RU2736162C2 - Multifunctional device with replaceable surgical instruments for measuring forces and moments acting on them during neurosurgical operations - Google Patents

Multifunctional device with replaceable surgical instruments for measuring forces and moments acting on them during neurosurgical operations Download PDF

Info

Publication number
RU2736162C2
RU2736162C2 RU2019113083A RU2019113083A RU2736162C2 RU 2736162 C2 RU2736162 C2 RU 2736162C2 RU 2019113083 A RU2019113083 A RU 2019113083A RU 2019113083 A RU2019113083 A RU 2019113083A RU 2736162 C2 RU2736162 C2 RU 2736162C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
forces
moments
surgical instruments
data processing
data
Prior art date
Application number
RU2019113083A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2019113083A3 (en
RU2019113083A (en
Inventor
Андрей Александрович Воротников
Михаил Александрович Соловьёв
Даниил Дмитриевич Климов
Юрий Викторович Подураев
Андрей Анатольевич Гринь
Владимир Викторович Крылов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО МГМСУ им. А.И. Евдокимова Минздрава России)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО МГМСУ им. А.И. Евдокимова Минздрава России) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО МГМСУ им. А.И. Евдокимова Минздрава России)
Priority to RU2019113083A priority Critical patent/RU2736162C2/en
Publication of RU2019113083A3 publication Critical patent/RU2019113083A3/ru
Publication of RU2019113083A publication Critical patent/RU2019113083A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2736162C2 publication Critical patent/RU2736162C2/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/25User interfaces for surgical systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30Surgical robots
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A61B34/74Manipulators with manual electric input means

Abstract

FIELD: medical equipment.
SUBSTANCE: device with replaceable surgical instruments for measurement of forces and moments acting on interaction with tissues of patients during neurosurgical operations includes a handle for manual manipulations, having fastening with retainer in form of button, adapter flange for attachment of force and moment measurement sensor, and replaceable surgical tools conjugated with structural connections. These compounds include a lap joint for the installation of neurosurgical spatulas and raspatory, a rectangular joint for the installation of chisels and bits, retractors, probes and conductors; threaded connection for installation of scalpels and knives; and cylindrical connection for installation of instruments for screwing of transpedicular screws and nuts, sleeves for punching of cortical layer of bone, drill for cutting holes in vertebrae, and neurosurgical tapping for threaded holes for transpedicular screws. Force and torque measuring sensor is connected to the data processing system. Data processing system includes a controller and a processing module supplied from the power module. Processing module is configured to exchange data with the controller. Controller has the ability to control the conversion and data processing. Data processing system through interfaces is connected to personal computer with possibility of displaying measurement data in graphical form, warning about approaching measured forces and moments to working range boundary and on possible breakage and breakdown of tissues.
EFFECT: technical result consists in providing surgical manipulations for a minimum time and high accuracy, thereby facilitating the work of surgeons.
1 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к устройствам и хирургическим инструментам, применяемым в нейрохирургии для работы, связанной с установкой или удалением внутренних фиксирующих устройств, а также для разведения мягких тканей и их удержания для создания операционного поля, обеспечивающего удобство проведения хирургом операции. Например, для выполнения операций транспедикулярной фиксации позвонков используют следующие основные инструменты: шило, сверло, устройства для завинчивания транспедикулярных винтов и гаек. А для обеспечения доступа к мягким тканям используют различные ретракторы, стамески и другие инструменты. Осуществлять манипулирование и навигацию этими инструментами возможно при помощи специализированных робототехнических или мехатронных устройств. При проектировании таких робототехнических и мехатронных устройств в нейрохирургии возникают вопросы, связанные с необходимостью получения оптимальных, удобных многофункциональных конструкций, которые позволяли бы проводить, упрощать и улучшать хирургические манипуляции, а также, за счет этого минимизировать время проведения оперативного вмешательства, облегчая работу хирургов. Многофункциональное устройство со сменными хирургическими инструментами позволяет измерять силы и моменты от взаимодействия с различными тканями пациентов (кости, мясо, кожа и т.д.), получать и обрабатывать значения сил и моментов в реальном времени. Данные значения используют для проектирования оптимальной конструкций робототехнических и мехатронных систем, применяемых в нейрохирургии. Подобный подход позволяет исключить необходимость разработки предварительных неоптимизированных вариантов конструкции робототехнических систем, что повышает скорость разработки и в дальнейшем положительно влияет на экономическую эффективность предлагаемых робото-медицинских систем.The invention relates to the field of medical technology, namely to devices and surgical instruments used in neurosurgery for work associated with the installation or removal of internal fixation devices, as well as for the dilution of soft tissues and their retention to create an operating field, which provides the convenience of the surgeon's operation. For example, the following basic tools are used to perform operations of transpedicular fixation of the vertebrae: awl, drill, devices for screwing transpedicular screws and nuts. And to provide access to soft tissues, various retractors, chisels and other instruments are used. It is possible to manipulate and navigate these instruments using specialized robotic or mechatronic devices. When designing such robotic and mechatronic devices in neurosurgery, questions arise related to the need to obtain optimal, convenient multifunctional structures that would allow for, simplify and improve surgical procedures, as well as, thereby, minimize the time of surgical intervention, facilitating the work of surgeons. A multifunctional device with interchangeable surgical instruments allows you to measure forces and moments from interaction with various tissues of patients (bones, meat, skin, etc.), to receive and process values of forces and moments in real time. These values are used to design optimal designs for robotic and mechatronic systems used in neurosurgery. This approach eliminates the need to develop preliminary non-optimized design options for robotic systems, which increases the speed of development and further positively affects the economic efficiency of the proposed robotic-medical systems.

