CN106163446B - 医学紧固装置以及参考装备和医学仪器 - Google Patents

医学紧固装置以及参考装备和医学仪器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种医学紧固装置，其用于将具有两个或更多个标记元件(24；128)的医学标记装置(22；124)非侵入性地紧固在患者(14)的身体部分(16)、尤其是大腿上，其中，紧固装置(20；100；122；130)包括沿两个彼此成角度取向的延伸方向(42、44)面式延伸的、在其形状上能匹配于身体部分(16)的轮廓的载体(46)，标记装置(22；124)牢固安置或可以牢固安置在载体上。为了提供在使用其的情况下使得非侵入性地获得的位置数据具有更高的精确度的紧固装置，根据本发明提出：载体(46)能在其延伸面中弹性地延展并且包括第一延展区域(60；132)和至少一个第二延展区域(62；134)，沿载体(46)的延伸面中的至少一个方向(42、44)，第二延展区域的可延展性小于第一延展区域(60；132)的可延展性。此外，本发明还涉及一种医学参考装备以及一种医学仪器。

Description

医学紧固装置以及参考装备和医学仪器
技术领域
本发明涉及一种医学紧固装置，其用于将具有两个或更多个标记元件的医学标记装置非侵入性地紧固在患者的身体部分、尤其是大腿上，其中，紧固装置包括沿两个彼此成角度取向的延伸方向面式延伸的、在其形状上能匹配于身体部分的轮廓的载体，标记装置牢固安置或可以牢固安置在载体上。
此外，本发明还涉及一种带有紧固装置和标记装置的医学参考装备。
此外，本发明还涉及一种医学仪器。
背景技术
公知有多种例如用于膝盖修复的医学参考装备，以便使人造膝关节的植入对于手术医生来说变得容易。参考装备包括标记装置，其带有相对彼此刚性地布置的标记元件(所谓的“刚体”)，其在空间中的运动被导航***跟踪。为了达到尽可能高的精确度，标记装置通过紧固装置(通常是接骨螺钉)旋拧在大腿骨或小腿骨上，并且由此牢固地固定在其上。然而这导致明显的侵入性的介入，一些手术医生和患者中对介入存在保留。
为了减小侵入性，公知的是，将刚体固定在围绕大腿(在本文中德语是Oberschenkel)或小腿(在本文中德语是Unterschenkel)佩戴的套筒上，或者佩戴在放置到大腿或小腿上的板上，板利用带固定在相应的身体部分上。套筒包括或形成开头提到的类型的紧固装置，其带有面式延伸的载体，载体从其初始平坦的形状变形，并且可以匹配于身体部分(例如大腿或小腿)的轮廓，以便能够实现形状锁合地(formschlüssig)安设在身体部分上。
也公知有多种载体，它们可以粘贴到身体部分上，并且标记装置牢固安置在载体上。
在这种非侵入性的紧固装置中，在实践中遇到如下问题，即，皮肤和肌肉的运动以及软组织移动尤其是在身体部分在空间中的待检测的运动的情况下通过载体传递到标记装置上。标记装置和进而身体部分的位置数据(导航支持的手术应当基于此)的精确度由此受到削弱。
此外，还值得期望的是，通过可以非侵入性地佩戴在身体部分上的紧固装置，在手术前和手术后利用医学导航***检测患者数据。由此可以减少手术时间，这是因为为此所需的数据已经在手术前提供，并且不必在手术中才获知。在手术后可以执行对手术结果的简单的控制。在两种情况下，在其他情况下使用的电离成像法，例如X光或CT可以被代替。
发明内容
本发明的任务是提供一种按类属的紧固装置、参考装备和仪器，在它或它们的使用中，非侵入性地获得的位置数据具有更高的精确度。
该任务在开头提到类型的紧固装置中根据本发明以如下方式来解决，即，载体可以在其延伸面中弹性地延展，并且包括第一延展区域和至少一个第二延展区域，沿载体的延伸面中的至少一个方向，第二延展区域的可延展性小于第一延展区域的可延展性。
根据本发明的紧固装置的载体是可弹性延展的，由此载体在张紧的情况下可以紧固在身体部分(例如大腿或小腿)上。像在实践中证实的那样，皮肤、软组织和肌肉由此可以在载体延展的情况下压缩。这得到身体部分彼此间的相对运动减少的可能性。从身体部分感应到载体和进而标记装置上的运动由此可以同样减少。此外，载体包括第一和至少一个第二延展区域，这些延展区域在其沿载体的延伸面中的至少一个方向的可延展性方面有所不同。通过设置可不同地延展的延展区域得到为皮肤、软组织和肌肉加载不同压缩的可能性。像在实践中证实的那样，身体部分彼此间的运动感应到载体上由此可以明显减少。此外，皮肤、肌肉和软组织彼此间的运动可以基本上在载体内被吸收。由此，所获得的数据的精确度可以通过如下方式得到提升，即，标记装置牢固安置在载体的由手术医生识别为经受很小的本身运动的区段上。由此，可以实现标记装置相对于骨头，例如大腿骨或小腿骨的稳定的参照。为此，手术医生优选可以操作技术辅助器件，随后还会对此进行讨论。
优选的是，沿载体的延伸面中的两个成角度并且尤其是彼此横向地取向的方向，至少一个第二延展区域的可延展性小于第一延展区域的可延展性。延展区域的可延展性的差异由此可以提升。像在实践中证实的那样，所获得的位置数据的精确度由此可以提高。
