灵活的医学参照装备、医学导航系统和方法

摘要

本发明涉及一种用于医学导航系统(10)的医学参考装备，利用该医学导航系统可以利用佩戴在身体部分(16)、尤其是大腿(16)上的参考装备(18；100；120；130)在空间中跟踪其运动。为了提供一种利用其可以保护患者地获得身体部分的位置数据的参考装备，根据本发明提出：参考装备包括用于将参考装备(18；100；120；130)非侵入性地紧固在身体部分(16)上的紧固装置(20)和面式延伸的、可沿至少一个延伸方向(34、36)弹性延展的参考体(38)，参考体在其形状上能匹配于身体部分(16)的轮廓并且具有标记区域(50；102；122；132)，标记区域包括或构造有图案(54；136)，其中，参考体(38)以如下方式构造，即，使得图案(54；136)在身体部分(16)运动时至少以区段形式不变形或基本上不变形，并且其中，图案(54)可以至少以区段形式被导航系统(10)用作为用于在空间中跟踪身体部分(16)的参照。此外，本发明还涉及一种医学导航系统以及一种用于利用导航系统在空间中跟踪医学参考装备的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于医学导航系统的医学参考装备，利用该医学导航系统可以利用佩戴在身体部分、尤其是大腿上的参考装备在空间中跟踪其运动。

此外，本发明还涉及一种用于在空间中跟踪医学参考装备的医学导航系统，其包括医学参考装备、用于生成参考装备的图像和提供与此相关的图像信号的探测设备以及用于处理图像信号的数据处理设备。

此外，本发明还涉及一种用于利用导航系统在空间中跟踪医学参考装备的方法。

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。传统的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系统跟踪。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。套筒形成紧固装置，其带有针对标记装置的载体，载体从其例如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，软组织(皮肤、肌肉和其他的非刚性的身体组织)的运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。此外值得期望的是，利用可以非侵入性地佩戴在身体部分上的参考装备，在手术前和手术后利用医学导航系统检测患者数据。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开头提到类型的参考装备，利用参考装备可以保护患者地获得参考装备所佩戴的身体部分的位置数据。

根据本发明，解决该任务的开头提到的类型的参考装备的特征在于具有面式延伸的、可沿至少一个延伸方向延展的参考体，参考体在其形状上能匹配于身体部分的轮廓，并且具有包括或构造有图案的标记区域，其中，参考体以如下方式构造，即，使得图案在身体部分运动时至少以区段形式不变形或者基本上不变形，并且其中，图案可以至少以区段形式被导航系统用作为针对在空间中跟踪身体部分的参照。

将如下想法纳入到本发明中，即，像使用在常规的参考装备中那样的尤其是构造为所谓的“刚体”的标记装置可以通过如下方式被省略，即，由标记装置的标记元件施加的功能可以转换到参考装备的一个或多个另外的部件上。针对该目的，本发明提出：使用可变形的面式的且在其形状上能匹配于身体部分(例如大腿或小腿)的轮廓的参考体。参考体可以通过参考装备的紧固装置非侵入性地并且进而保护患者地牢固安置在身体部分上。针对该目的，紧固装置例如可以具有一个或多个固定元件。参考体可沿其至少一个延伸方向弹性地延展。这允许参考体在紧固在身体部分上的状态下处于张紧中。像在实践中证实的那样，软组织由此可以在参考体的延展的情况下被压缩。这允许了软组织彼此间的相对运动减小。由身体部分感应到参考体上的运动由此同样可以减小，从而参考体可以实施相对于身体部分的仅很小的自身运动。软组织彼此间的运动此外还可以在参考体内被吸收，这是因为参考体是可弹性延展的。为了可以在空间中跟踪参考装备，参考体具有标记区域，其包括或构造有图案。图案以如下方式设计，即，其可以被导航系统识别出，并且可以被导航系统视为针对在空间中利用紧固在身体部分上的参考装备来跟踪身体部分的参照。针对该目的，参考体以如下方式构造，即，在身体部分运动时，图案至少以区段形式不变形或基本上不变形，其方式是，像之前提到的那样，软组织的可能的运动在参考体内被吸收，从而图案至少以区段形式没有或仅在很小的程度上受到影响。与此相应地，导航系统可以将图案至少以区段形式识别为是“空间稳定的”，并且将其用作为有效的参照。导航系统尤其是可以从如下出发，即，当图案被识别为有效的参照时，那么图案布置在相对于大腿骨不变的位置中。由此，也可以推断出大腿骨在空间中的位置。

