ES2260727T3 - Dispositivo de registro de implante para sistema de navegacion quirurgica. - Google Patents

Dispositivo de registro de implante para sistema de navegacion quirurgica.

Info

Publication number
ES2260727T3
ES2260727T3 ES04250512T ES04250512T ES2260727T3 ES 2260727 T3 ES2260727 T3 ES 2260727T3 ES 04250512 T ES04250512 T ES 04250512T ES 04250512 T ES04250512 T ES 04250512T ES 2260727 T3 ES2260727 T3 ES 2260727T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
implants
implant
stem
recording device
computer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES04250512T
Other languages
English (en)
Inventor
Shawn E. Mcginley
James E. Grimm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zimmer Technology Inc
Original Assignee
Zimmer Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zimmer Technology Inc filed Critical Zimmer Technology Inc
Application granted granted Critical
Publication of ES2260727T3 publication Critical patent/ES2260727T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/46Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor
    • A61F2/4603Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor for insertion or extraction of endoprosthetic joints or of accessories thereof
    • A61F2/4607Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor for insertion or extraction of endoprosthetic joints or of accessories thereof of hip femoral endoprostheses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/16Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans
    • A61B17/17Guides or aligning means for drills, mills, pins or wires
    • A61B17/1739Guides or aligning means for drills, mills, pins or wires specially adapted for particular parts of the body
    • A61B17/1742Guides or aligning means for drills, mills, pins or wires specially adapted for particular parts of the body for the hip
    • A61B17/175Guides or aligning means for drills, mills, pins or wires specially adapted for particular parts of the body for the hip for preparing the femur for hip prosthesis insertion
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00681Aspects not otherwise provided for
    • A61B2017/00725Calibration or performance testing
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/101Computer-aided simulation of surgical operations
    • A61B2034/105Modelling of the patient, e.g. for ligaments or bones
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046Tracking techniques
    • A61B2034/2051Electromagnetic tracking systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046Tracking techniques
    • A61B2034/2055Optical tracking systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2068Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis using pointers, e.g. pointers having reference marks for determining coordinates of body points
    • A61B2034/207Divots for calibration
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/39Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
    • A61B2090/3954Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers magnetic, e.g. NMR or MRI
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/39Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
    • A61B2090/3983Reference marker arrangements for use with image guided surgery
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/32Joints for the hip
    • A61F2/34Acetabular cups
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/32Joints for the hip
    • A61F2/36Femoral heads ; Femoral endoprostheses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/32Joints for the hip
    • A61F2/36Femoral heads ; Femoral endoprostheses
    • A61F2/3662Femoral shafts
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2002/30001Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
    • A61F2002/30316The prosthesis having different structural features at different locations within the same prosthesis; Connections between prosthetic parts; Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for
    • A61F2002/30329Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements
    • A61F2002/30383Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by laterally inserting a protrusion, e.g. a rib into a complementarily-shaped groove
    • A61F2002/30387Dovetail connection
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/32Joints for the hip
    • A61F2/36Femoral heads ; Femoral endoprostheses
    • A61F2/3609Femoral heads or necks; Connections of endoprosthetic heads or necks to endoprosthetic femoral shafts
    • A61F2002/3625Necks
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/32Joints for the hip
    • A61F2/36Femoral heads ; Femoral endoprostheses
    • A61F2/3609Femoral heads or necks; Connections of endoprosthetic heads or necks to endoprosthetic femoral shafts
    • A61F2002/3625Necks
    • A61F2002/3631Necks with an integral complete or partial peripheral collar or bearing shoulder at its base
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/46Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor
    • A61F2/4603Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor for insertion or extraction of endoprosthetic joints or of accessories thereof
    • A61F2002/4629Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor for insertion or extraction of endoprosthetic joints or of accessories thereof connected to the endoprosthesis or implant via a threaded connection
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/46Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor
    • A61F2002/4632Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor using computer-controlled surgery, e.g. robotic surgery
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2220/00Fixations or connections for prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
    • A61F2220/0025Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements

Abstract

Un sistema para registrar un implante ortopédico en un sistema de navegación (80) asistido por ordenador, comprendiendo dicho sistema: una pluralidad de implantes (46, 46a) dimensionados diferenciadamente; un dispositivo de registro (20) enganchable con cada uno de la citada pluralidad de implantes (46, 46a) en una primera posición relativa predefinida; una primera estructura de referencia (24) y una segunda estructura de referencia (64), teniendo cada una de dichas estructuras de referencia (24, 64) al menos un elemento de referencia (34) registrable en el sistema de navegación (80) asistido por ordenador, estando dicha primera estructura de referencia (24) dispuesta en el citado dispositivo de registro (20) en una posición predeterminada, siendo dicha segunda estructura de referencia (64) susceptible de fijación liberable a cada uno de la citada pluralidad de implantes (46, 46a), y en el que las posiciones relativas de dichas primera y segunda estructuras de referencia (24, 64) difieren para cada uno de la citada pluralidad de implantes (46, 46a) cuando dicho dispositivo de registro (20) está enganchado en dicha primera posición predefinida, y dicha segunda estructura de referencia (64) está fijada a uno seleccionado de los citados implantes (46, 46a).

Description

Dispositivo de registro de implante para sistema de navegación quirúrgica.
Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención
La presente invención se refiere a un dispositivo de registro y, más específicamente, a un dispositivo para registrar la posición de un implante ortopédico en un sistema de navegación quirúrgica asistido por ordenador.
2. Descripción de la técnica relacionada
El posicionamiento controlado de instrumentos quirúrgicos y de otros objetos, es de una gran importancia en muchos procedimientos quirúrgicos, y se han desarrollado diversos procedimientos para posicionar apropiadamente un objeto durante un procedimiento quirúrgico. Tales procedimientos incluyen el uso tanto de guías mecánicas como de sistemas navegacionales asistidos por ordenador. Las técnicas navegacionales asistidas por ordenador incluyen típicamente la adquisición de imágenes pre-operativas de las estructuras anatómicas pertinentes, y la generación de una base de datos que represente un modelo tridimensional de las estructuras anatómicas. Las herramientas pertinentes y otros objetos utilizados en el procedimiento quirúrgico, tienen una geometría conocida y fija que también se define previamente a la operación. Durante el procedimiento quirúrgico, la posición del objeto que se está usando se registra con el sistema coordenado anatómico, y se puede computar en tiempo real una presentación gráfica que muestra las posiciones relativas del objeto y de la estructura anatómica y ser presentada al cirujano, para ayudar al cirujano a posicionar y manejar apropiadamente el objeto con respecto a la estructura anatómica pertinente.
En tales procedimientos de guiado de imágenes, se puede utilizar un brazo robótico para posicionar y controlar el objeto, o bien, el cirujano puede posicionar manualmente el objeto y usar la visualización de la posición relativa del objeto y de la estructura anatómica para posicionar el objeto. Ejemplos de diversos sistemas de navegación asistidos por ordenador que son conocidos en el estado de la técnica, se encuentran descritos en las Patentes U.S. núms. 5.682.886; 5.921.992; 6.096.050; 6.348.058 B1; 6.434.507 B1; 6.450.978 B1; 6.490.467 B1, y 6.491.699 B1.
Sumario de la invención
La presente invención proporciona un dispositivo de registro que es susceptible de enganche con una pluralidad de implantes ortopédicos dimensionados diferenciadamente. El dispositivo de registro es enganchable con cada uno de los implantes en una posición relativa predefinida. Una primera estructura de referencia se dispone sobre el dispositivo de registro y una segunda estructura de referencia se sujeta liberablemente al implante. Cada una de dichas primera y segunda estructuras de referencia, tiene al menos un elemento de referencia registrable en un sistema de navegación asistido por ordenador, con lo que se puede determinar o calibrar la posición y/o la orientación del implante en relación con la estructura de referencia. Tras la calibración de la posición del implante en relación con la segunda estructura de referencia, el dispositivo de registro se desengancha del implante. La segunda estructura de referencia puede estar montada en una herramienta de manipulación que se utiliza entonces para colocar en implante en su posición implantada con la utilización del sistema navegacional asistido por ordenador.
La invención comprende, según una forma de la misma, un sistema para el registro de un implante ortopédico en un sistema de navegación asistido por ordenador. El sistema incluye una pluralidad de implantes dimensionados diferenciadamente, y un dispositivo de registro enganchable con cada uno de la pluralidad de implantes en una primera posición relativa predefinida. El sistema incluye también una primera estructura de referencia y una segunda estructura de referencia. Cada una de las estructuras de referencia tiene al menos un elemento de referencia registrable en el sistema de navegación asistido por ordenador. La primera estructura de referencia está situada sobre el dispositivo de registro, en una posición predeterminada, y la segunda estructura de referencia es susceptible de fijación liberable a cada uno de la pluralidad de implantes. Las posiciones relativas de la primera y la segunda estructuras de referencia difiere para cada uno de la pluralidad de implantes cuando el dispositivo de registro está enganchado en una primera posición predefinida, y la segunda estructura de referencia está fijada a uno seleccionado de los
implantes.
La primera y la segunda estructuras de referencia pueden incluir al menos tres elementos de referencia posicionados de manera no lineal. Los elementos de referencia de la primera y segunda estructuras de referencia pueden definir un primer y un segundo patrones que sean distinguibles. La segunda estructura de referencia puede estar también montada en la herramienta de manipulación que tiene un accesorio de fijación susceptible de sujeción liberable a cada uno de la pluralidad de implantes.