显然可以设置的是，沿载体的延伸面中的一个方向，至少一个第二延展区域的可延展性小于第一延展区域的可延展性。该方向相对于在紧固装置的最后提到的有利实施方式中的两个方向成角度地取向，该方向尤其是针对最后提到的实施方式的两个方向的叠加。
载体的延伸面中的至少一个方向例如是载体的两个延伸方向中的一个，在这种载体的延伸面中的至少一个方向上，至少一个第二延展区域比第一延展区域具有更小的可延展性。在紧固装置贴靠在大腿或小腿上时(其导致载体变形)，第一延伸方向例如沿大腿或小腿的周向方向延伸。载体的横向于第一延伸方向取向的第二延伸方向可以在紧固装置贴靠在大腿或小腿上时例如在其纵向方向上延伸。
在根据本发明的紧固装置的一个有利实施方式中，设置有正好一个第二延展区域。与此相应地，载体可以包括一个第一延展区域和一个第二延展区域。
证实为有利的是，第一延展区域和/或至少一个第二延展区域本身是连续的。
在紧固装置的另一类型的有利实施方式中，可以设置的是，第一延展区域和/或至少一个第二延展区域可以具有在空间上彼此分离的区段。
在紧固装置在实践中的一个有利实现方案中，有利的是，至少一个第二延展区域包围第一延展区域。例如，至少一个第二延展区域在载体的面中形成第一延展区域的包围。至少一个第二延展区域尤其是可以形成载体的包围第一延展区域的边缘。
载体在俯视图中可以具有矩形的或基本上矩形的轮廓。这例如是如下情况，即，载体是由紧固装置设计的绷带的区段或组成部分，随后还会对此进行讨论。
在紧固装置的一个有利实现方案中，证实为有利的是，第一延展区域在朝向载体的面的俯视图中具有矩形的或基本上矩形的轮廓。当至少一个第二延展区域像之前提到的那样包围第一延展区域并且形成载体的边缘时，这尤其是有利的。
在紧固装置的另一类型的实现方案中，有利的是，第一延展区域在朝向载体的面的俯视图中具有收腰的轮廓，其带有两个加宽区段和布置在它们之间的收窄区段。紧固装置的这种类型的设计方案尤其是以绷带的形式例如用在大腿紧固装置中。带有加宽区段-收窄区段-加宽区段的第一延展区域的定向在此优选沿大腿的纵向方向取向。
证实为特别有利的是，载体是形式为针织件、经编件或梭织件的纺织复合件，或者载体包括这种纺织复合件。这允许在制造技术上简单地提供并且彼此不同地设计第一和至少一个第二延展区域的可延展性。用于纺织复合件的线形的原材料可以包括天然和/或人造纤维和/或弹性线或者由其构成。
有利的是，第一延展区域和至少一个第二延展区域通过针织、经编或梭织彼此连接，并且与此相应地彼此针织、经编或梭织起来。这能够实现的是，延展区域和载体以唯一的、统一的制造方法针织、经编或梭织。尤其是不需要延展区域彼此分离地制造以及按其他类型的方式例如通过缝纫相互连接。
优选的是，第一延展区域和至少一个第二延展区域的不同的可延展性通过针织件、经编件或梭织件的类型，尤其是通过纺织复合件的线的联结类型和/或数量和/或特性来提供。因此，可以针对第一和至少一个第二延展区域使用不同的织纹，其中，线的联结彼此不同，由此可以影响可延展性。线密度、所使用的线材料、特别是线可延展性和/或所使用的线的数量也可以示例性地和非决定性地在延展区域中是不同的，以便影响其可延展性。
在紧固装置在实践中的一个实现方案中，证实为有利的是，第一延展区域是或包括带有斜纹织纹(特别是带有弹性线)或另一织纹带有很高的双拉伸弹性(例如褶裥连接)的针织件，并且/或者至少一个第二延展区域是或包括带有半管状织纹(Halbschlauchbindung)或带有具有很小的双拉伸弹性的另一织纹(例如没有弹性线的右-右织纹、提花织纹、米兰诺罗纹织纹)的针织件。第一延展区域的高的可延展性可以例如通过在第一延展区域上使用可弹性延展的针织线来实现。
有利的是，紧固装置设计为绷带或者包括这种绷带，其可以从打开的松弛状态转换到本身闭合的佩戴状态中，并且其具有一个或多个用于在佩戴状态中固定绷带的固定元件。载体可以形成绷带的区段，固定元件例如紧固在该区段上，利用固定元件可以将绷带在闭合的环形的佩戴状态中固定。固定元件例如包括皮带、皮带可以引导穿过以拉紧绷带的圈环或扣眼或者针对同一目的的扣环。针对固定元件的另外的示例是按扣、尼龙搭扣或粘贴层，例如以便将皮带固定在其本身中。一个有利实现方案包括皮带和圈环，由此绷带在第一和至少一个第二延展区域的延展的情况下可以拉紧地佩戴在身体部分、尤其是大腿上。
以有利的方式，在佩戴状态下绷带的长度可以为了形状锁合地安设在身体部分上而进行匹配。针对该目的，形式为皮带和用于引导穿过皮带的圈环的固定元件例如可以配合作用。皮带可以例如借助尼龙搭扣固定在本身中。
在另一类型的有利实现方案中，有利的是，紧固装置设计为本身闭合的管状绷带或者包括这种管状绷带。整个或区段式地由载体形成的管状绷带可以在延展的情况下扩宽并且套在身体部分上。这得到管状绷带形状锁合地固定在身体部分上并且压缩该身体部分的可能性。
绷带优选是大腿绷带。大腿绷带可以在边缘上具有凹部，髌骨或者布置在上面的软组织可以嵌入凹部中。这能够实现的是，大腿绷带以限定的方式相对于身体部分(在此是大腿)取向。在凹部的边缘上可以布置有大腿绷带的很小的可变形性的区段。该区段可以在绷带佩戴好的情况下定位在四头肌的肌腱上方。在该情况下优选的是，标记装置或其标记元件牢固安置在载体上，这是因为四头肌的肌腱上方的载体内的运动是很小的，并且从载体到标记装置上的运动传递可以保持得很小。
