CN104055563B - 骨科机器人及智能复位系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种骨科机器人和智能复位系统，用于对长骨闭合性骨折患者的患肢进行复位，包括：骨科机器人，其机械臂上设置有仿生机械手，该机械手包括掌指关节、指间关节和拇指关节，能够相互配合抓握患肢；影像系统，用于通过X射线对所述患肢进行拍照，以获取所述患肢的骨折部位的图像信息；以及控制台，用于接收并显示所述图像信息，以使得操作人员能够根据所述图像信息控制所述骨科机器人，从而通过所述骨科机器人的机械臂对所述患肢实施手法整复。根据本发明实施例的骨科机器人和智能复位系统能够对长骨闭合性骨折患者的患肢实施拉伸、旋转、托举和对接等手法整复，实现了无创机械化复位，不仅能够确保复位准确可靠，还有效降低了患者痛苦。
Description
技术领域
本发明涉及人体长骨骨折整复领域，尤其涉及一种骨科机器人及智能复位系统，其中该骨科机器人及智能复位系统也可用作骨科手术主刀医生的助手。
背景技术
骨折是创伤领域里的多发病、常见病，其中闭合性的四肢骨折尤为常见。中医正骨、手法整复传承多年，是中国传统医学的瑰宝之一。但是，这种传统手法整复的复位效果严重依赖于大夫的临床经验和技术能力等，复位效果具有非常大的不确定性。
因而，越来越多的医生和患者选择复位效果较为稳定的解剖学整复，即通过手术将骨折处外皮肤切开，然后利用内固定器具辅助复位。然而，这种现代西方医学推崇的手术切开复位，因整体治疗需要二次手术而存在病程长、费用高的问题，并且手术可能带来软组织损伤以及创面的浅、深层感染等一些不可预知的后遗症。
面对手术切开复位固有的缺陷，国内学者开始探索在透视下对骨折部位进行机械化复位，以期望能够在不进行手术切开复位的情况下实现骨折复位精确。
例如专利公开号为CN103505275A的中国发明专利申请公开了一种长骨骨折智能复位系统，其中计算机操控系统根据骨折部位的透视图像控制复位机械臂，使复位机械臂上的五轴机械手带动骨折部位在X轴、Y轴、Z轴上进行正负双向平移、倾斜和转动，从而完成纠正各种骨折移位的复位动作。
然而，在利用该长骨骨折智能复位系统进行复位时，需要在骨折的近侧和远侧骨段分别打入2-4枚固定针，并通过杆针夹与外固定支架的连接杆形成近段、远段相互独立的两个骨段把持架，以使得五轴机械手能够通过这两个骨段把持架来控制骨折端的位移。明显可见，这仍可能给患者带来一定的软组织损伤。
换言之，现有技术中至多实现了透视下微创机械化复位，而并没有实现透视下无创机械化复位。
与此同时，我们在临床工作中发现，除了主刀医生之外，骨科手术通常还需要至少1～2名医生持续地牵引患肢，这不但大大耗费了医生的宝贵时间和体力，还难以确保稳定的牵引效果。
发明内容
技术问题
有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，如何实现透视下无创机械化复位，以能够不仅确保复位准确可靠，还有效降低患者痛苦。
解决方案
为了解决上述技术问题，根据本发明的一实施例，在第一方面，提供了一种骨科机器人，用于对长骨闭合性骨折患者的患肢进行复位，包括机身和至少两个机械臂，并且各所述机械臂包括：肩关节101，其经由肩关节轴安装至所述机身，能够相对于所述机身做水平移动和绕所述肩关节轴做旋转运动；上臂102，其上端安装至所述肩关节101的一侧，能够绕所述肩关节101做旋转运动；肘关节103，其上端安装在所述上臂102的下端；前臂104，其上端安装在所述肘关节103的下端，能够以所述肘关节103为支点做旋转运动；腕关节105，其一侧安装在所述前臂104的下端，能够相对于所述前臂104做水平移动；以及机械手106，其安装在所述腕关节105的另一侧，能够以所述腕关节105为支点做旋转运动，其中，所述机械手106包括掌指关节1063、指间关节1062和拇指关节1064，所述掌指关节1063、所述指间关节1062和所述拇指关节1064相互配合能够抓握所述患肢。
