场16的时间变化在所述电磁传感器14中引发不同的电流和/或电压，从而导致不同的传感器信号。

在其它实施例中，所述电磁传感器14可以包括处理单元，所述处理单元基于所检测的外部电磁场16来产生数字传感器信号。所述线元件18随后可以被用于发射所述数字传感器信号。

所述定位器64包括处理单元，所述处理单元被配置成依赖于所述传感器信号和描述所述外部电磁场16的至少一个参数(诸如场强度、场梯度、所述场的时间演化等)来确定所述外部电磁场16内的所述电磁传感器14的当前位置。

在本示例性实施例中，所述线元件18是双绞线线缆。所述线缆对的两个线缆可以被连接至所述电磁传感器14的相反的接触部(例如，因此被连接至线圈的两个端部)。

图2示出具有所述追踪装置10的所述外科手术器械54的一部分的示意性透视图。图3示出包括所述追踪装置10的应变消除单元26的所述外科手术器械54的一部分的内部的示意性透视图。所述应变消除单元26被配置用于为所述线元件18提供应变消除并且将在下文中更详细地描述。所述应变消除单元26包括芯部28和被安装在所述芯部28上的套筒52。

在所述实施例中，所述连接器68被实施为允许无工具连接至所述定位器64和从所述定位器64去连接的可释放的快速连接器。在其它实施例中，可以没有连接器68，但是所述线元件18可以替代地被直接连接至所述定位器64。

图4示出所述应变消除单元26的所述芯部28的示意性透视图。所述芯部28包括纵向轴线30。此外，所述芯部28包括外表面32和沿所述外表面32围绕所述纵向轴线30周向地延伸的凹部34。

所述芯部28可以至少部分地由塑料制成。在一些实施例中，芯部可以至少部分地由金属制成。在一些实施例中，芯部可以至少部分地由陶瓷制成。此外，可以使用不同的材料(特别是所提到的材料)的组合。所述凹部34围绕所述芯部28延伸若干次或若干圈。当沿所述纵向轴线28观察时，所述凹部34沿圆形延伸。

所述凹部34是形成在所述芯部28的所述外表面32中的螺纹44的一部分。所述凹部34被布置在所述螺纹44的远侧。所述凹部34因而描述围绕所述芯部28的所述外表面32的螺旋形路径。所述凹部34是螺旋槽。

所述线元件18包括从第一侧延伸到所述应变消除单元26中的第一线段20。在示出的实施例中，所述第一侧是所述应变消除单元26的近侧，特别是相对于所述连接器68和/或所述定位器64的近侧。此外，所述线元件18包括从与所述第一侧相反的第二侧延伸到所述应变消除单元26中的第二线段22。在示出的实施例中，所述第二侧是所述应变消除单元26的远侧，特别是相对于所述连接器68和/或所述定位器64的远侧。

所述线元件18还包括被布置在所述第一线段20与所述第二线段22之间的第三线段24。所述第三线段24在所述凹部34内延伸。所述第三线段24遵循由所述凹部36描述的所述螺旋形路径。所述第三线段24被布置在所述螺纹44内。

所述凹部34具有适于接收所述第三线段24的V形或U形截面。所述凹部34具有保证所述第三线段24至少与所述芯部28的所述外表面32齐平(即，所述第三线段24与所述外表面32齐平或相对于所述外表面32凹陷)的深度。

下文还参考图5，图5示出所述应变消除单元26的示意性透视截面图。所述芯部28是一件式结构。所述芯部28由塑料制成。所述芯部28是具有圆柱形的基本形状的中空结构。所述第一线段20延伸到所述芯部28的内部中。

所述应变消除单元26将所述线元件18相对于所述纵向轴线30径向向内和径向向外引导。具体地，相对于所述纵向轴线30，所述第一线段20被布置在第一径向位置，所述第二线段22被布置在第二径向位置，并且所述第三线段24被布置在第三径向位置，其中所述第一径向位置和所述第二径向位置位于所述第三径向位置的径向内侧(当沿所述纵向轴线30观察时)。

在当前实施例中，所述第一线段20和所述第二线段22相对于彼此同轴地延伸并且相对于所述纵向轴线30同轴地延伸。因此，所述第一径向位置和所述第二径向位置是相同的。

在其它实施例中，所有三个径向位置可以是不同的。此外，在一些实施例中，所述第一线段20和/或所述第二线段22可以与所述第三线段24的至少一部分同轴地延伸。

所述线元件18包括被布置在所述第一线段20与所述第三线段24之间的第四线段45。所述第四线段45相对于所述纵向轴线30径向向外(当沿所述纵向轴线30观察时)延伸。此外，所述线元件18包括被布置在所述第二线段22与所述第三线段24之间的第五线段72。所述第五线段72相对于所述纵向轴线30径向向外(当沿所述纵向轴线30观察时)延伸。

