[發明專利]外科手術機器人系統及用于該系統的牽開器

有效

• 申請號: 201811342471.5
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109758232B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: A·弗里德里克;N·R·克勞福德;K·張;S·喬許;N·約翰遜;W·希利
• 申請（專利權）人: 格羅伯斯醫療有限公司
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;A61B17/02;A61B90/00
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 江葳

本申請涉及一種外科手術機器人系統及用于該系統的牽開器。該系統包含：機器人，其具有機器人底座和聯接到所述機器人底座的機器人臂；以及外科手術牽開器。該牽開器包含牽開器框架、聯接器、葉片、力和/或扭矩傳感器以及力和/或扭矩反饋確定單元。牽開器框架包含可平移地和/或可樞轉地連接到所述牽開器框架的臂。所述聯接器將所述牽開器框架可拆卸地附接到所述機器人臂。所述葉片各自聯接到所述臂中的一個的遠側端且遠離所述遠側端延伸。所述力和/或扭矩傳感器連接到所述葉片且指示因與外科手術部位的材料接觸而施加到所述葉片的力和/或扭矩的量。所述力和/或扭矩反饋確定單元基于所述指示來確定施加到所述葉片的力和/或扭矩的所述量。

相關申請的交叉引用

本申請是2017年5月31日提交的第15/609,334號美國專利申請的部分繼續申請，其是2016年5月18日提交的第15/157,444號美國專利申請的部分繼續申請，是2016年4月11日提交的第15/095,883號美國專利申請的部分繼續申請，是2013年10月24日提交的第14/062,707號美國專利申請的部分繼續申請，是2013年6月21日提交的第13/924,505號美國專利申請的部分繼續申請，其要求2012年6月21日提交的第61/662,702號臨時申請的優先權且要求2013年3月15日提交的第61/800,527號臨時申請的優先權，出于所有目的所有申請的全部內容以引用的方式并入本文中。

技術領域

本公開涉及位置識別系統，并且具體涉及在機器人輔助外科手術期間的末端執行器和工具跟蹤和操縱。

背景技術

用于機器人輔助外科手術的位置辨識系統用于以三維(3D)方式確定特定對象的位置且跟蹤特定對象。舉例來說，在機器人輔助外科手術中，例如當機器人或醫生定位和移動器械時，需要高度精確地跟蹤某些對象，例如外科手術器械。

基于紅外信號的位置識別系統可以使用無源和/或有源傳感器或標記來跟蹤對象。在無源傳感器或標記中，待跟蹤的對象可包含無源傳感器，例如反射球形球，其位于待跟蹤對象上的策略位置。紅外發射器發射信號，且反射球形球反射信號以幫助確定對象在3D中的位置。在有源傳感器或標記中，待跟蹤的對象包含有源紅外發射器，如發光二極管(light emitting diode，LED)，并因此產生它們自己的用于3D檢測的紅外信號。

利用有源或無源跟蹤傳感器，系統然后基于來自以下一個或多個或與以下一個或多個相關的信息，在幾何上分辨有源和/或無源傳感器的三維位置：紅外相機、數字信號、有源或無源傳感器的已知位置、距離、其接收響應信號所花費的時間、其它已知變量或其組合。

這些外科手術系統可因此利用位置反饋來精確地引導機器人臂和工具相對于患者的外科手術部位的移動。然而，這些系統可能缺乏力和扭矩反饋，其可在外科手術程序期間限制其效果。

發明內容

為了滿足這個和其它需要，公開在機器人輔助外科手術期間提供力和/扭矩反饋的外科手術牽開器和相關的外科手術系統。

本公開的一些實施例涉及用于外科手術機器人系統的外科手術牽開器。外科手術牽開器包含牽開器框架、聯接器、多個葉片以及力和/或扭矩傳感器。牽開器框架包含多個臂，所述多個臂可平移地和/或可樞轉地連接到框架。聯接器配置成將牽開器框架可拆卸地附接到外科手術機器人系統的機器人臂。所述葉片各自聯接到所述臂中的一個的遠側端且遠離所述臂中的一個的遠側端延伸。力和/或扭矩傳感器連接到所述葉片且配置成提供因與外科手術部位的材料接觸而施加到所述葉片中的至少一個的力和/或扭矩的量的指示。