紧固装置也可以具有薄膜形的设计方案。例如，载体可以粘贴到患者身体上。
有利的是，载体在其面对身体部分的侧上包括摩擦值提升元件。摩擦值提升元件可以不均匀地布置在载体上。这允许的是，通过摩擦值提升元件附加地拉紧皮肤、肌肉或软组织。这尤其是在之前提到的绷带的情况下证实是有利的。紧固装置可以在摩擦值提升元件的区域中附加地稳定在身体部分上，但即使在拉紧地佩戴紧固装置的情况下也没有在身体部分上产生血液阻滞。优选的是，通过摩擦值提升元件，身体部分彼此间的相对运动可以更有针对性地引导到载体中，并且在其中被吸收，以便减小到标记装置上的运动传递。
摩擦值提升元件可以布置在第一延展区域和/或第二延展区域上。
摩擦值提升元件优选由硅酮材料制成，或者可以包括这种硅酮材料。
摩擦值提升元件可以具有不同的形状和/或不同的大小。例如，摩擦值提升元件是点状的，例如大约是大头针头部大小。
作为摩擦值提升元件可以设置有至少一种线，其添加到之前提到的纺织复合件中，例如针织到针织件中。线例如由硅酮材料构成。
优选的是，摩擦值提升元件沿载体的至少一个边缘或平行于载体的边缘布置。例如可以在绷带中，沿绷带的周向方向，相对于其佩戴状态，将摩擦值提升元件布置在载体的边缘上。
有利的是，摩擦值提升元件设置在载体的两个彼此对置的彼此平行地延伸的边缘上。例如，在绷带的彼此对置的边缘上沿绷带的周向方向在佩戴状态中存在摩擦值提升元件。
替选或补充地可以设置的是，在一个边缘上设置有载体的设有摩擦值提升元件的两个区段，在这两个区段之间布置有载体的没设有摩擦值提升元件的区段。载体的没有摩擦值提升元件的区段尤其是可以存在于绷带的之前提到的凹部的边缘上。
在最后提到的有利实施方式中，可以减小身体部分(例如大腿)与没有摩擦值提升元件的区段上的载体之间的摩擦。这例如在腿伸展和弯曲的情况下例如证实是有利的。由此与设有摩擦值提升元件的区段相比，载体在该区段的区域中以更小的程度被皮肤感知到。没有摩擦值提升元件的区段可以由此证实为在大腿上是空间稳定的，从而在载体上在载体的背离皮肤的侧上布置的标记装置在该区段的区域中可以表现出相对于大腿骨的有效的参照，这是因为标记装置即使在腿伸展和弯曲的情况下也可以保持相对于大腿骨的位置。
紧固装备优选包括至少一个保持部件，其牢固安置在载体上，并且标记装置或其标记元件有利地优选以能松开的方式力锁合地(kraftschlüssig)和/或形状锁合地牢固安置或可以牢固安置在保持部件的背离载体的侧上。保持部件可以牢固安置在第一和/或至少一个第二延展区域上。
保持部件像之前描述的那样在绷带的情况下优选在载体上的凹部的边缘上或靠近边缘地布置。有利地，当绷带按规定地佩戴在大腿上时，保持部件布置在四头肌的肌腱上方。
优选的是，保持部件以面对载体的侧嵌入载体中或者埋入其中。在存在纺织复合件的情况下，保持部件例如可以埋入载体中，并且由此锚固在载体上。
证实为有利的是，保持部件是非刚性的。由此，可以避免将载体的运动直接传递到标记装置或标记元件上。
因此，证实为有利的是，至少一个保持部件宜能变形的方式设计，其中，保持部件的面对载体的侧的可变形性优选大于保持部件的背离载体的侧的可变形性。与此相应地，从载体到标记装置或标记元件，保持部件的可变形性可以减小，并且保持部件的硬度可以增加。载体内的运动可以由此被保持部件吸收。但运动基于保持部件的可变形性的减小没有或仅在很小的范围内传递到标记装置或标记元件上，从而标记装置或标记元件的运动减小，并且位置数据的精确度可以提高。
可以设置的是，保持部件具有层构造，其带有两个或更多个叠置的层，其中，这些层具有不同的可变形性。其中一个层可以像之前提到的那样埋入载体中，例如纺织复合件中。层例如由硅酮材料制成或者包括硅酮材料。
替选或补充地可以设置的是，保持部件具有多孔的、包括空腔的结构，其中，保持部件中在保持部件的背离载体的侧的空腔的平均大小小于在保持部件的面对载体的侧的空腔的平均大小。由此，同样得到如下可能性，即，保持部件在靠近载体处与和载体间隔开处(标记装置或标记元件阵列在那里)相比以更能变形的方式设计。
可想到的是，标记装置或标记元件直接安置在保持部件上。
证实为有利的是，保持元件牢固安置在保持部件的背离载体的侧或者埋入保持部件中，标记装置或标记元件牢固安置或可以牢固安置在保持元件上。例如，保持元件埋入保持部件的之前提到的其中一个层中。保持元件可以与标记装置或标记元件上的相应的紧固元件例如通过旋拧、夹紧、卡锁来配合作用。通过磁体、搭扣连接或通过粘贴的连接也是可能的。总而言之，可以存在标记装置或标记元件的形状锁合的和/或力锁合的紧固。
像开头提到的那样，本发明还涉及一种医学参考装备。按类属的医学参考装备包括标记装置以及紧固装置，标记装置带有至少两个或更多个外科标记元件，标记元件被构造成用于反射和/或发射射线并且构造出标记元件阵列用以限定患者身体上的参照，利用紧固装置可以实现在使用紧固装置的情况下能实现的优点。