当垂直于所述纵向轴线观察时，所述线元件18描述所述应变消除单元26内的双台阶，其中从所述第一线段20起，所述第四线段45组成从所述第一径向位置至所述第三径向位置向上的台阶，并且所述第五线段72组成从所述第三径向位置至所述第二径向位置向下的台阶。

所述线元件18可以包括线缆绝缘部，所述线缆绝缘部可以被至少部分地去除和/或不存在于所述第一线段至第五线段20、22、24、45、72中的任一线段或所有线段中。

如图4中可以看出的，至少一个开口47形成在所述芯部28的所述外表面32中，其中所述线元件18延伸穿过所述开口47。所述开口47包括狭缝46，其中所述狭缝46形成在所述芯部28中、沿所述芯部28的所述纵向轴线30延伸并且在叠置区48中与所述凹部36中。在所述叠置区48中，所述凹部34的围绕所述芯部28的每匝都被所述狭缝46断开。所述狭缝46将所述凹部36连接至所述芯部28的内部。所述第四线段45和所述第五线段72径向地延伸通过所述狭缝46。在它遵循所述凹部34的情况下，所述第三线段24在所述叠置区48中横跨所述狭缝36延伸。

所述第三线段24将围绕所述芯部28缠绕若干次。可以根据需要(例如依赖于期望最大应变)来选择许多缠绕的数目。

所述应变消除单元26还包括套筒52。所述套筒52包括具有内螺纹70的圆柱形内部。所述芯部28被螺纹连接到所述套筒52中并且被部分地布置在所述套筒52内。具体地，所述芯部28的所述螺纹44被螺纹连接到所述套筒52的所述内螺纹70中。将所述芯部28螺纹连接到所述套筒52中保证了经受大拉力的两个部件之间的连接。此外，所述应变消除单元26容易制造且容易保持，特别是因为所述应变消除单元26可以被重复地打开和关闭。

所述套筒52覆盖所述凹部34。所述套筒52和所述芯部28一起形成所述第三线段24在其中延伸的通道，所述通道由所述凹部和所述套筒52的覆盖所述凹部34的一部分组成。所述套筒52防止所述第三线段24沿径向向外方向跳出所述凹部。

所述第三线段24被布置在所述螺纹44的未被螺纹连接到所述套筒52的所述内螺纹70中的段中。所述第三线段24相对于所述芯部28是松的，即，所述第三线段24未被胶合至所述芯部28或以其它方式稳定地固定但可以至少在小距离内滑动。因而，当拉力相对于所述第二线段22作用于所述第一线段20时，所述第三线段24可以在所述应变消除单元26内稍微移动，其中所述拉力由所述凹部34(具体地，由限定所述凹部34的侧壁)接收。

图6示出根据第二实施例的具有追踪装置10'的外科手术器械54'的示意性透视图.图7示出包含所述追踪装置10'的应变消除单元26'的根据所述第二实施例的所述外科手术器械54'的一部分的内部的示意性透视图。在所述第二实施例的内容背景下使用的附图标记用撇号指示。相同的数字被用于识别相同或相似的对象。在下文中，将主要描述相对于先前实施例的差异。在未描述图6通过图9中示出的对象的情况下，参考先前实施例的内容背景下示出的对应对象。

所述追踪装置10'包括具有芯部28'和套筒52'的应变消除单元26'。线元件18'延伸穿过所述应变消除单元26'并且连接至所述追踪装置10'的电磁传感器14'。所述应变消除单元26'为所述线元件18'提供应变消除。

在下文中，参考图8和图9。图8示出所述第二实施例的所述应变消除单元10'的所述芯部28'的示意性透视图。图9示出所述第二实施例的所述应变消除单元26'的示意性透视截面图。

