用于导航程序的系统和方法与流程

1.本公开总体上涉及一种用于确定和/或选择构件在空间中和/或相对于受试者的位置(包括定位和定向)的系统和方法。


背景技术：

2.本部分提供与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。
3.在用于各种程序(如外科手术程序、组装程序等)的导航系统中，可以跟踪器械或对象。可以通过各种操作模式的一个或多个跟踪系统来跟踪器械，如通过测量磁场对传感器线圈的影响和/或使用光学传感器来确定位置。传感器线圈可以包含放置在磁场内的导电材料，在所述磁场中在传感器线圈中感应到电流。所测得的感应电流可以用于标识或确定器械或对象的定位。
4.可以用多个线圈(如三个正交放置的线圈)来产生电磁场。各种发射器或现场生成系统包括由在科罗拉多州路易斯维尔市(louisville,colorado)设有营业地点的美敦力导航公司(medtronic navigation,inc.)销售的axiem
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电磁导航系统。axiem
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电磁导航系统可包括用于生成由跟踪装置感测到的电磁场的多个线圈，该多个线圈可以是传感器线圈，以允许使用如外科手术导航系统等导航系统来跟踪和/或展示所跟踪的器械的位置。
5.跟踪系统还可以或可替代地包含光学跟踪系统。光学跟踪系统包括如跟踪系统等跟踪系统。光学跟踪系统包括一组具有视场的相机，以对器械的位置进行三角测量。


技术实现要素：

6.这部分提供对本公开的整体概述并非是其完整范围或所有其特征的全面公开内容。
7.公开了一种用于执行和/或准备程序的系统。程序可以对活体受试者(诸如动物、人或其它选定的患者)执行。程序可以包含任何适当类型的程序，如对无生命的受试者(例如，封闭的结构、机身、底盘等)执行的程序。然而，可使用导航系统来执行程序，其中跟踪系统能够跟踪选定的一个或多个项目。
8.导航系统可以用于相对于受试者导航器械以执行程序。在各个实施例中，程序可以包含脊柱上的程序，如脊柱融合，其中两个或更多个椎骨与选定的植入物系统或组合件连接在一起。程序还可用于获得或取得对如颅体积等体积的访问。在各个实施方案中，例如并且可将植入物放置在受试者的大脑中。
9.所公开的系统包括可相对于受试者定位的对准导向。对准导向可包括可固定到受试者的构件。进一步地，对准导向可与如相对于受试者的机械或机器人系统等选定的系统一起移动。适当的机器人系统可包括由在科罗拉多州路易斯维尔市设有营业地点的美敦力公司销售的stealth颅机器人导向平台。
10.根据本文提供的描述，另外的适用性领域将变得显而易见。本概述中的描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，并且不旨在限制本公开的范围。
附图说明
11.本文中所描述的附图仅是为了说明选定的实施方案而不是所有可能实施方案的目的，并且不旨在限制本公开的范围。
12.图1是导航系统的环境视图；
13.图2是根据各个实施方案的对准系统的能够调节的导向系统；
14.图3是根据各个实施方案的包括导向构件和能够调节的基座的对准系统的组装视图；
15.图3a是导向系统和能够调节的基座的详细视图；
16.图4是使用对准系统的程序的流程图；
17.图5a、图5b和图5c串联示出了根据各个实施方案的对准系统的用途；并且
18.图6a和图6b示出了根据各个实施方案的对准系统的用途。
19.在所有附图的若干个视图中，对应的附图标记指示对应的零件。
具体实施方式
20.现在将参考附图更完整地描述示例性实施方案。
21.首先参考图1，展示了导航系统10。导航系统10可由如用户12等一个或多个用户用于各种目的或程序。导航系统10可用于确定或导航器械16在体积中的位置(也被称为姿势)。该位置可包含至少六个自由度，包括三维x、y、z定位和一个或多个定向度。定向可包括一个或多个自由度，如三个自由度(包括侧转、俯仰和横滚)。然而，应理解的是，可确定和/或将任何适当的自由度位置信息(如小于六自由度位置信息)呈现给用户12。
