[發(fā)明專利]外科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910084788.1
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN110090077A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: N·R·克勞福德;N·約翰遜;N·狄奧多爾
• 申請（專利權(quán)）人: 格羅伯斯醫(yī)療有限公司
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;A61B90/00
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 江葳

本申請涉及一種外科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，其包括用于通過提供螺紋導(dǎo)管來輔助插入外科手術(shù)植入物的裝置、系統(tǒng)和方法，所述螺紋導(dǎo)管構(gòu)造成嚙合螺紋外科手術(shù)器械，使得機(jī)器人的末端執(zhí)行器可以提供力以將所述外科手術(shù)植入物驅(qū)動(dòng)到患者體內(nèi)。另外，裝置、系統(tǒng)和方法涉及與機(jī)器人系統(tǒng)一起使用的擴(kuò)張器系統(tǒng)，所述機(jī)器人系統(tǒng)允許對所述擴(kuò)張器系統(tǒng)內(nèi)的工具進(jìn)行獨(dú)立和單獨(dú)的控制。

相關(guān)申請的交叉參考

本申請是2017年5月31日提交的第15/609,334號美國專利申請(公開為第2017/0258535號美國專利公開)的部分繼續(xù)申請，所述第15/609,334號美國專利申請是2016年5月18日提交的第15/157,444號美國專利申請(公開為第 2016-0256225號美國專利公開)的部分繼續(xù)申請，所述第15/157,444號美國專利申請是2016年4月11日提交的第15/095,883號美國專利申請(公開為第2016-0220320號美國專利公開)的部分繼續(xù)申請，所述第15/095,883號美國專利申請是2013年10月24日提交的第14/062,707號美國專利申請(公開為第 2014-0275955號美國專利公開)的部分繼續(xù)申請，所述第14/062,707號美國專利申請是2013年6月21日提交的第13/924,505號美國專利申請(現(xiàn)第9,782,229 號美國專利)的部分繼續(xù)申請，所述第13/924,505號美國專利申請要求2012 年6月21日提交的第61/662,702號臨時(shí)申請(到期)的優(yōu)先權(quán)且要求2013年 3月15日提交的第61/800,527號臨時(shí)申請(到期)的優(yōu)先權(quán)，所有文獻(xiàn)的全部內(nèi)容出于所有目的以引用的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及位置辨識系統(tǒng)，并且具體來說涉及在機(jī)器人輔助外科手術(shù)期間的末端執(zhí)行器以及工具跟蹤和操縱。

背景技術(shù)

各種醫(yī)療程序需要將外科手術(shù)器械的三維(3D)位置精確定位在體內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的治療。例如，融合椎骨的一些外科手術(shù)需要外科醫(yī)生在特定位置處將多個(gè)孔鉆入骨結(jié)構(gòu)中。為了在融合系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)高水平的機(jī)械完整性，并平衡骨結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的力，必須在正確的位置鉆孔。與大多數(shù)骨結(jié)構(gòu)一樣，椎骨具有復(fù)雜的形狀，包含非平面的曲面，使得精確且垂直的鉆孔變得困難。

傳統(tǒng)上，使用當(dāng)前可用的系統(tǒng)和方法，外科醫(yī)生通過使用引導(dǎo)系統(tǒng)手動(dòng)固持和定位鉆子導(dǎo)管，以將鉆管的位置疊加到患者的解剖結(jié)構(gòu)(例如，患者的骨結(jié)構(gòu))的三維圖像上。這種手動(dòng)過程既繁瑣又耗時(shí)且容易出錯(cuò)。此外，手術(shù)是否可以被認(rèn)為是成功的很大程度上取決于執(zhí)行手術(shù)的外科醫(yī)生的技巧。因此，需要使用機(jī)器人輔助手術(shù)來更精確地定位外科手術(shù)器械并且更準(zhǔn)確地描繪這些器械相對于患者的解剖結(jié)構(gòu)的位置。

目前，可獲得有限的外科手術(shù)機(jī)器人輔助。例如，某些系統(tǒng)允許使用者控制機(jī)器人致動(dòng)器。這些系統(tǒng)將外科醫(yī)生的總體移動(dòng)轉(zhuǎn)換為機(jī)器人致動(dòng)器的微移動(dòng)，以在進(jìn)行手術(shù)時(shí)更準(zhǔn)確地定位和穩(wěn)定外科手術(shù)器械。雖然這些系統(tǒng)可以幫助消除手顫并且為外科醫(yī)生提供通過小開口工作的改進(jìn)的能力，如同當(dāng)今市售的許多機(jī)器人，這些系統(tǒng)昂貴、突兀，并且需要相對于患者和使用者(例如，外科醫(yī)生)對機(jī)器人進(jìn)行麻煩的設(shè)置。此外，對于某些手術(shù)，例如胸腰椎椎弓根螺釘插入(thoracolumbar pedicle screw insertion)，已知這些傳統(tǒng)方法容易出錯(cuò)且繁瑣。

當(dāng)前的系統(tǒng)具有許多缺點(diǎn)，包含但不限于這樣的事實(shí)：一旦器械浸沒在患者的一部分內(nèi)，機(jī)械反饋的缺乏和/或視覺放置的損失可能妨礙外科手術(shù)器械的自主移動(dòng)和精確放置。這些缺點(diǎn)使得現(xiàn)有的外科手術(shù)應(yīng)用容易出錯(cuò)，從而在外科手術(shù)過程中對患者以及外科醫(yī)生造成安全隱患。

此外，當(dāng)前的機(jī)器人輔助系統(tǒng)存在其它缺點(diǎn)。由于機(jī)器人臂的構(gòu)造及其可以移動(dòng)的方式，外科手術(shù)器械插入到患者體內(nèi)的路徑和角度(器械的軌跡)可能受到限制。例如，一些當(dāng)前系統(tǒng)可能沒有足夠的運(yùn)動(dòng)或移動(dòng)范圍來將外科手術(shù)器械放置在理想地放置到患者體內(nèi)的軌跡上和/或允許外科醫(yī)生獲得進(jìn)行手術(shù)的最佳視圖的位置。