开头提到的任务在这种参考装备中根据本发明以如下方式来解决，即，紧固装置是之前提到的类型的紧固装置，并且标记装置优选以能松开的方式牢固安置或可以牢固安置在紧固装置上。
标记元件阵列可以刚性地构造，其中，标记元件牢固地相互连接，并且可以共同牢固安置在紧固装置上。
替选地，标记元件阵列可以非刚性地构造，其中，两个或更多个标记元件彼此间是位置可变的。例如，标记元件可以彼此分离地定位，尤其是可以单独地牢固安置在载体上。
有利的是，标记装置具有相对于身体部分尽可能小的重量和尽可能小的大小，尤其是尽可能小的高度。由此，所获得的位置数据的精确度可以提高。
例如可以设置的是，标记装置具有板形的承载元件，在承载元件上牢固安置有标记元件，由此，标记装置具有很小的结构高度。其上牢固安置有紧固装置的标记装置相对于参考的身体部分的间距可以由此尽可能小地保持。
标记装置，尤其是其标记元件可以牢固安置在之前提到的保持部件，尤其是保持元件上。
针对该目的，标记装置或两个或更多个标记元件可以具有紧固元件。
替选地，可以存在用于牢固安置在载体上的紧固元件。
作为紧固元件在此例如可以使用卡锁元件、夹紧元件、搭扣带或磁体。
此外，本发明还涉及一种包括紧固装置的医学仪器。开头提到的任务根据本发明通过如下仪器来解决，其包括之前提到的类型的紧固装置、光学检测单元和数据处理装置，利用光学检测单元检测到佩戴在患者身体部分上的紧固装置在其在空间中运动时的图像，与此相关的图像信号可以由光学检测单元提供给数据处理装置，其中，数据处理装置以如下方式构造和编程，即，使得数据处理装置借助图像信号将载体划分为不同的变形区域，其中，可以获知至少两个在由于紧固装置运动而导致的变形区域变形方面不同的变形区域。仪器可以尤其是在此支持手术医生鉴别变形很小的一个或多个区域，以便在其上牢固安置标记装置或标记元件。
第一和/或至少一个第二延展区域的这种相对而言变形很小的区域可以是不同的。
然而，用于获知变形区域的“变形”尤其可以视为载体的延展。
为了获知变形区域，数据处理装置可以包括图像处理程序，其自动借助检测单元的图像信号确定当身体部分运动时，载体的哪些区域在比较小的范围内变形。针对该目的，图像处理程序例如可以应用有限元方法。
仪器有利地包括显示单元，在显示单元上，数据处理装置示出载体的图像，在图像中标记出变形区域以在视觉上彼此区分开。由此，不同的变形区域可以被手术医生简单地识别出。
在显示单元上优选可以输出将标记装置或标记元件牢固安置在如下变形区域上的指示，该变形区域的变形小于载体的至少一个另外的区域的变形，由此，对于手术医生来说，定位标记装置或标记元件变得容易。
数据处理装置可以例如考虑使用载体的一种或多种颜色或表面结构来划分变形区域，尤其是设计为纺织复合件的或者包括这种纺织复合件的载体的线的颜色或由于线的织纹而导致的表面结构。数据处理装置与此相应地例如可以划分变形区域，在变形区域中，针织件的表面没有或仅在很小的范围内改变，并且将这种区域视为可变形性很小的变形区域。针对该目的有利的是，纺织复合件，尤其是针织件具有带高对比度的图案。这种高对比度例如能够通过待使用的线(例如黑白线)的颜色来实现。
优选的是，数据处理装置是能便携的，并且/或者显示单元和/或检测单元整合到数据处理装置中。例如使用形式为平板电脑或智能手机的移动的能便携的设施。
附图说明
以下对本发明的优选的实施方式的描述结合附图用于详细阐述本发明。其中：
图1示出医学导航***的立体图，该医学导航***包括牢固安置在患者上的根据本发明的参考装备，该参考装备带有根据本发明的紧固装置；
图2示出朝向图1的设计为绷带的紧固装置的第一侧的俯视图；
图3示出朝向紧固装置的与第一侧对置的第二侧的俯视图；
图4示意性地示出患者的大腿，在其上牢固安置有参考装备；
图5示出(部分)沿图4中的线5-5的截面图；
图6示出在紧固装置和参考装备的另一类型的实施方式中的相应于图5的图示；
图7示出朝向紧固装置和参考装备的另一实施方式的俯视图；以及
图8示出朝向紧固装置的另一实施方式的俯视图。
具体实施方式
图1以立体图示出了医学导航***10和位于床12上的患者14，其具有大腿(在本文中德语是Oberschenkel)16。导航***10包括根据本发明的参考装备的以附图标记18表示的一个有利实施方式。参考装备18具有根据本发明的紧固装置20的可非侵入性地牢固安置在大腿16上的一个有利实施方式和医学标记装置22。标记装置22设计为所谓的带有标记元件24(图5)的“刚体”。标记元件24彼此相对位置固定地布置，并且形成大腿16上的刚性的标记元件阵列26。
如果大腿16在空间中运动，那么标记装置22也运动。由标记元件24反射的射线(其由导航***10的探测装置28发射)可以由探测装置28检测。针对该目的，探测装置28包括立体照相机30。探测装置28的位置数据传送给导航***的数据处理装置32。数据处理装置32借助位置数据计算出标记装置22进而还有大腿16在空间中的方位和定向。相关的信息可以在导航***10的显示装置34上示出。