22.导航器械16的位置可用第一或器械跟踪装置56来完成，并且可帮助用户12了解和/或理解器械16相对于如图像参考系等选定参考系，并且因此相对于受试者20的位置，即使用户12不能够直接看到器械16。各种程序可能会挡住用户12的视线，如进行维修或组装无生命的系统(如机器人系统)、组装机身或汽车的各个部分等。各种其它程序可包括在活体受试者上进行的外科手术程序，如执行脊椎程序、神经程序、定位深部脑刺激探针或其它外科手术程序。在各个实施方案中，例如受试者20可以是人类受试者20，并且程序可在人类受试者20上执行。然而，应理解的是，对于任何适当的程序，器械16可相对于任何受试者来跟踪和/或导航。在人类或活体受试者上跟踪或导航用于如外科手术程序等程序的器械仅仅是示例性的。
23.在各个实施方案中，如本文进一步讨论的，外科手术导航系统10可并入各种部分或系统，如在美国专利第re44,305号；第7,697,972号；第8,644,907号；和第8,842,893号；以及美国专利申请公开第2004/0199072号中公开的部分或系统，所有专利通过引用并入本文中。可以与手术导航系统10一起使用或作为所述手术导航系统的部件的各种部件可以包括可操作以对对象20成像的成像系统24，诸如成像系统、磁共振成像(mri)系统、计算机断层扫描系统等。对象支撑件26可以用于在成像期间和/或在程序期间支撑或保持对象20。相同或不同支撑件可用于程序的不同部分。
24.在各个实施方案中，成像系统24可包括源24s。源可以发射和/或生成x射线。x射线可形成撞击在受试者20上如在锥束中的锥体24c。x射线中的一些x射线穿过受试者20，并且一些x射线被该受试者衰减。成像系统24还可以包括检测器24d，以检测未被对象20完全衰减或阻挡的x射线。因此，图像数据可以包括x射线图像数据。进一步地，图像数据可以是二维(2d)图像数据。
25.图像数据可在外科手术程序期间如通过上文讨论的成像系统中的一个或多个成像系统来获取，或者在外科手术程序之前获取以在显示装置32上显示图像30。在各个实施方案中，即使图像数据是2d图像数据，所获取的图像数据也可用于形成或重构选定类型的图像数据，如三维体积。可通过一个或多个跟踪系统以能够跟踪的体积或导航体积(也称为相对于受试者20定义的受试者空间)来跟踪器械16。跟踪系统可包括以相同的方式或多种和/或不同的方式或模式操作的一个或多个跟踪系统。例如，跟踪系统可包括电磁(em)定位器40，如图1所展示的。在各个实施方案中，本领域的技术人员应理解的是，可使用其它适当的跟踪系统，包括光学跟踪系统，该光学跟踪系统可包括光学跟踪系统定位器82、雷达、超声等。本文讨论的em定位器40和跟踪系统仅是能够与导航系统10一起操作的示例性跟踪系统。
26.可以在跟踪体积中相对于受试者20跟踪器械16的定位，并且然后使用显示装置32将其展示为图形表示，也被称为图标16i。在各个实施方案中，图标16i可叠加在图像30上和/或与图像30相邻。如本文所讨论的，导航系统10可并入显示装置30，并且操作以从选定的图像数据渲染图像30，显示图像30，确定器械16的位置，确定图标16i的位置等。
27.em定位器40(和或替代性定位器40')能够操作以使用并入到定位器40中的发射线圈阵列(tca)42生成电磁场。tca 42可包括一个或多个线圈分组或阵列。在各个实施方案中，包括多于一个组，并且该分组中的每个分组可包括三个线圈，也被称为三个一组(trios或triplets)。可通过线圈分组的线圈驱动电流为线圈供电以生成或形成电磁场。当电流被驱动通过线圈时，所生成的电磁场将延伸远离线圈42并形成导航域或容积50，如包围头部20h、脊柱椎骨20v或其它适当的部分的全部或一部分。可通过tca控制器和/或电源52为线圈供电。然而，应当理解的是，可以提供em定位器40中的多于一个em定位器，并且每个em定位器可以放置在不同且选定的位置。