Los implantes pueden consistir en una pluralidad de vástagos de cadera adaptados para su inserción en un fémur proximal. Los vástagos de cadera tienen una configuración en forma de L en general, que define una porción de vástago y una porción de cuello. La porción de vástago tiene un extremo distal y un extremo proximal. Cada uno de los vástagos de cadera incluye también una interfaz de montaje, situada en las proximidades del extremo proximal que es susceptible de sujeción a la herramienta de manipulación. El dispositivo de registro incluye al menos un espacio graduado para recibir un extremo distal de un primer y un segundo vástagos de la pluralidad de vástagos de cadera. El primer y el segundo vástagos de cadera enganchan en el dispositivo de registro en el interior de al menos un espacio graduado, con lo que los accesorios de enganche de dichos primer y segundo vástagos de cadera se sitúan respectivamente a una primera y una segunda distancias, no equivalentes, desde la primera estructura de referencia. Cada uno de los vástagos de cadera puede incluir una proyección dispuesta en la porción de cuello, en los que cada una de las proyecciones tiene una configuración común. El miembro de referencia puede incluir un accesorio de enganche para enganchar las proyecciones en una segunda posición relativa predefinida.
La invención comprende, en otra forma de la misma, un sistema para registro de un implante ortopédico en un sistema de navegación asistido por ordenador, en el que el implante está adaptado para su implantación en un hueso. El sistema incluye una pluralidad de implantes ortopédicos dimensionados diferenciadamente, teniendo cada uno de los implantes un vástago alargado que define un eje de vástago y un dispositivo de registro enganchable con el vástago de cada uno de la pluralidad de implantes en una posición relativa predefinida a lo largo del eje de vástago de cada uno de la pluralidad de implantes. Una primera estructura de referencia, que tiene al menos un elemento de referencia registrable en un sistema de navegación asistido por ordenador, se encuentra dispuesto en el dispositivo de registro en una posición predeterminada. El dispositivo de registro puede incluir al menos un accesorio de enganche graduado, para enganchar los vástagos en la primera posición relativa predefinida.
La invención comprende, todavía según otra forma de la misma, un procedimiento de registro de un implante ortopédico en un sistema de navegación asistido por ordenador. El procedimiento incluye proporcionar un implante que tiene un vástago que define un eje de vástago. El vástago tiene un extremo distal y un extremo proximal en el que el extremo distal tiene un área en sección transversal más pequeña que el extremo proximal. También se ha previsto un dispositivo de registro, que incluye una primera estructura de referencia que tiene al menos un elemento de referencia registrable en un sistema de navegación asistido por ordenador. El dispositivo de registro es enganchable con el vástago en una posición axial predefinida. El procedimiento incluye sujetar la herramienta de manipulación al implante. La herramienta de manipulación tiene una segunda estructura de referencia montada en la misma. La segunda estructura de referencia incluye al menos un elemento de referencia registrable en el sistema de navegación asistido por ordenador. El procedimiento incluye también enganchar el dispositivo de registro con el implante en la posición axial predefinida, con el implante sujeto a la herramienta de manipulación, y registrar la posición de la primera y segunda estructuras en el sistema de navegación asistido por ordenador, y determinar la posición del vástago de implante en relación con la segunda estructura de referencia.
El procedimiento puede incluir también la etapa de desenganchar el dispositivo de registro del vástago de implante a continuación de la etapa de determinación de la posición el vástago de implante en relación con la segunda estructura de referencia. El implante puede incluir también una proyección que se extienda formando ángulo respecto al eje de vástago, y el procedimiento incluye además las etapas de enganchar el dispositivo de referencia con la proyección en una posición relativa predefinida, registrar las posiciones relativas de la primera y segunda estructuras de referencia en el sistema de navegación asistido por ordenador, y determinar la posición rotacional de la proyección en relación con el eje de vás-
tago.
En realizaciones alternativas del procedimiento, se puede prever una pluralidad de implantes, teniendo cada uno de los implantes un vástago dimensionado diferenciadamente, que define un eje de vástago. Los vástagos pueden ser ahusados. Cada vástago tiene un extremo distal y un extremo proximal, de los que el extremo distal tiene un área en sección transversal más pequeña que el extremo proximal. La herramienta de manipulación es sujetable a cada uno de los implantes en una posición predefinida, y el procedimiento incluye también las etapas de seleccionar uno de los implantes para su sujeción a la herramienta de manipulación y para su enganche con el dispositivo de registro. La etapa de determinar la posición del vástago de implante en relación con la segunda estructura incluye también determinar el tamaño del implante seleccionado en base a la distancia entre la primera y la segunda estructuras de referencia. El dispositivo de registro puede definir al menos un espacio graduado, y la etapa de enganchar el dispositivo de registro con el implante incluye insertar el vástago ahusado en el espacio graduado.
También se ha descrito un conjunto para su uso en un sistema de navegación asistido por ordenador. El conjunto incluye un implante ortopédico, al menos un bucle alámbrico montado extraíblemente en dicho implante ortopédico, y un medio de comunicación acoplado operativamente entre el bucle de alambre y el sistema de navegación asistido por ordenador, y que comunica una señal desde el bucle de alambre hasta el sistema de navegación, identificativa del campo magnético detectado por el bucle de alambre.
El medio de comunicación puede ser un cable de comunicaciones acoplado operativamente al bucle de alambre. El al menos un bucle de alambre puede consistir en al menos dos bucles de alambre, definiendo cada uno de los bucles un eje de bucle, con los bucles dispuestos en posiciones relativamente fijas en las que los ejes de bucle se posicionan con una orientación mutuamente perpendicular. El bucle de alambre puede estar montado en un instrumento quirúrgico sujeto al implante.
Breve descripción de los dibujos
Las características mencionadas en lo que antecede y otras características y objetos de esta invención, y la manera de alcanzarlos, resultarán más evidentes, y la propia invención podrá ser mejor comprendida, con referencia a la descripción que sigue de una realización de la invención tomada junto con los dibujos que se acompañan, en los que:
La Figura 1 es una vista en perspectiva de un dispositivo de registro de acuerdo con la presente invención;
la Figura 2 es una vista superior del dispositivo de registro con un vástago de cadera insertado en una ranura de registro;
la Figura 2A es una vista en sección transversal de la Figura 2, tomada a través de la ranura que tiene el vástago de cadera insertado en la misma;
la Figura 3 es una vista superior del dispositivo de registro con el cuello de un vástago de cadera insertado en una abertura de registro;
la Figura 4 es una vista lateral del dispositivo de registro enganchado a una copa acetabular;
la Figura 5 es una representación esquemática despiezada de una realización alternativa de un elemento de referencia, y
la Figura 6 es una representación esquemática de un sistema de navegación asistido por ordenador y del dispositivo de registro enganchado a un vástago de cadera.
Los caracteres de referencia correspondientes indican partes correspondientes a través de las diversas vistas. Aunque el ejemplo aquí expuesto ilustra una realización de la invención, según una forma, la realización descrita en lo que sigue no está previsto que sea exhaustiva, o que sea construida como limitación del alcance de la invención a la forma precisa que se describa.
Descripción de la presente invención
Un dispositivo de registro 20 de acuerdo con la presente invención, se muestra en la Figura 1. El dispositivo de registro 20 incluye una porción de agarre o mango 22 y un cuerpo 24. Tres ranuras ahusadas 26, 28, 30, dimensionadas diferenciadamente, han sido formadas en el cuerpo 24. Cada una de las ranuras está definida por dos superficies 26a, 26b; 28a, 28b; 30a, 30b, laterales opuestas, y una superficie inferior 26c, 28c, 30c, y definen un ahusamiento compuesto. Montados en la superficie superior 32 sustancialmente planar del cuerpo 24, se encuentran cuatro elementos referenciadores 34. En la realización ilustrada, los elementos referenciadores 34 son esferas reflectantes que son registrables en un sistema de navegación asistido por ordenador tal y como se discute con mayor detalle en lo que sigue. Según puede verse en la Figura 1, el cuerpo 24 forma una estructura de referencia integral que tiene elementos de referencia 34 montados en la misma, en posiciones fijas. Los elementos de referencia 34 están montados en postes 36 que se proyectan desde el cuerpo 24.
En el borde distal 38 del cuerpo 24, opuesto al mango 22, existen tres depresiones 40, 42 y 44. La depresión 40 está configurada de modo que se acopla de forma próxima al vástago de cuello de un implante de cadera. La depresión 42 tiene forma cónica, y la depresión 44 tiene dos porciones cilíndricas concéntricas de diámetros diferentes. El dispositivo de registro ilustrado, se ha formado con un material de acero inoxidable, aunque no obstante, se pueden utilizar también otros materiales adecuados tales como materiales plásticos y aluminio.
Según se aprecia mejor en la Figura 2, el dispositivo de registro 20 puede ser enganchado con un componente femoral de una articulación protésica de cadera, es decir, con el vástago de cadera 46. Ejemplos de vástagos de cadera que pueden ser utilizados con la presente invención, se encuentran descritos en las Patentes U.S. núms. 5.480.453 y 5.326.376. El vástago de cadera 46 tiene en general una configuración en forma de L, e incluye una porción 48 de vástago alargado que define un eje de vástago 49 y una porción de cuello 50 que define un eje de cuello 51. Una proyección 52 se localiza en el cuello, y una bola protésica ha sido montada en la misma, para su posicionamiento en una copa acetabular. Típicamente, los vástagos de cadera se fabrican con diversos tamaños, de modo que la configuración global del vástago de cadera permanece sustancialmente constante y proporcional, pero las dimensiones varían con el fin de proporcionar una gama de tamaños que se adapten a pacientes de diferentes tamaños.