图案优选是规则的图案。

图案例如可以是栅格状的、栅栏状的或网状的。

证实为有利的是，参考体可以沿其延伸面中两个彼此横向取向的方向弹性地延展。参考体例如沿在紧固在身体部分上的状态中沿身体部分的周向方向延伸的方向，并且沿相对于其横向取向的方向，尤其是身体部分的沿纵向方向是可弹性延展的。

参考体沿两个方向的可延展性优选是彼此不同的。例如可以设置的是，参考体在紧固在身体部分上的状态中沿身体部分纵向的可延展性大于沿身体部分的周向方向的可延展性。

有利的是，标记区域整体式地添加到参考体中。在此，这尤其可以理解为标记区域在制造技术上制造为参考体的组成部分。例如，标记区域针织到参考体中(随后还会对此进行讨论)或者成形到其中。

在根据本发明的参考装备的一个有利实施方式中，标记区域形成参考体。

标记区域可以完全包括图案。

在另一有利实施方式中，参考体有利地具有与标记区域邻接的非标记区域，其中，非标记区域的可延展性与标记区域的可延展性彼此不同。参考体的没有包括标记区域的图案的区域视为非标记区域。通过设置沿参考体的延伸面中的至少一个方向的、优选沿两个彼此横向取向的方向的不同的可延展性得到软组织的运动有针对性地在参考体内被吸收的可能性，从而标记区域相对于身体部分的运动可以在很大程度上避免或者完全避免。图案或其区段由此没有受到运动的影响，从而图案可以用作用于在空间中跟踪身体部分的有效的参照。

非标记区域可以例如包围标记区域。例如，非标记区域在参考体的面中形成针对标记区域的包绕。非标记区域尤其是可以形成参考体的包绕标记区域的边缘。

参考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，参考体是由参考装备设计的绷带的区段或组成部分，随后还会对此进行讨论。

在参考装备的一个有利实现方案中，证实为有利的是，标记区域在朝向参考体的面的俯视图中具有矩形的或基本上矩形的轮廓。当非标记区域像之前提到的那样包绕标记区域并且形成参考体的边缘时，这尤其是有利的。

在参考装备的另一类型的实现方案中，有利的是，标记区域在朝向参考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。这种类型的设计方案以大腿绷带的造型例如用在参考装备中。带有加宽区段-收窄区段-加宽区段的标记区域的定向在此优选沿大腿的纵向方向取向。

可以设置的是，沿参考体的至少一个延伸方向，非标记区域的可延展性小于标记区域的可延展性。沿参考体的两个彼此横向取向的延伸方向，非标记区域的可延展性也可以小于标记区域的可延展性。在参考装备贴靠在大腿或小腿上(这导致参考体变形)时，两个方向的第一方向例如沿大腿或小腿的周向方向延伸。与之横向取向的方向例如沿大腿或小腿的纵向方向延伸。

标记区域和非标记区域优选整体式地相互连接，由此参考体可以结构简单地制造。

有利的是，参考体至少在标记区域上是纺织复合件或包括这种纺织复合件，纺织复合件优选是针织件、经编件或梭织件，其中，图案通过纺织复合件的织纹类型和/或通过用于制造纺织复合件的线的颜色和/或特性来构造。这得到将图案整体式地添加到标记区域中的可能性。此外得到在制造技术上简单地可延展地在标记区域上设计参考体的可能性。纺织复合件的织纹类型例如导致标记区域的表面特性和/或着色，这可以被导航系统解释为图案。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。

参考体可以具有与标记区域邻接的非标记区域，其中，标记区域和非标记区域整体式地添加到纺织复合件中，其中，至少一个标记区域和非标记区域在纺织复合件的特性方面彼此不同。非标记区域(例如之前提到的非标记区域)和标记区域可以由此设有不同的特性，尤其是不同的可延展性。这允许了参考装备的简单的、多样式的且廉价的制造。

