ITRM20110084A1 - NAVIGATION SYSTEM FOR DENTAL AND MAXILLOFACIAL INTERVENTIONS - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
“SISTEMA DI NAVIGAZIONE PER INTERVENTI ODONTOIATRICI E MAXILLOFACCIALI†⠀ œ NAVIGATION SYSTEM FOR DENTAL AND MAXILLOFACIAL INTERVENTIONSâ €
In generale, la presente invenzione à ̈ relativa ad un sistema di navigazione per interventi odontoiatrici e maxillofacciali. In general, the present invention relates to a navigation system for dental and maxillofacial operations.
In particolare, la presente invenzione à ̈ relativa ad un sistema di navigazione configurato per guidare ed assistere: In particular, the present invention relates to a navigation system configured to guide and assist:
• odontoiatri durante trattamenti odontoiatrici ed interventi di chirurgia odontoiatrica; e â € ¢ dentists during dental treatments and dental surgery; And
• chirurghi maxillofacciali durante interventi di chirurgia maxillofacciale in ambito orale. â € ¢ maxillofacial surgeons during oral maxillofacial surgery.
Com’à ̈ noto, le attuali tecniche di generazione di immagini mediche, come ad esempio la Tomografia Assiale Computerizzata (TAC), la Risonanza Magnetica Tomografica (RMT) e la Tomografia ad Emissione di Positroni (“Positron Emission Tomography†- PET), sono sfruttate non solo per scopi diagnostici, ma anche per fornire assistenza durante interventi chirurgici. Immagini mediche pre-registrate del corpo di un paziente che deve essere sottoposto ad un intervento medico o ad un’operazione chirurgica possono, infatti, essere visualizzate durante l’intervento medico o l’operazione chirurgica al fine di fornire al medico un riferimento visivo delle parti del corpo del paziente interessate da detto intervento medico o da detta operazione chirurgica. As is known, current medical imaging techniques, such as Computed Axial Tomography (CT), Tomographic Magnetic Resonance (RMT) and Positron Emission Tomography (`` Positron Emission Tomography '' - PET ), are exploited not only for diagnostic purposes, but also to provide assistance during surgical interventions. Pre-recorded medical images of the body of a patient who must undergo a medical intervention or a surgical operation can, in fact, be viewed during the medical intervention or surgery in order to provide the doctor with a visual reference of the parts of the patient's body affected by said medical intervention or said surgical operation.
Inoltre, nel recente passato sono stati sviluppati anche sistemi di navigazione chirurgica. Detti sistemi di navigazione chirurgica sono in grado di tracciare i movimenti e le posizioni, rispetto al corpo di un paziente sottoposto ad un intervento chirurgico, di strumenti medico-chirurgici utilizzati da un chirurgo durante detto intervento e di riprodurli dinamicamente su uno o più schermi su cui viene visualizzato anche il corpo del paziente o le parti del corpo del paziente interessate da detto intervento chirurgico. In questo modo detti sistemi di navigazione chirurgica assistono e guidano il chirurgo durante l’intervento chirurgico e, quindi, lo aiutano ad eseguire correttamente detto intervento chirurgico. In addition, surgical navigation systems have also been developed in the recent past. These surgical navigation systems are able to trace the movements and positions, with respect to the body of a patient undergoing surgery, of medical-surgical instruments used by a surgeon during said operation and to reproduce them dynamically on one or more screens on which also shows the patient's body or the parts of the patient's body affected by said surgery. In this way, said surgical navigation systems assist and guide the surgeon during the surgery and, therefore, help him to perform the surgery correctly.
Un esempio di sistema di navigazione chirurgica à ̈ fornito dal brevetto statunitense US 6,687,531. In particolare, il brevetto statunitense US 6,687,531 descrive un sistema per monitorare la posizione di uno strumento medico rispetto al corpo di un paziente e per visualizzare, tra una pluralità di immagini pre-registrate del corpo del paziente, almeno una che corrisponde alla posizione dello strumento medico. An example of a surgical navigation system is provided by US patent US 6,687,531. In particular, the United States patent US 6,687,531 describes a system for monitoring the position of a medical instrument with respect to the body of a patient and for displaying, among a plurality of pre-recorded images of the patient's body, at least one which corresponds to the position of the instrument. doctor.
In dettaglio, il sistema descritto nel brevetto statunitense US 6,687,531 include un’unità di riferimento, un’unità remota, un emettitore di campo magnetico, un sensore di campo magnetico ed un dispositivo di calcolo della posizione. Specificatamente, in uso, In detail, the system described in US patent US 6,687,531 includes a reference unit, a remote unit, a magnetic field emitter, a magnetic field sensor and a position calculation device. Specifically, in use,
• l’unità di riferimento à ̈ assicurata al corpo di un paziente in modo tale che risulti immobile rispetto alla parte del corpo del paziente interessata dal trattamento medico o dall’intervento chirurgico; â € ¢ the reference unit is secured to a patient's body in such a way that it is immobile with respect to the part of the patient's body involved in medical treatment or surgery;
• l’unità remota à ̈ accoppiata ad uno strumento medico-chirurgico utilizzato durante detto trattamento medico o detto intervento chirurgico; â € ¢ the remote unit is coupled to a medical-surgical instrument used during said medical treatment or surgery;
• l’emettitore di campo magnetico à ̈ accoppiato o all’unità di riferimento o all’unità remota ed emette un campo magnetico in un’area che include la parte del corpo del paziente interessata dal trattamento medico o dall’intervento chirurgico; â € ¢ the magnetic field emitter is coupled either to the reference unit or to the remote unit and emits a magnetic field in an area that includes the part of the patient's body affected by medical treatment or by € ™ surgery;
• il sensore di campo magnetico à ̈ accoppiato all’altra unità , rileva il campo magnetico emesso dall’emettitore di campo magnetico e produce un segnale di uscita rappresentativo del campo magnetico rilevato; ed • il dispositivo di calcolo della posizione riceve il segnale di uscita prodotto dal sensore di campo magnetico e, sulla base di detto segnale di uscita ricevuto, genera dati di posizione rappresentativi della posizione dell’unità remota rispetto all’unità di riferimento. â € ¢ the magnetic field sensor is coupled to the other unit, detects the magnetic field emitted by the magnetic field emitter and produces an output signal representative of the magnetic field detected; and â € ¢ the position calculation device receives the output signal produced by the magnetic field sensor and, on the basis of said output signal received, generates position data representative of the position of the remote unit with respect to the reference.
Inoltre, il sistema descritto nel brevetto statunitense US 6,687,531 include anche un’unità di memorizzazione ed un’unità di registrazione mutuamente accoppiate. In particolare, in uso, Furthermore, the system disclosed in US 6,687,531 also includes a mutually coupled storage unit and recording unit. In particular, in use,
• l’unità di memorizzazione memorizza una pluralità di immagini pre-registrate del corpo del paziente ciascuna delle quali rappresenta una rispettiva parte del corpo del paziente, e â € ¢ the storage unit stores a plurality of pre-recorded images of the patient's body each of which represents a respective part of the patient's body, and
• l’unità di registrazione riceve i dati di posizione dal dispositivo di calcolo della posizione, correla detti dati di posizione con la pluralità di immagini preregistrate memorizzate nell’unità di memorizzazione ed identifica almeno un’immagine pre-registrata associata alla posizione dell’unità remota rispetto al corpo del paziente. â € ¢ the recording unit receives the position data from the position calculation device, correlates said position data with the plurality of pre-recorded images stored in the storage unit and identifies at least one associated pre-recorded image the position of the remote unit with respect to the patient's body.
