[發明專利]脊柱手術機器人的手術執行臂、系統及控制系統

在審

• 申請號: 202110700529.4
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113907886A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 呂飛舟;邵明昊;唐文彬;宓海;蔡寧;姜建元
• 申請（專利權）人: 上海極睿醫療科技有限公司
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;A61B34/35;A61B34/20;A61B34/10;A61B90/00;A61G13/10;A61B17/16;A61B17/92
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 杜娟;駱希聰

本發明提供了一種脊柱手術機器人的手術執行臂、脊柱手術機器人系統及脊柱手術機器人的控制系統。該手術執行臂包括：手術操作器，設置在所述手術執行臂的末端，用于在脊柱手術中執行置釘和/或截骨的手術操作；以及力學傳感裝置，設置在所述手術操作器中，用于檢測所述手術操作器受到的來自手術對象的作業骨骼的作用力。采用本發明的手術執行臂、脊柱手術機器人系統及脊柱手術機器人的控制系統可以實現由手術機器人執行的置釘和截骨操作，提高了脊柱手術的安全性、精度和效率。

技術領域

本發明主要涉及手術機器人領域，尤其涉及一種脊柱手術機器人的手術執行臂、脊柱手術機器人系統及脊柱手術機器人的控制系統。

背景技術

脊柱被稱為人體的“第二生命線”，是人體的“支柱與棟梁”。脊柱領域的疾病通常包括頸椎病、骨質疏松、腰椎間盤突出等。隨著人口老齡化的加劇，脊柱領域疾病的發病率越來越高，并呈現出年輕化趨勢。針對脊柱領域疾病，目前主要的治療手段是采用脊柱截骨減壓術，其原理是將限制椎管的椎板切除，釋放被壓迫的血管和神經。國內脊柱骨科手術多采用傳統的“徒手操作”模式，存在“結構復雜、位置深、創傷大、判斷難”的痛點，并且手術風險高，手術效果嚴重依賴于醫生的經驗。目前，臨床經驗豐富的外科醫生數量較少，手術操作的學習曲線較長，無法滿足市場需求。此外，醫生與患者在傳統脊柱手術中遭受的輻射損傷也較大，患癌風險高。

隨著科技的發展，手術機器人逐漸進入手術室輔助醫生的手術操作，極大地簡化了手術醫生的操作，其中包括脊柱手術機器人。然而，在目前的脊柱截骨減壓手術中，脊柱手術機器人主要用于提高椎弓根螺釘置入過程中的導向精度問題，而實際的置釘和截骨操作還是需要由醫生手動執行。從提高手術精度、減輕醫生的工作量以及減少醫生和患者所受的輻射量的角度來看，目前的脊柱手術機器人仍然需要不斷的改進。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種可以自動執行置釘和/或截骨操作的脊柱手術機器人的手術執行臂、脊柱手術機器人系統及脊柱手術機器人的控制系統。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種脊柱手術機器人的手術執行臂，其特征在于，包括：手術操作器，設置在所述手術執行臂的末端，用于在脊柱手術中執行置釘和/或截骨的手術操作；以及力學傳感裝置，設置在所述手術操作器中，用于檢測所述手術操作器受到的來自手術對象的作業骨骼的作用力。

在本發明的一實施例中，所述手術操作器包括置釘操作器和/或截骨操作器，所述置釘操作器適于在所述脊柱手術中執行所述置釘的手術操作，所述截骨操作器適于在所述脊柱手術中執行所述截骨的手術操作；所述力學傳感裝置包括第一力學傳感裝置和/或第二力學傳感裝置，所述第一力學傳感裝置設置在所述置釘操作器中，用于檢測所述置釘操作器受到的來自所述作業骨骼的第一作用力，所述第二力學傳感裝置設置在所述截骨操作器中，用于檢測所述截骨操作器受到的來自所述作業骨骼的第二作用力。

在本發明的一實施例中，所述手術執行臂設置在可移動云臺上，所述可移動云臺適于在至少三個自由度上移動。

在本發明的一實施例中，還包括運動補償裝置，所述運動補償裝置的第一端設置在所述可移動云臺上，所述運動補償裝置的第二端設置在所述手術對象的軀干上，所述運動補償裝置用于獲得所述軀干的運動信息。

在本發明的一實施例中，所述運動補償裝置包括第三力學傳感裝置和位移傳感裝置，所述第三力學傳感裝置用于檢測所述軀干施加給所述運動補償裝置的第三作用力，所述位移傳感裝置用于檢測所述運動補償裝置的運動信息作為所述軀干的運動信息；當所述第三作用力大于預設的運動補償閾值時，所述可移動云臺帶動所述手術執行臂根據所述運動信息移動，使所述手術操作器和所述作業骨骼的相對位置保持不變。

在本發明的一實施例中，所述運動信息包括移動方向和移動距離。

在本發明的一實施例中，還包括：手術輔助裝置支架，所述手術輔助裝置支架的一端設置在所述可移動云臺上，另一端用于設置手術輔助裝置。