对于上述骨科机器人，在一种可能的实现方式中，所述掌指关节1063、指间关节1062和拇指关节1064的掌内侧面均设置有滑动压力传感器。
对于上述骨科机器人，在一种可能的实现方式中，所述掌指关节1063、指间关节1062和拇指关节1064的掌内侧面均设置有软性材料，所述软性材料包括气囊、硅胶，并且所述滑动压力传感器安装在所述软性材料上。
对于上述骨科机器人，在一种可能的实现方式中，所述至少两个机械臂包括用于抓握所述患肢的骨折两端的两个主机械臂。
对于上述骨科机器人，在一种可能的实现方式中，所述至少两个机械臂还包括用于握持所述患肢的骨折部位的至少一个辅机械臂。
对于上述骨科机器人，在一种可能的实现方式中，所述机身包括：机头111，其用于承载各所述机械臂；机干112，其与所述机头111成旋轨式连接，用于支撑所述机头111；以及机座113，其与所述机干112成滑轨式连接，用于支撑所述机干112。
对于上述骨科机器人，在一种可能的实现方式中，所述机干112内设置有升降气缸以及径向旋转件，使得所述机头111能够相对于所述机干112进行升降和旋转运动。
对于上述骨科机器人，在一种可能的实现方式中，所述机座113为沿前后方向至少两点式支撑式设计，所述机座113的后点配置有万向脚轮113a。
为了解决上述技术问题，根据本发明的又一实施例，在第二方面，提供了一种智能复位系统，用于对长骨闭合性骨折患者的患肢进行复位，包括：根据本发明任一实施例所述的骨科机器人；影像系统，用于通过X射线对所述患肢进行拍照，以获取所述患肢的骨折部位的图像信息；以及控制台，用于接收并显示所述图像信息，以使得操作人员能够根据所述图像信息控制所述骨科机器人，从而通过所述骨科机器人的机械臂对所述患肢实施手法整复。
对于上述智能复位系统，在一种可能的实现方式中，在所述骨科机器人的机身上与所述机械臂同侧地设置有C形轨道111a，所述影像系统经由C形臂121能够拆卸地安装于所述C形轨道111a。
对于上述智能复位系统，在一种可能的实现方式中，所述控制台为柜机式，并围设有X射线防护装置。
对于上述智能复位系统，在一种可能的实现方式中，所述手术床包括：床面131；床座132；以及床柱133，连接所述床面131与所述床座132，并且内置有升降轴133a和用于控制所述升降轴133a的气缸。
对于上述智能复位系统，在一种可能的实现方式中，所述床座132上设置有脚轮132a和锁扣装置132b。
对于上述智能复位系统，在一种可能的实现方式中，所述床面131由头枕板、上肢板、躯体板、臀位板以及下肢板组合安装成一体，并且各所述板之间设置有不同角度的移动调节。
有益效果
通过在骨科机器人的机械臂上设置有仿生机械手，并且该机械手包括掌指关节、指间关节和拇指关节，从而能够抓握患肢，根据本发明实施例的骨科机器人及智能复位系统能够对长骨闭合性骨折患者的患肢实施手法整复，实现了无创机械化复位，不仅能够确保复位准确可靠，还有效降低了患者的痛苦。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本发明的原理。
图1示出根据本发明一实施例的智能复位系统的总体结构图；
图2示出根据本发明一实施例的骨科机器人的部分组件的结构图；以及
图3示出根据本发明一实施例的骨科机器人的又一部分组件的结构图。
附图标记列表
101：肩关节102：上臂103：肘关节104：前臂
105：腕关节106：机械手1062：指间关节1064：拇指关节
111：机头111a：C形轨道112：机干113：机座
113a：万向脚轮121：C形臂122a、122b：X射线摄像装置
123：X射线发生器131：床面132：床座132a：脚轮
132b：锁扣装置133：床柱133a：升降轴1011：肩轴
1011a：肩部气缸1012：轴承1013：中心轴1014：伸缩轴
1014a：肩轴气缸1015：轴架1016：肩壳1021：上臂轴
1022：轴头1023：支撑杆1024：拉伸杆
1031：拉伸杆连接件1032：肘部连接件1033：肘关节件