标记区域和非标记区域优选通过针织、经编或梭织相互连接。这能够实现的是，标记区域和非标记区域，尤其是参考体以唯一的、统一的制造方法针织、经编或梭织。尤其不需要标记区域和非标记区域彼此分开地制造以及按其他类型的方式例如通过缝纫相互连接。

标记区域和非标记区域例如通过纺织复合件的颜色、颜色图案、表面特性、通过标记区域和非标记区域的各自的织纹类型和/或通过所使用的线的各自的特性(尤其是线的数量、密度、颜色和/或可延展性)彼此区分开。

在参考装备在实践中的一个实现方案中，证实为有利的是，标记区域是或包括带有斜纹织纹(特别是带有弹性线)或带有很高的双拉伸弹性的另一织纹(例如褶裥连接)的针织件，并且/或者非标记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。标记区域的高的可延展性可以例如通过在延展区域上使用可弹性延展的针织线实现。

在根据本发明的参考装备的另一类型的有利的实施方式中，有利的是，参考体由橡胶材料，尤其是弹性体制成。

尤其是在最后提到的有利的实施方式中，可以设置的是，将图案在标记区域上例如通过印刷、压印、成形或粘贴施加到参考体上。

有利的是，参考装备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，其中，紧固装置具有用于在佩戴状态中固定绷带的一个或多个固定元件。参考体可以形成绷带的区段，紧固装置的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便拉紧绷带的圈环或扣眼或者针对相同目的的带扣。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，因此绷带在参考体延展的情况下可以拉紧地佩戴在身体部分、尤其是大腿上。

绷带可以具有加固元件，其布置在参考体的彼此对置的侧上。加固元件可以确保参考体在拉紧时没有变细。

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，紧固装置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租用。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，参考装备设计为本身闭合的管状绷带或者包括这种管状绷带。整个或以区段形式由参考体形成的管状绷带可以在延展的情况下扩宽并且套到身体部分上。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，例如之前提到的非标记区域。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。四头肌的肌腱上方的参考体内的运动是很小的，并且绷带内的运动可以保持得很小。基于该原因优选的是，标记区域靠近凹部布置，尤其是布置在四头肌的肌腱上方。

有利的是，参考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参考体上。通过摩擦值提升元件可以附加地拉紧软组织。这尤其是在之前提到的绷带的情况下证实是有利的。参考装备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，而即使在拉紧地佩戴参考装备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导入参考体中并且在其中被吸收，以便减小到标记区域和图案上的运动传递。

可以设置的是，标记区域以区段形式没有摩擦值提升元件。

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，沿参考体的至少一个边缘或平行于参考体的边缘设置有摩擦值提升元件。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参考体的边缘上。

有利的是，摩擦值提升元件设置在参考体的两个彼此对置的、彼此平行延伸的边缘上。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参考体的两个设有摩擦值提升元件的区段，在这些区段之间布置有参考体的没设有摩擦值提升元件的区段。参考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。

在最后提到的有利的实施方式中，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参考体之间的摩擦。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，参考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，从而在该区段的区域中或其附近，带有图案的标记区域可以用于相对于大腿骨的有效的参照。即使在腿伸展和弯曲的情况下，图案也可以保持相对于大腿骨的位置，并且保持不变形，这可以由导航系统探测到。

像已经提到的那样，本发明还涉及一种导航系统。本发明的任务是提供一种按类属的导航系统，利用该导航系统可以在空间中跟踪之前提到类型的参考装备。

该任务在之前提到的类型的导航系统中根据本发明以如下方式来解决，即，参考装备是之前提到的类型的参考装备，并且数据处理设备以如下方式构造和编程，即，数据处理设备在图像信号的追溯到标记区域中的信号部分中识别出图案的至少一个区段，并且评估该区段是否随时间变化不变形或基本上不变形，并且在“是”的情况下将该区段视为用于在空间中跟踪参考装备的参照。

已经可以结合根据本发明的参考装备的阐述实现的优点同样可以在使用导航系统的情况下实现，从而可以参考之前的实施方案。与参考装备一样，导航系统可以没有在常规的意义下构造为所谓的“刚体”的标记装置。