Infine, il sistema descritto nel brevetto statunitense US 6,687,531 comprende anche uno schermo per visualizzare l’immagine identificata, o le immagini identificate, dall’unità di registrazione, nonché, preferibilmente, anche la posizione dello strumento medico-chirurgico all’interno di tale/i immagine/i visualizzata/e. Pertanto, il sistema appena descritto consente al medico di avere sempre a disposizione sullo schermo le immagini del corpo del paziente che corrispondono alla posizione dello strumento medico-chirurgico utilizzato. Peraltro, il brevetto statunitense US 6,687,531 descrive anche la possibilità di visualizzare sullo schermo un’immagine composita tridimensionale generata sulla base delle immagini identificate dall’unità di registrazione. Finally, the system described in US patent US 6,687,531 also includes a screen for displaying the image identified, or images identified, by the recording unit, as well as, preferably, also the position of the medical-surgical instrument at the inside such image (s) displayed. Therefore, the system just described allows the doctor to always have available on the screen the images of the patient's body which correspond to the position of the medical-surgical instrument used. Moreover, the United States patent US 6,687,531 also describes the possibility of displaying on the screen a three-dimensional composite image generated on the basis of the images identified by the recording unit.
I Richiedenti hanno però notato che i sistemi noti di navigazione chirurgica basati su tracciamento magnetico, come ad esempio il sistema descritto nel brevetto statunitense US 6,687,531, non possono essere sfruttati durante trattamenti odontoiatrici, interventi di chirurgia odontoiatrica ed interventi di chirurgia maxillofacciale che interessano la zona orale di un paziente. Infatti il tracciamento della posizione di uno strumento medico basato sull’uso di un emettitore di campo magnetico e di un sensore di campo magnetico, per poter essere affidabile, richiede necessariamente che uno di detti dispositivi sia assicurato al corpo del paziente in modo tale che risulti immobile rispetto alla parte del corpo del paziente interessata dall’intervento medico-chirurgico, ad esempio la mandibola. Poiché, però, la mandibola del paziente potrebbe muoversi durante l’intervento odontoiatrico o maxillofacciale, il tracciamento della posizione degli strumenti medici fornito dai sistemi noti di navigazione chirurgica non risulterebbe affidabile poiché detti sistemi non consentono un accoppiamento idoneo del generatore di campo magnetico o del sensore di campo magnetico al corpo del paziente, ovvero un accoppiamento tale da garantire che il generatore di campo magnetico od il sensore di campo magnetico sia solidale con la mandibola del paziente. The Applicants have however noted that the known surgical navigation systems based on magnetic tracking, such as the system described in US patent US 6,687,531, cannot be exploited during dental treatments, dental surgery and maxillofacial surgery involving the area. of a patient. In fact, the tracking of the position of a medical instrument based on the use of a magnetic field emitter and a magnetic field sensor, in order to be reliable, necessarily requires that one of these devices be secured to the patient's body in such a way that is immobile with respect to the part of the patient's body affected by the medical-surgical intervention, for example the jaw. However, since the patient's jaw could move during dental or maxillofacial surgery, the tracking of the position of medical instruments provided by known surgical navigation systems would not be reliable since said systems do not allow a suitable coupling of the field generator magnetic field sensor or magnetic field sensor to the patient's body, or a coupling such as to ensure that the magnetic field generator or the magnetic field sensor is integral with the patient's jaw.
Inoltre, com’à ̈ noto, in odontoiatria ed in chirurgia maxillofacciale spesso vengono utilizzati strumenti medicochirurgici, come ad esempio trapani, frese ecc., che emettono campi magnetici che possono avere intensità anche molto elevate. Pertanto i sistemi noti di navigazione chirurgica basati su tracciamento magnetico, qualora fossero utilizzati per tracciare la posizione di uno strumento medico-chirurgico che emette campi magnetici, come ad esempio un trapano da dentista, non fornirebbero un tracciamento affidabile di detto strumento medicochirurgico a causa dell’elevata interferenza creata dallo stesso strumento medico-chirurgico. Furthermore, as is well known, in dentistry and maxillofacial surgery, medical and surgical instruments are often used, such as drills, burs, etc., which emit magnetic fields that can have very high intensities. Therefore, the known surgical navigation systems based on magnetic tracking, if they were used to track the position of a medical-surgical instrument that emits magnetic fields, such as a dentist's drill, would not provide reliable tracking of said medical surgical instrument due to the € ™ high interference created by the medical-surgical instrument itself.
Scopo della presente invenzione, quindi, Ã ̈ quello di fornire un sistema che consenta di risolvere, almeno in parte, i suddetti problemi tecnici dei sistemi noti di navigazione chirurgica. The aim of the present invention, therefore, is to provide a system which allows to solve, at least in part, the aforementioned technical problems of known surgical navigation systems.
Il suddetto scopo à ̈ raggiunto dalla presente invenzione in quanto essa à ̈ relativa ad un sistema di navigazione per interventi odontoiatrici e maxillofacciali, secondo quanto definito nelle rivendicazioni annesse. The aforesaid object is achieved by the present invention as it relates to a navigation system for dental and maxillofacial operations, as defined in the attached claims.
Per una migliore comprensione della presente invenzione, alcune forme preferite di realizzazione, fornite a puro titolo di esempio esplicativo e non limitativo, verranno ora illustrate con riferimento ai disegni annessi (non in scala), in cui: For a better understanding of the present invention, some preferred embodiments, provided purely by way of non-limiting explanatory example, will now be illustrated with reference to the annexed drawings (not to scale), in which:
- la Figura 1 Ã ̈ una vista di insieme del sistema oggetto della presente invenzione; - Figure 1 is an overall view of the system object of the present invention;
- la Figura 2 Ã ̈ una vista rispettivamente laterale ed in pianta di due elementi di un gruppo di fissaggio del sistema di figura 1; e Figure 2 is a side and plan view respectively of two elements of a fixing assembly of the system of Figure 1; And
- la Figura 3 Ã ̈ un esploso raffigurante due elementi di figura 2. - Figure 3 is an exploded view showing two elements of Figure 2.
La presente invenzione verrà ora descritta in dettaglio con riferimento alle figure allegate per permettere ad una persona esperta di realizzarla. The present invention will now be described in detail with reference to the attached figures to allow a skilled person to make it.
In figura 1 Ã ̈ indicato nel suo complesso con 1 un sistema di navigazione per interventi odontoiatrici e maxillofacciali secondo la presente invenzione. In Figure 1, the numeral 1 indicates as a whole a navigation system for dental and maxillofacial operations according to the present invention.
