[发明专利]假体安装执行器及外科手术系统

说明书

本公开提供一种假体安装执行器，用于机器人系统执行的髋关节置换手术，包括滑杆、支撑组件和示踪器。滑杆的第一端用于连接假体，滑杆的第二端用于接受安装假体时的冲击力；支撑组件包括耦合部，耦合部容纳滑杆的部分杆段，滑杆相对于支撑组件轴向可动；支撑组件用于将假体安装执行器连接于机器人系统的机械臂；示踪器设置于滑杆以指示滑杆的方位。本公开所提出的假体安装执行器，滑杆相对于支撑组件轴向可动，在使用时可以使滑杆与支撑组件在轴向上的间隙大于滑杆被打击时的行程，避免滑杆与支撑组件发生碰撞损坏与执行器连接的机械臂。

技术领域

本公开涉及医疗器械领域，具体涉及假体安装执行器及外科手术系统。

背景技术

在髋关节手术中，病人的患处周围存在较多的软组织，医生直接在患处向髋臼假体施加安装的冲击力时会受到这些组织的影响并且需要避开这些组织。为此，需要通过假体杆把持髋臼杯假体并向其传递用于安装的冲击力。结合现有的计算机辅助导航手术系统，假体杆在机械臂等类型的定向把持装置的辅助下能够使髋臼假体与病人的患处对准，医生向假体杆施加打击便可实现髋臼假体的安装。

假体植入过程中，假体的植入深度和角度是关键的指标。每次打击时假体的深度都会发生变化，系统需要测量该深度变化并输出给外科医生。一般地，系统依赖于机械臂的位姿信息判断其连接的假体的位姿信息，为此，需要通过机械臂和假体杆之间的机械结构尺寸的配合来确定假体相对于机械臂的方位关系。然而在打击过程中，机械臂不应与假体杆之间产生较大的刚性碰撞。一旦产生较大的刚性碰撞，机械臂可能因较大的冲击力而受到损坏或使机械臂的位置脱离将假体安装执行器保持在目标位姿的准确位置，进而对手术精度造成影响。

传统手术中，外科医生手直接握持假体杆，在打击的过程中可以通过感受假体杆的震动状况判断假体的深度等植入情况。而由机器人辅助的手术系统中，机器人代替医生把持和定位假体杆，减弱了外科医生对上述震动状况的感知。虽然导航系统可以提供直观的深度信息，但无法让外科医生基于主观感受的经验发挥作用。

发明内容

本公开提供一种假体安装执行器及手术系统，方便辅助医生进行髋关节假体植入手术。

本公开的第一方面提供一种假体安装执行器，用于机器人系统执行的髋关节置换手术，包括滑杆、支撑组件和示踪器，滑杆的第一端用于连接假体，滑杆的第二端用于接受安装假体时的冲击力；支撑组件包括耦合部，耦合部容纳滑杆的部分杆段，滑杆相对于支撑组件轴向可动；支撑组件用于将假体安装执行器连接于机器人系统的机械臂；示踪器设置于滑杆以指示滑杆的方位。

在第一种可能的实施方式中，还包括轴向缓冲机构，滑杆受到轴向冲击时轴向缓冲机构形成滑杆与支撑组件之间的轴向缓冲。

结合上述可能的实现方式，在第二种可能的实施方式中，滑杆与支撑组件之间设置有轴向限位结构，轴向缓冲机构设置于支撑组件与轴向限位结构之间。

结合上述可能的实现方式，在第三种可能的实施方式中，轴向缓冲机构被预压缩/拉伸。

结合上述可能的实现方式，在第四种可能的实施方式中，耦合部为贯穿支撑组件的通道，轴向缓冲机构包括2个缓冲件，2个缓冲件分别位于通道的两端。

结合上述可能的实现方式，在第五种可能的实施方式中，2个缓冲件均处于压缩状态。

结合上述可能的实现方式，在第六种可能的实施方式中，轴向限位结构包括设置在滑杆上的挡圈，缓冲件设置于挡圈与支撑组件之间。

结合上述可能的实现方式，在第七种可能的实施方式中，轴向限位结构还包括支撑组件一侧的绝缘件，缓冲件位于绝缘件与挡圈之间。

结合上述可能的实现方式，在第八种可能的实施方式中，滑杆还包括供操作者握持的握持部。

结合上述可能的实现方式，在第九种可能的实施方式中，握持部位于支撑组件与假体之间。