图像信息由数据处理设备以如下方式进行分析，即，是否可以识别出图案的随时间变化并不改变的至少一个区段。图案区段的图像信号基于身体部分在空间中的运动而导致的随时间变化的改变与其区分开。如果数据处理设备确定图案的至少一个区段不变形或者基本上不变形，那么数据处理设备可以将该区段视为用于在空间中跟踪参考装备和进而身体部分的参照。

数据处理设备优选以如下方式构造和编程，即，数据处理设备利用颜色值识别方法(也包括灰度值识别方法)和/或图案识别方法和/或场景分析方法和/或有限元计算方法来研究图像信号。

可以设置的是，在导航系统的存储单元中存储有关于图案的信息，并且数据处理设备以如下方式构造和编程，即，数据处理设备将图像信号与信息进行比较，并且将信息作为获知追溯到标记区域中的信号部分的基础。借助这些信息，数据处理设备可以鉴别出标记区域的信号部分，并且将图案的至少一个区段识别为随时间变化不变形或基本上不变形。图案在空间中的方位和/或定向可以由此获知。

像开头提到的那样，本发明还涉及一种方法。在根据本发明的用于在空间中跟踪医学参考装备的方法中使用之前提到类型的导航系统，其中，利用探测设备生成参考装备的图像并且提供与此相关的图像信号，并且其中，数据处理设备在图像信号的追溯到标记区域中的信号部分中识别出图案的至少一个区段，并且评估该区段是否随时间变化不变形或基本上不变形，并且在“是”的情况下将该区段视为用于在空间中跟踪参考装备的参照。

这种类型的方法具有已经结合对参考装备和导航系统的阐述提到的优点，从而对此可以参考之前的实施方案。

该方法的有利实施例由根据本发明的参考装备和根据本发明的导航系统的有利实施方式的特征得到。对此同样可以参考之前的实施方案。

附图说明

对本发明的优选实施方式的如下描述结合附图用于详细阐述本发明。其中：

图1示出根据本发明的医学导航系统的立体图，该医学导航系统包括牢固安置在患者上的根据本发明的参考装备；

图2示出朝向图1的设计为绷带的参考装备的第一侧的俯视图；

图3示出朝向参考装备的与第一侧对置的第二侧的俯视图；

图4示出参考装备的示出针织件的片段的细节的放大图；

图5示出在力作用到针织件上时的图4的细节；

图6示出在患者的腿弯曲时的图1的参考装备；

图7示出朝向参考装备的另一实施方式的俯视图；

图8示出朝向参考装备的另一实施方式的俯视图；以及

图9示出朝向参考装备的另一实施方式的俯视图。

具体实施方式

图1以立体图示出了根据本发明的导航系统10的一个有利实施方式和位于床12上的患者14，其具有大腿(在本文中德语是Oberschenkel)16。导航系统10包括根据本发明的参考装备的以附图标记18标注的一个有利实施方式。参考装备18具有紧固装置20(图2)，通过紧固装置，参考装备可以非侵入性地牢固安置在大腿16上。

如果大腿16在空间中运动，那么参考装备18也运动。运动可以由导航系统10的探测设备22检测到。针对该目的，探测设备22可以包括照相机。照相机在此作为立体照相机24示出。然而也可以是其他类型的照相机。探测设备22的图像信号可以传送到数据处理设备26上。数据处理设备26借助图像信号获知参考装备18和进而大腿16在空间中如何运动。随后还会对此进行讨论。

导航系统10此外还具有与数据处理设备26联接的显示设备28以及存储单元30，其整合到数据处理设备26中。

带有参考装备18的导航系统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以保护患者的方式的使用尤其是可能的。

参考装备18在此设计为绷带32，尤其是压缩绷带。绷带32包括沿彼此横向取向的两个延伸方向34、36面式延伸的参考体38。参考体38是形状可变的，并且在绷带32佩戴到大腿16上时可以匹配于大腿的轮廓。由此，参考体38，例如整个绷带32可以形状锁合地佩戴到大腿16上，并且包围大腿。在参考体38在按规定的使用中变形的情况下将绷带32贴靠在大腿16上时，延伸方向34沿大腿16的周向方向延伸，而延伸方向36沿大腿16的纵向方向延伸。

参考体38在俯视图中具有基本上矩形的造型，其带有两个彼此平行延伸的沿延伸方向34的纵向侧40、41和沿延伸方向36的横向侧42、43。纵向侧41在其中间区段中包括弧形的弯曲部44，从而在参考体38的边缘上，在弯曲部44的区域中布置有凹部46。