28.导航域或体积50通常限定了导航空间或患者空间。如本领域中通常所理解的，可使用器械跟踪装置56相对于患者或受试者20在由导航域所限定的导航空间中跟踪器械16，如钻子、导线、导向管、导向构件、导线等。例如，器械16可如由用户12相对于动态参考系(drf)或患者参考系跟踪器60能够自由移动，该患者参考系跟踪器相对于受试者20是固定的。跟踪装置56、60两者都可包括使用适当的跟踪系统进行跟踪的跟踪部分，如感测并用于测量磁场强度的感测线圈(例如，形成于或放置在线圈中的导电材料)、光学反射器和/或发射器、超声发射器等。由于跟踪装置56相对于drf 60与器械16连接或相关联，因此导航系统10可用于确定器械16相对于drf 60的位置。
29.由于受试者空间相对于图像空间的配准，可进行能够移动的部分相对于受试者20的导航(其可包括确定和展示所跟踪部分的位置)。可将导航体积或患者空间配准到由受试者20的图像30限定的图像空间，并且表示器械16的图标16i可使用显示装置32在导航的(例如，所确定的)和所跟踪的位置处展示，如叠加在图像30上。可如本领域中通常已知的那样
执行患者空间到图像空间的配准并确定跟踪装置(如跟踪装置56)相对于drf(如drf 60)的位置，包括如美国专利第re44,305号；第7,697,972号；第8,644,907号；和第8,842,893号；以及美国专利申请公开第2004/0199072号中公开的，所有专利通过引用并入本文中。通常，配准包括受试者空间与图像空间之间的平移。这可通过识别受试者空间(即基准部分)中的点并识别图像中的相同点(即图像基准)来完成。然后，可如通过导航系统10制作图像空间到受试者空间的平移图。
30.导航系统10可进一步包括导航处理器系统66。导航处理器系统66可以包含显示装置32、tca 40、tca控制器52以及其它部分和/或与其的连接。例如，可在tca控制器52与导航处理单元或模块70之间提供有线连接。进一步地，导航处理器系统66可具有一个或多个用户控制输入(如键盘72)，和/或具有另外的输入，如来自与一个或多个存储器系统74的通信，其是集成的或经由通信系统的。根据各个实施方案，导航处理器系统66可包括在美国专利第re44,305号；第7,697,972号；第8,644,907号；和第8,842,893号；以及美国专利申请公开第2004/0199072号中公开的导航处理器系统，所有专利通过引用并入本文中，或者还可包括能够商购获得的由在科罗拉多州路易斯维尔市设有营业地点的美敦力导航公司销售的或fusion
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外科手术导航系统。
31.可经由通信系统(如tca控制器，还可以是跟踪装置控制器52)将跟踪信息(包括与由跟踪装置56、60感测到的磁场相关的信息)传递给包括导航处理器70的导航处理器系统66。因此，所跟踪的器械16的位置可展示为相对于图像30的图标16i。各种其它存储器和处理系统也可设置有处理器系统66和/或与其通信，包括存储器系统72，该存储器系统与导航处理器70和/或成像处理单元76(包括成像或图像存储器112)通信。成像存储器112可存储或用于调用如通过成像系统24或其它适当的成像系统获取的受试者20的图像或图像数据。
32.如上文所讨论的，图像处理单元76可并入到成像系统24中，如o-成像系统。因此，成像系统24可包括能够在台架78内移动的各个部分，如源和x射线检测器。成像系统24也可用成像跟踪装置80来跟踪。然而，应当理解的是，在跟踪包括器械跟踪装置56的跟踪装置时，成像系统24不需要存在。而且，成像系统24可以是包括mri、ct等的任何适当的成像系统。
33.在各个实施方案中，跟踪系统可包括光学定位器82。光学定位器82可包括一个或多个相机，该相机观察或具有限定或包围导航体积50的视场。光学定位器82可接收输入的光(例如，红外或紫外光)以确定位置或跟踪跟踪装置，如器械跟踪装置56。应当理解的是，光学定位器82可以与em定位器40结合和/或可替代地用于跟踪器械16。
34.来自所有跟踪装置的信息可被传送到导航处理器70，用于确定所跟踪部分相对于彼此的位置和/或用于相对于图像30定位器械16。成像系统24可用于获取图像数据以生成或产生受试者20的图像30。然而，应当理解，也可使用其它适当的成像系统。如上文所讨论的，tca控制器52可用于操作和为em定位器40供电。