Известны патенты на устройства и инструменты для проведения остеосинтеза в нейрохирургии:Known patents for devices and tools for osteosynthesis in neurosurgery:

RU 64046 U1 (26.02.2006) - устройство для введения транспедикулярных винтов, состоящее из стержня Т-образной формы и муфты-направителя. Данное устройство облегчает процесс введения транспедикулярных винтов, обеспечивает надежность фиксации позвонков, уменьшает продолжительность операции и повышает эффективность стабилизации позвоночника.RU 64046 U1 (26.02.2006) - a device for the introduction of transpedicular screws, consisting of a T-shaped rod and a guide sleeve. This device facilitates the process of introducing transpedicular screws, ensures the reliability of fixation of the vertebrae, reduces the duration of the operation and increases the efficiency of the spine stabilization.

RU 114833 U1 (19.08.2011) - устройство для завинчивания гаек и болтов в глубине операционной раны, состоящее из плоского прямоугольного корпуса, проксимальный конец которого скошен под углом в 45°. Данное устройство обеспечивает более плотную фиксацию между прямоугольным зубчатым колесом, выполненным со сквозным каналом в форме равностороннего шестигранника, с головкой болта, а также увеличивает компрессионный эффект при фиксации пластин к остистым отросткам.RU 114833 U1 (19.08.2011) - a device for screwing nuts and bolts in the depth of the surgical wound, consisting of a flat rectangular body, the proximal end of which is beveled at an angle of 45 °. This device provides a tighter fixation between a rectangular gear wheel made with a through channel in the form of an equilateral hexagon, with a bolt head, and also increases the compression effect when fixing the plates to the spinous processes.

RU 2615863 С2 (12.05.2015) - эндопротез тела позвонка для малоинвазивного (торакоскопического) спондилодеза, инструмент для имплантации эндопротеза с фиксирующим устройством. Данное устройство и инструмент используют в операциях переднебокового спондилодеза в хирургическом лечении переломов и патологических процессов грудных и поясничных позвонков.RU 2615863 C2 (12.05.2015) - endoprosthesis of a vertebral body for minimally invasive (thoracoscopic) spinal fusion, a tool for implantation of an endoprosthesis with a fixing device. This device and instrument are used in the operations of anterolateral fusion in the surgical treatment of fractures and pathological processes of the thoracic and lumbar vertebrae.

Несмотря на то, что вышеописанные устройства и инструменты используют в нейрохирургии для проведения остеосинтеза, они имеют различные функции, конструктивно не объединяемые на единой базе, а также ни одно из них не имеет датчиков или чувствительных элементов, позволяющих проводить измерение сил и моментов.Despite the fact that the above-described devices and instruments are used in neurosurgery for osteosynthesis, they have various functions that are not structurally combined on a single base, and none of them has sensors or sensitive elements that allow measuring forces and moments.

Известны патенты на устройства и инструменты с возможностью измерения силы:Known patents for devices and tools with the ability to measure force:

US 6730021 В2 (04.05.2004), US 9049989 В2 (09.06.2015) - разделители тканей с возможностью измерения силы в одном направлении, ее индикацией, включая предельное значение. Данные устройства представляют собой ретракторы, которые позволяют хирургу измерять и контролировать значение силы ретракции во время проведения операций. Однако, представленные устройства узкоспециализированы только для выполнения одной функции - ретракции.US 6730021 B2 (05/04/2004), US 9049989 B2 (06/09/2015) - tissue separators with the ability to measure force in one direction, its indication, including the limit value. These devices are retractors that allow the surgeon to measure and control the value of retraction force during surgery. However, the presented devices are highly specialized only for one function - retraction.

US 2006/0025656 А1 (02.02.2006) - ретракционное устройство с измерением силы. Данное устройство включает в себя несколько последовательно закрепленных ретракторов, каждый из которых имеет возможность измерять силу, однако данное устройство также имеет ограниченный функционал, направленный только на ретракцию.US 2006/0025656 A1 (02.02.2006) - retraction device with force measurement. This device includes several sequentially mounted retractors, each of which has the ability to measure force, however, this device also has limited functionality aimed only at retraction.

Вышеперечисленные ретракторы имеют возможность проводить измерение сил и моментов, однако, их стационарные базы не предполагают возможности внедрения других хирургических инструментов.The above retractors have the ability to measure forces and moments, however, their stationary bases do not imply the possibility of introducing other surgical instruments.

Известен патент RU 2322212 С1 (24.11.2004), который описывает комплект инструментов для имплантации протеза межпозвонкового сустава. Данное изобретение используется в нейрохирургии и включает в себя комплект инструментов для имплантации протеза межпозвонкового сустава в промежуток между телами двух позвонков, в который входят несколько различных инструментов, однако, они также не имеют общей базы, и возможностей по измерению силы.Known patent RU 2322212 C1 (24.11.2004), which describes a set of instruments for implantation of an intervertebral joint prosthesis. This invention is used in neurosurgery and includes a set of instruments for implanting an intervertebral joint prosthesis in the space between the bodies of two vertebrae, which includes several different instruments, however, they also do not have a common base, and the ability to measure force.

Известен патент ЕР 3473202 А1 (24.04.2019), который описывает способ применения робототехнической системы для минимально инвазивной хирургии в различных направлениях медицинской практики. Предлагаемое авторами патента изделие способно проводить измерения сил и моментов, воздействующих на разные сменные хирургические инструменты. Однако, вместо ручки, которая может быть использована хирургом для проведения мануальной манипуляции, данное устройство уже предполагает наличие манипулятора, который заменяет руку человека. В таком случае, цель спроектировать робототехническую систему с оптимальными конструктивными параметрами выполняется только после имплементации ее неоптимизированного варианта. Это ведет к значительным экономическим затратам на разработку конструкции, которая заведомо будет обладать ложными показателями. Кроме того, авторами не конкретизируются виды переходных соединений между используемыми инструментами и манипулятором, а также способ их смены. Нельзя не отметить, что авторы данного патента не подразумевают отдельное мануальное использование хирургом предлагаемого устройства вне манипулятора. А в случае установки фиксатора датчика с инструментами в виде кнопки, схожей с кнопкой, приведенной в патенте RU 2080454 С1 (27.05.1997), робототехническая система, предложенная авторами ЕР 3473202 А1 (24.04.2019), не будет обладать требуемой точностью.Known patent EP 3473202 A1 (04.24.2019), which describes a method of using a robotic system for minimally invasive surgery in various areas of medical practice. The product proposed by the authors of the patent is capable of measuring forces and moments acting on various replaceable surgical instruments. However, instead of a handle that can be used by a surgeon to perform manual manipulation, this device already assumes the presence of a manipulator that replaces a human hand. In this case, the goal to design a robotic system with optimal design parameters is fulfilled only after the implementation of its non-optimized version. This leads to significant economic costs for the development of a design that will deliberately have false indicators. In addition, the authors do not specify the types of transitional connections between the tools used and the manipulator, as well as the way to change them. It should be noted that the authors of this patent do not imply a separate manual use by the surgeon of the proposed device outside the manipulator. And in the case of installing a sensor holder with tools in the form of a button, similar to the button given in patent RU 2080454 C1 (05/27/1997), the robotic system proposed by the authors of EP 3473202 A1 (04/24/2019) will not have the required accuracy.