参考体38在此是设计为针织件的纺织复合件48。由此，参考体38和进而绷带32可以在制造技术上简单、廉价且多样式地制成。纺织复合件48在此具有不同的织纹的两个区域，由此，参考体38基于不同的织纹和待使用的线包括按区域不同的特性。

纺织复合件48尤其是以如下方式提供，即，参考体38可以在其延伸面中沿延伸方向34和延伸方向36弹性地延展。由此，在佩戴绷带32时，参考体38可以延展，以便压缩大腿16，随后还会对此进行讨论。

纺织复合件48包括两个区域，即，标记区域50和非标记区域52。标记区域50和非标记区域52在制造技术上简单地通过针织并且在工作过程中整体式地添加到纺织复合件48中。纺织复合件48在其在标记区域50上的特性中与其在非标记区域52上的特性彼此不同。换言之，标记区域50和非标记区域52在纺织复合件48的特性方面彼此不同。

在参考体38的俯视图中，标记区域50具有基本上矩形的形状。标记区域50位于参考体38的中间，并且被非标记区域52包围。非标记区域52包绕标记区域50，并且形成针对标记区域的边缘。此外，非标记区域52形成纵向侧40、41和横向侧42、43。

在该情况下，标记区域50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。非标记区域52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，标记区域50沿两个延伸方向34、36(以及沿由延伸方向34、36的叠加得到的并且相应在参考体38的面中与其成角度地取向的一个方向)比非标记区域52具有更大的可延展性。标记区域50沿延伸方向36的可延展性大于沿延伸方向34的可延展性。

区域50、52可以优选不仅在待使用的线的织纹类型和弹性方面彼此不同。区域50、52尤其是也可以由不同的颜色的线制成。区域50和52的图像信号由此可以由数据处理设备26以简单的方式彼此分开。

标记区域50以如下方式针织，即，其织纹类型和/或特性和/或尤其是用于制造的线的颜色构造出图案54。图案54由此整体式地通过针织法添加到参考体38中。在平置的状态中，在整个标记区域50上的图案54是统一的。图案54优选是规则的。

如果标记区域50发生扭曲，那么可以存在标记区域的图案发生扭曲且看起来不同的区段。与此相对地，可以设置有至少一个如下区段，在该区段中，图案54看起来不扭曲或者基本上不扭曲。这在此被视为“不变形”或“基本上不变形”的图案。这在绷带32的按规定的使用中也是适用的，其中，参考体38在贴靠在大腿16上时变形并且具有其轮廓。图案54在此可以至少以区段形式不变形或基本上不变形，并且对于导航系统10来说可以按像参考体38在放平状态下那样的方式识别出。

非标记区域52也可以通过织纹类型、特性和待使用的线的颜色而具有图案，其中，该图案在此与标记区域50的图案54彼此不同。例如，基于纺织复合件48在区域50、52上的不同的织纹类型已经得到这些区域的由于不同的表面特性导致的不同的图样。

图2和图3示意性地以第一侧(在下文中是上侧56)和第二侧(在下文中是下侧58)的俯视图示出了绷带32。在绷带32的按规定的使用中，下侧58面对大腿16，而上侧56背离大腿16。

在下侧58上，参考体38包括多个摩擦值提升元件60(随后简称为摩擦元件60)。摩擦元件60在此是点状的，并且例如大约是大头针头部大小。摩擦元件60优选由硅酮材料制成。

在具有纵向侧40的边缘上，参考体38包括摩擦元件60。摩擦元件60双列地平行于纵向侧40延伸，并且彼此均匀地间隔开。摩擦元件60几乎在参考体38的整个长度上延伸，并且布置在两个区域50、52上。

在对置的、形成纵向侧41的边缘上，参考体38包括分别带有摩擦元件60的第一区段62和第二区段64和位于它们之间的没有摩擦元件60的区段66。区段62沿延伸方向34布置在凹部46与横向侧42之间，并且区段64布置在凹部46与横向侧43之间。区段66延伸过大致超过参考体38的中间中的凹部46的长度。在每个区段62、64上，摩擦元件60双列地平行于纵向侧41延伸，并且在此分别彼此等距地布置在参考体38上。