所述芯部28'具有纵向轴线30'。类似于先前的实施例，所述线元件18'包括在近侧延伸到所述应变消除单元26'中的第一线段20'和在远侧延伸到所述应变消除单元26'中的第二线段22'。所述第一线段20'和所述第二线段22'分别在第一径向位置和第二径向位置处延伸，所述第一线段20'和所述第二线段22'两者都相对于所述纵向轴线30'同轴地延伸。所述线元件18’的第三线段24'在所述第一径向位置和第二径向位置径向向外的第三轴向位置处被布置在所述第一线段20'与所述第二线段22'之间。所述线元件18'的第四线段45'将所述第一线段20'连接至所述第三线段24'并且相对于所述纵向轴线30'径向向外延伸。所述线元件18'的第五线段72'将所述第二线段22'连接至所述第三线段24'并且相对于所述纵向轴线30'径向向外延伸。

所述芯部28'包括外表面32'和沿所述外表面32'围绕所述纵向轴线30'周向地延伸的至少一个凹部34'，其中所述第三线段24'在所述凹部34'内延伸。所述芯部28'包括圆柱形基本形状。所述芯部28'是塑料质一件式部件。所述芯部28'的基本结构是具有在其中形成的不同的空结构(诸如凹部、凹槽、腔室等形成从而)的实心圆柱体。

所述凹部34'包括围绕所述芯部28'沿垂直于所述芯部28'的所述纵向轴线30'的方向延伸的两个相邻凹槽40'、42'。所述凹槽40'、42'是平行的环形凹槽。

在其它实施例中，可以使用单个凹槽。此外，在一些实施例中，可以选择更大数目个凹槽，诸如三个、四个、五个或甚至更多个。凹槽的数目可以依赖于期望最大应变而调整。

狭缝46'形成在所述芯部28'中，所述狭缝46'沿所述纵向轴线30'延伸并且在叠置区48'中与所述两个凹槽40'、42'叠置。所述凹槽40'、42'经由所述狭缝46'连接。所述第三线段24'沿所述凹槽40'、42'中的第一凹槽40'、穿过所述狭缝46'、并沿所述凹槽40'、42'中的第二凹槽42'延伸。

所述狭缝46'包括基部50'。所述第一线段20'在所述狭缝26'的所述基部50'处延伸。所述基部50'位于超过所述芯部28'的半径的深度处。所述基部50'是凹面的，使得所述狭缝46'具有U形截面(当沿所述纵向轴线30'观察时)。所述基部50'的曲率和所述狭缝46'的深度被选择为使得所述第一线段20'相对于所述纵向轴线30'同轴地延伸。

与所述纵向轴线30'同轴地延伸的通道74'形成在所述芯部28'中。所述第二线段22'延伸穿过所述通道74'。所述通道看可以被连接至所述狭缝46'，其中所述通道74'的下壁可以合并到所述狭缝46'的所述基部50'中。

如从图9可以看出的，所述套筒52包括其中接收所述芯部28'的圆柱形的接收空间76'。所述接收空间76'的直径基本等于所述芯部28'的直径。所述芯部28'被布置在所述套筒52'内。

所述芯部28'被胶合至所述套筒52'。在示出的实施例中，所述芯部28'被胶合至所述套筒，使得所述线元件18'未被胶合至所述芯部28'或所述套筒52'。例如，所述芯部28'的包括所述凹部34'和所述狭缝46'的区可以没有胶。将所述芯部28'和所述套筒52'胶合在一起允许使用简单结构的所述凹部34。关于所述套筒52'相对于所述芯部28'的旋转位置的小的不准确度不影响组装后的应变消除单元26'的质量。此外，所得到的结构是稳健的并且经受大拉力。

如根据先前的描述看出的，所述第二实施例的所述外科手术器械54'大致与第一实施例的所述外科手术器械54类型相同。对于这两种情况，具有如外科手术工具头56、56'的管心针的实现方式将被理解为仅是示例性的。根据本公开能够想到各种其它类型的外科手术器械。

此外，所述追踪装置10、10'可以被实施为可以被连接至不同类型的外科手术器械的追踪模块。这样的模块可以例如被实施为螺旋的盖、可以棘爪连接到对应的外科手术器械上、可以被胶合至对应的外科手术器械、或可以以其它方式实施为能永久附接的或能移除地附接的。特别是在这种情况下，电磁传感器可以被定位成明显更靠近如图示的实施例中的应变消除单元，例如，紧邻应变消除单元。

对于两个示出的实施例，可以存在以下变型：其中所述线元件18、18'，特别是所述第三线段24、24'，被胶合至所述芯部28、28'和/或所述套筒52、52'。

关于附图中示出的示例性实施例而描述的特征可以被容易地组合以产生不同的实施例。因此，将明白，本公开可以以许多方式变化。这样的变型不被视为偏离由随附于本发明的权利要求所限定的本发明的范围。