В качестве ближайшего аналога (прототипа) выбран патент RU 2261648 С1 (11.02.2004). Это устройство для освещения раневого канала при хирургическом лечении внутримозговых кровоизлияний. Данное устройство имеет одну единую базу - ручку, на которую устанавливаются различные нейрохирургические шпатели. Однако, данная ручка не предполагает установку других хирургических инструментов и также отсутствуют датчики или чувствительные элементы, позволяющие проводить измерение сил и моментов от взаимодействия с различными тканями.Patent RU 2261648 C1 (11.02.2004) was chosen as the closest analogue (prototype). This is a device for illumination of the wound channel during the surgical treatment of intracerebral hemorrhage. This device has one single base - a handle, on which various neurosurgical spatulas are installed. However, this handle does not imply the installation of other surgical instruments and there are also no sensors or sensing elements that allow measuring forces and moments from interactions with various tissues.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи измерения сил и моментов, возникающих от взаимодействия сменных (имеющих возможность замены) хирургических инструментов с тканями человека (кости, мясо, кожа, нервы, ткань мозга, десен, глаз и т.д.).The proposed invention is aimed at solving the problem of measuring the forces and moments arising from the interaction of replaceable (replaceable) surgical instruments with human tissues (bones, meat, skin, nerves, brain tissue, gums, eyes, etc.).

Технический результат - получение количественных данных о силах и моментах, возникающих от манипуляций хирургическими инструментами во время проведения нейрохирургических операций. Границы измерения сил и моментов зависят от установленного датчика измерения сил и моментов, от размера и веса каждого инструмента, используемого для конкретно выбранной хирургической операции, а также от вида мануальных хирургических манипуляций.EFFECT: obtaining quantitative data on forces and moments arising from manipulations with surgical instruments during neurosurgical operations. The limits of measurement of forces and moments depend on the installed sensor for measuring forces and moments, on the size and weight of each instrument used for a specific surgical operation, as well as on the type of manual surgical procedures.

Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что в многофункциональном устройстве для измерения сил и моментов, конструктивно основанном на единой ручке, встроен датчик, измеряющий силы и моменты, и имеется набор сменных хирургических инструментов в основном, используемых для выполнения операций в нейрохирургии, включающих инструменты для установки или удаления внутренних фиксирующих устройств, и следующие инструменты: долото, ретрактор, стамеска, шпатель, проводник, щуп, распатор, скальпель, шило, дрель (сверло) и т.д., которые устанавливаются на датчик сил и моментов при помощи нескольких переходников (фланцев).The problem is solved, and the claimed technical result is achieved by the fact that in a multifunctional device for measuring forces and moments, structurally based on a single handle, there is a built-in sensor that measures forces and moments, and there is a set of replaceable surgical instruments mainly used for performing operations in neurosurgery , including tools for installing or removing internal fixing devices, and the following tools: chisel, retractor, chisel, spatula, guide, probe, raspator, scalpel, awl, drill (drill), etc., which are installed on the force and moment sensor using several adapters (flanges).

Заявленное техническое решение позволяет, в отличие от ближайшего прототипа, измерять силы и моменты, возникающие от взаимодействия сменных хирургических инструментов с тканями человека с учетом веса и размера сменного инструмента, а также устанавливать значительно большее количество сменных хирургических инструментов. Использование этого прибора позволит в дальнейшем разработать конструкцию манипулятора робототехнической системы с оптимальной жесткостью и весом, исключая необходимость сборки предварительного неоптимизированного варианта конструкции. Использование установок с большей, чем необходимо жесткостью и весом приведет к увеличению размера манипулятора, его стоимости и усложнит его применение в нейрохирургии.The claimed technical solution allows, in contrast to the nearest prototype, to measure the forces and moments arising from the interaction of removable surgical instruments with human tissues, taking into account the weight and size of the removable instrument, as well as to install a significantly larger number of removable surgical instruments. The use of this device will allow in the future to develop the design of a robotic system manipulator with optimal rigidity and weight, eliminating the need to assemble a preliminary non-optimized design option. The use of installations with greater than necessary rigidity and weight will lead to an increase in the size of the manipulator, its cost, and complicate its use in neurosurgery.