带有参考装备18的导航***10例如可以用于人造膝关节的导航支持的植入。基于随后还可见的原因，参考装备18的手术前的、手术中的和手术后的使用尤其是可能的。
图2和图3示意性地以第一侧(随后被称为上侧36)和第二侧(随后被称为下侧38)的俯视图示出了紧固装置20。在紧固装置20和参考装备18的按规定的使用中，下侧38面对大腿16，而上侧3背离大腿16。
紧固装置20当前设计为绷带40，尤其是压缩绷带。绷带40包括用于标记装置22的沿彼此横向取向的两个延伸方向42、44面式延伸的载体46。载体46是形状可变的，并且在绷带40佩戴到大腿16上时可以匹配于大腿的轮廓。由此，载体46，例如整个绷带40可以形状锁合地佩戴到大腿16上，并且包围大腿。在载体46在按规定的使用中变形的情况下将绷带40贴靠在大腿16上时，延伸方向42沿大腿16的周向方向延伸，并且延伸方向44沿大腿16的纵向方向延伸。
载体46在俯视图中具有基本上矩形的造型，其带有两个彼此平行地延伸的沿延伸方向42的纵向侧48、49和沿延伸方向44的横向侧50、51。纵向侧49在其中间区段中包括弧形的弯曲部52，从而在载体46的边缘上，在弯曲部52的区域中布置有凹部54。
载体46在此是设计为针织件58的纺织复合件56。由此，载体46和进而绷带40可以在制造技术上简单且廉价地制成。针织件58在此具有不同的织纹的两个区域，由此，载体46基于不同的织纹和待使用的线而包括按区域不同的特性。
针织件58尤其是以如下方式提供，即，载体46在其延伸面中可以沿两个彼此横向取向的方向，尤其是沿延伸方向42和延伸方向44弹性延展。在佩戴绷带40时，载体46在此可以延展，以便压缩大腿16，随后还会对此进行讨论。
针织件58具有第一延展区域60，其在载体46的俯视图中具有基本上矩形的形状。延展区域60位于载体46中间，并且被第二延展区域62包围。延展区域62将延展区域60包围起来并且形成其边缘。此外，延展区域62形成纵向侧48、49和横向侧50、51。
由于针织件58的该设计方案，延展区域60、62通过针织在制造技术上简单地且在一个工作程序中相互连接。
在该情况下，第一延展区域60是带有高双拉伸弹性的、尤其是具有弹性针织线的针织件，其例如带有斜纹织纹。延展区域62是带有半管状织纹的针织件，其带有更小的弹性的线。由此，结果是延展区域60沿两个延伸方向42、44(以及沿由延伸方向42、44的叠加得到的并且分别在载体46的面中与其成角度地取向的一个方向)比延展区域62具有更大的可延展性。延展区域60沿延伸方向44的可延展性大于沿延伸方向42的可延展性。
在下侧38上，载体46包括多个摩擦值提升元件64(随后简化为摩擦元件64)。摩擦元件64在此是点状的，并且例如大约是大头针头部大小。摩擦元件64优选由硅酮材料制成。
在具有纵向侧48的边缘上，载体46包括摩擦元件64。摩擦元件64双列地平行于纵向侧48地延伸，并且彼此均匀地间隔开。摩擦元件64在很大程度上在载体46的整个长度上延伸，并且布置在两个延展区域60、62上。
在对置的形成纵向侧49的边缘上，载体46包括分别带有摩擦元件64的第一区段66和第二区段68和位于它们之间的没有摩擦元件64的区段70。区段66沿延伸方向42布置在凹部54与横向侧50之间，并且区段68布置在凹部54与横向侧51之间。区段70大致在载体46的中间的凹部54的长度上延伸。在每个区段66、68上，摩擦元件64双列地平行于纵向侧49地延伸，并且在此分别彼此等距地布置在载体46上。
摩擦元件64能够实现局部提升绷带40与大腿16之间的摩擦。在区段70的区域中，摩擦有针对性地保持得很小。
绷带40是可匹配大小的绷带，其可以由在图2和图3中示出的打开的松弛状态转换到佩戴状态，在佩戴状态中，绷带40闭合(图1、图4、图5)。针对该目的，绷带40具有固定元件，即，皮带72和与之配合作用的扣眼74。皮带72在横向侧50上通过加固元件75牢固安置，并且沿延伸方向42(在绷带40放平的情况下)延伸。
加固元件75例如包括梭织通道，其带有布置在其中的螺旋弹簧或例如由塑料制成的板条。靠近横向侧50，在皮带72上设置有形式为搭扣带76的固定元件，皮带72可以本身闭合地粘性地紧固在固定元件上。
扣眼74紧固在保持区段78的侧上，保持区段在对置的侧上，在横向侧51上通过加固元件79与载体46连接。加固元件79在形状和功能中相应于加固元件75。
为了将绷带40转换到大腿16上的佩戴状态中，将下侧38非侵入性地定位在大腿的皮肤80上(图4)。优选的是，绷带40与延展区域60、62的弹性相抗地沿延伸方向42延展。绷带40优选定位在大腿16上，从而使髌骨82上方的软组织嵌入凹部54中。
在佩戴状态中，绷带40以如下方式固定，即，皮带72在绷带40拉紧的情况下被引导穿过扣眼74，并且紧固在搭扣带46上。加固元件75、79确保绷带沿延伸方向44保持其形状，并且载体没有由于拉紧而变细。
如果髌骨82上方的软组织嵌入凹部54中，那么延展区域60尤其是在没有摩擦元件64的区段70的区域中布置在大腿16的四头肌的肌腱上方。