Las Figuras 2 y 2A ilustran un primer implante 46 y un segundo implante 46a con líneas discontinuas. El primer y el segundo vástagos de cadera 46, 46a, tienen un diseño común pero son de tamaños diferentes, siendo el segundo vástago de cadera 46a ligeramente más pequeño que el vástago de cadera 46. En la realización ilustrada, las proyecciones 52, 52a son de idéntico tamaño y configuración, para proporcionar una interfaz de montaje común entre los vástagos de cadera y las bolas femorales. Adicionalmente, los vástagos están ahusados, y el extremo distal 54 tiene un área en sección transversal más pequeña que el extremo proximal 56 del vástago 48. Los vástagos ilustrados tienen un ahusamiento compuesto que define dos ángulos de ahusamiento.
Cada uno de los vástagos de cadera 46 incluyen también una interfaz de montaje que se sitúa en el borde proximal del vástago de cadera cerca del extremo proximal 56 del vástago 48. Los vástagos de cadera incluyen típicamente interfaces de montaje tales como las que se utilizan para sujetar separablemente el vástago de cadera a una herramienta de manipulación, citada con frecuencia como insertador de vástago. Se conoce una diversidad de tales interfaces. Por ejemplo, la interfaz de montaje 58 en el vástago 46, puede ser un orifico roscado, teniendo la herramienta de manipulación o insertador de vástago 60 un eje roscado 62 que engancha roscadamente en el orificio 58 para asegurar el vástago de cadera 46 a la herramienta de manipulación 60 de manera conocida en la técnica. Tras la sujeción del insertador de vástago 60 al vástago de cadera 46, el insertador de vástago 60 se utiliza para manipular el vástago de cadera 46 en vez de manipular directamente el vástago de cadera 46. El insertador de vástago 60 se retira del vástago de cadera 46 tras el posicionamiento del vástago de cadera 46 en su posición implantada final en un fémur.
Una estructura rígida de referencia 64 de aluminio, que tiene elementos de referencia 34 montados sobre la misma en posiciones relativas fijas, se ha asegurado al insertador de vástago 60. Se utiliza una junta 66 en cola de milano para montar extraíblemente la estructura de referencia 64 sobre el insertador de vástago 60. Un sujetador roscado 68, asegura firmemente la estructura de referencia 64 en una posición deseada sobre el insertador de vástago 60. En realizaciones alternativas, la estructura de referencia 64 puede ser fijada permanentemente al insertador de vástago 60, o puede ser formada integralmente con el mismo.
La estructura subyacente de herramienta de manipulación sobre la que se montado la estructura de referencia 64 en una posición predefinida, puede ser una herramienta de manipulación convencional. Aunque la realización ilustrada utiliza un eje roscado para fijar la herramienta 60 al implante 46, se pueden utilizar también otros accesorios de sujeción para fijar la herramienta de manipulación al implante. Por ejemplo, el implante puede tener un orificio con paredes lisas, y la herramienta de manipulación puede tener una pinza expansionable que puede ser fijada liberablemente en el interior del orificio. Además, la presente invención puede ser utilizada con implantes alternativos, por ejemplo, para una articulación protésica de rodilla, y con herramientas de manipulación adaptadas para su uso con tales implantes.
Ejemplos de herramientas de manipulación que pueden tener estructuras de referencia montadas en las mismas y usadas con la presente invención, han sido descritas por Hoag et al., en la Solicitud de Patente U.S. Serie núm. 10/194.874, titulada "Herramienta para agarre de un implante ortopédico", depositada el 12 de Julio de 2002, y por Hoag et al., en la Solicitud de Patente U.S. Serie núm. 10/194.744 titulada "Herramienta para agarrar liberablemente un implante ortopédico", depositada el 12 de Julio de 2002.
Adicionalmente a su función de manipulación de vástago, con el montaje de la estructura de referencia 64 sobre el mismo, el insertador de vástago 60 sirve también para fijar liberablemente la estructura de referencia 64 al vástago 46 en una posición relativa que será generalmente fija hasta que el insertador de vástago se desenganche del vástago 46. Según se discute en lo que sigue, el bloque de registro 20 puede ser utilizado para determinar la posición relativa del vástago de cadera 46 respecto a la estructura de referencia 64 después de la sujeción del insertador de vástago 60 al vástago de cadera 46, permitiendo con ello que un sistema de navegación asistido por ordenador rastree el vástago de cadera 46 mediante la detección de la posición y la orientación de la estructura de referencia 64.
En otras realizaciones de la presente invención, una estructura de referencia que tiene uno o más elementos de referencia puede ser montada directamente y de forma separable, en el implante, en vez de mediante una herramienta de manipulación. Tal estructura de referencia directamente sujeta, podría proporcionar el seguimiento del implante, pero no proporciona la función de manejo proporcionada por la herramienta 60.
La posición del vástago de cadera 46 debe ser calibrada con la posición de la estructura de referencia 64 para que el sistema de navegación 80 asistido por ordenador rastree de manera precisa la posición y la orientación del vástago de cadera 46. El uso del dispositivo de registro 20 para realizar dicha calibración, va a ser descrito ahora en lo que sigue.
El dispositivo de registro 20 tiene tres ranuras ahusadas 26, 28, 30, en las que las superficies laterales opuestas de las ranuras, por ejemplo, las superficies 28a, 28b, definen un espacio graduado entre ambas. El espacio definido por las ranuras 26, 28, 30, está configurado para que enganche únicamente el dispositivo de registro 20 con cada uno de los vástagos de cadera 46 dimensionados diferenciadamente, con los que está previsto usar el dispositivo de registro 20.
En la realización ilustrada, el dispositivo de registro 20 ha sido configurado para su uso con una línea de vástagos de cadera que tienen aproximadamente diez tamaños nominales diferentes. Cada una de las ranuras 26, 38, 30 está dimensionada para su uso con 3 ó 4 tamaños nominales diferentes, es decir, la ranura 26 recibe los tamaños más pequeños, la ranura 28 los tamaños medios, y la ranura 30 los tamaños más grandes. Según se aprecia mejor en la Figura 3, los vástagos 48 se insertan en las ranuras 26, 38, 30 en las direcciones indicadas por las flechas 27, 29, 31, respectivamente.
Las tolerancias dimensionales inherentes a la fabricación de vástagos 46 darán como resultado un tamaño nominal particular de vástago 46 que encaja con su ranura asociada, dentro una estrecha franja. Por ejemplo, el grupo de líneas indicadas con el número de referencia 90 que se muestra en la Figura 3, representan los dos extremos y el punto medio de dónde el implante 46a deberá encajar con la ranura 28 en base a las tolerancias de fabricación del vástago 46a. Estas posiciones de enganche se trasladan a la gama 91 que indica la posición de la interfaz de enganche entre el vástago 46a y la herramienta de manipulación 60. De forma similar, las líneas 92 indican los dos extremos y el punto medio de dónde el implante 46 deberá enganchar con las superficies 28a y 28b, y la gama 93 indica la posición de la interfaz de enganche entre el vástago 46 y la herramienta de manipulación 60. Esto puede ser también apreciado con referencia a las Figuras 2 y 2A, las cuales ilustran el implante 46 enganchado en la posición relativa predefinida representada mediante las líneas 92 (las líneas 92 han sido mostradas solamente en la Figura 3), y un contorno de implante 46a más pequeño enganchado en la posición relativa predefinida representada por las líneas 90 (las líneas 90 han sido mostradas solamente en la Figura 3).
Las ranuras 26, 28, 30, están configuradas de modo que las gamas 91, 93 de la interfaz de enganche entre el implante y la herramienta de manipulación de los implantes dimensionados diferenciadamente, no se solapan. Puesto que se utiliza la misma herramienta 60 para enganchar cada implante 46, cada tamaño nominal diferente de implante 46 define una gama de posiciones de estructura de referencia 64, en relación con el dispositivo de registro 20, que es única y que no se solapa con la gama de ningún otro tamaño nominal de implante 46. Esto se ha ejemplificado en la Figura 2, la cual ilustra los elementos de referencia 34 dispuestos en la herramienta de manipulación 60 con líneas continuas, para representar su posición relativa cuando el implante 46 está enganchado con el dispositivo de registro 20, y con líneas 34a para representar su posición relativa cuando el implante 46a de tamaño nominal más pequeño está enganchado con el dispositivo de registro 20. Configurando el dispositivo de registro 20 de modo que no exista ningún solapamiento en la gama de posiciones de la estructura de referencia 64 para los diferentes tamaños nominales de implantes 46, el sistema de navegación 80 puede determinar el tamaño nominal del implante tras la inserción de su vástago en la ranura apropiada 26, 28, 30 del dispositivo de registro 20. Las dimensiones de los diversos tamaños nominales de implantes 46 se introducen en el sistema de navegación 80 con anterioridad a enganchar el dispositivo de registro 20 con un implante 46.
Aunque la realización ilustrada utiliza ranuras ahusadas, se podrían emplear también accesorios alternativos de enganche graduados en la presente invención. Por ejemplo, en realizaciones alternativas, el implante ortopédico podría incluir una superficie que defina un espacio entre los mismos, y el dispositivo de registro podría incluir una proyección graduada que se acople en el interior del espacio para enganchar con el implante en una posición predefinida en relación con el implante.