1034：前臂连接件1041：前臂接孔1042：关节护板
1043：旋转轴柄1044：旋转轴1044a、1044b：气缸
1045：外轴套1046：附件架板1051：悬臂轴
1052：滑动轴1052a：电机1052b：传感器
1053：腕轴套1054：轴盖1061：手掌掌架
1061a：气缸1063：掌指关节1065：掌拇连接轴
具体实施方式
本发明的目的在于不断提高和完善骨科领域中针对肢体长骨闭合性骨折的治疗方法和治疗效果，并使其达到一个理想的标准化的医疗技术。
本发明提供了一种智能复位系统，即一种用于对长骨闭合性骨折患者的患肢进行复位的标准化整复系统，创新性的将气、电、机、影多学科集中应用到医学骨科领域，该系统包括：骨科机器人、影像系统以及控制台。其中，所述骨科机器人用于实施手法整复，所述影像系统用于通过X射线对所述患肢进行拍照，以获取所述患肢的骨折部位的图像及形态学信息，所述控制台用于接收并显示所述图像信息，以使得操作人员能够根据所述图像信息控制所述骨科机器人，从而通过所述骨科机器人的机械臂对所述患肢实施手法整复。
根据本发明的智能复位系统针对人体四肢特别是长骨闭合性骨折(除严重的粉碎性骨折)，可获得较好的诊断和治疗，骨折整复准确率高，真正实现了无创机械化复位。并且整个诊疗过程简单化，减少了重复性工作，便于推广应用。与内固定手术复位相比，能降低患者的费用、缩短疗程、并降低患者的痛苦。
以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
图1为根据本发明一实施例的智能复位系统的总体结构图，如图1所示，所述用于对长骨闭合性骨折患者的患肢进行复位的骨科机器人可以包括机身和至少两个机械臂，并且各所述机械臂包括：肩关节101、上臂102、肘关节103、前臂104、腕关节105、以及机械手106。其中，上臂102经由肩关节101与所述机身连接，能够相对于所述机身做抬举、平移运动；前臂104经由肘关节103与所述上臂102连接，能够相对于所述上臂102做屈伸运动；机械手106经由腕关节105与所述前臂104连接，能够相对于所述前臂104做屈伸、微动平移、旋转运动，并能够抓握。
在一种可能的实现方式中，肩关节101经由肩关节轴安装至所述机身，能够相对于所述机身做水平移动。具体地，如图2所示，所述肩关节101可以包括肩轴1011、轴承1012、中心轴1013和伸缩轴1014，其中，所述肩轴1011紧配安装于所述轴承1012，所述轴承1012以及所述中心轴1013紧配安装于轴架1015，所述肩轴1011在肩部气缸1011a的作用下绕所述肩关节轴做旋转运动，从而带动上臂102相对所述机身做抬举运动，所述伸缩轴1014内置有肩轴气缸1014a或微动马达，从而使得所述肩关节101相对于机身做水平移动。另外，肩关节101可以包括肩壳1016，紧配安装于所述轴承1012，控制肩关节101运动的电动或气动元件可内置于肩壳1016。
在一种可能的实现方式中，上臂102上端安装至所述肩关节101的一侧，能够绕所述肩关节101做旋转运动。具体地，如图2所示，所述上臂102可以包括上臂轴1021、轴头1022、支撑杆1023和拉伸杆1024，其中，所述上臂轴1021与所述肩轴1011形成为一体，从而可以由肩轴1011的旋转带动上臂轴1021做抬举，所述上臂轴1021与所述轴头1022变径连接，所述轴头1022的端面与所述支撑杆1023以及所述拉伸杆1024固定连接。
在一种可能的实现方式中，肘关节103上端安装在所述上臂102的下端。具体地，如图2所示，所述肘关节103可以包括拉伸杆连接件1031、肘部连接件1032、肘关节件1033和前臂连接件1034，其中所述拉伸杆连接件1031与所述拉伸杆1024连接，所述拉伸杆连接件1031经由所述肘部连接件1032与所述肘关节件1033连接，并且所述支撑杆1023可以经由所述肘关节件1033与所述前臂连接件1034连接。
