[发明专利]机器人切割工作流

说明书

本文中主要描述了用于手术跟踪和控制的系统和方法的实施例。系统可包括：机器人臂，其被配置为允许端部执行器进行交互运动和受控的自主运动；被安装于机器人臂的端部执行器的切割引导件，该切割引导件被配置为在一面内引导手术器械；跟踪系统，其用于确定切割引导件的位置和取向；以及控制系统，其用于允许或防止端部执行器进行交互运动或自主运动。

要求优先权

本申请要求于2016年10月28日提交的美国临时专利申请No.62/414,033的权益，在此要求保护该美国临时专利申请的优先权的权益，并且该美国临时专利申请的全部内容被通过引用结合于此。

背景技术

在手术中使用引导件将切割装置、去毛刺装置或锯切装置与目标物体对齐。切割引导件可用于规划切割并且甚至是在存在切割装置的振动或移动的情况下也使得该切割能够是精确的。然而，由于患者移动、缺乏经验或视觉访问受阻，导致有时会不精确地放置该切割引导件。

随着越来越多的过程使用机器人来积极地影响手术结果，机器人在外科手术中的应用正在增加。虽然使用机器人来控制诸如切割装置之类的手术工具的技术，但这些技术有时会带来高成本、专用装置、手术计划时间更长或手术实施时间更长的问题。

附图说明

在并非必然按比例绘制的附图中，相同的数字可以在不同的视图中描述类似的部件。具有不同字母后缀的相同数字可表示类似部件的不同实例。附图主要通过示例而非作为限制示出了本文献中所讨论的多个实施例。

图1示出了根据一些实施例的包括目标对象和多个区域的系统。

图2A-2D示出了根据一些实施例的包括机器人臂和目标对象的手术空间。

图3示出了根据一些实施例的用于跟踪和控制系统的用户界面。

图4示出了根据一些实施例的用于手术跟踪和控制的系统。

图5示出了根据一些实施例的用于手术跟踪和控制的技术的流程图。

图6A示出了根据一些实施例的示出了系统状态区域的系统。

图6B示出了根据一些实施例的用于与机器人臂一起使用的位于股骨和胫骨周围的安全区域。

图7A-7C示出了根据一些实施例的位于机器人矢状面内的用于机器人臂的端部执行器的安全位置的三个示例。

图8A-8C示出了根据一些实施例的双槽切割引导件的不同视图。

图9A-9B示出了根据一些实施例的在双槽切割引导件的两个槽中使用的切割装置。

图10A示出了根据一些实施例的用于执行股骨切除的双槽切割引导件。

图10B示出了根据一些实施例的用于执行胫骨切除的双槽切割引导件。

图11示出了根据一些实施例的用于使用双槽切割引导件执行外科手术的技术的流程图。

具体实施方式

如上所讨论的那样，引导件可用于将切割装置、去毛刺装置或锯切装置与目标物体(例如目标骨骼)对齐。切割引导件通常由外科医生手动地放置在该目标对象上。在其它示例中，使用完全自主的机器人切割装置进行切割。本文中描述的系统和技术使用机器人臂来控制机器人端部执行器，该机器人端部执行器包括切割引导件、去毛刺引导件或锯引导件。机器人提供了机器人端部执行器的快速精确定位，从而使外科医生能够专注于完成该手术而对患者的影响最小。