In particolare, facendo riferimento alla figura 1, il sistema 1 comprende: In particular, with reference to Figure 1, the system 1 comprises:
• un’unità centrale di elaborazione e controllo 2; • un primo dispositivo di tracciamento magnetico (non illustrato per semplicità ) che à ̈ connesso, in modalità “wireless†o “wired†, con l’unità centrale di elaborazione e controllo 2 ed à ̈ fissato su uno strumento medicochirurgico 3 utilizzato in un intervento odontoiatrico e/o maxillofacciale a cui à ̈ sottoposto un paziente; â € ¢ a central processing and control unit 2; â € ¢ a first magnetic tracking device (not illustrated for simplicity) which is connected, in â € œwirelessâ € or â € œwiredâ € mode, with the central processing and control unit 2 and is fixed on an instrument medical surgery 3 used in a dental and / or maxillofacial operation to which a patient is subjected;
• un gruppo di fissaggio 4 utile per connettere in maniera solidalmente rigida un secondo dispositivo di tracciamento magnetico alla mandibola del paziente ed illustrato in maniera più dettagliata in figura 2; ed â € ¢ a fixing unit 4 useful for connecting a second magnetic tracking device to the patient's jaw in an integrally rigid manner and illustrated in more detail in Figure 2; and
• uno schermo 5 per la visualizzazione, durante l’intervento, della posizione dello strumento medicochirurgico 3 rispetto alla mandibola del paziente. â € ¢ a screen 5 for viewing, during the operation, the position of the surgical instrument 3 with respect to the patient's jaw.
Come illustrato in figura 2, il gruppo di fissaggio 4 comprende un impianto endosseo a vite 6 realizzato in titanio puro e/o acciaio pre-sterili e comprendente, a sua volta, un gambo filettato 7 disposto, in uso, all’interno dell’osso mandibolare, ed una testa di aggancio 8 realizzata di pezzo con il gambo filettato 7. La testa di aggancio 8 ha una conformazione a pianta ottagonale sulla cui parete laterale 8a à ̈ ricavata una scanalatura circonferenziale 9. As illustrated in figure 2, the fixing group 4 comprises an endosseous screw implant 6 made of pure titanium and / or pre-sterile steel and comprising, in turn, a threaded stem 7 arranged, in use, inside the The mandibular bone, and a coupling head 8 made of one piece with the threaded shank 7. The coupling head 8 has an octagonal shape on the side wall 8a of which a circumferential groove 9 is obtained.
Differentemente da quanto appena descritto la testa di aggancio 8 può essere realizzata in forma separata dal gambo filettato 7, al quale viene accoppiata mediante una vite di connessione per la realizzazione dell’impianto endosseo nel suo complesso. Differently from what has just been described, the coupling head 8 can be made in a separate form from the threaded shank 7, to which it is coupled by means of a connection screw for the realization of the endosseous implant as a whole.
Come illustrato in figura 2, il gruppo di fissaggio 4 comprende, inoltre, un braccio rigido di connessione 10 atto a connettere in maniera rigida il secondo dispositivo di tracciamento magnetico all’impianto endosseo a vite 6. Il braccio rigido di connessione 10 comprende ad una sua prima estremità 10a una porzione di aggancio 11, in uso, connessa alla testa di aggancio 8, e ad una sua seconda estremità 10b un elemento di attacco a baionetta 12 utile alla connessione del secondo dispositivo di tracciamento magnetico. L’elemento di attacco 12, similmente alla testa di aggancio 8 dell’impianto endosseo 6, ha una conformazione a pianta poligonale sulla cui parete laterale à ̈ ricavata una scanalatura circonferenziale. As illustrated in Figure 2, the fixing assembly 4 also comprises a rigid connection arm 10 adapted to rigidly connect the second magnetic tracking device to the endosseous screw implant 6. The rigid connection arm 10 comprises for example a first end 10a of it a hooking portion 11, in use, connected to the hooking head 8, and to a second end 10b of it a bayonet attachment element 12 useful for connecting the second magnetic tracking device. The attachment element 12, similarly to the attachment head 8 of the endosseous implant 6, has a polygonal plan conformation on the side wall of which a circumferential groove is obtained.
La porzione di aggancio 11 presenta una apertura ottagonale 13 atta ad alloggiare la testa di aggancio 8 ed una pluralità di cuscinetti a molla 14 atti ad impegnare a scatto la scanalatura circonferenziale 9. L’accoppiamento tra la testa ottagonale 8 e l’apertura ottagonale 13 e l’impegno della scanalatura circonferenziale 9 da parte dei cuscinetti a molla 14 garantiscono il bloccaggio sia assiale sia radiale della porzione di aggancio 11 alla testa di aggancio 8. Inoltre, qualora venga ritenuto necessario, à ̈ possibile stabilizzare ulteriormente il bloccaggio mediante l’utilizzo di una microvite di sicurezza. The coupling portion 11 has an octagonal opening 13 suitable for housing the coupling head 8 and a plurality of spring bearings 14 suitable for snap-engaging the circumferential groove 9. The coupling between the octagonal head 8 and the opening octagonal 13 and the engagement of the circumferential groove 9 by the spring bearings 14 ensure both axial and radial locking of the coupling portion 11 to the coupling head 8. Furthermore, if deemed necessary, it is possible to further stabilize the locking by using a safety micro-screw.
Il braccio di connessione 10 deve essere realizzato con un materiale tale da conferire un grado di rigidità estremamente elevato per ridurre al minimo le vibrazioni e i micromovimenti durante l’intervento. La particolare conformazione del braccio di connessione 10 di figura 2 à ̈ solo un esempio tra tanti e dipende strettamente dalla parte della mandibola a cui si vuole fissare l’impianto endosseo a vite 6. The connection arm 10 must be made of a material such as to confer an extremely high degree of rigidity in order to minimize vibrations and micro-movements during the intervention. The particular conformation of the connection arm 10 in figure 2 is just one example among many and strictly depends on the part of the mandible to which the endosseous screw implant 6 is to be fixed.
In figura 2, à ̈ illustrato schematicamente con 15 il secondo dispositivo di tracciamento magnetico il quale à ̈ integrato in un involucro 16, ovvero un supporto, di plastica o di metallo, sterilizzabile e sigillato, che comprende una porzione di attacco 16a atta a cooperare con l’attacco a baionetta 12. In particolare, la porzione di attacco 16a, similmente alla porzione di aggancio 11, presenta una apertura ottagonale atta ad alloggiare l’elemento di attacco 12, ed una pluralità di cuscinetti a molla atti ad impegnare a scatto la scanalatura circonferenziale ricavata nell’elemento di attacco 12 stesso. In figure 2, the second magnetic tracking device is schematically illustrated with 15, which is integrated in a casing 16, that is a support, made of plastic or metal, sterilizable and sealed, which comprises an attachment portion 16a adapted to cooperate with bayonet coupling 12. In particular, the coupling portion 16a, similarly to the coupling portion 11, has an octagonal opening suitable for housing the coupling element 12, and a plurality of spring bearings suitable for engaging snap the circumferential groove obtained in the attachment element 12 itself.
In questo modo, l’involucro 16 oltre che essere fissato all’estremità 10b del braccio rigido di connessione 10, può essere fissata direttamente alla testa di aggancio 8 dell’impianto endosseo 6. In this way, the casing 16, as well as being fixed to the end 10b of the rigid connection arm 10, can be fixed directly to the coupling head 8 of the endosseous implant 6.