在一种可能的实现方式中，前臂104上端安装在所述肘关节103的下端，能够以所述肘关节103为支点做旋转运动。具体地，如图3所示，所述前臂104可以包括前臂接孔1041、关节护板1042、旋转轴柄1043和旋转轴1044，其中，所述前臂接孔1041以及所述关节护板1042与所述前臂连接件1034定向连接，所述旋转轴柄1043以及所述旋转轴1044安装于附件架板1046，所述附件架板1046上还设置有用以控制所述旋转轴1044的气缸1044a、1044b，所述旋转轴1044外可以设有外轴套1045。
在一种可能的实现方式中，腕关节105一侧安装在所述前臂104的下端，能够相对于所述前臂104做水平移动。具体地，如图3所示，所述腕关节105可以包括悬臂轴1051和滑动轴1052，其中，所述悬臂轴1051与所述旋转轴1044连接，所述滑动轴1052与电机1052a以及传感器1052b连接，所述电机1052a能够基于所述传感器1052b的感测结果控制所述滑动轴1052的滑动，所述滑动轴1052外可以设有腕轴套1053，并在与机械手106的连接端处通过轴盖1054与所述滑动轴1052紧配连接。
在一种可能的实现方式中，机械手106安装在所述腕关节105的另一侧，能够以所述腕关节105为支点做旋转运动，所述机械手106包括掌指关节(1063)，指间关节(1062)和拇指关节(1064)，所述掌指关节(1063)，指间关节(1062)和拇指关节(1064)能够抓握所述患肢，指间关节1062可以设计成连指状或分指状。
所述骨科机器人的机械手(优选可以有四只)就像是传统复位时，两位医生的双手抓握在患者骨折部位的两端。在一种可能的实现方式中，机械手可以由两个功能部分组成，第一部分是固定的机械手(图1所示位于外侧的两只机械手)，两只固定的机械手抓握在患者骨折部位的两端，起到固定患肢的同时，主要负责拉伸牵引、旋转、抬举和对接等功能。第二部分是活动的机械手(图1所示位于内侧的两只机械手)，活动的机械手能完成抓握、挤压、轻度摇摆等功能，帮助骨折面形成良好的触碰、复位和对接，以保证接骨手术的顺利进行。
由于活动的机械手要完成对患肢的抓握、扭转、以及在竖直方向上的运动。在设计时需要考虑心理修正量(清除空间的压抑感、恐惧感或为了追求美观等心理需求而作的尺寸修正量)、功能修正量(保证实现产品的某项功能而对作为产品设计依据的人体尺寸百分数所作的尺寸修正量)和产品最小功能尺寸(保证实现产品的某项功能而设定的产品最小尺寸)等因素，如机械手的手指部分(1062和1064)的直径可以设置为10mm～20mm，能够基本满足前臂骨折的需要。手指部分可以呈半圆形，以更利于抓握。固定的机械手和活动的机械手之间的距离可以任意调整。在实际应用中，可将机械手按照尺寸大小的不同分为多种型号，并设计为与腕关节配套使用。优选地，如图1所述，四只机械手的形状尺寸和活动度可以是一样的。
固定的机械手在竖直方向上的移动通过花键和花键套连接的机构即可实现，连接在固定的机械手的机构与活动的机械手的结构相类似，但是伸出的长度要比后者长，以保证在完成接骨动作时，固定的机械手的手指半圆的轴线和活动的机械手的手指半圆的轴线是基本重合的，出现小的偏差可以通过电动推杆和与丝杠连接的电机进行微调。
在一种可能的实现方式中，如图3所示，所述机械手106还可以包括掌架1061和掌拇连接轴1065，其中，所述掌架1061与所述腕轴套1053成快接式连装，所述指间关节1062经由所述掌指关节1063连接至所述掌架1061，所述拇指关节1064经由所述掌拇连接轴1065连接至所述掌架1061，所述掌架1061上还设置有用以控制所述指间关节1062和所述拇指关节1064的气缸1061a。
固定的机械手和活动的机械手所选用的气缸可以是一致的，优选地，可以选取气缸缸径为32mm的CM2系列的双作用气缸，该型号的气缸为紧凑型、轻型、不锈钢缸筒系列气缸，具有成本低、效率高、污染少、便于控制等特点。