摩擦元件60能够实现局部提升绷带32与大腿16之间的摩擦。在区段66的区域中，摩擦有针对性地保持得很小。

绷带32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，绷带闭合(图1和图6)。针对该目的，紧固装置20包括固定元件，即，皮带68和与之配合租用的扣眼70。皮带68在横向侧42上通过加固元件72牢固安置并且沿延伸方向34延伸。

加固元件72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42设置有紧固装置20的形式为搭扣带74的固定元件，皮带68可以本身闭合地粘性地紧固在固定元件上。

扣眼70紧固在紧固装置20的形式为保持区段76的紧固元件的侧上。保持区段76在扣眼70的对置的侧上，在横向侧43上通过加固元件78与参考体38连接。加固元件78在形状和功能方面相应于加固元件72。

为了将绷带32转换到大腿16上的佩戴状态中，将下侧48保护患者地非侵入性地定位在大腿的皮肤上。优选的是，绷带32与区域50、52的弹性相抗地沿延伸方向34延展。绷带32优选定位在大腿16上，从而使髌骨80上方的软组织嵌入凹部46中(在腿伸展的情况下)。如果髌骨80上方的软组织嵌入凹部46中，那么标记区域50尤其是在没有摩擦元件60的区段66的区域中布置在大腿16的四头肌的肌腱上方。

在佩戴状态中，绷带32以如下方式固定，即，皮带68在绷带32拉紧的情况下被引导穿过扣眼70并且紧固在搭扣带74上。加固元件72、78确保了绷带32沿延伸方向34保持其形状，并且参考体38没有由于拉紧而变细。

绷带32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32压缩大腿16。软组织相对彼此的并且相对于大腿骨的运动由此被限制。因此，绷带32相对于大腿16和尤其相对于大腿骨运动的能力也减小。

软组织的出现的相对运动此外还可以在很大程度上在参考体38内被吸收。针对该目的，将参考体38制造为带有区域50、52的针织件被证实是特别有利的，这些区域在其沿至少一个延伸方向34、36的可延展性方面彼此不同。区域50、52以如下方式针织，即，使大腿16内的运动大部分被参考体38吸收。在此，尤其是在标记区域50上，在其具有没有摩擦元件60的区段66的中间(相对于延伸方向34)实现在参考体38内的特别小的运动。

摩擦元件60和其在参考体38上的布置通过大腿16的有针对性的压缩改进绷带32的将运动有针对性地导入参考体38中的特性。

图4和图5示例性地示出了纺织复合件48在通过箭头82表示的力的作用的情况下可以如何变形。当尤其是在大腿16在空间中运动的情况下，在腿弯曲或伸展的情况下，而出现软组织的相对运动时，这种力可以由大腿16施加到纺织复合件48上。借助图4和5的示例可看到的是，在此，纺织复合件48在表面特性改变的情况下可以变形。这可以在标记区域50上尤其是导致图案54变形。相反地，在没有力82的情况下，不会发生图案54的变形。

使图案54变形的力尤其是可以在标记区域50上在区段66的区域中保持得很小。因为在区段66上不存在摩擦元件60，所以大腿16与绷带32之间的摩擦局部保持得很小。例如，区段66处的皮肤在腿伸展和弯曲时仅在很小的程度上在参考体38上摩擦，从而参考体没有被或仅在很小的范围内被软组织移动感知到。

如果髌骨80或其上方的软组织布置在凹部46的区域中，并且区段66布置在四头肌的肌腱上方，那么作用到标记区域50上的力是很小的。标记区域50的运动和进而图案54的变形在该区域中同样是很小的。这也由于四头肌的肌腱相对其他的软组织和大腿16中的其他的肌肉的比较小的可相对运动性而产生。

图6象征性地示出例如在腿弯曲时，图案54的布置在区段66上的区段84因此没有或仅在很小的程度上被加载变形力。在区段84的区域中，图案54由此不变形或仅在很小的程度上变形。区段84由此可以形成有效的参照，其相对于大腿骨的位置在腿在空间中运动时，在腿弯曲和伸展时可以保持。