Il particolare attacco del braccio rigido di connessione 10 alla testa di aggancio 8 nonché quello all’involucro 16 sono solo degli esempi possibili e possono essere sostituiti da soluzioni differenti purché sempre in grado di assicurare una elevata rigidità di connessione del secondo dispositivo di tracciamento magnetico 15 alla mandibola. The particular connection of the rigid connection arm 10 to the coupling head 8 as well as that to the casing 16 are only possible examples and can be replaced by different solutions as long as they are always able to ensure a high connection rigidity of the second connection device. magnetic tracking 15 to the mandible.
Convenientemente, durante esami diagnostici strumentali, ad esempio radiografie, a cui à ̈ sottoposto il paziente prima dell’intervento, all’attacco a baionetta 12, al posto del secondo dispositivo di tracciamento magnetico 15, può essere agganciata una griglia radiografica. In questo modo la griglia radiografica, nota e non illustrata per semplicità , à ̈ connessa in modo solidale al braccio rigido di connessione 10 e, quindi, all’impianto endosseo a vite 6. La griglia radiografica ha una struttura geometrica nota al sistema di navigazione 1 ed à ̈ realizzata con metalli di diverse radiopacità , ognuno dei quali à ̈ specifico per l’esame strumentale da eseguire e compatibile con i diversi settaggi che il sistema diagnostico richiede. Sostanzialmente, la griglia radiografica ha una forma prismatica riconoscibile da software dedicato, ed à ̈ possibile individuare la sua geometria con un sistema di digitalizzazione, o digitalizzatore di punti, noto e non illustrato per semplicità , il cui funzionamento verrà descritto in dettaglio nel seguito. Conveniently, during instrumental diagnostic tests, for example radiographs, to which the patient is subjected before the operation, to the bayonet attachment 12, instead of the second magnetic tracking device 15, a radiographic grid can be attached. In this way the radiographic grid, known and not illustrated for simplicity, is connected in an integral way to the rigid connection arm 10 and, therefore, to the endosseous screw implant 6. The radiographic grid has a geometric structure known to the navigation 1 and is made with metals of different radiopacities, each of which is specific for the instrumental examination to be performed and compatible with the different settings that the diagnostic system requires. Basically, the radiographic grid has a prismatic shape recognizable by dedicated software, and it is possible to identify its geometry with a digitization system, or point digitizer, known and not illustrated for simplicity, whose operation will be described in detail below.
Il gruppo di fissaggio 4 precedentemente descritto potrebbe anche non prevedere il braccio rigido di connessione 10, qualora sia possibile posizionare il secondo dispositivo di tracciamento magnetico 15 o la griglia radiografica direttamente sull’impianto endosseo a vite 6. In questa particolare forma di realizzazione l’impianto endosseo a vite può presentare una specifica conformazione, ad esempio può comprendere una tacca ricavata su di una sua porzione superiore, tale da fornire un riferimento spaziale utile per determinare l’orientamento spaziale di detto impianto endosseo a vite durante gli esami diagnostici strumentali a cui à ̈ sottoposto il paziente prima dell’intervento al fine di orientare univocamente la griglia radiografica e/o il dispositivo di tracciamento magnetico 15. The fixing assembly 4 described above could also not include the rigid connection arm 10, if it is possible to position the second magnetic tracking device 15 or the radiographic grid directly on the endosseous screw implant 6. In this particular embodiment, the Endosseous screw implant may have a specific conformation, for example it may include a notch obtained on one of its upper portion, such as to provide a spatial reference useful for determining the spatial orientation of said endosseous screw implant during diagnostic examinations instruments to which the patient is subjected before surgery in order to uniquely orient the radiographic grid and / or the magnetic tracking device 15.
Andando ancor più nel dettaglio della presente invenzione, il sistema di navigazione 1 preferibilmente comprende: Going even more into the detail of the present invention, the navigation system 1 preferably comprises:
• il digitalizzatore di punti precedentemente introdotto il quale consente di associare le forme e la posizione delle strutture anatomiche del paziente e/o della griglia radiografica precedentemente descritta con i dati tridimensionali raccolti dagli esami diagnostici strumentali a cui à ̈ stato sottoposto il paziente prima dell’intervento, come ad esempio radiografie, TAC, RMT, PET, ecc.; â € ¢ the previously introduced point digitizer which allows you to associate the shapes and position of the patient's anatomical structures and / or the previously described radiographic grid with the three-dimensional data collected from the instrumental diagnostic tests the patient was subjected to before of the intervention, such as x-rays, CT, MRI, PET, etc .;
• un sistema di tracciamento magnetico per tracciare la posizione ed i movimenti dello strumento medicochirurgico 3 e, convenientemente, anche la posizione ed i movimenti del digitalizzatore di punti, detto sistema di tracciamento magnetico comprendendo il primo dispositivo di tracciamento magnetico ed il secondo dispositivo di tracciamento magnetico 15 precedentemente introdotti e, convenientemente, anche un terzo dispositivo di tracciamento magnetico montato sul digitalizzatore di punti; â € ¢ a magnetic tracking system to track the position and movements of the medical surgical instrument 3 and, conveniently, also the position and movements of the point digitizer, said magnetic tracking system comprising the first magnetic tracking device and the second device magnetic tracking device 15 previously introduced and, conveniently, also a third magnetic tracking device mounted on the point digitizer;
• l’unità centrale di elaborazione e controllo 2, realizzata ad esempio tramite un elaboratore elettronico, ovvero un computer, che memorizza un programma informatico, ovvero software, di gestione che, quando eseguito, causa che l’unità centrale di elaborazione e controllo 2 gestisca in tempo reale â € ¢ the central processing and control unit 2, created for example through an electronic processor, or a computer, which stores a computer program, or management software which, when executed, causes the central processing unit processing and control 2 manage in real time
- dati secondo lo standard DICOM (“Digital Imaging and COmmunications in Medicine†) derivanti dagli esami diagnostici strumentali, - data according to the DICOM standard (â € œDigital Imaging and COmmunications in Medicineâ €) deriving from instrumental diagnostic tests,
- una programmazione degli interventi chirurgici, - a schedule of surgical interventions,
- informazioni in uscita dal digitalizzatore di punti, - information coming out of the point digitizer,
- informazioni in uscita dal sistema di tracciamento magnetico, ed - information coming out of the magnetic tracking system, ed
- un accoppiamento delle informazioni in uscita dal digitalizzatore di punti e dal sistema di tracciamento magnetico con i dati DICOM; ed - a coupling of the information coming out of the point digitizer and the magnetic tracking system with the DICOM data; and
• il gruppo di fissaggio 4 precedentemente descritto. Lo strumento medico-chirurgico 3 può essere un dispositivo alimentato elettricamente che comprende un motore che genera moto ed un manipolo che trasferisce il moto generato dal motore ad una porzione d’intervento, ad esempio ad una fresa chirurgica, eventualmente moltiplicandone o riducendone la velocità . In particolare, il motore può generare una rotazione o una oscillazione. I motori prevalentemente utilizzati negli attuali strumenti medico-chirurgici per generare rotazione sono i motori ad induzione elettromagnetica ed i motori a spazzole, mentre i motori per generare oscillazioni sono i motori piezoelettrici. â € ¢ the fixing group 4 previously described. The medical-surgical instrument 3 can be an electrically powered device that includes a motor that generates motion and a handpiece that transfers the motion generated by the motor to an intervention portion, for example to a surgical bur, possibly multiplying or reducing its speed. . In particular, the motor can generate a rotation or an oscillation. The motors mainly used in current medical-surgical instruments to generate rotation are electromagnetic induction motors and brush motors, while the motors to generate oscillations are piezoelectric motors.