Según se aprecia mejor en las Figuras 2 y 2A, el eje del insertador de vástago 60 está situado coaxialmente con el eje de vástago 49 de un vástago de cadera 46 sujeto. De este modo, cuando el vástago 48 se inserta enganchablemente en una de las ranuras 26, 28, 30, y en las posiciones relativas de las estructuras de referencia 24, 64 situadas respectivamente sobre la paleta de calibración 20 y el insertador de vástago 60, el procesador del sistema 80 de navegación asistido por ordenador puede calcular el tamaño nominal del vástago de cadera 46, la orientación del eje de vástago 49, la posición del vástago de cadera a lo largo de la línea definida por el eje 49, es decir, la posición axial del vástago de cadera 46. Éste no calcula, sin embargo, la orientación angular o rotacional del cuello 50 en relación con el eje 49 cuando el vástago 48 se ha insertado en una de las ranuras 26, 28, 30. Según se muestra en la Figura 2A, la realización ilustrada del dispositivo de registro 20 está configurada de modo que el cuello 50 de los vástagos de cadera 46 se proyecta en la misma dirección que se proyectan los elementos de referencia 34 desde la superficie 32.
Para determinar la orientación angular del cuello 50, el vástago 48 se retira de la ranura 28, y la proyección 52 se engancha con el dispositivo 20 mediante su inserción en la depresión 40. La depresión 40 tiene paredes laterales ligeramente ahusadas, que se complementan con el ahusamiento de la configuración común de las proyecciones 52 localizadas en los implantes 46. Enganchando enrasadamente la proyección 52 del vástago 46 sujeto a la herramienta de manipulación 60, con la depresión 40 según se muestra en la Figura 3, se puede determinar la posición rotacional de la proyección 52 y del cuello 50 en torno al eje 49 y en relación a la estructura de referencia 64, mediante el sistema navegacional 80, a partir de la posición relativa del cuerpo 24 y de la estructura de referencia 64.
Cuando se utiliza con un sistema de seguimiento óptico, el dispositivo de registro 20 y la estructura de referencia 64 requieren al menos tres puntos de referencia posicionados de forma no lineal, para definir la posición y la orientación de la estructura de referencia en la que se encuentran situados los puntos de referencia. El patrón definido por los elementos de referencia dispuestos en el dispositivo de registro 20 y en la estructura de referencia 64, pueden diferir también, con lo que el sistema de navegación 80 puede distinguir e identificar más fácilmente el objeto asociado a cada conjunto de elementos de referencia.
El dispositivo de registro puede ser utilizado para calibrar la posición de otros objetos en un sistema de navegación asistido por ordenador junto con los vástagos de cadera 46. Por ejemplo, la Figura 4 ilustra una copa acetabular 94 situada en relación de enganche con la superficie 32 sustancialmente planar que tiene una orientación conocida respecto a la estructura de referencia definida por los elementos de referencia 34 montados en el cuerpo 24. Una herramienta de manipulación 96 adaptada para enganchar con la copa 94, tiene una estructura de referencia 64 montada en la misma, y el dispositivo de registro 20 puede ser utilizado en la calibración de la estructura de referencia 64 montada en la herramienta de manipulación 96 que, por otra parte, es un instrumento convencional para manejar una copa acetabular durante la implantación de la misma, como se conoce en el estado de la técnica. Cuando la herramienta 96 se ha fijado a la copa acetabular 94, la distancia de la estructura de referencia 64 desde la superficie 32, dependerá del tamaño nominal de la copa acetabular 94. De este modo, el registro de la copa 94 con la superficie 32, puede ser utilizado para verificar que se ha montado el tamaño correcto de copa 94 en el instrumento 96 con anterioridad al implante de la copa 94.
De forma similar, las depresiones 42 y 44 tienen una posición y una orientación conocidas en relación con los elementos 34 montados en el cuerpo 24, y pueden ser utilizadas para calibrar las coordenadas de diversos instrumentos quirúrgicos u objetos dentro de un sistema de navegación asistido por ordenador. Por ejemplo, la punta de una sonda de digitalización, un escariador, un punzón u otro objeto, podrían ser enganchados en una seleccionada de las depresiones 42, 44.
Volviendo a la implantación de un vástago de cadera 46, el posicionamiento apropiado del vástago de cadera en el fémur es de una gran importancia con respecto al restablecimiento de la longitud de pierna apropiada del paciente. Según se conoce en la técnica, los datos dimensionales pertinentes concernientes a la estructura anatómica de interés, por ejemplo un fémur, pueden ser determinados utilizando los datos adquiridos mediante imágenes de la estructura anatómica para generar una base de datos que represente un modelo de la estructura anatómica. El modelo de la estructura anatómica puede ser un modelo tridimensional que se desarrolla adquiriendo una serie de imágenes de dos dimensiones de la estructura anatómica. Alternativamente, el modelo de estructura anatómica puede ser un conjunto de imágenes de dos dimensiones que tienen relaciones espaciales conocidas u otra estructura de datos que pueda ser utilizada para comunicar información concerniente a la forma tridimensional de la estructura anatómica. El modelo de la estructura anatómica puede ser utilizado después para generar visualizaciones de la estructura anatómica desde diversas perspectivas con fines de planificación pre-operatoria y fines navegacionales intra-operatorios. Una diversidad de tecnologías que pueden ser utilizadas para generar un modelo de ese tipo de estructura anatómica, son bien conocidas en la técnica e incluyen tecnologías de tomografía computerizada (CT), obtención de imágenes por resonancia magnética (MRI), tomografía por emisión de positrones (PET), escaneo por ultrasonidos, y obtención de imágenes fluoroscópicas.
El modelo de estructura anatómica obtenida mediante tales tecnologías de formación de imágenes, puede ser utilizado para el guiado intra-operatorio de un implante, facilitando la determinación y la visualización de la posición y orientación relativa del implante con respecto a la estructura anatómica real. Por ejemplo, si el modelo de estructura anatómica es un conjunto de imágenes de dos dimensiones que tienen relaciones espaciales conocidas, algunas de esas imágenes pueden ser visualizadas simultáneamente durante el procedimiento quirúrgico. Presentando también la posición del implante en las imágenes y visualizando las imágenes tomadas desde diferentes perspectivas, por ejemplo, una imagen que facilita la visualización del movimiento del implante a lo largo de los ejes coordenados X e Y, y otra imagen que facilite la visualización del movimiento del implante a lo largo del eje Z, las imágenes individuales pueden representar en conjunto el movimiento del implante en tres dimensiones con relación a la estructura anatómica.
A efectos de referencia, un sistema coordenado definido por la estructura anatómica real que es objeto de interés, va a ser citado aquí como sistema coordenado anatómico, y un sistema coordenado definido por el modelo de la estructura anatómica será mencionado como sistema coordenado de imagen. Los datos concernientes a un tamaño y una configuración fijos del implante que serán utilizados en el procedimiento de guiado de imagen, se determinan también pre-operativamente para obtener un modelo tridimensional de cada uno de los diferentes tamaños nominales del implante o de la porción pertinente del mismo.
Las estructuras anatómicas rígidas, tales como los elementos esqueléticos, son muy adecuadas para tales técnicas quirúrgicas guiadas de imagen, y los elementos esqueléticos individuales pueden ser utilizados para definir sistemas coordenados separados. Las diferentes estructuras rígidas, por ejemplo, los elementos esqueléticos, pueden estar sometidos a un movimiento relativo, por ejemplo, el fémur y el acetábulo de un paciente pueden ser movidos relativamente durante el procedimiento quirúrgico, y se pueden crear modelos tridimensionales y sistemas coordenados separados para los diferentes elementos esqueléticos. Por ejemplo, durante un procedimiento de sustitución de cadera, un modelo tridimensional del fémur que define un sistema coordenado, puede ser utilizado durante la resección del fémur mientras que se utiliza un sistema coordenado separado definido por un modelo tridimensional de la pelvis durante la preparación del acetábulo.
Cuando se utiliza navegación asistida por ordenador, también citada como guía de imagen implementada por ordenador, para realizar una técnica quirúrgica, el sistema coordenado de imagen se registra con el sistema coordenado anatómico, y la posición del implante u otro objeto rastreado se registra también dentro del sistema coordenado de imagen. Tras el registro de ambos, estructura anatómica real e implante, la posición y la orientación relativas del implante pueden ser comunicadas al cirujano mediante la presentación de imágenes conjuntas de la estructura anatómica y del implante en base a los modelos tridimensionales de la estructura anatómica y del implante que se hayan adquirido previamente.
Los sistemas de guiado de imagen implementados por ordenador, que proporcionan el registro de una estructura anatómica real con un modelo tridimensional que representa la estructura, junto con el registro o localización de otro objeto tal como un instrumento quirúrgico o un implante ortopédico dentro del sistema coordenado de imagen, para facilitar la visualización de las posiciones relativas del objeto y de la estructura anatómica, son bien conocidos en el estado de la técnica. Procedimientos conocidos de registro de la estructura anatómica con el sistema coordenado de imagen incluyen el uso de marcadores fiables implantados que sean reconocibles mediante una o más tecnologías de escaneado. Alternativamente, los implantes que pueden ser localizados mediante el posicionamiento físico de una sonda de digitalización o dispositivo similar en contacto con, o en una orientación conocida con respecto al implante. En vez de utilizar implantes fiables, puede ser posible registrar los dos sistemas coordenados alineando aspectos de marcas anatómicas. Las Patentes U.S. núms. 6.236.875 B1 y 6.167.145 describen ambas procedimientos de registro de múltiples cuerpos rígidos y la presentación de las posiciones de relativas de los mismos, y cuyas descripciones de ambas patentes se incorporan aquí como referencia.