绷带40和进而参考装备18可以对患者和操纵友好地非侵入性地牢固安置在大腿16上。在佩戴状态中，绷带40压缩大腿16。皮肤、软组织和肌肉相对彼此和相对大腿骨的运动由此被限制。因此，绷带40相对于大腿16和尤其相对于大腿骨运动的能力也减小了。
皮肤、软组织和肌肉的出现的相对运动此外还可以在很大程度上在载体46内吸收。针对该目的，将载体46制造为带有延展区域60、62的针织件58被证实是特别有利的，延展区域在其沿至少一个延伸方向42、44的可延展性方面有所不同。延展区域60、62以如下方式针织，即，使大腿16内的运动大部分被载体46吸收。在此，尤其是在第一延展区域60上，在其具有没有摩擦元件64的区段70的中间(相对于延伸方向42)实现在载体46内的特别小的运动。摩擦元件64和其在载体46上的布置通过大腿16的有针对性的压缩改进了绷带40的将运动有针对性地导入到载体46中的特性。
像提到的那样，设置有没有摩擦元件64的区段70具有如下优点：大腿16与绷带40之间的摩擦可以局部保持得很小。例如，在腿伸展和弯曲的情况下，区段70处的皮肤80仅以很小的程度在载体46上摩擦，从而载体没有被或仅在很小的范围内被软组织移动感知到。在上侧36上，在区段70处的或靠近区段70的标记装置可以由此形成有效的参照，标记装置相对于大腿骨的位置即使在腿伸展或弯曲的情况下可以保持住。针对该目的也有利的是，载体46沿延伸方向44比沿延伸方向42具有更大的可延展性。
如果髌骨82或其上方的软组织布置在凹部54的区域中，并且区段70布置在四头肌的肌腱上方，那么载体46在该区域内的运动是特别小的。这也由于四头肌的肌腱相对其他的软组织和大腿16中的其他肌肉的比较小的可相对运动性而产生。
基于该原因，紧固装置20在区段70上具有保持部件84，标记装置22可以牢固安置在保持部件上。保持部件84在图1至3中未示出。
保持部件84具有棱柱形的、大致截棱锥形的造型，并且牢固安置在载体46上，尤其是延展区域60上。保持部件84具有多层构造，其带有第一层86、第二层88和第三层90。层86至90在此例如由硅酮材料制成。有利的是，其具有不同的可变形性，其中优选的是，层86经层88至层90的可变形性减小。在载体46上还出现的运动可以由此在保持部件84内吸收，并且仅在很小的范围内传递到标记装置22上或者没有传递到标记装置22上。保持部件84经层86嵌入载体46的针织件58中并且部分埋入其中，由此使保持部件84牢固安置在载体46上。
保持元件92牢固安置在层90上，标记装置22牢固安置或者尤其是能够以能松开的方式牢固安置在保持元件上。保持元件92埋入层90中，例如注入其中。标记元件阵列26可以例如通过旋拧、夹紧、卡锁、粘贴经由搭扣连接或类似方法力锁合和/或形状锁合地牢固安置在保持元件92上。
通过将参考装备18非侵入性地紧固在患者14上的可能性得到对患者友好的、利用导航***10在空间中跟踪身体部分(例如大腿16)的可能性。像提到的那样，手术前的、手术中的和手术后的使用是可能的。尽管存在保护患者的紧固，但充分精确的参照可以通过紧固装置20的设计方案像之前阐述的那样实现。
随后讨论根据本发明的紧固装置和参考装备的另外的优选的实施方式。针对相同或作用相同的特征和构件在此使用尽可能相同的附图标记。
图6以与图5类似的方式示意性地示出了穿过带有附图标记100的紧固装置的第二优选实施方式的截面图。紧固装置100包括绷带40。在绷带40上紧固有保持部件104，保持部件在其功能方面相应于保持元件92。在保持部件104上可以例如通过旋拧、夹紧、卡锁、粘贴或经由搭扣连接牢固安置有，或者尤其是可松开地紧固有在附图中未示出的标记装置。
保持部件104牢固安置在上侧36，并且包括多孔的主体106。该主体106具有多个空腔108。在此，主体106以如下方式构造，即，使空腔108的平均大小从保持部件104的面对载体46的侧直到保持部件104的背离载体46的侧变小。平均大小尤其是可以连续变小。由此，保持部件104的可变形性从面对载体46的侧直到背离载体46的侧降低，并且保持部件104在载体46上的部分和与其间隔开的部分相比更软。由此，像在保持部件84中那样得到载体46的运动在保持部件104内吸收的可能性，由此，运动没有或仅在很小的范围内传递到标记装置上，标记装置可以牢固安置在保持部件104的背离载体46的侧的联接部位110上(未示出)。例如使用标记装置22。
图7示出了带有紧固装置122和标记装置124的另一参考装备120。除了不存在保持部件84之外，紧固装置122与紧固装置20相同地设计。
标记装置124在此具有紧密的结构形状，并且具有板形的、大致梯形造型的承载元件126和牢固安置在其角上的标记元件128。标记元件形成刚性的标记元件阵列126。标记装置124尤其是具有很小的结构高度并且是比较轻的。标记装置124和紧固装置122的相对运动基于很小的惯性是特别小的。基于很小的结构高度，标记装置124和载体46的相对运动本身仅导致位置数据的很小的错误，由此利用参考装备120可以在空间中跟踪大腿16的情况下实现位置数据的高精确度。
标记装置124可以结构简单地牢固安置在载体46上，例如通过粘贴或通过搭扣连接。