In dettaglio, i motori ad induzione elettromagnetica generano una rotazione degli ingranaggi interni poi trasmessa, attraverso il manipolo, ad uno strumento tagliente denominato “fresa†. In virtù del loro principio di funzionamento basato sull’induzione magnetica, tali motori emettono un campo magnetico che può interferire con il sistema di tracciamento magnetico. Per questa ragione gli attuali sistemi di navigazione utilizzati in odontoiatria e chirurgia oro-maxillofacciale sfruttano sottosistemi di tracciamento ottico e non magnetico. Al contrario, la presente invenzione prevede l’uso di motori dotati di un rivestimento in grado di schermare il campo magnetico prodotto dal motore stesso. In particolare, per i motori attualmente in commercio à ̈ previsto di applicare rivestimenti schermanti esterni. Pertanto, secondo la presente invenzione, à ̈ possibile utilizzare sia motori già progettati per schermare le proprie radiazioni magnetiche, sia motori tradizionali rivestiti con materiali in grado di schermare le radiazioni emesse da detti motori tradizionali. In detail, the electromagnetic induction motors generate a rotation of the internal gears which is then transmitted, through the handpiece, to a cutting instrument called the â € œmillâ €. By virtue of their principle of operation based on magnetic induction, these motors emit a magnetic field that can interfere with the magnetic tracking system. For this reason, the current navigation systems used in dentistry and oro-maxillofacial surgery exploit optical and non-magnetic tracking subsystems. On the contrary, the present invention provides for the use of motors equipped with a coating capable of shielding the magnetic field produced by the motor itself. In particular, for motors currently on the market it is envisaged to apply external shielding coatings. Therefore, according to the present invention, it is possible to use both motors already designed to shield their own magnetic radiations, and traditional motors coated with materials capable of shielding the radiations emitted by said traditional motors.
Al contrario del motore ad induzione magnetica, il motore piezoelettrico, sfruttando il fenomeno fisico descritto come “effetto piezoelettrico†, genera un movimento oscillante con capacità di taglio in punta. In particolare, il motore piezoelettrico consente di effettuare tagli grazie ad appositi manipoli che trasmettono le oscillazioni generate dal motore a puntali non rotanti, bensì oscillanti. Unlike the magnetic induction motor, the piezoelectric motor, exploiting the physical phenomenon described as the “piezoelectric effect”, generates an oscillating movement with cutting capacity at the tip. In particular, the piezoelectric motor makes it possible to make cuts thanks to special handpieces that transmit the oscillations generated by the motor to non-rotating, but oscillating, tips.
Esempi di strumenti medico-chirurgici con cui può essere sfruttata la presente invenzione sono: manipoli chirurgici, strumenti chirurgici, frese rotanti, trequarti endoscopici ed ogni tipo possibile di strumento che deve essere inserito nel contesto del campo operatorio. Examples of medical-surgical instruments with which the present invention can be exploited are: surgical handpieces, surgical instruments, rotary burs, endoscopic trocars and every possible type of instrument that must be inserted in the context of the operating field.
La presente invenzione può essere vantaggiosamente sfruttata con strumenti medico-chirurgici che comprendono motori ad induzione magnetica, motori a spazzole e motori piezoelettrici. The present invention can be advantageously exploited with medical-surgical instruments which include magnetic induction motors, brush motors and piezoelectric motors.
Secondo una prima forma preferita di realizzazione del sistema di tracciamento magnetico, il secondo dispositivo di tracciamento magnetico 15 in uso à ̈ fissato, come descritto precedentemente, alla parte del corpo del paziente interessata dall’intervento odontoiatrico o maxillofacciale, ad esempio la mandibola, mediante il gruppo di fissaggio 4 e comprende un emettitore di campo magnetico configurato per emettere un campo magnetico predefinito. Sempre secondo detta prima forma preferita di realizzazione del sistema di tracciamento magnetico, il primo dispositivo di tracciamento magnetico in uso à ̈ fissato, come descritto precedentemente, allo strumento medico-chirurgico 3, preferibilmente al motore dello strumento medico-chirurgico 3, e comprende un primo sensore di posizione configurato per rilevare il campo magnetico emesso dall’emettitore di campo magnetico e per determinare, sulla base del campo magnetico rilevato, la propria posizione rispetto all’emettitore di campo magnetico. According to a first preferred embodiment of the magnetic tracking system, the second magnetic tracking device 15 in use is fixed, as previously described, to the part of the patient's body involved in the dental or maxillofacial intervention, for example the mandible, by means of the fixing assembly 4 and comprises a magnetic field emitter configured to emit a predefined magnetic field. Still according to said first preferred embodiment of the magnetic tracking system, the first magnetic tracking device in use is fixed, as described above, to the medical-surgical instrument 3, preferably to the motor of the medical-surgical instrument 3, and comprises a first position sensor configured to detect the magnetic field emitted by the magnetic field emitter and to determine, on the basis of the magnetic field detected, its position with respect to the magnetic field emitter.
La posizione reciproca tra il sensore di posizione e l’emettitore di campo magnetico determinata dal sensore di posizione, corrisponde alla posizione reciproca tra la parte del corpo del paziente interessata dall’intervento odontoiatrico o maxillofacciale, ad esempio la mandibola, ed il motore dello strumento medico-chirurgico. The reciprocal position between the position sensor and the magnetic field emitter determined by the position sensor corresponds to the reciprocal position between the part of the patient's body affected by the dental or maxillofacial intervention, for example the jaw, and the motor of the medical-surgical instrument.
Alternativamente, in particolare secondo una seconda forma preferita di realizzazione del sistema di tracciamento magnetico, l’emettitore di campo magnetico non à ̈ integrato nel secondo dispositivo di tracciamento magnetico, bensì à ̈ posizionato all’interno dell’ambiente dove il paziente à ̈ sottoposto a detto intervento, ad esempio può essere fissato al tavolo operatorio. In detta seconda forma preferita di realizzazione del sistema di tracciamento magnetico il primo dispositivo di tracciamento magnetico non cambia rispetto alla prima forma preferita di realizzazione del sistema di tracciamento magnetico, mentre il secondo dispositivo di tracciamento magnetico 15 comprende, al posto dell’emettitore di campo magnetico, un secondo sensore di posizione configurato per rilevare il campo magnetico emesso dall’emettitore di campo magnetico e per determinare, sulla base del campo magnetico rilevato, la propria posizione rispetto all’emettitore di campo magnetico. Alternatively, in particular according to a second preferred embodiment of the magnetic tracking system, the magnetic field emitter is not integrated in the second magnetic tracking device, but is positioned inside the environment where the patient is subjected to this operation, for example it can be fixed to the operating table. In said second preferred embodiment of the magnetic tracking system, the first magnetic tracking device does not change with respect to the first preferred embodiment of the magnetic tracking system, while the second magnetic tracking device 15 comprises, instead of the emitter of magnetic field, a second position sensor configured to detect the magnetic field emitted by the magnetic field emitter and to determine, on the basis of the magnetic field detected, its position with respect to the magnetic field emitter.