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

Изобретение иллюстрируется изображениями, где:The invention is illustrated by images, where:

на рисунке 1 показана конструкция многофункционального устройства со сменными хирургическими инструментами для измерения воздействующих на них сил и моментовFigure 1 shows the design of a multifunctional device with replaceable surgical instruments for measuring the forces and moments acting on them

на рисунке 2 показан набор типовых соединений, обеспечивающих плюрализм устанавливаемых хирургических инструментов и позволяющих производить их сменуFigure 2 shows a set of typical connections that ensure the pluralism of installed surgical instruments and allow them to be changed

на рисунке 3 показана первая часть набора сменных хирургических инструментов, устанавливаемых в многофункциональное устройство измерения сил и моментовFigure 3 shows the first part of a set of interchangeable surgical instruments installed in a multifunctional force and moment measuring device

на рисунке 4 показана вторая часть набора сменных хирургических инструментов, устанавливаемых в многофункциональное устройство измерения сил и моментовFigure 4 shows the second part of a set of interchangeable surgical instruments installed in a multifunctional device for measuring forces and moments

на рисунке 5 показана система обработки данных многофункционального устройства со сменными хирургическими инструментами для измерения воздействующих на них сил и моментовFigure 5 shows the data processing system of a multifunctional device with replaceable surgical instruments for measuring the forces and moments acting on them

на рисунке 6 (а) и (б) показаны фотографии экспериментальных исследований по измерению сил и моментов при помощи многофункционального устройства на фантомах спиныFigure 6 (a) and (b) show photographs of experimental studies on the measurement of forces and moments using a multifunctional device on back phantoms

на рисунке 7 показаны графики измеренных значений сил и моментов, возникающих при вкручивании транспедикулярного винтаFigure 7 shows graphs of the measured values of the forces and moments arising when the pedicle screw is screwed in.

на рисунке 8 показаны графики измеренных значений сил и моментов, возникающих при раздвижении мягких тканейFigure 8 shows graphs of the measured values of forces and moments arising from the expansion of soft tissues

на рисунке 9 показан алгоритм работы программного обеспечения человеко-машинного интерфейсаFigure 9 shows the algorithm of the HMI software

на рисунке 10 показан алгоритм программы, исполняющийся контроллером системы обработки данных с датчикаFigure 10 shows the program algorithm executed by the controller of the sensor data processing system

Позиции, приведенные на изображениях, соответствуют следующему:The positions shown in the pictures correspond to the following:

1. Ручка, предназначенная для мануальных манипуляций, проводимых хирургом, являющаяся единой базой для многофункционального устройства.1. A handle designed for manual manipulations performed by a surgeon, which is a single base for a multifunctional device.

2. Крепление с фиксатором в виде кнопки, позволяющее устанавливать некоторые сменные хирургические инструменты, а также переходной фланец для крепления датчика измерения сил и моментов.2. A snap-on mount that allows some removable surgical instruments to be installed, and an adapter flange for attaching a force and moment transducer.

3. Переходной фланец для датчика измерения сил и моментов.3. Transitional flange for the sensor for measuring forces and moments.

4. Датчик измерения сил и моментов.4. Sensor for measuring forces and moments.

5. Фланец, обеспечивающий установку сменных хирургических инструментов.5. Flange for the installation of removable surgical instruments.

6. Пример инструмента из набора сменных хирургических инструментов малогабаритная стамеска или долото с прямоугольным креплением.6. An example of a tool from a set of interchangeable surgical instruments is a small-sized chisel or chisel with a rectangular attachment.

7. Провод, обеспечивающий передачу данных к модулю обработки данных.7. Wire that provides data transmission to the data processing module.

8. Фланец, обеспечивающий установку сменных хирургических инструментов для соединения внахлест.8. Flange to accommodate replacement surgical instruments for overlapping applications.

9. Фланец, обеспечивающий установку сменных хирургических инструментов для прямоугольного соединения.9. Flange to accommodate replaceable surgical instruments for rectangular connections.

10. Фланец, обеспечивающий установку сменных хирургических инструментов для резьбового соединения.10. Flange to accommodate replaceable surgical instruments for threaded connections.

11. Фланец, обеспечивающий установку сменных хирургических инструментов для цилиндрического соединения.11. Flange for fitting removable surgical instruments for cylindrical connections.

12. Крепление сменного хирургического инструмента для соединения внахлест.12. Attachment of replacement surgical instrument for overlapping joints.

13. Крепление сменного хирургического инструмента для прямоугольного соединения.13. Attachment of removable surgical instruments for rectangular connections.

14. Крепление сменного хирургического инструмента для резьбового соединения.14. Attachment of removable surgical instruments for threaded connections.

15. Крепление сменного хирургического инструмента для цилиндрического соединения.15. Attachment of removable surgical instrument for cylindrical connection.

16. Сменный хирургический инструмент для закручивания транспедикулярных гаек с цилиндрическим креплением.16. Replaceable surgical instrument for tightening pedicle nuts with cylindrical attachment.

17. Сменный хирургический инструмент для закручивания транспедикулярных винтов с цилиндрическим креплением17. Replacement surgical instrument for tightening pedicle screws with cylindrical attachment

18. Сменный хирургический инструмент - шило с цилиндрическим креплением.18. Replaceable surgical instrument - an awl with a cylindrical mount.

19. Сменный хирургический инструмент - метчик для нарезания резьбы с цилиндрическим креплением.19. Replaceable Surgical Instrument - Cylindrical Taps.

20. Сменный хирургический инструмент - сверло для прорезки отверстий с цилиндрическим креплением.20. Replaceable Surgical Instrument - Cylindrical Hole Cutting Drill.

21. Сменный хирургический инструмент - скальпель с резьбовым креплением.21. Replaceable surgical instrument - threaded scalpel.

22. Сменный хирургический инструмент - ретрактор с прямоугольным креплением.22. Replaceable surgical instrument - rectangular retractor.

23. Сменный хирургический инструмент - малогабаритный ретрактор с прямоугольным креплением.23. Replaceable surgical instrument - small-sized rectangular retractor.

24. Сменный хирургический инструмент - стамеска или долото с прямоугольным креплением.24. Replaceable surgical instrument - chisel or chisel with rectangular attachment.

25. Сменный хирургический инструмент - малогабаритная стамеска или долото с прямоугольным креплением.25. Replaceable surgical instrument - a small-sized chisel or chisel with a rectangular attachment.

26. Сменный хирургический инструмент - малогабаритный шпатель с прямоугольным креплением.26. Replaceable surgical instrument - small-sized spatula with rectangular attachment.

27. Сменный хирургический инструмент - шпатель с прямоугольным креплением.27. Replaceable surgical instrument - rectangular spatula.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Многофункциональное устройство для измерения сил, воздействующих на инструменты при проведении нейрохирургических операций это изобретение, имеющее несколько исполнений, позволяющих проводить измерения сил и моментов в ходе проведения операций в нейрохирургии.A multifunctional device for measuring the forces acting on instruments during neurosurgical operations is an invention that has several versions that allow measuring forces and moments during operations in neurosurgery.