机械手106在抓握患肢进行扭转时候的力不宜过大，能满足抓握需求即可，抓握力由气缸1061a提供，抓握力的大小由缸径和工作的大气压力确定，气缸可以根据骨折所处的部位不同来调节抓握力，同时骨折部位提供的反作用力也可以对气缸进行反馈，使得机械手的抓握力能够控制在合适的范围内，既不会由于抓握力过小而导致抓握不牢固，又不会由于抓握力太大而使得患者产生疼痛感。
因此，在一种可能的实现方式中，所述掌指关节(1063)、指间关节(1062)和拇指关节(1064)的掌内侧面均设置有滑动压力传感器、智能显示仪等调节控制装置。在具体进行接骨操作的时候，首先根据骨折的情况和患者年龄等因素初步确定所需要施加的力的大小，然后由所述滑动压力传感器感测机械手所施加的力的大小，当滑动压力传感器感测到机械手要与患肢有相对运动时、即机械手要发生滑动时，则需要控制气缸增大机械手的抓握力；当滑动压力传感器感测到骨折部位处的压力过大时，则控制气缸减小机械手的抓握力。
在一种可能的实现方式中，所述掌指关节(1063)、指间关节(1062)和拇指关节(1064)的掌内侧面也就是抓握患肢的侧面均设置有气囊或硅胶或其它软质弹性材料，这样可以在一定程度上缓解患肢的疼痛感，提高患者的舒适度。这种实现方式下的滑动压力传感器可以安装在所述气囊或其它软质弹性材料上。
在一种可能的实现方式中，所述至少两个机械臂包括用于抓握所述患肢的骨折两端的两个主机械臂，并可以在两个主机械臂上分别设置活动的机械手和固定的机械手。
在一种可能的实现方式中，所述至少两个机械臂还可包括用于握持所述患肢的骨折部位的至少一个辅机械臂，优选地，可以在主机械臂上设置主要实现牵引、旋转、托举和对接等整复功能的固定的机械手(外侧)，在辅机械臂上设置主要实现抓握、挤压和轻度摇摆等辅助整复功能的活动的机械手(内侧)。
在一种具体的实现方式中，如图1所示，所述至少两个机械臂包括两个主机械臂和两个辅机械臂。这四个机械臂可以设计为由动作同步或不同步的电、气路控制，微型气缸、微电机可以作为肩、肘、腕关节及掌指连接轴和掌拇连接轴的动作控制端，各关节和连接轴采用精密轴承连接。特别是机械臂的机械手和腕关节设计有平移式拉伸功能，能够自动控制行程。
在一种可能的实现方式中，如图1所示，所述机身包括：机头111、机干112和机座113，其中，机头111用于承载各所述机械臂，机干112与所述机头111呈旋轨式连接，用于支撑所述机头111，机座113与所述机干112呈滑轨式连接，用于支撑所述机干112。
在一种可能的实现方式中，如图1所示，所述机干112采用金属或非金属材料成型，其内设置有升降气缸以及径向旋转件，使得所述机头111能够相对于所述机干112进行升降和旋转运动。
在一种可能的实现方式中，如图1所示，所述机座113为沿前后方向至少两点式支撑式设计，所述机座113的后点配置有万向脚轮113a。
需要说明的是，上述提及的气缸、马达或是电机除了需要连接有控制元件和气动辅件之外，还连接有用于完成一定逻辑功能的气动逻辑元件和感测、转换、处理气动信号的气动传感器及信号处理装置。
以上是对根据本发明一实施例的智能复位系统的骨科机器人的具体描述，该骨科机器人包括电气动力调控下的多关节的万向机械臂、仿生机械手、移动式机座等，是智能复位系统的主体设计。通过在骨科机器人的机械臂上设置有仿生机械手，并且该机械手包括掌指和挠指，从而能够抓握患肢，进而可以对长骨闭合性骨折患者的患肢实施拉伸、旋转、抬举、对接等手法整复，实现了无创机械化复位，不仅能够确保复位准确可靠，还能够有效降低患者的痛苦。
根据本发明一实施例的智能复位系统还包括影像系统以及控制台。其中，影像系统用于通过X射线对所述患肢进行拍照，以获取所述患肢的骨折部位的图像信息。在一种可能的实现方式中，在所述骨科机器人的机身上与所述机械臂同侧地设置有C形轨道111a，所述影像系统经由C形臂121能够拆卸地安装于所述C形轨道111a。具体地，如图1所示，所述影像系统包括X射线摄像装置122a、122b和X射线发生器123，所述C形轨道111a与所述机械臂位于所述机身的同侧，用于安装C形臂121，所述X射线摄像装置122a、122b活动安装于所述C形臂121的上端，所述X射线发生器123安装于所述C形臂121的下端。