Se conocen también dispositivos de seguimiento que emplean diversas tecnologías que permiten el registro o la localización de un instrumento quirúrgico u otro objeto, tal como un implante ortopédico, y el seguimiento del movimiento del objeto con respecto al sistema coordenado anatómico, que ha sido registrado también con el sistema coordenado de imagen. Por ejemplo, se conocen sistemas de seguimiento óptico que detectan luz reflejada o emitida por objetivos reflectantes o por emisores de localización fijados según una orientación conocida al objeto, para determinar la posición de un objeto y registrar la posición del objeto dentro de un sistema coordenado de imagen que representa un modelo tridimensional de una estructura anatómica. Por ejemplo, un sistema de seguimiento de ese tipo puede tener forma de unidad detectora que tenga una o más lentes, cada una de ellas enfocando a un dispositivo acoplado de carga (CCD) separado, sensible a la luz infrarroja. La unidad detectora detecta la luz infrarroja emitida por tres o más diodos emisores de luz (LEDs) posicionados de forma no lineal, fijados en relación con el objeto. Un procesador analiza las imágenes capturadas por la unidad detectora y calcula la posición y la orientación del objeto. Registrando la posición de la unidad de detección dentro del sistema coordenado de imagen, la posición del objeto en relación con la estructura anatómica, que también ha sido registrada con el sistema coordenado de imagen, puede ser determinada y rastreada según se mueve el objeto con relación a la estructura anatómica.
Sistemas alternativos de localización pueden emplear emisores de localización que emitan una señal electromagnética en la frecuencia de radio, o que emitan luz visible. Otros tipos de sistemas de localización que podrían ser utilizados con la presente invención emplean elementos de referenciación u otros elementos distintivos que sean radio-opacos. Es posible emplear sondas físicas de digitalización que se ponen en contacto físico con el objeto en posiciones definidas previamente sobre el objeto, para registrar la posición del objeto.
En la realización descrita, el sistema de localización incluye una fuente luminosa y elementos de referencia 34 que reflejan la luz. El sistema de localización detecta entonces la luz reflejada y calcula la posición de los elementos de referencia individuales 34 de una manera conocida. Los elementos de referencia 34 pueden ser obtenidos en Northern Digital Inc., que tiene su sede comercial en 103 Randall Dr., Waterloo, Ontario, Canada, N2V1C5. Northern Digital Inc. suministra sistemas de guiado de imagen bajo las marcas Optotrak® y Polaris®, los cuales pueden ser utilizados con la presente invención. La presente invención puede ser utilizada también con otros sistemas de navegación asistida por ordenador, tales como los descritos en lo que antecede, o de otros tipos conocidos en el estado de la técnica. Por ejemplo, Medtronic, Inc., con sede principal en Minneapolis, Minnesota, fabrica y vende varios sistemas de navegación quirúrgica asistidos por ordenador, bajo la marca StealthStation®, tal como el Sistema de Fluoroscopia Virtual FluoroNav® que también podría ser adaptado para su uso con la presente invención.
La Figura 6 ilustra esquemáticamente el sistema de navegación 80 que incluye un sensor de posición 82 para detectar la posición de elementos de referencia 34 dispuestos en el insertador de vástago 60 y dispositivo de registro 20, en la unidad de procesamiento 84, en la pantalla de visualización 86, y en el dispositivo de entrada 88.
Una realización alternativa de la presente invención podría ser empleada con un sistema de navegación asistido por ordenador que utilice campos magnéticos en lugar de seguimiento óptico para determinar la posición y la orientación del objeto rastreado. Se conocen en el estado de la técnica una diversidad de elementos de referenciación que se usan con los campos magnéticos, que podrían ser adaptados para su uso con la presente invención. Por ejemplo, sistemas conocidos que utilizan campos magnéticos para determinar la posición y la orientación de un objeto, se encuentran descritos en las Patentes U.S. núms. 5.913.820; 6.381.485 B1; 6.402.762 B2; 6.474.341 B1; 6.493.573 B1, y 6.499.488 B1.
La Figura 5 ilustra esquemáticamente un elemento de referencia 70 que tiene forma de bucle de alambre, en este caso una bobina 72 de hilo de cobre arrollada alrededor de un carrete polimérico 74 y dispuesta en un alojamiento polimérico 76, que puede ser utilizada en un sistema de navegación de campo magnético. El eje del bucle de alambre 72 está definido por el eje cilíndrico del carrete 74 alrededor del cual se ha arrollado la bobina 72 alámbrica. El alojamiento 76 incluye un eje roscado 78 que se proyecta desde un extremo que proporciona el montaje del alojamiento 76 y del bucle alámbrico 72 situado en el mismo. El bucle de alambre 72 está en comunicación con el procesador de un sistema de navegación asistido por ordenador por medio del cable 73. Se podría emplear alternativamente comunicación inalámbrica entre el bucle de alambre 72 y el procesador utilizando señales de radio. Dos o más de tales bucles 72 podrían ser fijados ventajosamente con orientaciones mutuamente perpendiculares, por ejemplo, cada uno de dichos bucles puede tener un eje que se posicione paralelamente con uno de los tres ejes de un sistema de coordenadas cartesianas. (En la Figura 5, el bucle de alambre 72 se ha mostrado con el eje extendido paralelamente al eje Z).
Con la generación de un campo magnético de propiedades conocidas en el área operativa, y detectando el campo con bucles alámbricos 72 mutuamente perpendiculares, se puede calcular la posición y la orientación del elemento de referencia definido por los bucles 72 y por el objeto rígido, tal como un instrumento quirúrgico o un implante ortopédico sujeto al mismo. La determinación de la posición y de la orientación de tales sensores de campo 72 orientados de forma mutuamente perpendicular, es conocida en el estado de la técnica. También se conoce utilizar un único bucle alámbrico 72 para formar un sensor de campo y determinar su posición y su orientación mediante la generación de campos magnéticos desde una pluralidad de posiciones.
En la realización ilustrada, el bucle de alambre 72 es una bobina cilíndrica, aunque no obstante se pueden emplear también otras configuraciones de bucles. Un bucle de alambre 72 puede ser sujetado a una herramienta de manipulación tal como un insertador de vástago mediante una diversidad de procedimientos. Por ejemplo, se puede colocar un bucle alámbrico en una bolsa mecanizada de forma especial, y retenida en su lugar mediante un medio mecánico, adhesivo, por ejemplo pegamento o epoxi, o con otro medio adecuado. Se podría montar en un instrumento o un implante mediante un accesorio que contenga el bucle, tal como el alojamiento 76, o en un tornillo de plástico que tenga un inserto de bucle alámbrico moldeado en el mismo. Tal accesorio facilitaría el montaje del bucle de alambre en los instrumentos existentes. El instrumento de navegación podría ser fabricado con la bobina integral con el mismo, o disponer de un asiento para arrollar el bucle de alambre en el mismo. Tales instrumentos podrían ser fabricados utilizando materiales diversos tales como materiales metálicos, metales no ferrosos, plástico y materiales compuestos. La elección de los materiales de tales instrumentos y accesorios podría facilitar la provisión de instrumentos o accesorios desechables, de un sólo uso.
Otras herramientas quirúrgicas que pueden ser empleadas en un procedimiento quirúrgico de implante de una articulación protésica de cadera y que utiliza un sistema navegacional asistido por ordenador, han sido descritas por McGinley et al. en la Solicitud de Patente U.S. titulada "Instrumento de navegación quirúrgica útil en la marcación de estructuras anatómicas" que tiene el número de expediente de agente ZIM0167, depositada en la misma fecha que la presente solicitud, y por McGinley et al. en una Solicitud de Patente U.S. titulada "Sistema de guiado para un instrumento quirúrgico giratorio" que tiene el número de expediente de agente ZIM0165, depositada en la misma fecha que la presente solicitud.
Mientras que esta invención ha sido descrita como contenedora de un ejemplo de diseño, la presente invención puede ser modificada dentro del marco de la descripción. Esta solicitud pretende, por lo tanto, cubrir cualesquiera variaciones, usos o adaptaciones de la invención que utilicen sus principios generales.

Claims (21)

1. Un sistema para registrar un implante ortopédico en un sistema de navegación (80) asistido por ordenador, comprendiendo dicho sistema:
una pluralidad de implantes (46, 46a) dimensionados diferenciadamente;
un dispositivo de registro (20) enganchable con cada uno de la citada pluralidad de implantes (46, 46a) en una primera posición relativa predefinida;
una primera estructura de referencia (24) y una segunda estructura de referencia (64), teniendo cada una de dichas estructuras de referencia (24, 64) al menos un elemento de referencia (34) registrable en el sistema de navegación (80) asistido por ordenador, estando dicha primera estructura de referencia (24) dispuesta en el citado dispositivo de registro (20) en una posición predeterminada, siendo dicha segunda estructura de referencia (64) susceptible de fijación liberable a cada uno de la citada pluralidad de implantes (46, 46a), y
en el que las posiciones relativas de dichas primera y segunda estructuras de referencia (24, 64) difieren para cada uno de la citada pluralidad de implantes (46, 46a) cuando dicho dispositivo de registro (20) está enganchado en dicha primera posición predefinida, y dicha segunda estructura de referencia (64) está fijada a uno seleccionado de los citados implantes (46, 46a).
