[實用新型]機器人輔助超聲骨動力系統

有效

• 申請號: 201920194940.7
• 申請日: 2019-02-14
• 公開（公告）號: CN209951391U
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 曹群;戰松濤;胡曉明
• 申請（專利權）人: 北京水木天蓬醫療技術有限公司
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;A61B17/16;A61B17/3209
• 代理公司: 11602 北京市漢坤律師事務所
• 代理人: 王其文;張濤

1.一種機器人輔助超聲骨動力系統，其特征在于，所述機器人輔助超聲骨動力系統包括：

超聲骨動力系統，所述超聲骨動力系統包括：

用于將電能轉換為機械能的超聲換能器；和

超聲骨刀，所述超聲骨刀用于將所述機械能傳遞至待切割的骨骼；

機器人輔助手術系統，所述機器人輔助手術系統包括：

基座；

機械臂，所述機械臂的固定端部安裝在所述基座上，所述超聲骨動力系統能夠拆卸地連接到所述機械臂的能夠運動的端部，所述機械臂用于控制所述超聲骨動力系統的切割端部的位置、空間角度以及施加至所述待切割的骨骼的力；

控制器，所述控制器通信地連接到所述超聲骨動力系統，用于控制所述超聲骨動力系統的輸出功率；

其中，所述控制器根據以下公式控制所述超聲骨動力系統的輸出功率P：

P＝P0×α

其中P0為所述超聲骨動力系統的基準輸出功率，α為功率修正系數并且α小于或等于1，其中α至少部分地由以下參數中的一個或多個確定：

1)骨骼的剩余切割厚度，α隨著所述剩余切割厚度的減小而減小；

2)骨骼的密度，α隨著所述骨骼的密度的減小而減小；

3)骨骼的沿著切割方向的下方的組織類型，所述組織類型至少包括血管組織、脊髓組織和神經組織，其中，用于血管組織的α大于或等于用于所述脊髓組織的α，并且用于所述脊髓組織的α大于或等于用于所述神經組織的α；

4)超聲骨刀的切割端部的溫度，α隨著所述溫度的升高而減小；

5)正被切割的骨骼的結構類型，所述結構類型至少包括皮質骨和松質骨，其中，用于皮質骨的α大于或等于用于松質骨的α；

6)所述超聲骨刀切割進入骨骼的深度，α隨著所述深度的增大而減小。

2.根據權利要求1所述的機器人輔助超聲骨動力系統，其特征在于，所述α還由所述超聲骨刀的切割端部的形狀和/或所述超聲骨刀是否有冷卻結構決定，其中，相同切割功率下切割速度越快的切割端部形狀，α越小；并且其中，用于有冷卻結構的超聲骨刀的α大于沒有冷卻結構的超聲骨刀的α。

3.根據權利要求1所述的機器人輔助超聲骨動力系統，其特征在于，所述控制器還通信地連接到所述機器人輔助手術系統，用于控制所述機械臂施加給所述超聲骨刀的位置、空間角度以及力。

4.根據權利要求1所述的機器人輔助超聲骨動力系統，其特征在于，所述超聲骨動力系統包括溫度傳感器，用于檢測所述切割端部的溫度并將表示所述溫度的信號發送到所述控制器。

5.根據權利要求1所述的機器人輔助超聲骨動力系統，其特征在于，所述超聲骨動力系統和/或所述機器人輔助手術系統包括力傳感器，用于檢測所述超聲骨刀的切割端部施加至骨骼的力并將表示所述力的信號發送到所述控制器。

6.根據權利要求3所述的機器人輔助超聲骨動力系統，其特征在于，所述控制器根據以下公式控制所述機械臂施加給所述超聲骨刀的切割端部的大體沿著切割方向的力F：

F＝F0×β

其中F0為所述機械臂施加給所述超聲骨刀的基準力，β為力修正系數并且β小于或等于1，其中β至少部分地由以下參數中的一個或多個確定：

1)骨骼的剩余切割厚度，β隨著所述剩余切割厚度的減小而減小；

2)骨骼的密度，β隨著所述骨骼的密度的減小而減小；

3)骨骼的沿著切割方向的下方的組織類型，所述組織類型至少包括血管組織、脊髓組織和神經組織，其中，用于血管組織的β大于或等于用于所述脊髓組織的β，并且用于所述脊髓組織的β大于或等于用于所述神經組織的β；

4)超聲骨刀的切割端部的溫度，β隨著所述溫度的升高而減小；

5)正被切割的骨骼的結構類型，所述結構類型至少包括皮質骨和松質骨，其中，用于皮質骨的β大于或等于用于松質骨的β；

6)所述超聲骨刀切割進入骨骼的深度，β隨著所述深度的增大而減小。