35.使用显示装置32显示的图像30可基于以各种方式从受试者20获取的图像数据。例如，成像系统24可以用于获取用于生成图像30的图像数据。然而，应当理解的是，可以使用其它适当的成像系统来使用利用选定的成像系统获取的图像数据来生成图像30。成像系统可包括磁共振成像器、计算的断层扫描成像器和其它适当的成像系统。进一步地，所获取的图像数据可以是二维或三维数据，并且可具有随时间变化的分量，如在心律和/或呼吸周期
期间对患者成像。
36.在各个实施方案中，图像数据是利用锥束生成的2d图像数据。用于生成2d图像数据的锥束可以是成像系统(如成像系统)的一部分。然后，可以将2d图像数据用于重构成像对象(如患者20)的3d图像或模型。可以显示重构的3d图像和/或基于2d图像数据的图像。因此，本领域的技术人员应理解的是，可以使用选定的图像数据来生成图像30。
37.进一步地，已确定为所跟踪的器械16的位置的图标16i可相对于图像30显示在显示装置32上。另外，出于各种目的，包括本文中进一步讨论的目的，可对图像30进行分割。图像30的分割可以用于确定和/或界定图像中的对象或部分。在各个实施方案中，图像可包括用于辅助或执行相对于大脑的选定程序的分段的大脑，如放置深脑刺激(dbs)导线。
38.如上文所讨论的，导航系统10可用于如通过跟踪装置、各种部分，如使用定位器40来导航。出于识别所跟踪部分相对于受试者20的位置、将图像数据配准到受试者20以及其它适当的目的，可导航各个部分。在各个实施方案中，针对程序的选定部分，可相对于受试者20使用导向组件或系统200。
39.继续参考图1并另外参考图2，对准系统200可相对于受试者20定位，如利用可固定到床或支撑件26的安装系统或构建体204。导向系统200可相对于受试者20定位和/或固定。支撑结构20可以是刚性结构和/或能够移动的和能够固定的支撑结构，如由在科罗拉多州路易斯维尔市设有营业地点的美敦力导航公司销售的柔性支撑臂系统。在移动到选定定位之后，柔性或能够移动的支撑件204也可相对于受试者20固定在选定定位。因此，导向系统200可相对于受试者20固定和/或相对于受试者20移动。
40.在适当位置处，导向系统200可具有可直接连接到支撑件204的第一或固定部分220。导向系统200可进一步包括可相对于基座或第一部分220移动的第二或能够移动的部分224。能够移动的部分224可相对于固定部分220在平面中以任何适当的位置或平移量移动或平移。因此，能够移动的部分224通常可相对于基座部分220在平面或轴线系统230中移动。导向系统200可包括由在科罗拉多州路易斯维尔市设有营业地点的美敦力公司销售的stealth颅机器人导向平台。因此，导向系统可由用户12和/或其它适当部分控制以相对于受试者20移动。
41.导向系统200可进一步包括导向构件。导向构件可以是导向管234，该导向管可具有孔或通孔，如本文所讨论的。导向管234可通过第一固持或固定部分238相对于基座部分220固持。导向管234还可通过第二固持或固定部分242相对于第二部分224固定或固持。相应的固持部分238、242可固定地固持导向管234的两个部分，如靠近导向管的第一端或入口部分244和靠近第二端248。固定部分238、242可具有相对于相应构件220、224和管234的固定长度。因此，管244、248的相应端固定在距相应构件220、224的相应距离处。
42.然而，固定构件238、242可包括接头，以允许第二构件224相对于第一构件220移动，并且由此还使管234移动。如图2中所展示的，管234可沿着轴线252延伸。导向管234可处于第一位置252a处。第二构件224可相对于第一构件220(如方向230中的任何方向)平移，并且这可导致管234和相应轴线252从第一位置252a移动到第二位置252b。因此，第二构件224与第一构件220之间的移动可使管234相对于受试者20沿着长轴252移动。因此，可相对于受试者20调整管234的对准的位置或轨迹。
43.可确定管234的位置。如上文所讨论的，由于确定的位置，还可在显示装置32上展
示管234的位置。在各个实施方案中，固定到管234和/或与该管相关联可以是管或对准导向跟踪装置270。可跟踪跟踪装置以确定管234的位置。