2. El sistema de la reivindicación 1, en el que cada una de dichas primera y segunda estructuras de referencia incluye al menos tres elementos de referencia (34) posicionados de forma no lineal.
3. El sistema de la reivindicación 1, en el que dicha primera estructura de referencia (24) incluye al menos tres elementos de referencia (34) posicionados de forma no lineal que definen un primer patrón, y dicha segunda estructura de referencia (64) incluye al menos tres elementos de referencia (34) posicionados de forma no lineal que definen un segundo patrón, siendo distinguibles dichos primer y segundo patrones.
4. El sistema de la reivindicación 1, en el que dicha pluralidad de implantes (46, 46a) comprende una pluralidad de vástagos de cadera adaptados para su inserción en un fémur proximal.
5. El sistema de la reivindicación 1, en el que dicha segunda estructura de referencia (64) está montada separablemente en una herramienta de manipulación (60), en una posición predefinida, teniendo dicha herramienta de manipulación un accesorio de sujeción (62) sujetable de forma liberable a cada uno de la citada pluralidad de implantes (46, 46a).
6. El sistema de la reivindicación 5, en el que dicha pluralidad de implantes (46, 46a) comprende una pluralidad de vástagos de cadera adaptados para su inserción en un fémur proximal.
7. El sistema de la reivindicación 6, en el que cada uno de dicha pluralidad de vástagos de cadera (46, 46a) dimensionados diferenciadamente, tiene una configuración con forma de L en general que define una porción de vástago (48) y una porción de cuello (50), teniendo dicha porción de vástago un extremo distal (54) y un extremo proximal (56), y en el que cada uno de dichos vástagos de cadera incluye una interfaz de montaje (52, 52a) sujetable a dicha herramienta de manipulación (60), estando dicha interfaz de montaje situada en las proximidades del citado extremo proximal (56) de dicho vástago de cadera, y en el que dicho dispositivo de registro (20) define al menos un espacio graduado (28) para recibir un extremo distal (54) de un primero (46) y un segundo (46a) de dicha pluralidad de vástagos de cadera, enganchando dichos primera y segundo vástagos de cadera con el citado dispositivo de registro en el interior de dicho al menos un espacio graduado (28), con lo que dichos accesorios de enganche de los citados primer y segundo vástagos de cadera se sitúan a una primera y una segunda distancias de la citada primera estructura de referencia respectivamente, sin que dichas primera y segunda distancias sean equivalentes.
8. El sistema de la reivindicación 7, en el que cada uno de la citada pluralidad de vástagos de cadera incluye una proyección (52, 52a) dispuesta en la citada porción de cuello (50), teniendo dichas proyecciones una configuración común, incluyendo dicho miembro de referencia un accesorio de enganche (40) para enganchar las citadas proyecciones en una segunda posición relativa predefinida.
9. Un sistema para registrar un implante ortopédico (46) en un sistema de navegación (80) asistido por ordenador, estando el implante (46) adaptado para su implantación en un hueso, comprendiendo dicho sistema:
una pluralidad de implantes ortopédicos (46, 46a) dimensionados diferenciadamente, teniendo cada uno de dichos implantes un vástago alargado que define un eje de vástago (49);
un dispositivo de registro (20) enganchable con el citado vástago de cada uno de la citada pluralidad de implantes en una primera posición relativa predefinida a lo largo de dicho eje de vástago de cada uno de la citada pluralidad de implantes;
una primera estructura de referencia (24) que tiene al menos un elemento de referencia (34) registrable en el sistema de navegación (80) asistido por ordenador, estando dicha primera estructura de referencia dispuesta en el citado dispositivo de registro (20) en una posición predeterminada.
10. El sistema de la reivindicación 9, en el que dicha primera estructura de referencia (24) incluye al menos tres elementos de referencia (34) posicionados de forma no lineal.
11. El sistema de la reivindicación 9, que comprende además una segunda estructura de referencia (64) que tiene al menos un elemento de referencia (34) registrable en el sistema de navegación (80) asistido por ordenador, siendo dicha segunda estructura de referencia sujetable liberablemente a cada uno de la citada pluralidad de implantes (46, 46a).
12. El sistema de la reivindicación 11, en el que cada uno de dichos implantes comprende además una proyección (52, 52a) que se extiende formando ángulo respecto a dicho eje de vástago (49), y en el que dicho dispositivo de registro (20) comprende además un accesorio de enganche (40) susceptible de enganchar con cada una de dichas proyecciones en una segunda posición relativa predefinida, en la que es determinable la orientación rotacional de la citada proyección (52, 52a) en relación con el citado eje de vástago (49).
13. El sistema de la reivindicación 12, en el que dicha pluralidad de implantes (46, 46a) comprende una pluralidad de vástagos de cadera adaptados para su inserción en un fémur proximal.
14. El sistema de la reivindicación 9, en el que dicho dispositivo de registro (20) comprende al menos un espacio graduado (28) para su enganche con los citados vástagos.
15. El sistema de la reivindicación 9, en el que dicho dispositivo de registro (20) comprende una pluralidad de espacios graduados (26, 28, 30) dimensionados diferenciadamente, para su enganche con dichos vástagos de la citada pluralidad de implantes (46, 46a).
16. El sistema de la reivindicación 9, que comprende además una segunda estructura de referencia (64) que posee al menos un elemento de referencia (34) registrable en el sistema de navegación (80) asistido por ordenador, estando dicha segunda estructura de referencia (64) montada liberablemente en una herramienta de manipulación (60) en una posición predefinida, teniendo dicha herramienta de manipulación (60) un accesorio de sujeción (62) susceptible de fijación separable con cada uno de la citada pluralidad de implantes.
17. Un procedimiento de registro de un implante ortopédico (46) en un sistema de navegación (80) asistido por ordenador, comprendiendo dicho procedimiento:
proporcionar un implante que tiene un vástago que define un eje de vástago (49), teniendo dicho vástago un extremo distal (54) y un extremo proximal (56), en el que dicho extremo distal (54) tiene un área en sección transversal más pequeña que dicho extremo proximal (56);
proporcionar un dispositivo de registro (20) que tiene una primera estructura de referencia (24), incluyendo dicha primera estructura de referencia (24) al menos un elemento de referencia (34) registrable en el sistema de navegación (80) asistido por ordenador, siendo dicho dispositivo de registro (20) susceptible de enganche con el citado vástago (46) en una posición axial predefinida;
sujetar una herramienta de manipulación (60) a dicho implante, teniendo la citada herramienta de manipulación una segunda estructura de referencia (64) montada en la misma, incluyendo dicha segunda estructura de referencia al menos un elemento de referencia (34) registrable en el sistema de navegación (80) asistido por ordenador;
enganchar el dispositivo de registro (20) con el implante (46) en la posición axial predefinida, con el citado implante asegurado a la citada herramienta de manipulación (60), y registrar las posiciones de dichas primera y segunda estructuras en el sistema de navegación (80) asistido por ordenador, y
determinar la posición del vástago de implante en relación con la segunda estructura de referencia (64).
18. El procedimiento de la reivindicación 17, que comprende además la etapa de desenganchar el dispositivo de registro (20) desde el vástago de implante (46), a continuación de la etapa de determinación de la posición del vástago de implante en relación con la segunda estructura de referencia (64).
19. El procedimiento de la reivindicación 18, en el que dicho implante (46) incluye una proyección (52) que se extiende formando ángulo respecto a dicho eje de vástago (49), y dicho procedimiento comprende además las etapas de enganchar el dispositivo de referencia (20) con la citada proyección (52) en una posición relativa predefinida, y registrar las posiciones relativas de dichas primera (24) y segunda (64) estructuras de referencia en el citado sistema de navegación (80) asistido por ordenador, y determinar la posición rotacional de dicha proyección (52) en relación con el citado eje de vástago (49).
20. El procedimiento de la reivindicación 17, en el que se ha previsto una pluralidad de implantes (46, 46a), teniendo cada uno de dichos implantes un vástago ahusado dimensionado de manera diferenciada que define un eje de vástago (49), teniendo cada vástago citado un extremo distal (54) y un extremo proximal (56), en el que dicho extremo distal tiene un área en sección transversal más pequeña que dicho extremo proximal, siendo la citada herramienta de manipulación (60) sujetable a cada uno de dichos implantes en una posición predefinida; y en el que dicho procedimiento incluye además las etapas de seleccionar uno de dichos implantes (46, 46a) para su sujeción a dicha herramienta de manipulación (60) y su enganche con el citado dispositivo de registro (20), y dicha etapa de determinación de la posición del vástago de implante (48) en relación con la citada segunda estructura (64) incluye además determinar el tamaño del implante seleccionado en base a la distancia entre dichas primera (24) y segunda (64) estructuras de referencia.
21. El procedimiento de la reivindicación 17, en el que dicho dispositivo de registro (20) define al menos un espacio graduado (28), y dicha etapa de enganchar el dispositivo de registro (20) con dicho implante incluye insertar el citado vástago ahusado (48) en dicho espacio graduado (28).
ES04250512T 2003-02-04 2004-01-30 Dispositivo de registro de implante para sistema de navegacion quirurgica. Expired - Lifetime ES2260727T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US357754 2003-02-04
US10/357,754 US6925339B2 (en) 2003-02-04 2003-02-04 Implant registration device for surgical navigation system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2260727T3 true ES2260727T3 (es) 2006-11-01

Family

ID=32736383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES04250512T Expired - Lifetime ES2260727T3 (es) 2003-02-04 2004-01-30 Dispositivo de registro de implante para sistema de navegacion quirurgica.