Claims (20)

1.一种在外科手术导航系统中使用的追踪装置，所述追踪装置包括：

电磁传感器，所述电磁传感器被配置成产生依赖于外部电磁场的传感器信号；

被电连接至所述电磁传感器的至少一个线元件，其中所述线元件包括第一线段、第二线段和布置在所述第一线段与所述第二线段之间的第三线段；以及

包括芯部的应变消除单元，其中所述芯部包括纵向轴线、外表面和在所述外表面中围绕所述纵向轴线周向地延伸的至少一个凹部，其中所述第一线段在所述应变消除单元的第一侧延伸到所述应变消除单元中，所述第二线段在所述应变消除单元的第二侧延伸到所述应变消除单元中，并且所述第三线段在所述凹部内延伸。

2.根据权利要求1所述的追踪装置，其中：

所述凹部围绕所述芯部延伸数次。

3.根据权利要求1所述的追踪装置，其中：

当沿所述纵向轴线观察时，所述凹部沿一圆延伸。

4.根据权利要求1所述的追踪装置，其中：

所述凹部包括沿大致垂直于所述芯部的所述纵向轴线的方向围绕所述芯部延伸的至少两个相邻的凹槽。

5.根据权利要求1所述的追踪装置，其中：

所述凹部是形成在所述芯部的所述外表面中的螺纹的一部分。

6.根据权利要求1所述的追踪装置，其中：

所述应变消除单元沿引导方向引导所述线元件，其中所述引导方向是相对于所述纵向轴线的径向向内方向和径向向外方向中的至少一个方向。

7.根据权利要求1所述的追踪装置，其中：

相对于所述纵向轴线，所述第一线段被布置在第一径向位置，和/或所述第二线段被布置在第二径向位置，并且所述第三线段被布置在第三径向位置，其中当沿所述纵向轴线观察时，所述第一径向位置和所述第二径向位置中的至少一个径向位置位于所述第三径向位置的径向内侧。

8.根据权利要求1所述的追踪装置，其中：

所述线元件包括布置在所述第一线段与所述第三线段之间的线段、和布置在所述第二线段与所述第三线段之间的线段中的至少一个，其中当沿所述纵向轴线观察时所述线段相对于所述纵向轴线径向向外延伸。

9.根据权利要求1所述的追踪装置，其中：

至少一个开口形成在所述芯部的所述外表面中，其中所述线元件延伸穿过所述开口。

10.根据权利要求9所述的追踪装置，其中：

所述至少一个开口包括至少一个狭缝，其中所述狭缝被形成在所述芯部中、沿所述芯部的所述纵向轴线延伸、并且在叠置区中与所述凹部叠置，其中所述至少一个凹部包括相对于所述纵向轴线的一匝或更多匝，并且其中在所述叠置区中，所述凹部的围绕所述芯部的每匝都被所述狭缝断开。

11.根据权利要求10所述的追踪装置，其中：

所述狭缝包括基部，并且其中所述第一线段在所述狭缝的所述基部处延伸。

12.根据前述权利要求中任一项所述的追踪装置，其中：

所述应变消除单元还包括套筒，其中所述芯部被布置成至少部分地位于所述套筒内侧。

13.根据权利要求12所述的追踪装置，其中：

所述芯部被螺纹连接到所述套筒中。

14.根据权利要求12所述的追踪装置，其中：

所述芯部被胶合至所述套筒，使得所述线元件未被胶合至所述芯部和所述套筒中的至少一个。

15.根据权利要求1所述的追踪装置，其中：

所述芯部包括圆柱形的基本形状。

16.根据权利要求1所述的追踪装置，其中：

所述芯部是一件式单元。

17.一种包括根据权利要求1所述的追踪装置的外科手术器械。

18.根据权利要求17所述的外科手术器械，所述外科手术器械还包括具有第一端和第二端的外科手术工具头，其中所述电磁传感器被布置在所述第一端处，所述应变消除单元被布置在所述第二端处，并且所述线元件沿所述外科手术工具头延伸。

19.根据权利要求18所述的外科手术器械，其中：

所述外科手术工具头是管心针。

20.一种用于追踪外科手术器械的位置的外科手术导航系统，所述外科手术导航系统包括：

根据权利要求17所述的外科手术器械；

用于产生电磁场的场发生器；以及

定位器，所述定位器被连接至所述外科手术器械的所述追踪装置的所述电磁传感器，以基于从所述电磁传感器接收的传感器信号来确定所述外科手术器械的位置。

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