在图6的示例性的图示中，区段84上的图案54不变形，并且可以用作为有效的参照，而区段86上的图案54变形。例如，区段86平行于横向侧42延伸地、面对非标记区域52地布置在标记区域50的边缘上。基于将变形力82导入标记区域50中，该标记区域在那里延展，从而图案54发生扭曲，并且与其在绷带32放平的状态中的造型彼此不同。

在使用导航系统10时，探测设备22生成参考装备18的图像，并且将与此相关的图像信号提供给数据处理设备26。数据处理设备26以如下方式构造和编程，即，数据处理设备获知追溯到标记区域50上的信号部分。这例如可以基于标记区域50的彩色的设计方案来实现。例如，非标记区域52的信号量基于纺织复合件46的不同的特性像之前提到的那样与标记区域50的信号量分开。

利用颜色值识别方法和/或图案识别方法和/或场景分析方法和/或有限元计算方法，数据处理设备26可以识别出图案54的至少一个区段是否随时间变化不变形或者基本上不变形。这不涉及参考装备的在运动中改变的图像，而是涉及图案54在相继的时间点上的形状，在这些时间点之间，带有参考装备18的大腿16在空间中运动。在该情况下，数据处理设备26例如可以将区段84识别为随时间变化基本上不变形。数据处理设备26可以由此将区段84视为用于在空间中跟踪参考装备18和进而大腿16的有效的参照。这得到也推断出大腿骨在空间中的方位和/或定向的可能性。

在存储单元30中可以存储有关于图案54的信息。信息例如包括关于标记区域50的表面特性、颜色和/或颜色图案的说明。在分析图像信号时，数据处理设备26可以动用在存储单元30中存储的信息，将图像信号与信息进行比较，并且将这些信息作为获知追溯到标记区域50上的信号部分的基础。

导航系统10和参考装备18提供了如下很大的优点：在患者14上的非侵入性的参照可以在手术前、手术中和手术后提供。导航系统10尤其是可以免除通常用在医学导航中的构造为所谓的“刚体”的医学标记装置。这不仅被证实为是对患者更友好的，而且还被证实为对于手术医生来说是操纵更友好的。

随后讨论根据本发明的参考装备的另一有利实施方式。相应的参考装备可以代替参考装备18或者与其配合地使用在导航系统10中。已经结合参考装备18提到的功能、作用方式和优点可以同样利用随后提到的参考装备实现，从而可以参考上述的实施方案。

在图7所示的参考装备100中，参考体38同样设计为纺织复合件48，尤其是针织件。参考装备100包括相应于标记区域50的标记区域102和相应于非标记区域52的非标记区域104。这些区域整体式地添加到纺织复合件48中，并且在其特性方面彼此区别。标记区域102形成图案54。

标记区域102具有在参考体38的俯视图中收腰的轮廓，其带有面对纵向侧40或41的加宽区段106和加宽区段108。加宽区段106、108通过收窄区段110相互连接。非标记区域104包围标记区域102，并且形成针对标记区域的边缘，这像在参考装备18中的情况那样。

在图8中示出的参考装备120包括设计为纺织复合件48的参考体38。设置有标记区域122，其构造为参考体38。不存在非标记区域。标记区域122形成图案54。

图9以俯视图示出了参考装备130，其参考体由橡胶材料，尤其是弹性体制成。参考体38是可沿延伸方向34、36弹性延展的，其中，沿延伸方向34的可延展性大于沿延伸方向36的可延展性。

参考体38具有标记区域132，其被非标记区域134包围。区域132、134整体式地添加到参考体38中。区域132、134的形状和其在参考体38上的布置相应于区域50、52在参考装备18中的形状和布置。

在标记区域132上设置有图案136。图案136例如通过成形例如整体式地添加到标记区域132中。标记区域132的压印或印刷也是可想到的。优选的是，图案136是规则的。图案136优选具有二维的栅栏状或网状的造型。

在参考装备130的情况下，软组织相对彼此的运动也可以导入参考体38中，从而图案136至少以区段形式保持不变形或者基本上不变形。以之前所阐述的方式，数据处理设备26可以识别出该区段，并且将其视为用于在空间中跟踪参考装备130的有效的参照。

参考装备100、120和130也在相应的下侧58上具有摩擦元件60，用以将力有针对性地导入相应的参考体38中，例如在参考装备18的示例中已阐述的那样。