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6925339B2 (es)
EP (1) EP1449485B1 (es)
JP (1) JP2004237101A (es)
AU (1) AU2004200390B2 (es)
CA (1) CA2455374A1 (es)
DE (1) DE602004000576T2 (es)
ES (1) ES2260727T3 (es)

Families Citing this family (79)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7634306B2 (en) * 2002-02-13 2009-12-15 Kinamed, Inc. Non-image, computer assisted navigation system for joint replacement surgery with modular implant system
EP2151215B1 (en) * 2002-08-09 2012-09-19 Kinamed, Inc. Non-imaging tracking tools for hip replacement surgery
AU2003287720A1 (en) * 2002-11-14 2004-06-15 General Electric Medical Systems Global Technology Company, Llc Interchangeable localizing devices for use with tracking systems
US6988009B2 (en) * 2003-02-04 2006-01-17 Zimmer Technology, Inc. Implant registration device for surgical navigation system
US7764985B2 (en) * 2003-10-20 2010-07-27 Smith & Nephew, Inc. Surgical navigation system component fault interfaces and related processes
ATE444022T1 (de) 2003-11-18 2009-10-15 Smith & Nephew Inc Operationstechnik und instrumente für die minimalinzisions-hüft-arthoplastiechirurgie
US8657824B2 (en) * 2003-11-18 2014-02-25 Smith & Nephew, Inc. Universal double offset surgical instrument
US7815644B2 (en) * 2003-12-19 2010-10-19 Masini Michael A Instrumentation and methods for refining image-guided and navigation-based surgical procedures
BE1015916A3 (nl) * 2004-02-25 2005-11-08 Clerck Rene De Werkwijze en markeerelement voor het bepalen van de positie van een dentaal implantaat.
US7993341B2 (en) * 2004-03-08 2011-08-09 Zimmer Technology, Inc. Navigated orthopaedic guide and method
US8114086B2 (en) 2004-03-08 2012-02-14 Zimmer Technology, Inc. Navigated cut guide locator
US20050222793A1 (en) * 2004-04-02 2005-10-06 Lloyd Charles F Method and system for calibrating deformed instruments
US20050228270A1 (en) * 2004-04-02 2005-10-13 Lloyd Charles F Method and system for geometric distortion free tracking of 3-dimensional objects from 2-dimensional measurements
EP1632193A1 (de) * 2004-09-02 2006-03-08 BrainLAB AG Hüftregistrierungssystem
US7636595B2 (en) * 2004-10-28 2009-12-22 Medtronic Navigation, Inc. Method and apparatus for calibrating non-linear instruments
US8834473B2 (en) * 2005-02-01 2014-09-16 Smith & Nephew, Inc. Lockable orientation instrument assembly
US7682362B2 (en) * 2005-02-01 2010-03-23 Smith & Nephew, Inc. Lockable orientation stylus
US11457813B2 (en) 2005-03-29 2022-10-04 Martin W. Roche Method for detecting body parameters
US20110213221A1 (en) * 2005-03-29 2011-09-01 Roche Martin W Method for Detecting Body Parameters
DK1868498T3 (da) * 2005-03-29 2013-06-03 Martin Roche Sensor til detektering af kropsparametre samt fremgangsmåde til detektering af kropsparametre
US20060235290A1 (en) * 2005-04-04 2006-10-19 Aesculap Ag & Co. Kg Method and apparatus for positioning a cutting tool for orthopedic surgery using a localization system
EP1919389A2 (de) * 2005-06-09 2008-05-14 IFE Industrielle Forschung und Entwicklung GmbH Vorrichtung zum berührungslosen ermitteln und vermessen einer raumposition und/oder einer raumorientierung von körpern
JP4675999B2 (ja) * 2005-06-17 2011-04-27 オーソソフト インコーポレイテッド コンピュータ支援式大腿骨頭表面再建の方法および装置
US7840256B2 (en) 2005-06-27 2010-11-23 Biomet Manufacturing Corporation Image guided tracking array and method
US7643862B2 (en) 2005-09-15 2010-01-05 Biomet Manufacturing Corporation Virtual mouse for use in surgical navigation
EP1937161B1 (en) 2005-10-03 2016-08-24 Smith and Nephew, Inc. Locking instrument assembly
WO2007051304A1 (en) * 2005-11-03 2007-05-10 Orthosoft Inc. Multifaceted tracker device for computer-assisted surgery
US7930065B2 (en) 2005-12-30 2011-04-19 Intuitive Surgical Operations, Inc. Robotic surgery system including position sensors using fiber bragg gratings
US7525309B2 (en) 2005-12-30 2009-04-28 Depuy Products, Inc. Magnetic sensor array
US8862200B2 (en) 2005-12-30 2014-10-14 DePuy Synthes Products, LLC Method for determining a position of a magnetic source
US9962066B2 (en) 2005-12-30 2018-05-08 Intuitive Surgical Operations, Inc. Methods and apparatus to shape flexible entry guides for minimally invasive surgery
US20080071288A1 (en) 2006-06-13 2008-03-20 Intuitive Surgical, Inc. Minimally invasive surgery guide tube
EP1905355B1 (de) * 2006-09-21 2011-09-21 BrainLAB AG Beckenregistrierungsvorrichtung für die medizintechnische Navigation
JP4997648B2 (ja) * 2006-10-10 2012-08-08 国立大学法人佐賀大学 手術支援システム
US8543188B2 (en) * 2006-10-17 2013-09-24 General Electric Company Method and apparatus for calibrating medical devices
US8068648B2 (en) 2006-12-21 2011-11-29 Depuy Products, Inc. Method and system for registering a bone of a patient with a computer assisted orthopaedic surgery system
US9179984B2 (en) * 2007-02-19 2015-11-10 Medtronic Navigation, Inc. Multi-configuration tracking array and related method
US8233963B2 (en) 2007-02-19 2012-07-31 Medtronic Navigation, Inc. Automatic identification of tracked surgical devices using an electromagnetic localization system
US8600478B2 (en) * 2007-02-19 2013-12-03 Medtronic Navigation, Inc. Automatic identification of instruments used with a surgical navigation system
US8934961B2 (en) 2007-05-18 2015-01-13 Biomet Manufacturing, Llc Trackable diagnostic scope apparatus and methods of use
US9096033B2 (en) 2007-06-13 2015-08-04 Intuitive Surgical Operations, Inc. Surgical system instrument sterile adapter
US8486079B2 (en) * 2007-09-11 2013-07-16 Zimmer, Inc. Method and apparatus for remote alignment of a cut guide
US8571637B2 (en) 2008-01-21 2013-10-29 Biomet Manufacturing, Llc Patella tracking method and apparatus for use in surgical navigation
US20090222011A1 (en) * 2008-02-28 2009-09-03 Warsaw Orthopedic, Inc. Targeting surgical instrument for use in spinal disc replacement and methods for use in spinal disc replacement
EP2123220A1 (en) * 2008-05-20 2009-11-25 Oticon A/S A probe and coil fixed thereto for establishing the spatial location of a probe body and a method of fixedly position a magnetic generating means to a probe body and a system for obtaining geometrical data related to a cavity
US8588892B2 (en) 2008-12-02 2013-11-19 Avenir Medical Inc. Method and system for aligning a prosthesis during surgery using active sensors
US9011448B2 (en) * 2009-12-31 2015-04-21 Orthosensor Inc. Orthopedic navigation system with sensorized devices
CN103402450A (zh) 2010-12-17 2013-11-20 阿韦尼尔医药公司 用于在外科手术中对准假体的方法及系统
US20140379090A1 (en) * 2011-08-08 2014-12-25 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) In-vivo condition monitoring of metallic implants by electrochemical techniques
US20130303944A1 (en) 2012-05-14 2013-11-14 Intuitive Surgical Operations, Inc. Off-axis electromagnetic sensor
US9387048B2 (en) 2011-10-14 2016-07-12 Intuitive Surgical Operations, Inc. Catheter sensor systems
US10238837B2 (en) 2011-10-14 2019-03-26 Intuitive Surgical Operations, Inc. Catheters with control modes for interchangeable probes
US9452276B2 (en) 2011-10-14 2016-09-27 Intuitive Surgical Operations, Inc. Catheter with removable vision probe
US9314188B2 (en) 2012-04-12 2016-04-19 Intellijoint Surgical Inc. Computer-assisted joint replacement surgery and navigation systems
US11793570B2 (en) 2012-06-21 2023-10-24 Globus Medical Inc. Surgical robotic automation with tracking markers
US10799298B2 (en) 2012-06-21 2020-10-13 Globus Medical Inc. Robotic fluoroscopic navigation
US10874466B2 (en) 2012-06-21 2020-12-29 Globus Medical, Inc. System and method for surgical tool insertion using multiaxis force and moment feedback
US10624710B2 (en) 2012-06-21 2020-04-21 Globus Medical, Inc. System and method for measuring depth of instrumentation
US11974822B2 (en) 2012-06-21 2024-05-07 Globus Medical Inc. Method for a surveillance marker in robotic-assisted surgery
US11786324B2 (en) 2012-06-21 2023-10-17 Globus Medical, Inc. Surgical robotic automation with tracking markers
US11253327B2 (en) 2012-06-21 2022-02-22 Globus Medical, Inc. Systems and methods for automatically changing an end-effector on a surgical robot
US11864745B2 (en) 2012-06-21 2024-01-09 Globus Medical, Inc. Surgical robotic system with retractor
US11857266B2 (en) 2012-06-21 2024-01-02 Globus Medical, Inc. System for a surveillance marker in robotic-assisted surgery