Многофункциональное устройство для измерения сил, воздействующих на инструменты при проведении нейрохирургических операций показано на рисунке 1, оно состоит из ручки 1, имеющей крепление 2 с фиксатором в виде кнопки, переходного фланца 3 для крепления датчика измерения сил и моментов 4 и фланца 5, обеспечивающего установку сменных хирургических инструментов, например 6. Провод 7 используется для передачи данных от датчика измерения сил и моментов к системе обработки данных с датчика измерения сил и моментов, которая показана на рисунке 5. Она состоит из модуля обработки, который обменивается с контроллером, который управляет процессом преобразований и обработки данных. Модуль обработки и контроллер питаются при помощи модуля питания, напряжение на который подается от источника питания. Данные о силах и моментах с системы обработки данных по интерфейсам 2 и 3 передаются пользователю в человеко-машинный интерфейс - персональный компьютер, который имеет программный интерфейс, отображающий в графической форме и позволяющий записать или дополнительно обработать полученные измерения.A multifunctional device for measuring the forces acting on the instruments during neurosurgical operations is shown in Figure 1, it consists of a handle 1, which has a fastener 2 with a lock in the form of a button, an adapter flange 3 for attaching a force and moment measurement sensor 4 and a flange 5 for installation replaceable surgical instruments, for example 6. Wire 7 is used to transfer data from the force and moment measurement sensor to the data processing system from the force and moment measurement sensor, which is shown in Figure 5. It consists of a processing module that communicates with a controller that controls the process transformations and data processing. The processing module and controller are powered by a power module, which is supplied with voltage from a power supply. Data on forces and moments from the data processing system via interfaces 2 and 3 are transmitted to the user into a human-machine interface - a personal computer that has a software interface that displays in graphical form and allows you to record or additionally process the obtained measurements.

Человеко-машинный интерфейс в многофункциональном устройстве включает в себя возможность предупреждать о приближении к границе рабочего диапазона измеряемых значений сил и моментов датчика, а также предупреждать о приближении критической ситуации, в которой возможен разрыв и пробой тканей, с которыми взаимодействуют сменные хирургические инструменты во время проведения операции. Предел измеряемой силы устанавливает нейрохирург в программном обеспечении, основываясь на своем опыте и данных, полученных путем множественных экспериментальных исследований. Программное обеспечение многофункционального устройства, установленное в человеко-машинном интерфейсе, также способно выводить на экран данные силы и момента и сигнализировать о приближении к критическим ситуациям визуально и при помощи звуковых сигналов.The human-machine interface in a multifunctional device includes the ability to warn about the approach to the working range of the measured values of the forces and moments of the sensor, as well as warn about the approach of a critical situation in which rupture and breakdown of tissues with which removable surgical instruments interact during operations. The limit of the measured force is set by the neurosurgeon in the software, based on his experience and data obtained through multiple experimental studies. The multifunctional device software installed in the HMI is also capable of displaying force and torque data on the screen and signaling the approach of critical situations visually and with audible signals.

Алгоритм работы программного обеспечения человеко-машинного интерфейса представлен на рисунке 9. На первом этапе работы программы происходит инициализация графического интерфейса приложения. Далее осуществляется попытка подключения к серверу системы обработки данных с датчика. В случае успешного подключения запускается цикл опроса системы обработки данных, при котором осуществляется получение пакета данных, проверка данных на превышение предельных пороговых значений, отображение данных в графической среде и запись в текстовый файл. В случае, когда устройство не может подключиться к хост серверу происходит проверка на наличие ошибки. Отрицательный результат проверки на ошибку возвращает систему на этап попытки подключения к серверу, а положительный запускает режим обработки ошибки.The algorithm of the software for the human-machine interface is shown in Figure 9. At the first stage of the program, the graphical interface of the application is initialized. Next, an attempt is made to connect to the server of the data processing system from the sensor. If the connection is successful, the polling cycle of the data processing system starts, during which the data packet is received, the data is checked for exceeding the limit threshold values, the data is displayed in a graphical environment and written to a text file. In the event that the device cannot connect to the host server, an error check is performed. A negative result of the error check returns the system to the stage of trying to connect to the server, and a positive result starts the error handling mode.

Алгоритм программы, исполняющийся контроллером системы обработки данных с датчика представлен на рисунке 10. После подачи питания контроллер осуществляет инициализацию сервера для подключения клиентов по протоколам обмена данными с последующей возможностью получения управляющих команд и передачи данных полученных из блока АЦП. В случае отсутствия ошибок сервер переходит в режим ожидания клиента. В момент подключения клиента запускается бесконечный цикл считывания данных с блока АЦП с последующей передачей данных клиенту. После каждой передачи осуществляется проверка на наличие ошибки, положительный результат которой, так же, как и в случае обнаружения ошибки на этапе инициализации сервера, осуществляет переход в режим обработки ошибки.The program algorithm executed by the controller of the data processing system from the sensor is shown in Figure 10. After power is applied, the controller initializes the server to connect clients via data exchange protocols with the subsequent possibility of receiving control commands and transferring data received from the ADC unit. If there are no errors, the server goes into client standby mode. At the moment the client connects, an endless cycle of data reading from the ADC unit is launched with the subsequent transfer of data to the client. After each transfer, an error check is performed, the positive result of which, as in the case of an error detected at the server initialization stage, switches to the error processing mode.