In questa forma alternativa di realizzazione del sistema di tracciamento magnetico, poiché in un dato momento si conoscono le posizioni dei due sensori di posizione rispetto all’emettitore di campo magnetico, risulta possibile conoscere anche la posizione reciproca tra i due sensori e, quindi, la posizione reciproca tra la parte del corpo del paziente interessata dall’intervento odontoiatrico o maxillofacciale, ad esempio la mandibola, ed il motore dello strumento medico-chirurgico. In this alternative embodiment of the magnetic tracking system, since at a given moment the positions of the two position sensors with respect to the magnetic field emitter are known, it is also possible to know the reciprocal position between the two sensors and, therefore , the reciprocal position between the part of the patient's body affected by the dental or maxillofacial intervention, for example the mandible, and the motor of the medical-surgical instrument.
Il sistema di tracciamento magnetico può essere convenientemente realizzato sfruttando uno dei sistemi di tracciamento magnetico attualmente in commercio. The magnetic tracking system can be conveniently made using one of the magnetic tracking systems currently on the market.
Inoltre, il sistema di tracciamento magnetico à ̈ convenientemente configurato per rilevare variazioni di posizione inferiori a 0,5 mm. Test sperimentali condotti dai Richiedenti hanno dimostrato che à ̈ possibile ottenere una tale precisione sfruttando uno dei sistemi di tracciamento magnetico attualmente in commercio. In addition, the magnetic tracking system is conveniently configured to detect position changes of less than 0.5mm. Experimental tests conducted by the Applicants have shown that it is possible to obtain such precision by exploiting one of the magnetic tracking systems currently on the market.
Come precedentemente descritto, un sensore di posizione à ̈ fissato in modo solidale al motore dello strumento medico-chirurgico 3. Questo non à ̈ sufficiente a conoscere la posizione dell’estremità dello strumento medicochirurgico 3 perché detta posizione dipende anche dal tipo di manipolo montato sul motore (forma e dimensioni) e dal tipo di fresa utilizzata (forma e dimensioni). Tuttavia, il manipolo e la fresa, una volta che sono stati accoppiati al motore, mantengono sempre la stessa posizione rispetto al motore e, quindi, rispetto al sensore di posizione accoppiato a detto motore. Pertanto à ̈ possibile conoscere la posizione dell’estremità della fresa mediante una semplice operazione di calibrazione, ovvero taratura, del sistema di tracciamento magnetico che comprende registrare, mediante digitalizzazione, la posizione dell’estremità dello strumento medico-chirurgico 3 mentre viene messa in contatto con un punto di repere noto solidale con il secondo dispositivo di tracciamento magnetico 15 fissato sul paziente. As previously described, a position sensor is fixed integrally to the motor of the medical-surgical instrument 3. This is not sufficient to know the position of the extremity of the medical-surgical instrument 3 because said position also depends on the type of handpiece mounted on the motor (shape and size) and the type of cutter used (shape and size). However, once the handpiece and the bur, once they have been coupled to the motor, always maintain the same position with respect to the motor and, therefore, with respect to the position sensor coupled to said motor. Therefore, it is possible to know the position of the end of the bur through a simple calibration operation of the magnetic tracking system which includes recording, by digitization, the position of the end of the medical-surgical instrument 3 while it is being placed in contact with a known landmark integral with the second magnetic tracking device 15 fixed on the patient.
Per quanto riguarda, invece, il problema dell’interferenza creata dal motore dello strumento medicochirurgico 3 al sistema di tracciamento magnetico, la presente invenzione prevede l’uso, contemporaneo o alternativo, di due specifiche contromisure. In particolare, una prima contromisura, già descritta precedentemente, prevede di schermare il motore dello strumento medico-chirurgico 3 mediante apposite guaine isolanti, mentre una seconda contromisura prevede di effettuare la calibrazione del sistema di tracciamento magnetico facendo muovere il manipolo dello strumento medico-chirurgico 3 ad una data velocità . Prendendo in considerazione, ad esempio, uno strumento medico-chirurgico comprendente un motore che genera rotazione, se la velocità di rotazione à ̈ costante durante l’intervento odontoiatrico o maxillofacciale, l’interferenza generata dal motore risulta a sua volta costante e, quindi, viene inclusa nella calibrazione iniziale del sistema di tracciamento magnetico. Pertanto, in caso di velocità del motore costante durante l’intervento odontoiatrico o maxillofacciale, la precisione del sistema di tracciamento magnetico viene mantenuta. Se, invece, la velocità di rotazione del manipolo viene variata, volontariamente o accidentalmente, durante l’intervento odontoiatrico o maxillofacciale, la precisione del sistema di tracciamento magnetico viene persa ed à ̈ necessario, quindi, ripetere la calibrazione del sistema di tracciamento magnetico. As regards, instead, the problem of the interference created by the motor of the medical surgical instrument 3 to the magnetic tracking system, the present invention provides for the simultaneous or alternative use of two specific countermeasures. In particular, a first countermeasure, already described above, provides for shielding the motor of the medical-surgical instrument 3 by means of special insulating sheaths, while a second countermeasure involves calibrating the magnetic tracking system by moving the handpiece of the medical-surgical instrument 3 at a given speed. Taking into consideration, for example, a medical-surgical instrument including a motor that generates rotation, if the rotation speed is constant during dental or maxillofacial surgery, the interference generated by the motor is in turn constant and, therefore, it is included in the initial calibration of the magnetic tracking system. Therefore, in the event of constant motor speed during dental or maxillofacial surgery, the accuracy of the magnetic tracking system is maintained. If, on the other hand, the rotation speed of the handpiece is changed, voluntarily or accidentally, during dental or maxillofacial surgery, the accuracy of the magnetic tracking system is lost and it is therefore necessary to repeat the calibration of the magnetic tracking system. .
Futuri sviluppi della presente invenzione potranno, convenientemente, includere nel programma informatico di gestione un aggiornamento in tempo reale del campo magnetico di disturbo generato dal motore dello strumento medico-chirurgico 3, così da poter utilizzare motori comandati da reostati in modo da poterne variare istantaneamente la velocità , ad esempio mediante un pedale. Future developments of the present invention may conveniently include in the computer management program a real-time update of the disturbing magnetic field generated by the engine of the medical-surgical instrument 3, so as to be able to use motors controlled by rheostats so as to be able to change them instantaneously. speed, for example by means of a pedal.
Come precedentemente descritto, il sistema di tracciamento magnetico fornisce la posizione della punta dello strumento medico-chirurgico 3 rispetto alla parte del corpo del paziente interessata dall’intervento odontoiatrico o maxillofacciale, ad esempio la mandibola, mentre l’inclinazione dello strumento medico-chirurgico 3 viene determinata mediante almeno due inclinometri miniaturizzati ad alta precisione e/o due accelerometri miniaturizzati ad alta precisione, ciascuno dei quali à ̈ integrato in un rispettivo dispositivo di tracciamento magnetico. As previously described, the magnetic tracking system provides the position of the tip of the medical-surgical instrument 3 with respect to the part of the patient's body affected by the dental or maxillofacial intervention, for example the mandible, while the inclination of the medical instrument - surgical 3 is determined by at least two high-precision miniaturized inclinometers and / or two high-precision miniaturized accelerometers, each of which is integrated into a respective magnetic tracking device.