US11896446B2 (en) 2012-06-21 2024-02-13 Globus Medical, Inc Surgical robotic automation with tracking markers
US10758315B2 (en) 2012-06-21 2020-09-01 Globus Medical Inc. Method and system for improving 2D-3D registration convergence
US11963755B2 (en) 2012-06-21 2024-04-23 Globus Medical Inc. Apparatus for recording probe movement
US11864839B2 (en) 2012-06-21 2024-01-09 Globus Medical Inc. Methods of adjusting a virtual implant and related surgical navigation systems
US11857149B2 (en) 2012-06-21 2024-01-02 Globus Medical, Inc. Surgical robotic systems with target trajectory deviation monitoring and related methods
US11317971B2 (en) 2012-06-21 2022-05-03 Globus Medical, Inc. Systems and methods related to robotic guidance in surgery
US9220572B2 (en) 2013-03-14 2015-12-29 Biomet Manufacturing, Llc Method for implanting a hip prosthesis and related system
US9247998B2 (en) 2013-03-15 2016-02-02 Intellijoint Surgical Inc. System and method for intra-operative leg position measurement
ES2763912T3 (es) * 2013-08-20 2020-06-01 Curefab Tech Gmbh Seguimiento óptico
US11883217B2 (en) 2016-02-03 2024-01-30 Globus Medical, Inc. Portable medical imaging system and method
US10849550B2 (en) * 2016-06-03 2020-12-01 RoboDiagnostics LLC Robotic joint testing apparatus and coordinate systems for joint evaluation and testing
US10716682B2 (en) 2017-07-19 2020-07-21 Acumed Llc Orthopedic alignment guide
US11065064B2 (en) * 2017-11-14 2021-07-20 Biosense Webster (Israel) Ltd. Calibration of a rigid ENT tool
CN111000632B (zh) * 2018-10-08 2023-04-18 格罗伯斯医疗有限公司 具有跟踪标记的手术机器人自动化
US11877806B2 (en) 2018-12-06 2024-01-23 Covidien Lp Deformable registration of computer-generated airway models to airway trees
CN112972076B (zh) * 2021-02-07 2024-04-26 杭州素问九州医疗科技有限公司 膝关节假体股骨部件与股骨的拟合方法及机器人手术系统

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0326768A3 (en) 1988-02-01 1991-01-23 Faro Medical Technologies Inc. Computer-aided surgery apparatus
US5251127A (en) 1988-02-01 1993-10-05 Faro Medical Technologies Inc. Computer-aided surgery apparatus
ES2085885T3 (es) 1989-11-08 1996-06-16 George S Allen Brazo mecanico para sistema interactivo de cirugia dirigido por imagenes.
DE69318304T2 (de) 1992-08-14 1998-08-20 British Telecomm Ortungssystem
JPH08508175A (ja) 1992-11-20 1996-09-03 バーク,デニス・ダブリュー 大腿骨移植体カラー及び設置装置
US5730130A (en) 1993-02-12 1998-03-24 Johnson & Johnson Professional, Inc. Localization cap for fiducial markers
US5326376A (en) 1993-08-23 1994-07-05 Zimmer, Inc. Femoral stem prosthesis
AU3950595A (en) 1994-10-07 1996-05-06 St. Louis University Surgical navigation systems including reference and localization frames
US5682886A (en) 1995-12-26 1997-11-04 Musculographics Inc Computer-assisted surgical system
US6167145A (en) 1996-03-29 2000-12-26 Surgical Navigation Technologies, Inc. Bone navigation system
US6249713B1 (en) * 1996-09-30 2001-06-19 Siemens Corporate Research, Inc. Apparatus and method for automatically positioning a biopsy needle
US5980535A (en) 1996-09-30 1999-11-09 Picker International, Inc. Apparatus for anatomical tracking
CA2278711A1 (en) 1997-01-28 1998-07-30 William R. Krause Targeting device for relative positioning of a plurality of devices
US5880976A (en) 1997-02-21 1999-03-09 Carnegie Mellon University Apparatus and method for facilitating the implantation of artificial components in joints
US5921992A (en) 1997-04-11 1999-07-13 Radionics, Inc. Method and system for frameless tool calibration
US6434507B1 (en) 1997-09-05 2002-08-13 Surgical Navigation Technologies, Inc. Medical instrument and method for use with computer-assisted image guided surgery
US6096050A (en) 1997-09-19 2000-08-01 Surgical Navigation Specialist Inc. Method and apparatus for correlating a body with an image of the body
US6348058B1 (en) 1997-12-12 2002-02-19 Surgical Navigation Technologies, Inc. Image guided spinal surgery guide, system, and method for use thereof
DE69919157T2 (de) 1998-05-28 2005-08-11 Orthosoft, Inc., Montreal Interaktives und rechnerunterstüztes chirurgisches system
US6396939B1 (en) 1998-05-28 2002-05-28 Orthosoft Inc. Method and system for segmentation of medical images
US6477400B1 (en) 1998-08-20 2002-11-05 Sofamor Danek Holdings, Inc. Fluoroscopic image guided orthopaedic surgery system with intraoperative registration
US6033415A (en) 1998-09-14 2000-03-07 Integrated Surgical Systems System and method for performing image directed robotic orthopaedic procedures without a fiducial reference system
US6430434B1 (en) 1998-12-14 2002-08-06 Integrated Surgical Systems, Inc. Method for determining the location and orientation of a bone for computer-assisted orthopedic procedures using intraoperatively attached markers
US6285902B1 (en) * 1999-02-10 2001-09-04 Surgical Insights, Inc. Computer assisted targeting device for use in orthopaedic surgery
US6470207B1 (en) 1999-03-23 2002-10-22 Surgical Navigation Technologies, Inc. Navigational guidance via computer-assisted fluoroscopic imaging
US6491699B1 (en) 1999-04-20 2002-12-10 Surgical Navigation Technologies, Inc. Instrument guidance method and system for image guided surgery
US6499488B1 (en) 1999-10-28 2002-12-31 Winchester Development Associates Surgical sensor
US6493573B1 (en) 1999-10-28 2002-12-10 Winchester Development Associates Method and system for navigating a catheter probe in the presence of field-influencing objects
US6235038B1 (en) 1999-10-28 2001-05-22 Medtronic Surgical Navigation Technologies System for translation of electromagnetic and optical localization systems
US6381485B1 (en) 1999-10-28 2002-04-30 Surgical Navigation Technologies, Inc. Registration of human anatomy integrated for electromagnetic localization
US6474341B1 (en) 1999-10-28 2002-11-05 Surgical Navigation Technologies, Inc. Surgical communication and power system
AU5699900A (en) 2000-06-26 2002-01-08 Leonidas Diamantopoulos Method and apparatus for external non-invasive heating of metallic implants by use of alternating magnetic fields
US6782287B2 (en) * 2000-06-27 2004-08-24 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method and apparatus for tracking a medical instrument based on image registration
GB0101990D0 (en) 2001-01-25 2001-03-14 Finsbury Dev Ltd Surgical system
US6711431B2 (en) * 2002-02-13 2004-03-23 Kinamed, Inc. Non-imaging, computer assisted navigation system for hip replacement surgery
US7634306B2 (en) * 2002-02-13 2009-12-15 Kinamed, Inc. Non-image, computer assisted navigation system for joint replacement surgery with modular implant system
US7213598B2 (en) * 2002-05-28 2007-05-08 Brainlab Ag Navigation-calibrating rotationally asymmetrical medical instruments or implants
US7166114B2 (en) * 2002-09-18 2007-01-23 Stryker Leibinger Gmbh & Co Kg Method and system for calibrating a surgical tool and adapter thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CA2455374A1 (en) 2004-08-04
JP2004237101A (ja) 2004-08-26
US20040153191A1 (en) 2004-08-05
EP1449485A2 (en) 2004-08-25
DE602004000576D1 (de) 2006-05-18
EP1449485B1 (en) 2006-04-05
AU2004200390B2 (en) 2008-07-31
US6925339B2 (en) 2005-08-02
AU2004200390A1 (en) 2004-08-19
EP1449485A3 (en) 2004-09-08
DE602004000576T2 (de) 2007-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2260727T3 (es) Dispositivo de registro de implante para sistema de navegacion quirurgica.
US6988009B2 (en) Implant registration device for surgical navigation system
ES2301761T3 (es) Instrumento quirurgico.
AU2021203699B2 (en) Systems, methods and devices for anatomical registration and surgical localization
EP1430841B1 (en) Surgical instrument
ES2304794T3 (es) Pareo de localizacion por medio de tornillos de localizacion.
US6932823B2 (en) Detachable support arm for surgical navigation system reference array
CN107205782B (zh) 使用惯性传感器用于杯植入物的方法和装置
EP1444962B1 (en) Surgical navigation instrument useful in marking anatomical structures
US8320612B2 (en) System and method for the contactless determination and measurement of a spatial position and/or a spatial orientation of bodies, method for the calibration and testing, in particular, medical tools as well as patterns or structures on, in particular, medical tools
CN106999247A (zh) 用于执行导航外科手术过程的跟踪标记支承结构以及采用其的表面配准方法
CN107205783A (zh) 髋臼边缘数字化装置和方法
JP2004237092A (ja) 手術器具