Патентуемое многофункциональное устройство способно измерять усилия и моменты в соответствии с функциями устанавливаемых сменных хирургических инструментов. Каждый присоединяемый к многофункциональному устройству хирургический инструмент, обладает своим назначением или функцией, силовая картина которой становится известной благодаря измерению сил и моментов. Исходя из требований гибкости, устройство реализуется на базе многокомпонентного датчика сил и моментов, который включает в себя измерение различных сил и моментов, например, измерение трех сил датчика вдоль каждой оси декартовой системы координат и трех моментов, вокруг этих осей. Однако, датчик может обладать и меньшим количеством направлений для измерения. Количество измеряемых направлений определяется спецификой выбираемого сменного хирургического инструмента.The patented multifunctional device is capable of measuring forces and moments in accordance with the functions of the replaceable surgical instruments. Each surgical instrument connected to the multifunctional device has its own purpose or function, the force pattern of which becomes known through the measurement of forces and moments. Based on the flexibility requirements, the device is implemented on the basis of a multicomponent force and moment sensor, which includes the measurement of various forces and moments, for example, the measurement of three sensor forces along each axis of the Cartesian coordinate system and three moments around these axes. However, the sensor can have fewer measuring directions. The number of measured directions is determined by the specifics of the selected replaceable surgical instrument.

Сменные хирургические инструменты, используемые в многофункциональном устройстве, соединяются с датчиком измерения сил и моментов. На рисунке 2 представлены четыре соединения, которые обеспечивают установку разных сменных хирургических инструментов. Соединение внахлест, которое имеет соответствующий фланец 8 и ответную часть на хирургическом инструменте 12, используется для установки плоских инструментов, которые имеют небольшую толщину и создают небольшие силы взаимодействия с мягкими тканями, направленные перпендикулярно к поверхности инструментов. Прямоугольное соединение, которое имеет соответствующий фланец 9 и ответную часть на хирургическом инструменте 13, используется для установки инструментов, которые имеют прямоугольную жесткую форму и создают большие усилия взаимодействия с мягкими тканями, направленные во все направления, включая кручение. Резьбовое соединение, которое имеет соответствующий фланец 10 и ответную часть на хирургическом инструменте 14, используется для установки инструментов, которые имеют цилиндрическую или прямоугольную форму, а также создают малые усилия взаимодействия с мягкими тканями, направленные вдоль и поперек оси инструмента, исключая вращательные силы вокруг оси инструмента. Цилиндрическое соединение, которое имеет соответствующий фланец 11 и ответную часть на хирургическом инструменте 15, используется для установки инструментов, которые имеют цилиндрическую форму и создают усилия взаимодействия с мягкими тканями, направленные вдоль оси инструмента, включая кручение.The replaceable surgical instruments used in the multifunction device are connected to a force and moment transducer. Figure 2 shows four connections that accommodate a variety of removable surgical instruments. The lapped joint, which has a corresponding flange 8 and a counterpart on the surgical instrument 12, is used to install flat instruments that are thin and create small forces of interaction with soft tissues perpendicular to the surface of the instruments. The rectangular connection, which has a corresponding flange 9 and a counterpart on the surgical instrument 13, is used to accommodate instruments that have a rigid rectangular shape and create large forces of interaction with soft tissues directed in all directions, including torsion. A threaded connection, which has a corresponding flange 10 and a counterpart on a surgical instrument 14, is used to install instruments that have a cylindrical or rectangular shape, and also create small forces of interaction with soft tissues directed along and across the axis of the instrument, excluding rotational forces around the axis tool. The cylindrical connection, which has a corresponding flange 11 and a counterpart on the surgical instrument 15, is used to accommodate instruments that are cylindrical in shape and create forces of interaction with soft tissues directed along the axis of the instrument, including torsion.

Примеры сменных хирургических инструментов показаны на рисунке 3 и на рисунке 4. Примером сменных хирургических инструментов с соединением внахлест служат нейрохирургические шпатели, отличающиеся размером 26 и 27. Для использования прямоугольного соединения целесообразно применять нейрохирургические стамески или нейрохирургические долото (24, 25), а также ретракторы (22, 23). При установке или удалении фиксирующих устройств удобно применять цилиндрическое соединение, которое позволяет использовать сменные хирургические инструменты для завинчивания транспедикулярных винтов 17 и гаек 16, пробивания кортикального слоя кости 18 (такой инструмент как нейрохирургическое шило), нарезания отверстий в позвонках 20 (такой инструмент как нейрохирургическое сверло) и для нарезания резьбовых отверстий под транспедикулярные винты 19 (такой инструмент как нейрохирургический метчик). Для разрезания мягких тканей используется резьбовое соединение, инструментами в котором служат набор скальпелей и ножей 21.Examples of replaceable surgical instruments are shown in Figure 3 and Figure 4. An example of replaceable surgical instruments with an overlap joint are neurosurgical spatulas differing in size 26 and 27. To use a rectangular connection, it is advisable to use neurosurgical chisels or neurosurgical chisels (24, 25), as well as retractors (22, 23). When installing or removing fixation devices, it is convenient to use a cylindrical connection, which allows the use of interchangeable surgical instruments for screwing in pedicle screws 17 and nuts 16, piercing the cortical bone 18 (such an instrument as a neurosurgical awl), cutting holes in the vertebrae 20 (such an instrument as a neurosurgical drill ) and for cutting threaded holes for pedicle screws 19 (such as a neurosurgical tap). To cut soft tissues, a threaded connection is used, the tools in which are a set of scalpels and knives 21.

Предложенное многофункциональное устройство существенно отличается от прототипа тем, что имеет возможность установки значительно большего количества хирургических инструментов, включая при этом возможность измерения сил и моментов, возникающих при их взаимодействии с тканями человека во время проведения операций в нейрохирургии. Многофункциональное устройство имеет ручку, предназначенную для мануальных манипуляций, имеющую крепление с фиксатором в виде кнопки, которая позволяет переключаться между возможностями использования сменных хирургических инструментов с датчиком измерения сил и моментов и без него.The proposed multifunctional device differs significantly from the prototype in that it has the ability to install a much larger number of surgical instruments, including the ability to measure the forces and moments arising from their interaction with human tissues during operations in neurosurgery. The multifunctional device has a handle designed for manual manipulation, which has a fastening with a lock in the form of a button, which allows you to switch between the possibilities of using replaceable surgical instruments with and without a sensor for measuring forces and moments.