图8以相应于图2的方式示出另一紧固装置130。紧固装置130尽可能与紧固装置20相同。其可以具有保持部件84或保持部件104，或者像紧固装置122那样可以不包括保持部件。标记装置124例如可以与紧固装置130配合作用以形成参考装备。
在紧固装置130中存在两个延展区域132、134，其相应于延展区域60、62。延展区域134包围延展区域132。延展区域132在载体46的俯视图中具有收腰的轮廓，其带有两个彼此间隔开地布置的加宽区段136、138。在加宽区段之间布置有收窄区段140。区段136至140沿延伸方向42布置在横向侧50、51之间的中间。沿延伸方向44，加宽区段136与纵向侧48相邻，而加宽区段138与纵向侧49相邻。
紧固装置130和紧固装置122在其各自的在附图中未示出的下侧上同样具有摩擦元件。
在使用紧固装置100、122和130的情况下同样可以实现结合对紧固装置20的阐述已经能实现的优点。
除了紧固装置130之外，图8还示出了一种医学仪器150，其包括紧固装置130以及数据处理装置152。数据处理装置152优选是能手持的，并且是能便携的，例如是平板电脑的造型。与此相应地，数据处理装置152可以优选包括显示单元154作为整合的组成部分。
此外，在图8中示意性地示出的光学检测单元156整合到数据处理装置152中，光学检测单元尤其是包括数码照相机。
检测单元156在医学仪器150的应用中朝牢固安置在大腿16上的绷带40，尤其是其载体46指向。由检测单元提供的图像信号被数据处理装置152以如下方式研究，即，载体46是否可以划分为不同的变形区域。由于大腿16的运动和皮肤、软组织、肌肉和大腿骨彼此间的与之相关的移动以及绷带40在大腿16上的可能的运动，载体46可以具有不同的变形区域。这些区域可以区分为延展区域132、134。然而在紧固装置130中，数据处理装置152例如获知的是，带有很小的变形的载体46的区域位于靠近凹部54的延展区域132上，像这已经在上面阐述的那样。
为了获知变形区域，数据处理装置152例如可以考虑使用载体46的一种或多种颜色或者表面结构，例如载体46的线的颜色或者由于织纹(例如变形区域136、140的不同的织纹)而导致的表面结构。与此相应地，数据处理装置152可以包括图像加工程序，其自主地借助图像信号获知载体46的哪个区域以比较小的程度变形。例如，针对该目的应用有限元方法。
在显示单元154上可以给操作人员示出载体46的图像。在该图像中优选标记出不同的变形区域。有利的是，给操作人员提供如下指示，即，应该在载体46上的哪个地方有利地放置标记装置，例如标记装置124，以便得到尽可能稳定的参照。
整合的数据处理装置152显然也可以与紧固装置100、122和20一起使用。例如，在参考装备120中，标记装置124放置在紧固装置122上的图7所示的位置上，这是因为该位置已经证实适用于稳定的参照。

Claims (22)

1.一种医学的紧固装置，所述医学的紧固装置用于将具有两个或更多个标记元件(24；128)的医学的标记装置(22；124)非侵入性地紧固在患者(14)的身体部分(16)上，其中，所述紧固装置(20；100；122；130)包括沿两个彼此成角度取向的延伸方向(42、44)面式延伸的、在其形状上能匹配于所述身体部分(16)的轮廓的载体(46)，所述标记装置(22；124)牢固安置或能牢固安置在所述载体上，其中，所述载体(46)能在其延伸面中弹性地延展并且包括第一延展区域(60；132)和至少一个第二延展区域(62；134)，沿所述载体(46)的延伸面中的至少一个方向(42、44)，所述第二延展区域的可延展性小于所述第一延展区域(60；132)的可延展性，其特征在于，所述紧固装置(20；100)包括至少一个保持部件(84；104)，所述至少一个保持部件牢固安置在所述载体(46)上，并且所述标记装置(22)或所述标记装置(22)的标记元件力锁合地和/或形状锁合地牢固安置或能牢固安置在所述保持部件(84；104)的背离所述载体(46)的侧上。
2.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述医学的紧固装置用于将所述标记装置(22；124)非侵入性地紧固在患者(14)的大腿上。
3.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，沿所述载体(46)的延伸面中的两个成角度地取向的方向(42、44)，所述至少一个第二延展区域(62；134)的可延展性小于所述第一延展区域(60；132)的可延展性。