44.跟踪装置270可以是如em跟踪装置和/或光学跟踪装置等任何适当的跟踪装置。在各个实施方案中，跟踪装置270可包括如反射球272等光学能够跟踪部分和/或可包括能够与em定位器40一起操作的一个或多个线圈。如上文所讨论的，跟踪装置270可用导航系统10跟踪以导航或确定导向234相对于受试者20的位置。同样，可跟踪跟踪装置270，并且可利用显示装置32，如相对于图像30的图标234'来展示与导向跟踪装置270相关联的管234的位置。因此，对准系统200可相对于受试者20在选定锥体内使管的长轴252移动。可通过使支撑件204和/或受试者20移动来移动锥体的顶点。
45.在各个实施方案中，导向234的位置可由其它跟踪部分跟踪或确定。例如，对准系统可包括如编码器等内部或选定传感器，以确定导向234的移动和位置。因此，可不需要跟踪装置270来跟踪导向234。对准系统200的所确定的移动或位置可用于导航导向234。
46.继续参考图2并且另外参考图3，对准系统200可包括能够移动的部分或能够调节的部分和可由此移动的导向234，该能够移动的部分或能够调节的部分包括第一构件220和第二构件224，如上文所讨论的。除了能够移动的部分之外，如上文所讨论的，对准系统200可包括基座组件280。基座组件可包括选定数量的部分，如可固定到受试者20的颅骨20h的基座部分或构件284。在各个实施方案中，基座部分284可固定到颅骨20h或如接骨螺钉288等选定固定构件。适当数量的螺钉288或其它适当的固定构件可用于将基座284固定到颅骨20h。
47.延伸或与基座部分284相关联可以是能够调节的构件292。能够调节的构件292可沿着长轴298延伸，该长轴可相对于基座部分284固定和/或选择性地固定。因此，能够调节的构件292可相对于基座部分284的基底表面302定位。固定系统或构件可相对于基座部分284选择性地固定能够调节的构件292。例如，锁定构件或固定螺钉293可相对于基座部分284接合能够调节的构件292。因此，锁定构件293能够在接合或锁定位置与未接合或解锁位置之间选择。在解锁位置中，能够调节的构件292可相对于基座部分284移动。在锁定位置中，能够调节的构件292可相对于基座部分284固定。
48.能够调节的构件292可包括外表面或壁306和内表面308。对准导向234可定位在能够调节的构件292内并且可选择性地接合内壁308。因此，导向管234可与调节系统200对准，并且可接合基座管292的内表面或部分308，以至少相对于颅骨20h辅助固定或固持导向管234。如上文所讨论的，能够调节的构件292可相对于基座部分280固定，并且基座部分280可相对于颅骨20h固定。因此，对准管234可相对于颅骨20h利用能够调节的或机器人部分220、224和/或能够锁定的基座280以选定位置固持。
49.在各个实施方案中，能够调节的管292的内表面308可包含尺寸312，该尺寸可以是调节管292的内部尺寸。导向管234可包含小于内部尺寸312的外部尺寸316。因此，对准管234可相对于调节基座280调整。
50.在各个实施方案中，对准管234可移动到可预先计划或预先确定的选定位置。跟踪装置270可用于跟踪对准管或装置234到预先确定位置的位置。能够调节的基座280可移动到一定位置并且以选定方式，如通过摩擦或接触配合接合导向管234。因此，对准导向234可相对于能够调节的基座280固持。然后，能够调节的基座280可相对于颅骨20h固定，如利用
固定构件288和/或选定的能够调节的锁定特征。在各个实施方案中，能够调节的管部分292可利用适当的锁定特征或部分293如指旋螺钉等，类似于由在明尼苏达州(minnesota)设有营业地点的美敦力公司销售的轨迹导向中包括的那些相对于基座部分284锁定。因此，能够调节的构件292可以选定方式接合到导向管234，并且然后相对于基座284固定在适当或选定位置中，该基座进而被固定到颅骨20h。因此，能够调节的基座280可针对选定时间段，如在程序期间相对于颅骨20h辅助固定导向管234。