Для подтверждения возможности использования многофункционального устройства для измерения сил и моментов от взаимодействия сменных хирургических инструментов с тканями человека, были проведены испытания на фантомах спины. Фотографии проводимых испытаний показаны на рисунке 6.To confirm the possibility of using a multifunctional device to measure forces and moments from the interaction of removable surgical instruments with human tissues, tests were carried out on back phantoms. Photos of the tests performed are shown in Figure 6.

Пример 1:Example 1:

Хирургическая манипуляция по вкручиванию транспедикулярного винта при помощи многофункционального устройства в ножку (педикулу) фантома позвонка, изготовленный из композитного пенопласта, показана на рисунке 6 (а). При выполнении этой манипуляции, максимальная сила возникала по оси Z многофункционального устройства - оси, параллельной оси вращения транспедикулярного винта, и составила 64 Н. Максимальный момент зафиксирован вокруг оси X, и составил 1.6 Н*м.Surgical manipulation of the pedicle screw screwing into the pedicle of the vertebral phantom made of composite foam using a multifunctional device is shown in Figure 6 (a). When performing this manipulation, the maximum force appeared along the Z axis of the multifunctional device - an axis parallel to the axis of rotation of the pedicle screw, and amounted to 64 N. The maximum moment was recorded around the X axis and amounted to 1.6 N * m.

Графики измеренных значений сил и моментов, возникающих при вкручивании транспедикулярного винта продемонстрированы на рисунке 7.Graphs of the measured values of the forces and moments arising when the pedicle screw is screwed in are shown in Figure 7.

Пример 2:Example 2:

Хирургическая манипуляция по раздвижению мягких тканей реализована на фантоме спины, изготовленном из твердого прозрачного силикона, и показана на рисунке 6 (б). При выполнении этой манипуляции, максимальная сила возникала по оси Y многофункционального устройства и составила 34 Н. Максимальный момент зафиксирован вокруг оси X, и составил 4.3 Н*м.Surgical manipulation to expand soft tissues is implemented on a back phantom made of hard transparent silicone and is shown in Figure 6 (b). When performing this manipulation, the maximum force appeared along the Y-axis of the multifunctional device and amounted to 34 N. The maximum moment was fixed around the X-axis, and amounted to 4.3 N * m.

Графики измеренных значений сил и моментов, возникающих при раздвижении мягких тканей продемонстрированы на рисунке 8.Graphs of the measured values of forces and moments arising during the expansion of soft tissues are shown in Figure 8.

Возможность получать количественные данные о силе и моментах, возникающих при взаимодействии сменных хирургических инструментов с мягкими тканями, позволяет проводить оптимальное проектирование современных робототехнических и мехатронных систем. Оптимальное проектирование предполагает различные критерии, по которым происходит поиск лучших решений. В данном случае под основным критерием оптимизации понимается жесткость конструкции, которая напрямую взаимосвязана с силой, воздействующей на разрабатываемое устройство. Подобный процесс проектирования позволяет получать удобные многофункциональные конструкции, которые позволяют проводить, упрощать, улучшать и повышать точность хирургических манипуляций, а также, за счет этого минимизировать время проведения оперативного вмешательства, облегчая работу хирургов.The ability to obtain quantitative data on the force and moments arising from the interaction of removable surgical instruments with soft tissues allows for optimal design of modern robotic and mechatronic systems. Optimal design presupposes various criteria by which the best solutions are sought. In this case, the main optimization criterion is understood as the rigidity of the structure, which is directly related to the force acting on the device being developed. Such a design process makes it possible to obtain convenient multifunctional designs that make it possible to carry out, simplify, improve and increase the accuracy of surgical procedures, as well as, thereby, minimize the time of surgical intervention, facilitating the work of surgeons.

С учетом изложенного можно сделать вывод о том, что поставленная задача -измерение сил и моментов, возникающих от взаимодействия разных хирургических инструментов с различными тканями - решена при помощи многофункционального устройства, а заявленный технический результат - получение количественных данных о силах и моментах, возникающих от манипуляций хирургическими инструментами во время проведения нейрохирургических операций - достигнут, исключая необходимость сборки предварительного неоптимизированного варианта конструкции робототехнической системы.Taking into account the foregoing, it can be concluded that the set task - measuring the forces and moments arising from the interaction of different surgical instruments with various tissues - was solved using a multifunctional device, and the claimed technical result is to obtain quantitative data on the forces and moments arising from manipulations surgical instruments during neurosurgical operations - achieved, eliminating the need to assemble a preliminary non-optimized version of the design of the robotic system.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности неизвестной на дату приоритета из уровня техники необходимых признаков, достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата. Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:The analysis of the claimed technical solution for compliance with the conditions of patentability showed that the features indicated in the independent claim are essential and interconnected with the formation of a stable set of necessary features unknown at the priority date from the prior art, sufficient to obtain the required synergistic (over-sum) technical result. Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed technical solution:

Figure 00000001
объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении относится области медицинской техники, а именно к устройствам и хирургическим инструментам, применяемым в нейрохирургии для работы, связанной с установкой или удалением внутренних фиксирующих устройств;
Figure 00000001
an object embodying the claimed technical solution, in its implementation, relates to the field of medical technology, namely, devices and surgical instruments used in neurosurgery for work related to the installation or removal of internal fixing devices;

Figure 00000002
для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте нижеизложенной формулы, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке и/или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;
Figure 00000002
for the claimed object in the form as it is characterized in the independent clause of the following formula, the possibility of its implementation is confirmed using the means and methods described above in the application and / or known from the prior art at the priority date;

Figure 00000003
объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Figure 00000003
an object that embodies the claimed technical solution, when implemented, is capable of achieving the technical result perceived by the applicant.

Следовательно, заявленный объект соответствует критериям патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.Therefore, the claimed subject matter meets the criteria of patentability "novelty", "inventive step" and "industrial applicability" under the current legislation.