Inoltre, come già precedentemente accennato, il sistema di tracciamento magnetico preferibilmente comprende anche un terzo dispositivo di tracciamento magnetico che, in uso, à ̈ fissato al digitalizzatore di punti e comprende: Furthermore, as previously mentioned, the magnetic tracking system preferably also comprises a third magnetic tracking device which, in use, is attached to the point digitizer and comprises:
• un terzo sensore di posizione configurato per rilevare il campo magnetico emesso dall’emettitore di campo magnetico e per determinare, sulla base del campo magnetico rilevato, la propria posizione rispetto all’emettitore di campo magnetico; ed â € ¢ a third position sensor configured to detect the magnetic field emitted by the magnetic field emitter and to determine, on the basis of the magnetic field detected, its position with respect to the magnetic field emitter; and
• un inclinometro miniaturizzato ad alta precisione e/o un accelerometro miniaturizzato ad alta precisione per determinare l’inclinazione del digitalizzatore di punti. â € ¢ a miniaturized high precision inclinometer and / or a miniaturized high precision accelerometer to determine the inclination of the point digitizer.
Convenientemente ogni dispositivo di tracciamento magnetico à ̈ opportunamente miniaturizzato per l’uso medico. Conveniently, each magnetic tracking device is suitably miniaturized for medical use.
In uso, i dati raccolti dal sistema di tracciamento magnetico vengono trasmessi all’unità centrale di elaborazione e controllo 2 in modalità “wireless†e/o “wired†. In use, the data collected by the magnetic tracking system are transmitted to the central processing and control unit 2 in â € œwirelessâ € and / or â € œwiredâ € mode.
Inoltre, come precedentemente accennato, il digitalizzatore di punti viene utilizzato per associare le informazioni ottenute dal sistema di tracciamento magnetico con i dati tridimensionali ottenuti dagli esami diagnostici strumentali a cui à ̈ stato sottoposto il paziente prima dell’intervento. In particolare, tale associazione (“matching†) può essere convenientemente realizzata posizionando il digitalizzatore di punti su strutture anatomiche di riferimento del corpo del paziente che vengono poi individuate anche sulle immagini ottenute dagli esami diagnostici strumentali. Pertanto l’associazione dei punti digitalizzati con i dati tridimensionali ottenuti dagli esami diagnostici strumentali permette di visualizzare in ogni momento sullo schermo 5 le strutture anatomiche del paziente interessate dall’intervento odontoiatrico o maxillofacciale. Furthermore, as previously mentioned, the point digitizer is used to associate the information obtained from the magnetic tracking system with the three-dimensional data obtained from the instrumental diagnostic tests the patient underwent before the surgery. In particular, this association (â € œmatchingâ €) can be conveniently achieved by positioning the digitizer of points on anatomical reference structures of the patient's body which are then also identified on the images obtained from the instrumental diagnostic tests. Therefore, the association of the digitized points with the three-dimensional data obtained from the instrumental diagnostic tests allows the anatomical structures of the patient affected by the dental or maxillofacial intervention to be viewed at any time on the screen 5.
In dettaglio, il digitalizzatore di punti à ̈ un lettore di superficie, meccanico, laser o elettromagnetico, configurato per riconoscere le superfici delle strutture anatomiche del paziente. Detto digitalizzatore di punti, poiché à ̈ accoppiato al terzo dispositivo di tracciamento magnetico, consente di associare le forme e la posizione delle strutture anatomiche del paziente con i dati tridimensionali ottenuti dagli esami diagnostici strumentali. In detail, the point digitizer is a surface reader, mechanical, laser or electromagnetic, configured to recognize the surfaces of the patient's anatomical structures. Said point digitizer, since it is coupled to the third magnetic tracking device, allows to associate the shapes and position of the patient's anatomical structures with the three-dimensional data obtained from instrumental diagnostic tests.
I dati ricevuti dall’unità centrale di elaborazione e controllo 2 permettono di mettere in relazione le strutture anatomiche del paziente interessate dall’intervento odontoiatrico o maxillofacciale con il dispositivo medicochirurgico 3 consentendo, così, una navigazione tridimensionale all’interno di dette strutture anatomiche. The data received from the central processing and control unit 2 make it possible to relate the anatomical structures of the patient involved in the dental or maxillofacial intervention with the medical device 3, thus allowing a three-dimensional navigation within these anatomical structures.
In particolare, una volta che l’unità centrale di elaborazione e controllo 2 ha associato, sulla base dei dati ricevuti dal digitalizzatore di punti e dal sistema di tracciamento magnetico, specificatamente dal terzo dispositivo di tracciamento magnetico, le strutture anatomiche del paziente con i dati tridimensionali ottenuti dagli esami diagnostici strumentali, detta unità centrale di elaborazione e controllo 2 visualizza in tempo reale sullo schermo 5: In particular, once the central processing and control unit 2 has associated, on the basis of the data received from the point digitizer and the magnetic tracking system, specifically from the third magnetic tracking device, the anatomical structures of the patient with the three-dimensional data obtained from instrumental diagnostic tests, said central processing and control unit 2 displays in real time on screen 5:
• riproduzioni tridimensionali delle strutture anatomiche del paziente interessate dall’intervento odontoiatrico o maxillofacciale; ed â € ¢ three-dimensional reproductions of the patientâ € ™ s anatomical structures involved in the dental or maxillofacial intervention; and
• una riproduzione tridimensionale del dispositivo medico-chirurgico 3 referenziata, sulla base dei dati di posizione forniti dal sistema di tracciamento magnetico, specificatamente dal primo dispositivo di tracciamento magnetico e dal secondo dispositivo di tracciamento magnetico 15, rispetto alle strutture anatomiche visualizzate. â € ¢ a three-dimensional reproduction of the medical-surgical device 3 referenced, on the basis of the position data provided by the magnetic tracking system, specifically by the first magnetic tracking device and by the second magnetic tracking device 15, with respect to the anatomical structures displayed.
In questo modo, in uso, il sistema di navigazione 1 guida, con una navigazione tridimensionale, l’odontoiatra o il chirurgo maxillofacciale durante l’intervento. In this way, in use, the navigation system 1 guides, with three-dimensional navigation, the dentist or maxillofacial surgeon during the operation.