51.继续参考图2和图3并且另外参考图4和图5a至图5c，可包括导向管234和基座280的对准系统200可用于辅助或导向受试者20上的程序。可在图4中所展示的流程图360中包括或描述程序或过程。过程可在方框364中开始，该框可包括各种特征或过程，如诊断受试者、识别可能的诊断、确定可能的治疗计划或其它适当的程序。因此，程序可在方框264中开始。在方框364中的程序开始之后，程序360可包括多个路径，该多个路径包括在方框368中获取和/或访问图像数据的第一路径。可获取受试者20的图像数据以辅助在受试者20上执行程序和/或诊断受试者、计划用于受试者的程序等。图像数据可包括受试者的选定部分的图像数据，如头部20h。图像数据可包括用成像系统24或任何适当的成像系统，如磁共振成像系统(mri)等获取的图像数据。在各个实施方案中，图像数据可用于生成可显示在显示装置32上的图像。可在任何适当的时间，如在相对于受试者定位对准系统200之前，获取受试者20的图像数据。例如，可相对于受试者20计划程序，包括方框372中导向的姿势或位置/定位。例如，可确定进入点和轨迹以执行程序，如针对肿瘤切除、dbs放置等。因此，可计划程序，如使用获取和/或访问的受试者20的图像数据。
52.除了或可替代地在方框368中执行计划程序之外，可在导向姿势的方框378中调用计划。因此，程序360不需要包括计划程序。相反，可在任何适当的时间计划程序，并且当针对程序受试者20做好准备时，如在具有导航系统10的手术室中，用户12可调用用于程序的计划。因此，可开发和保存计划以供稍后使用，然后可将该计划调用。计划可保存在如导航存储器74等适当的存储器中，并且可用处理器模块70调用。
53.在方框382中，导向系统200可相对于受试者定位。导向系统200可用于使导向管234移动到导向的计划的姿势。导向可相对于受试者26定位，如在初始位置中，并且随后进一步移动。参考图5a，例如对准系统200可利用支架204固定，该支架可相对于受试者头部20h固定到患者支撑件26。第二部分224可相对于第一部分220移动以使导向234相对于受试者头部20h移动。跟踪装置270可用于跟踪导向管234。跟踪系统可跟踪导向构件234的位置，如利用跟踪装置270。如上文所讨论的，由于受试者空间，如受试者头部20h在方框386中与图像30的配准，导向管234的位置可在显示装置上利用图标234'展示。
54.因此，导向管234可相对于受试者头部20h导航。导向管的姿势可利用图形表示234'相对于显示装置32上的图像30来展示。由于导向管234的导航，可确定或识别计划的位置，如利用在选定时间在显示器32上的输出。因此，在方框390中，导向管可移动并导航到计划的姿势。
55.一旦导向管234处于预先确定的或计划的位置处，可向用户12给予指示或警报396，如利用显示装置32上的警报、声音警报或其它适当的警报。因此，用户12可使对准系统200移动或对其进行操作以使导向管234移动到计划的位置。应当进一步理解，对准系统可以是基本上自动的并且由处理器模块70操作以由于计划而使导向管234移动。当计划可调
用和/或确定并且导航系统可导航导向管234时，对准系统200可由于机器人系统的自动移动而移动，以使导向管234基本上自动移动到计划的位置。因此，导向管234可手动移动，如由用户12操作对准系统200和/或通过利用如导航系统10等适当的系统操作对准系统200来自动移动。
56.一旦对准管234处于预先计划的位置处，在方框404中，可使用标记装置396标记受试者头部20h上的位置400。标记受试者头部20h上的位置可以是任选的，但是相对于受试者头部20h定位能够调节的基座280可以是有用的。
57.因此，继续参考图4并且参考图5b，在方框410中能够调节的基座280可相对于受试者头部20h定位。能够调节的基座280可移动到头部20h并且利用适当的固定装置288相对于该头部固定。如上文所讨论的，基座280定位在头部20h上标记400的位置处，或者由于对准管234的确定的大致位置。
58.在基座280的定位期间，对准系统200可相对于受试者20移动。如上文所讨论的，支撑部分204可以是能够移动的或能够调节的，并且因此，能够移动的构件220、224可移动到第二定位以允许有效且快速地相对于受试者20应用和固定能够调节的基座280。因此，如果对准系统200相对于受试者移动，则在方框420中可发生导向与的计划的姿势的重新对准。