上述影像系统能够指导骨折的诊断并定位骨折部位，从而使得控制台侧的医生控制机械臂做整复相关的运动，保证了复位的准确性。具体地，在对骨折患者进行治疗时，可以先通过X射线摄像装置拍片检查骨折断裂位置部位、类型以及其他具体情况，根据得到的例如两个视图的正、侧位片，确定出骨折的断裂面位置部位，并以此能够确定接骨的方向。
控制台用于接收并显示所述影像系统获取的图像信息，以使得操作人员能够根据所述图像信息控制所述骨科机器人，从而通过所述骨科机器人的机械臂对所述患肢实施手法整复。控制台可以包括电动控制板块、气动控制板块、影像视频输出装置、输出打印装置、语言信息板块、辅助系统，能够集诊断治疗于一体。其中，电动控制板块和气动控制板块主要用于控制机械臂做整复相关的运动，影像视频输出装置可以是显示器，也可以是打印机，用于显示或打印所述影像系统的X射线摄像装置获取的影像。
在一种可能的实现方式中，所述控制台为柜机式，围设有X射线防护装置并可以移动，从而能够避免X射线对医生造成的辐射伤害。
在一种可能的实现方式中，如图1所示，根据患者的骨折部位不同，患者可以坐于床旁，也可以平躺于手术床上，以利于进行整复治疗，用于使骨折患者平躺的所述手术床可以包括：床面131、床座132、以及床柱133。其中，床柱133用于连接所述床面131与所述床座132，并且内置有升降轴133a和用于控制所述升降轴133a的气缸，从而控制床面131与地面的距离。
在一种可能的实现方式中，如图1所示，所述床座132上还可设置有脚轮132a和锁扣装置132b，能够使得手术床移动或锁定。
在一种可能的实现方式中，所述床面131为主要工作区，所以是无X射线遮挡设计，所述床面131由头枕板、上肢板、躯体板、臀位板以及下肢板组合安装成一体，并且根据整复工作及常规整复部位，各所述板之间能够进行不同角度的移动调节。具体地，上肢板可有0°～90°的外展范围，下肢板整体可外展0°～45°，小腿板与大腿板间可屈曲0°～90°。
本发明实施例的智能复位系统，可以通过控制台输出各动作的点位指令，能够指挥本系统各组件首先按照不同需求处于合适的工位，即准工作状态，然后启动诊断指令，使得影像系统的X射线发生器发射X射线、并经由影像转换之后将影像显示或打印出。控制台侧的医生根据显示或打印出的影像进行诊断，然后启动仿生机械臂进行仿生手法的整复，仿生机械臂的运动功能是通过采用气、电相结合的方式控制微动气缸来实现的。因此，本发明实施例的智能复位系统实现了气、电、影指导下的快速诊断和治疗的一机化。
根据本发明实施例的骨科机器人以及智能复位系统能够仿生地实现医生按照骨骼的断裂面把裂开的骨骼接回去的动作。数据显示一般综合性医院里骨科每天治疗骨折的病例能达到25％，医生在做接骨手术时要花费很长的时间和很大的精力，同时，患者承担的痛苦也是很巨大的。与之相对比，本发明的骨科机器人以及智能复位系统能够持续的工作，而且工作状态相对稳定，能够提供一个可靠地抓握力保证接骨动作的完成，同时，因为应用低射线C型臂实时监控，接骨的准确性比人手要高，医生可以通过观察影像系统输出的影片来确定接骨的效果是否令人满意，这在一个层面上减轻了医生的工作量和对医生经验的要求，提高了接骨的效率。传统的接骨手术所需要的时间一般在30分钟左右，在此期间医生和患者都要反复暴露在X射线下，对身体会造成一定的伤害，而使用本发明的智能复位系统完成此项操作需要的时间仅为10分钟左右，大大减小了X射线对患者的伤害，并避免了X射线对医生的伤害，同时还能够保证接骨的准确性。
另外，本发明的优越性还在于，其应用范围广泛，例如能够应用在各级医疗单位、车载、船载、野外作业、军训或战地医疗等。此外，该系统操作简单，便于推广应用，并且与内固定手术操作相比，能降低患者的费用从而减少医保开支。本发明将祖国医学与现代科技有机结合，使传统中医现代化和标准化，适于在全球范围内推广。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种骨科机器人，用于对长骨闭合性骨折患者的患肢进行复位，其特征在于，包括机身和至少两个机械臂，所述机身包括：机头(111)，其用于承载各所述机械臂；并且各所述机械臂包括：