In dettaglio, il programma informatico di gestione memorizzato nell’unità centrale di elaborazione e controllo 2 consente di: In detail, the management computer program stored in the central processing and control unit 2 allows you to:
• ricostruire tridimensionalmente e visualizzare le strutture anatomiche del paziente sullo schermo 5; â € ¢ three-dimensional reconstruction and visualization of the patient's anatomical structures on screen 5;
• programmare gli interventi chirurgici; in dettaglio, il programma informatico di gestione consente di individuare e disegnare le strutture anatomiche particolarmente sensibili dalle quali occorre mantenersi a distanza, impostare un segnale di allarme sonoro e/o visivo nel caso in cui lo strumento medico-chirurgico 3 si avvicini oltre un dato limite a dette strutture anatomiche sensibili, programmare l’intervento chirurgico individuando, ad esempio, le linee di taglio sui tessuti duri o disegnando gli impianti osteointegrati che si desidera eseguire, ed impostare un ulteriore segnale di allarme sonoro e/o visivo nel caso in cui lo strumento medico-chirurgico 3 si allontani oltre un dato limite dalla programmazione eseguita in precedenza; â € ¢ plan surgical interventions; in detail, the management computer program allows you to identify and design the particularly sensitive anatomical structures from which you need to keep a distance, set an audible and / or visual alarm signal in the event that the medical-surgical instrument 3 approaches beyond a given datum limit to these sensitive anatomical structures, program the surgery by identifying, for example, the cutting lines on hard tissues or drawing the osseointegrated implants to be performed, and set an additional audible and / or visual alarm signal in case where the medical-surgical instrument 3 departs beyond a given limit from the previously performed programming;
• gestire i dati in uscita dal digitalizzatore di punti; in dettaglio, il programma informatico di gestione consente di associare la ricostruzione tridimensionale eseguita a partire dagli esami diagnostici strumentali con l’anatomia reale del paziente digitalizzando punti di repere riconoscibili sulla ricostruzione tridimensionale; â € ¢ manage the output data from the point digitizer; in detail, the computer management program makes it possible to associate the three-dimensional reconstruction performed starting from the instrumental diagnostic tests with the real anatomy of the patient, digitizing recognizable landmarks on the three-dimensional reconstruction;
• associare, automaticamente o manualmente, i punti di riferimento individuati attraverso il digitalizzatore di punti con i corrispondenti punti della ricostruzione tridimensionale; â € ¢ automatically or manually associate the reference points identified through the point digitizer with the corresponding points of the three-dimensional reconstruction;
• gestire i dati in uscita dal sistema di tracciamento magnetico in modo tale da visualizzare in ogni momento sullo schermo almeno la punta della fresa e la direzione di taglio; in dettaglio, il programma informatico di gestione consente di avere una visualizzazione in ciascuno dei piani dello spazio attraverso immagini bidimensionali, oppure una visualizzazione tridimensionale; ed â € ¢ manage the output data from the magnetic tracking system in such a way as to display at any time on the screen at least the tip of the cutter and the cutting direction; in detail, the management computer program allows to have a visualization in each of the planes of the space through two-dimensional images, or a three-dimensional visualization; and
• emettere segnali sonori, attraverso dispositivi di segnalamento accoppiati all’unità centrale di elaborazione e controllo 2, in caso di errore o di vicinanza a strutture anatomiche del paziente che non devono essere toccate; in dettaglio, il programma informatico di gestione à ̈ in grado di emettere, attraverso i dispositivi di segnalamento, differenti segnali sonori che possono essere impostati dall’odontoiatra o dal chirurgo in base alle proprie preferenze. â € ¢ to emit sound signals, through signaling devices coupled to the central processing and control unit 2, in the event of an error or proximity to the patientâ € ™ s anatomical structures that must not be touched; in detail, the management computer program is able to emit, through the signaling devices, different sound signals that can be set by the dentist or by the surgeon according to one's preferences.
Andando ancor più nel dettaglio, il programma informatico di gestione, quando eseguito, elabora i dati provenienti dal sistema di tracciamento magnetico ed inoltre consente di eseguire una calibrazione del sistema di tracciamento magnetico per ogni strumento medicochirurgico che deve essere usato. Convenientemente, il programma informatico di gestione può essere espandibile e programmabile per qualsiasi tipo di strumento medicochirurgico mediante una banca dati che ne memorizzi la rispettiva struttura tridimensionale. Inoltre, il programma informatico di gestione può, convenientemente, consentire una navigazione basata su sistema “tip&axis†in cui si effettua la sola calibrazione della punta e dell’inclinazione dello strumento medico-chirurgico 3, ma non si ha la possibilità di un riconoscimento tridimensionale globale. Come già descritto precedentemente, il programma informatico di gestione, preferibilmente, consente anche di eseguire una progettazione chirurgica adattabile, tramite la banca dati precedentemente descritta, a qualsiasi sistema implantare e/o ad altri scopi chirurgici, come ad esempio strumenti per la realizzazione di interventi di chirurgia resettiva, chirurgia endodontica, chirurgia exodontica ecc.. Inoltre, il programma informatico di gestione può prevedere la possibilità di avvisare l’odontoiatra o il chirurgo nel momento in cui non si siano rispettati i parametri stabiliti durante la pianificazione, consente di regolare la velocità di manipoli a scopo implantare in modo che la velocità possa essere ridotta fino a fermarsi nel caso in cui i parametri stabiliti durante la pianificazione non siano rispettati e permette di stabilire un grado di tolleranza ed un coefficiente di riduzione in base alle esigenze dell’odontoiatra o del chirurgo. Going even more in detail, the computer management program, when executed, processes the data coming from the magnetic tracking system and also allows you to perform a calibration of the magnetic tracking system for each medical surgical instrument that must be used. Conveniently, the management computer program can be expandable and programmable for any type of medical surgical instrument by means of a database that stores its respective three-dimensional structure. Furthermore, the computer management program can conveniently allow navigation based on the â € œtip & axisâ € system in which only the tip and inclination of the medical-surgical instrument is calibrated 3, but there is no possibility of a global three-dimensional recognition. As previously described, the management computer program, preferably, also allows you to perform a surgical design that can be adapted, through the previously described database, to any implant system and / or other surgical purposes, such as tools for carrying out interventions resective surgery, endodontic surgery, exodontic surgery, etc. In addition, the management computer program can provide for the possibility of alerting the dentist or surgeon when the parameters established during planning are not respected, allows you to adjust the speed of handpieces for implant purposes so that the speed can be reduced until it stops in the event that the parameters established during the planning are not respected and allows to establish a degree of tolerance and a reduction coefficient based on the needs of the ™ dentist or surgeon.
Oltre a quanto precedentemente descritto, il sistema di navigazione 1 può comprendere anche: In addition to what has been previously described, the navigation system 1 can also include:
• un carrello chirurgico ergonomico; â € ¢ an ergonomic surgical trolley;
• pannelli touchscreen; â € ¢ touchscreen panels;
• ricettori per comandi vocali; â € ¢ receptors for voice commands;
• interfacce hardware di connessione con cavi e/o wireless; â € ¢ connection hardware interfaces with cables and / or wireless;
• pannelli di visualizzazione di ologrammi di tipo “virtual touch†; ed â € ¢ â € œvirtual touchâ € hologram display panels; and
• un sistema di calibrazione per determinare l’errore che può affliggere il sistema di tracciamento magnetico e per identificare eventuali artefatti o errori dovuti ai dispositivi diagnostici. â € ¢ a calibration system to determine the error that can affect the magnetic tracking system and to identify any artifacts or errors due to diagnostic devices.
Dalla precedente descrizione si possono immediatamente comprendere i vantaggi della presente invenzione. From the foregoing description the advantages of the present invention can be immediately understood.
In particolare, il sistema oggetto della presente invenzione à ̈ in grado di tracciare in modo sicuro e preciso strumenti odontoiatrici/chirurgici utilizzati durante interventi in ambito orale. In particular, the system object of the present invention is able to trace in a safe and precise way dental / surgical instruments used during interventions in the oral field.
Claims (18)
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Family Applications (1)
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Citations (6)
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2011
- 2011-02-23 IT ITRM2011A000084A patent/IT1404499B1/en active
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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IT1404499B1 (en) | 2013-11-22 |
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