[發明專利]用于在脊柱外科手術中相對于目標軸線引導外科手術工具的系統

在審

• 申請號: 201880018222.2
• 申請日: 2018-03-15
• 公開（公告）號: CN110430836A
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: S.拉瓦勒;D.吉拉多-蒙托;N.德曼格
• 申請（專利權）人: 安托踏實公司
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;A61B34/00;A61B90/11;A61B34/20;A61B34/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 蔡宗鑫;傅永霄

1.一種用于相對于限定在患者脊柱的坐標系中的至少一個目標軸線（T）引導由用戶保持的外科手術工具（200）的系統，包括：

(i) 機器人裝置（300），包括：

- 基座（301），

- 引導裝置（303），所述引導裝置（303）被配置用于在所述用戶使用所述工具時將所述工具約束到引導軸線（G），

- 緊湊機動化致動單元（304），所述緊湊機動化致動單元（304）能夠相對于所述基座（301）移動，聯接到所述引導裝置（303）以調節所述引導裝置相對于所述目標軸線的位置和取向，

- 支撐單元（305），所述支撐單元（305）連接到所述基座（301），包括至少一個元件，所述至少一個元件被設計成與所述脊柱或所述患者身體鄰近所述脊柱的區域接觸，以便在所述引導裝置和所述脊柱之間提供局部機械連結，

(ii) 被動鉸接式可鎖定保持臂（400），所述被動鉸接式可鎖定保持臂（400）支撐所述機器人裝置的所述基座（301），

(iii) 跟蹤單元（500），所述跟蹤單元（500）被配置成實時確定所述引導軸線相對于所述患者脊柱的所述坐標系的姿態，

(iv) 控制單元，所述控制單元被配置成：

(a) 確定所述引導軸線相對于所述目標軸線的姿態，

(b) 針對所述確定的姿態計算所述機器人裝置的工作空間，

(c) 基于所述計算的工作空間和所述引導裝置的所述姿態計算表示所述致動單元使所述引導軸線與所述目標軸線對齊的能力的至少一個指示符，

(v) 用戶界面（600），所述用戶界面（600）聯接到所述控制單元，被配置用于顯示所述引導軸線（G）相對于所述目標軸線（T）的表示，

其中所述控制單元還被配置成控制所述致動單元以使所述引導軸線與所述目標軸線對齊。

2.根據權利要求1所述的系統，其中基于所述工作空間的包絡線和所述目標軸線之間的距離計算所述致動單元使所述引導軸線與所述目標軸線對齊的所述能力。

3.根據權利要求2所述的系統，其中當所述目標軸線（T）在所述工作空間（W）內時，所述能力處于第一水平，其中所述工作空間的所述包絡線和所述目標軸線之間的距離低于確定的閾值，并且當所述目標軸線在所述工作空間內時，所述能力處于第二水平，其中所述工作空間的所述包絡線和所述目標軸線之間的距離大于所述確定的閾值。

4.根據權利要求3所述的系統，其中所述致動單元被配置成僅當所述致動單元使所述引導裝置與所述目標軸線對齊的所述能力處于所述第二水平時被激活。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的系統，其中所述用戶界面被配置成顯示所述引導軸線相對于所述目標軸線的2D表示，其中所述2D表示在垂直于所述目標軸線的平面中包括：具有表示所述引導軸線的遠側點的中心的第一圓（C1），具有表示所述引導軸線的近側點的中心的第二圓（C2）以及表示所述目標軸線的具有交叉點的十字（C）。

6.根據權利要求1至4中任一項所述的系統，其中所述用戶界面被配置成顯示所述引導軸線相對于所述目標軸線的3D表示，其中所述3D表示包括：具有表示所述目標軸線的遠側點的交叉點的第一十字，具有表示所述目標軸線的近側點的交叉點的第二十字以及表示所述引導軸線的條。

7.根據權利要求1至6中任一項所述的系統，其中所述用戶界面還被配置成顯示表示所述致動單元使所述引導軸線與所述目標軸線對齊的所述能力的所述至少一個計算出的指示符。

8.根據權利要求7所述的系統，其中所述計算出的指示符（I）作為具有至少一個特征變量的元素顯示在所述用戶界面上，所述至少一個特征變量作為所述工作空間的所述包絡線和所述目標軸線之間的距離的函數。