4.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，沿所述载体(46)的延伸面中的两个彼此横向地取向的方向(42、44)，所述至少一个第二延展区域(62；134)的可延展性小于所述第一延展区域(60；132)的可延展性。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的紧固装置，其特征在于，所述至少一个第二延展区域(62；134)包围所述第一延展区域(60；132)，并且/或者，所述载体(46)在俯视图中具有矩形的或基本上矩形的轮廓。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的紧固装置，其特征在于，所述载体(46)是形式为针织件(58)、经编件或梭织件的纺织复合件(56)，或者所述载体(46)包括这种纺织复合件(56)。
7.根据权利要求6所述的紧固装置，其特征在于，所述第一延展区域(60；132)和所述至少一个第二延展区域(62；136)通过针织、经编或梭织彼此连接。
8.根据权利要求6所述的紧固装置，其特征在于，所述第一延展区域(60；132)和所述至少一个第二延展区域(62；134)的不同的可延展性通过所述针织件、所述经编件或所述梭织件的类型来提供。
9.根据权利要求6所述的紧固装置，其特征在于，所述第一延展区域(60；132)和所述至少一个第二延展区域(62；134)的不同的可延展性通过所述纺织复合件(56)的线的联结类型和/或数量和/或特性来提供。
10.根据权利要求6所述的紧固装置，其特征在于，所述第一延展区域(60；132)是或包括带有斜纹织纹的针织件(58)，并且/或者所述至少一个第二延展区域(62；134)是或包括带有半管状织纹的针织件(58)。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的紧固装置，其特征在于，所述紧固装置(20；100；122；130)设计为绷带(40)或者包括这种绷带，所述绷带能从打开的松弛状态转换到本身闭合的佩戴状态中，并且所述绷带具有用于在佩戴状态中固定所述绷带的一个或多个固定元件(72、74、76)。
12.根据权利要求11所述的紧固装置，其特征在于，在佩戴状态下所述绷带(40)的长度能为了形状锁合地安设在所述身体部分(16)上而进行匹配。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的紧固装置，其特征在于，所述紧固装置设计为本身闭合的管状绷带，或者包括这种管状绷带。
14.根据权利要求1至4中任一项所述的紧固装置，其特征在于，所述载体(46)在其面对所述身体部分(16)的侧(38)上包括摩擦值提升元件(64)。
15.根据权利要求中1至4任一项所述的紧固装置，其特征在于，所述至少一个保持部件(84；104)以能变形的方式设计。
16.根据权利要求15所述的紧固装置，其特征在于，所述保持部件(84；104)的面对所述载体(46)的侧的可变形性大于所述保持部件(84；104)的背离所述载体(46)的侧的可变形性。
17.根据权利要求15所述的紧固装置，其特征在于，所述保持部件(84)具有带两个或更多个叠置的层(86、88、90)的层构造，其中，所述层(86、88、90)具有不同的可变形性。
18.根据权利要求1至4中任一项所述的紧固装置，其特征在于，所述保持部件(104)具有多孔的、包括空腔(108)的结构，其中，所述保持部件(104)中在所述保持部件的背离所述载体(46)的侧上的空腔(108)的平均大小小于在所述保持部件的面对所述载体(46)的侧上的空腔的平均大小。
19.一种医学的参考装备，所述医学的参考装备包括标记装置(22；124)以及根据权利要求1至18中任一项所述的紧固装置(20；122)，所述标记装置具有至少两个或更多个外科的标记元件(24、128)，所述至少两个或更多个外科的标记元件被构造成用于反射和/或发射射线并且构造出标记元件阵列(26)用以限定患者(14)的身体上的参照，其中，所述标记装置(22、124)牢固安置或能牢固安置在所述紧固装置(20；122)上。
20.根据权利要求19所述的参考装备，其特征在于，所述标记装置(22、124)以或能以能松开的方式牢固安置在所述紧固装置(20；122)上。
21.根据权利要求19或20所述的参考装备，其特征在于，所述标记元件阵列(26；129)刚性地构造，其中，所述标记元件(22；128)牢固地相互连接，并且能共同牢固安置在所述紧固装置(20；122)上，或者所述标记元件阵列非刚性地构造，其中，两个或更多个标记元件彼此间是位置可变的。
22.一种医学的仪器，所述医学的仪器包括根据权利要求1至18中任一项所述的紧固装置、光学检测单元(156)和数据处理装置(152)，利用所述光学检测单元能检测到佩戴在患者(14)的身体部分(16)上的紧固装置(20；100；122；130)在其在空间中运动时的图像，与此相关的图像信号能由所述光学检测单元(156)提供给所述数据处理装置，其中，所述数据处理装置(152)以如下方式构造以及编程，即，使得所述数据处理装置借助所述图像信号将所述载体(46)划分为不同的变形区域，其中，能获知至少两个在由于所述紧固装置(20；100；122；130)运动而导致的变形区域变形方面不同的变形区域。
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