59.因此，在方框420中导向是否重新对准，其中基座280在导向管234在位的情况下固定到受试者20h，导向管234可接合基座导向管292。当导向管234处于计划的位置处并且接合基座导向管292时，通过导向管234和基座导向292的对准被理解为沿着计划的姿势或轨迹。因此，在方框424中将导向管234接合到基座导向管292中可使导向管234相对于受试者20h对准。进一步地，将基座系统280接合在基本上固定的位置，如将基座284固定到头部并且相对于基座284固定基座管292，提供了导向管234相对于受试者头部20h的机械固定。因此，对于选定程序，导向管234可相对于受试者20h辅助地和/或机械地固定。
60.进一步地，显示装置32可显示对准处于适当位置处的如指示396等指示。因此，显示装置32可显示导向管234'的图标。
61.一旦对准处于适当或预先计划的位置中，器械16可相对于导向管234定位以辅助执行程序。在方框430中，器械16可相对于受试者20h移动和/或跟踪。显示装置32可在导航和使用器械期间显示器械的图形表示16'，即使在导向管234内。然而，应当理解的是，当在导向管234中时不需要器械图标16'的图示。
62.然后，在方框434中可使用器械16来执行程序。执行该程序可包括通过导向234定位适当部分，如dbs导线或切除器械等。应当理解的是，可利用器械16执行任何适当的程序，并且器械16可以是任何适当的器械。然后，在方框438中，方法360可结束。在方框438中结束程序可包括任何适当的步骤，如完成导航、执行切除、执行植入等。
63.因此，程序360可使用对准系统200来相对于受试者20辅助执行程序。在程序360的各个部分中，导航系统或任何适当的处理器模块可用于导航导向管234，确定和识别导向管处于计划的姿势处，使导向管234或其它适当的部分自动移动。还应理解，用户12可被使用或操作对准系统200的部分和/或使器械相对于导向管234移动。
64.本领域技术人员应理解，程序360不需要其中识别的所有部分。通常，程序可包括在方框390中使导向移动到计划的姿势，以及在方框424中将导向接合到基座。导向管234可以适当的方式移动到计划的姿势，并且可被跟踪，如上文所讨论的。然后可使用基座系统
280来辅助将导向管234相对于受试者固持(例如，机械地固定)。
65.进一步地，虽然相对于受试者20的头部20h展示了程序，但应理解，对准系统200可用于其它适当的程序。在各个实施方案中，导向系统200可用于相对于脊柱程序、在任何适当器官(例如，心脏、肺、肝等)中的活检程序导向或对准导向管234。进一步地，程序360和对准系统200可用于非生命或无生命对象的适当程序，如使器械移动或驱动器械移动到无生命对象中。因此，对准系统200可用于对任何适当的受试者执行程序。
66.如上文所讨论的，转到参考图6a和图6b，对准系统200可在对准系统200'中设置有能够调节的基座500。对准系统200'可基本上类似于上文讨论的那些和/或替代的或不同的部分或包括相同的部分或类似的部分，如本文进一步讨论的。类似的部分将用增加撇号(')的类似的附图标记来标识。
67.首先参考图6a，受试者可具有相对于头部20h定位的对准系统200'。对准系统200'可包括可相对于基座或第二部分220'移动的第一部分224'。同样，如上文所讨论的，支撑件204'可相对于患者支撑件26固定，并且辅助将对准系统200'固持在相对于受试者头部20h的位置中。对准系统200'可包括导向构件504。导向构件可以是具有孔的导向管。导向管504可包括跟踪装置或跟踪装置270'。跟踪装置270'可用于跟踪导向管504相对于受试者20h的姿势，并且可显示在显示装置32上，类似于如上文所讨论的导向管234。
68.能够调节的基座500可包括基座部分510，该基座部分可利用固定装置288'固定到受试者头部20h，如上文所讨论的。能够调节的基座500可进一步包括能够调节的部分514，该能够调节的部分可相对于基座510移动和/或相对于基座510固定，如上文所讨论的。因此，能够调节的部分514可相对于基座510移动，以实现导向管504相对于受试者20h的选定对准。
