[發明專利]結合機器人手術系統使用的手術器械固持器

有效

• 申請號: 201580033459.4
• 申請日: 2015-04-24
• 公開（公告）號: CN106659537B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: S·科斯切夫斯基;B·努斯鮑默
• 申請（專利權）人: KB醫療公司
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;A61B90/50
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 張世俊

本文描述一種(例如)在脊柱手術期間結合機器人手術系統使用的手術器械固持器。在某些實施例中，所述手術器械固持器是手術期間所使用的機器人臂與手術器械之間的接口。此接口可以穩定方式精確、穩固地固持所述手術器械同時準許外科醫生在緊急情況下容易且迅速安裝或收回所述器械。

背景技術

已開發機器人輔助的手術系統來改進手術精度且使實施新的手術過程成為可能。舉例來說，已開發機器人系統以感測外科醫生的手部移動并將其轉化成按比例縮小的微移動且針對器官移植、再造及微創手術中的精確顯微外科手術技術濾除無意的震顫。其它機器人系統涉及手術工具的遙控操作，使得外科醫生不用必須待在手術室中，由此促進遠程手術。也已開發反饋控制機器人系統以在手術期間提供比可由無輔助的外科醫生實現的對手術工具的操縱更平穩的對手術工具的操縱。

然而，外科醫生及醫院對機器人系統的廣泛接受因為各種原因而受到限制。擁有及維護當前系統較昂貴。所述系統通常在使用之前需要進行周密的術前手術規劃，且其延長了手術室中所需的準備時間。所述系統在生理上是侵入性的，從而可能會模糊外科醫生視野的部分且阻擋手術臺周圍的某些區域，使得外科醫生及/或手術助手被隔在手術臺的一側。當前系統也可為非直觀的或使用起來較麻煩，尤其是對已針對在手術期間執行某些操縱開發出特殊技能或“感覺”及發現不能使用機器人系統來實施此技能的外科醫生來說。最后，機器人手術系統可易于發生故障或易受操作員錯誤影響，盡管具有安全聯鎖及電源備份。

脊柱手術通常需要精密鉆孔及螺釘或其它器具關于脊柱的放置，且在手術期間對椎骨的接近可能會受約束，這使得此類操縱更困難。歸因于脊髓與動脈的接近性，災變性損傷或死亡可起因于在脊柱手術期間對身體的不適當的鉆孔或操縱。通常的脊柱手術過程包含用于去除全部或部分椎間盤的椎間盤切除術、用于加寬神經根離開脊柱的開口的椎板切開術、用于去除背部中的椎板或骨刺的椎板切除術及用于將兩個椎骨或椎骨段融合在一起以消除由椎骨的移動導致的疼痛的脊柱融合術。

涉及螺釘放置的脊柱手術需要在放置螺釘之前在骨頭(例如，椎骨段)中準備孔。在一些實施方案中，在手動執行此類過程的情況中，外科醫生基于術前CT掃描判斷用于隨后螺釘放置的鉆孔軌跡。不涉及術前CT掃描的使用的其它手動方法(例如，熒光鏡檢查、3D熒光鏡檢查或基于自然地標)可用于確定用于在放置螺釘之前在骨頭中準備孔的軌跡。在一些實施方案中，外科醫生將鉆固持于其手中同時進行鉆孔，且獲得熒光圖像以驗證軌跡是否正確。一些手術技術涉及使用不同工具，例如椎弓根定位器或K線。此類過程強烈依賴外科醫生的專業知識，且在不同外科醫生之間成功率存在顯著差異。螺釘誤放是此類手術過程中的常見問題。

圖像引導脊柱手術需要光學跟蹤來協助螺釘放置。然而，當前手動地執行此類過程，且盡管存在虛擬跟蹤但手術工具也可能會被不準確地定位。外科醫生需要使用在二維屏幕上所顯示的圖像來協調其在真實世界中對手術工具的手動操縱。此類過程可為不直觀的且需要訓練，這是因為外科醫生的眼睛必須連續掃描手術部位及屏幕兩者來確認對準。此外，過程錯誤可導致圖像引導系統的配準不準確性，從而使其無用或甚至具有誤導性。因此，需要一種用于使手術器械穩定同時允許容易地對所述器械及器械固持器進行消毒及容易地安裝所述器械及器械固持器及從機器人系統去除所述器械及器械固持器而不會使定位精度以及附接剛性降級的系統。

發明內容

本文描述一種(例如)在脊柱手術期間結合機器人手術系統使用的手術器械固持器。在某些實施例中，所述固持器被附接到機器人臂且提供剛性結構，所述剛性結構允許在準備患者情況中通過鉆孔、穿刺抽液或其它操縱精確精密準備患者組織(例如，椎弓根的準備)，以及將螺釘精確放置于鉆孔中或附加假肢或植入物。

在某些實施例中，所述手術器械固持器是機器人臂與手術期間所使用的手術器械之間的接口。所述手術器械固持器以穩定方式精確、穩固地固持所述手術器械同時準許外科醫生在緊急情況中容易且迅速安裝或收回所述器械。所述手術器械包含機械地耦合到機器人臂的基座。