Claims (1)

Устройство со сменными хирургическими инструментами для измерения воздействующих на них сил и моментов от взаимодействия с тканями пациентов при проведении нейрохирургических операций, включающее ручку для мануальных манипуляций, имеющую крепление с фиксатором в виде кнопки, переходной фланец для крепления датчика измерения сил и моментов, и сменные хирургические инструменты, сопрягаемые с конструктивными соединениями, включающими соединение внахлест для установки нейрохирургических шпателей и распаторов, прямоугольное соединение для установки стамесок и долот, ретракторов, щупов и проводников; резьбовое соединение для установки скальпелей и ножей; и цилиндрическое соединение для установки инструментов для завинчивания транспедикулярных винтов и гаек, шил для пробивания кортикального слоя кости, сверл для нарезания отверстий в позвонках, и нейрохирургических метчиков для нарезания резьбовых отверстий под транспедикулярные винты, при этом датчик измерения сил и моментов связан с системой обработки данных, система обработки данных включает питаемые от модуля питания контроллер и модуль обработки, модуль обработки выполнен с возможностью обмена данными с контроллером, контроллер имеет возможность управлять процессом преобразований и обработки данных, а система обработки данных через интерфейсы связана с персональным компьютером с возможностью отображения данных измерений в графической форме, предупреждая о приближении измеряемых сил и моментов к границе рабочего диапазона и о возможном разрыве и пробое тканей.A device with replaceable surgical instruments for measuring the forces and moments acting on them from interaction with the tissues of patients during neurosurgical operations, including a handle for manual manipulations with a fixation in the form of a button, an adapter flange for attaching a sensor for measuring forces and moments, and replaceable surgical instruments mated with structural joints, including an overlap joint for installing neurosurgical spatulas and raspators, a rectangular joint for installing chisels and chisels, retractors, probes and wires; threaded connection for installing scalpels and knives; and a cylindrical connection for installing tools for screwing pedicle screws and nuts, an awl for piercing the cortical layer of the bone, drills for cutting holes in the vertebrae, and neurosurgical taps for cutting threaded holes for pedicular screws, while the sensor for measuring forces and moments is connected to the data processing system , the data processing system includes a controller and a processing module powered by a power supply module, the processing module is configured to exchange data with the controller, the controller has the ability to control the process of converting and processing data, and the data processing system is connected via interfaces to a personal computer with the ability to display measurement data in graphic form, warning about the approach of the measured forces and moments to the border of the working range and about possible rupture and breakdown of tissues.
RU2019113083A 2019-04-29 2019-04-29 Multifunctional device with replaceable surgical instruments for measuring forces and moments acting on them during neurosurgical operations RU2736162C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019113083A RU2736162C2 (en) 2019-04-29 2019-04-29 Multifunctional device with replaceable surgical instruments for measuring forces and moments acting on them during neurosurgical operations

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019113083A RU2736162C2 (en) 2019-04-29 2019-04-29 Multifunctional device with replaceable surgical instruments for measuring forces and moments acting on them during neurosurgical operations

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019113083A3 RU2019113083A3 (en) 2020-10-29
RU2019113083A RU2019113083A (en) 2020-10-29
RU2736162C2 true RU2736162C2 (en) 2020-11-12

Family

ID=73397997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019113083A RU2736162C2 (en) 2019-04-29 2019-04-29 Multifunctional device with replaceable surgical instruments for measuring forces and moments acting on them during neurosurgical operations

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2736162C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2080454C1 (en) * 1996-04-11 1997-05-27 Гуськов Игорь Алексеевич Pheumoturboengine for hand tools
RU2261648C1 (en) * 2004-02-11 2005-10-10 Герман Михаил Иосифович Device for illuminating wound canal in surgically treating the cases of intracerebral bleeding
EP3473202A1 (en) * 2016-06-23 2019-04-24 Universidad De Malaga Method for handling a robotic system for minimally invasive surgery

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2080454C1 (en) * 1996-04-11 1997-05-27 Гуськов Игорь Алексеевич Pheumoturboengine for hand tools
RU2261648C1 (en) * 2004-02-11 2005-10-10 Герман Михаил Иосифович Device for illuminating wound canal in surgically treating the cases of intracerebral bleeding
EP3473202A1 (en) * 2016-06-23 2019-04-24 Universidad De Malaga Method for handling a robotic system for minimally invasive surgery

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019113083A3 (en) 2020-10-29
RU2019113083A (en) 2020-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11559328B2 (en) Multi-shield spinal access system
JP7041735B2 (en) Spinal implant system and method
EP3226781B1 (en) Robot assisted volume removal during surgery
US10405935B2 (en) Surgical implant bending system and method
EP2914187B1 (en) Patient-specific sacroiliac and pedicle guides
US10524718B2 (en) Deformity correction using neural integrity monitoring
JP2019093165A (en) Surgical access system and relating method
US20080108991A1 (en) Method and apparatus for performing pedicle screw fusion surgery
WO2007087381A2 (en) Methods for determining pedicle base circumference, pedicle isthmus and center of the pedicle isthmus for screw placement
WO2014121269A1 (en) Minimally invasive pedicle screw extension sleeve system
WO2016041001A1 (en) A fiducial marker
JP5978434B2 (en) Ultrasound system for orthopedic applications
JP2021510599A (en) Handheld device for use in medical procedures
WO2014140782A2 (en) Polymer osteosynthesis/translaminar screw for surgical spine treatment
WO2018067784A1 (en) Smart surgical screw driver
CN117064557B (en) Surgical robot for orthopedic surgery
RU2736162C2 (en) Multifunctional device with replaceable surgical instruments for measuring forces and moments acting on them during neurosurgical operations
KR20220097901A (en) Instrument Handles Used in Instrument Alignment Feedback Systems and Methods
EP4014914A1 (en) Systems, devices, and methods for monitoring a rod reduction process
US11376084B2 (en) Surgical tool coupler to robotic system
JP7463396B2 (en) Multishield Spinal Access System
Matinfar et al. Nerve tensiometer for spondyloptosis surgery