69.然而，能够调节的基座500可相对于导向管504可移动地固定。例如，导向管504可包括外螺纹，并且能够调节的部分514可包括内螺纹。通过旋转基座管514和/或导向管504，能够调节的基座500可沿着轴线520相对于导向管504通常在双头箭头524的方向上轴向移动。在各个实施方案中，轴线520可以是导向管504的纵轴。
70.在导向管504相对于头部20h的大致或初始对准期间，能够调节的基座500可处于第一位置中，如图6a所展示的，该第一位置不与头部20h接触。一旦确定对准处于适当位置中，如利用显示装置32上的输出530，能够调节的基座500可相对于头部20h移动。因此，导向管504的初始对准或对准可利用能够调节的基座500进行，该能够调节的基座附接到该导向管但不与头部20h接触。
71.参考图6b，一旦导向管504处于适当或预先计划的位置中，能够调节的基座就可朝向头部20h移动，如在箭头524a的方向上。基座500相对于或朝向头部20h的移动可能是由于基座管514的旋转和/或导向管504的旋转。因此，能够调节的基座500然后可相对于头部20h移动，如在接触内，并且相对于头部固定，如利用患者固定部分288。
72.应当理解的是，能够调节的基座500可利用任何适当机构相对于导向管504移动，如利用转向机构，如上文所讨论的，棘轮和棘爪、爪或其它适当机构。还应理解，适当的连接或移动机构可包括固定螺钉，该固定螺钉可在两个导向管504、514之间接合和从其脱离，以允许能够调节的基座500相对于头部20h移动。
73.因此，如上文所讨论的，根据各个实施方案的导向管234、504可相对于受试者20移
动到计划或选定姿势。然后，根据各个实施方案的能够调节的基座280、500可相对于头部20h固定并且接合导向管234、504以相对于受试者20提供机械和/或辅助固定。相应导向管234、504可用于相对于受试者20辅助导向器械16以进行执行程序。
74.提供示例性实施方案使得本公开将是全面的，并且将范围全面地传达给本领域的技术人员。阐述了许多具体细节，诸如特定部件、装置和方法的示例，以提供对本公开的实施方案的透彻理解。对于本领域技术人员显而易见的是，不需要采用特定细节，示例性实施方案可能以许多不同的形式体现，并且不应被解释为限制本公开的范围。在一些示例性实施方案中，未详细描述众所周知的过程、众所周知的装置结构和众所周知的技术。
75.出于说明和描述的目的，已经提供了对实施方案的前述描述。前述描述不旨在详尽无遗或限制本公开。特定实施方案的单独元件或特征通常不限于该特定实施方案，而是在适用的情况下，可互换并且也可以在选定实施方案中使用，即使未具体示出或描述。同一元件或特征可以多种方式变化。此类变化不应该被视为脱离本公开，并且所有此类修改旨在被包括在本公开的范围内。
76.应当理解，可将本文所公开的各个方面以与说明书和附图中具体给出的组合不同的组合进行组合。还应该理解，取决于示例，本文描述的任何过程或方法的某些动作或事件可以不同的顺序执行，可以完全添加、合并或省略(例如，执行所述技术可能不需要所有描述的动作或事件)。另外，尽管为清楚起见，本公开的某些方面被描述为由单个模块或单元执行，应当理解，本公开的技术可以通过与例如医疗设备相关联的单元或模块的组合来执行。
77.在一个或多个示例中，描述的技术可在硬件、软件、固件或它们的任何组合中实现。如果在软件中实现，则功能可作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上并由基于硬件的处理单元执行。计算机可读介质可包括非暂态计算机可读介质，其对应于有形介质，诸如数据存储介质(例如，ram、rom、eeprom、闪存存储器，或可用于存储指令或数据结构形式的期望程序代码并且可由计算机访问的任何其他介质)。
78.指令可由一个或多个处理器执行，如一个或多个数字信号处理器(dsp)、通用微处理器、图形处理单元(gpu)、专用集成电路(asic)、现场可编程逻辑阵列(fpga)或其它等同的集成或离散逻辑电路系统。因此，如本文所用的术语“处理器”可指前述结构或适于实现所描述的技术的任何其他物理结构中的任一种。另外，本技术可在一个或多个电路或逻辑元件中完全实现。