肩关节(101)，其经由肩关节轴安装至所述机身，能够相对于所述机身做水平移动和绕所述肩关节轴做旋转运动；
上臂(102)，其上端安装至所述肩关节(101)的一侧，能够绕所述肩关节(101)做旋转运动；
肘关节(103)，其上端安装在所述上臂(102)的下端；
前臂(104)，其上端安装在所述肘关节(103)的下端，能够以所述肘关节(103)为支点做旋转运动；
腕关节(105)，其一侧安装在所述前臂(104)的下端，能够相对于所述前臂(104)做水平移动；以及
机械手(106)，其安装在所述腕关节(105)的另一侧，能够以所述腕关节(105)为支点做旋转运动，
其中，所述机械手(106)包括掌指关节(1063)、指间关节(1062)和拇指关节(1064)，所述掌指关节(1063)、所述指间关节(1062)和所述拇指关节(1064)相互配合能够抓握所述患肢，
其中，所述至少两个机械臂包括用于抓握所述患肢的骨折两端的两个主机械臂，所述至少两个机械臂还包括用于握持所述患肢的骨折部位的至少一个辅机械臂。
2.根据权利要求1所述的骨科机器人，其特征在于，所述掌指关节(1063)、指间关节(1062)和拇指关节(1064)的掌内侧面均设置有滑动压力传感器。
3.根据权利要求2所述的骨科机器人，其特征在于，所述掌指关节(1063)、指间关节(1062)和拇指关节(1064)的掌内侧面均设置有软性材料，所述软性材料包括气囊、硅胶，并且所述滑动压力传感器安装在所述软性材料上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的骨科机器人，其特征在于，所述机身还包括：
机干(112)，其与所述机头(111)成旋轨式连接，用于支撑所述机头(111)；以及
机座(113)，其与所述机干(112)成滑轨式连接，用于支撑所述机干(112)。
5.根据权利要求4所述的骨科机器人，其特征在于，所述机干(112)内设置有升降气缸以及径向旋转件，使得所述机头(111)能够相对于所述机干(112)进行升降和旋转运动。
6.根据权利要求4所述的骨科机器人，其特征在于，所述机座(113)为沿前后方向至少两点式支撑式设计，所述机座(113)的后点配置有万向脚轮(113a)。
7.一种智能复位系统，用于对长骨闭合性骨折患者的患肢进行复位，其特征在于，包括：
如权利要求1至6中任一项所述的骨科机器人；
影像系统，用于通过X射线对所述患肢进行拍照，以获取所述患肢的骨折部位的图像信息；以及
控制台，用于接收并显示所述图像信息，以使得操作人员能够根据所述图像信息控制所述骨科机器人，从而通过所述骨科机器人的机械臂对所述患肢实施手法整复。
8.根据权利要求7所述的智能复位系统，其特征在于，在所述骨科机器人的机身上与所述机械臂同侧地设置有C形轨道(111a)，所述影像系统经由C形臂(121)能够拆卸地安装于所述C形轨道(111a)。
9.根据权利要求7所述的智能复位系统，其特征在于，所述控制台为柜机式，并围设有X射线防护装置。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的智能复位系统，其特征在于，还包括手术床，所述手术床包括：
床面(131)；
床座(132)；以及
床柱(133)，连接所述床面(131)与所述床座(132)，并且内置有升降轴(133a)和用于控制所述升降轴(133a)的气缸。
11.根据权利要求10所述的智能复位系统，其特征在于，所述床座(132)上设置有脚轮(132a)和锁扣装置(132b)。
12.根据权利要求10所述的智能复位系统，其特征在于，所述床面(131)由头枕板、上肢板、躯体板、臀位板以及下肢板组合安装成一体，并且各所述板之间设置有不同角度的移动调节。
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