CN105377173A - 计算机辅助的外科手术设备和切割组织的方法 - Google Patents

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Abstract

计算机辅助的外科手术设备(1)包括：外科手术器械(12)，该外科手术器械具有用于切割患者身体部位(2)的介入部件(31)；控制单元(16)，该控制单元设置成控制外科手术器械(12)的介入部件关于患者身体部位(2)上的预定切骨线(21)相对于患者身体部位(2)的位置和取向；和跟踪装置(14)，该跟踪装置设置成跟踪患者身体部位的位置和取向。设备(1)的外科手术器械(12)包括相对于外科手术器械(12)的介入部件固定地安装的光学监视系统(15)，其中光学监视系统(15)设置成连续检测施加至患者身体部位(2)的标记的位置并且控制单元(16)设置成在检测出标记的位置的预定偏差时调节外科手术器械(12)的介入部件的位置和/或取向。因此，根据本发明的设备允许以比较复杂的切割几何形状并以比较高的精度在身体部位中施加切割。

Description

计算机辅助的外科手术设备和切割组织的方法
技术领域
本发明涉及根据独立权利要求1的前序部分的计算机辅助的外科手术设备，更具体地涉及一种计算机辅助的组织切割的相应方法。
这种设备可用于切割人或动物组织且特别是人或动物骨头，所述设备包括：具有用于切割患者身体部位的组织的介入部件的外科手术器械；控制单元，该控制单元设置成控制外科手术器械的介入部件关于患者身体部位上的预定切骨线相对于患者身体部位的位置和取向；和跟踪装置，该跟踪装置设置成跟踪患者身体部位的位置和取向。
背景技术
在医疗手术中，自动化或半自动化的技术对于切割人或动物组织而言越来越普遍。例如，WO2011/035792A1记载了一种计算机辅助的和机械手引导的激光切骨医疗设备。该设备使用机械手引导的激光器如Er:YAG激光器以通过沿着预定切骨线光消融组织来切割人或动物硬组织，例如骨组织。这种设备例如可允许骨组织的精确切割，在许多应用中，例如置换术等领域中，对精度的要求越来越高。
自动化的切割工具或设备如上文提到的设备通常具有可用以跟踪目标组织和激光头的位置和取向的跟踪装置。例如，目前使用光或磁跟踪系统，其通常监视身体部位或组织和激光头并检测位置和/或取向的偏离。为了进行跟踪，身体部位和激光头通常设置有可由跟踪系统识别的适当的标记防护件(shield)或装置。
尽管传统切割工具如锯子等难以执行比直的或稍微弯曲的切口更复杂的几何形状，但使用激光将骨消融允许采用比较复杂的切割几何形状。例如，对于上述设备，锯齿、楔形榫和具有相关功能的其它特定切割几何形状是可行的。以这些比较复杂的几何形状切割骨头允许例如置换术和骨整形领域中的各种新应用。
然而，通常处于200μm以下的范围内的当前激光系统可能的切割宽度对所施加的切割的精度提出了高要求。所施加的切割中的微小几何误差可能会阻止正确的应用，比方说，例如在使它们相对于彼此移位之后切掉的骨片的重新装配。例如，如果患者身体部位在切割过程中或在切割过程例如被外科医生中断时停止，则激光引导装置如机械手必须能够以高精度自动重新定位以继续切割过程。
然而，目前的光或磁跟踪系统不够精确，因为它们的最佳精度通常处于200μm的范围内，这相比于例如机械手引导的激光切骨所需的精度而言是不合适的。除此之外，目前的机械手或类似装置还能够以高达约200μm的精度移动。因而，机械手和跟踪系统的总体精度对于许多应用而言根本不适合。
因此，需要一种(半)自动的外科手术设备和方法，其允许以比较高的精度在具有比较复杂的几何形状的人或动物硬组织中施加切割。
特别地，需要用于提供切割器械如激光束相对于待切割组织的充分精确的移动，以使得可采用比较复杂的切割几何形状。
发明内容
根据本发明，通过如由独立权利要求1的特征定义的计算机辅助的外科手术设备并通过如由独立权利要求12的特征定义的计算机辅助的组织切割方法来解决这种需求。优选实施例是从属权利要求的主题。
特别地，本发明涉及一种计算机辅助的外科手术设备，其包括：具有用于切割患者身体部位的组织的介入部件的外科手术器械；控制单元，该控制单元设置成控制外科手术器械的介入部件关于患者身体部位上的预定切骨线相对于患者身体部位的位置和取向；和跟踪装置，该跟踪装置设置成跟踪患者身体部位的位置和取向。此外，该设备的外科手术器械包括相对于外科手术器械的介入部件固定地安装的光学监视系统，其中该光学监视系统设置成连续检测人或动物硬组织上的自然标志或施加至患者身体部位的标记的位置并且控制单元设置成在检测到标记的位置的预定偏差时调节外科手术器械的介入部件的位置和/或取向。
在本发明的上下文中，术语“患者”涉及任何人类并且还涉及动物。与本发明相结合的术语“组织”可涉及人或动物组织并且优选地涉及硬组织如指甲组织且特别是骨组织。术语“身体部位”可涉及要通过该设备切割的患者的任意合适的身体部位。特别地，本发明可涉及任意骨头，例如患者的上颌骨或上颌、下颌骨或下颌、颅骨等。术语“切骨线”可涉及要沿着其切割身体部位的线。它尤其可限定出切口的几何形状。切口的几何形状例如可借助于例如通过成像技术如光学相干断层扫描(OCT)收集的计算机评估的身体部位的数据来计划。在这种切割计划中，计算机也可计算切骨线。
控制单元可包括计算机，该计算机可配备有硬盘、中央处理单元、随机存取存储器、只读存储器等。该计算机例如可以是个人计算机、便携式计算机等。光学监视系统特别可以是或包括与跟踪装置不同的实体或单元，使得光学监视系统至少部分地与跟踪装置不同。监视系统例如可以通过以刚性方式直接或间接地连接到介入部件而相对于介入部件被固定地安装。例如，它可被螺接、结合或以其它方式刚性地安装在外科手术器械上。标记的位置的上下文中的术语“偏差”可涉及检测出的标记的位置与标记的预期位置之间的差异，其中可根据标记的前一位置和介入部件相对于身体部位的移动来计算预期位置。
除由跟踪装置提供的手术状况的概览图以外，光学监视系统允许关于切骨线特定地控制切割过程。特别地，光学监视系统允许以比较高的精度提供切割过程的数据。通过相对于外科手术器械的介入部件固定地安装监视系统，可排除相应的偏差并且可相应地提高总体控制的精度。监视系统可被调节成以比较高的分辨率提供比较小的区段或窗口的详细信息或详图。此外，监视系统聚焦在可特定地施加至身体部位以监视切骨线或切口的自然标志或标记允许针对切割过程的高精度控制进一步进行定制。因此，根据本发明的设备允许以比较高的精度在具有比较复杂的切割几何形状的身体部位施加切割。
例如，可通过在所施加的切口或切骨线自身上使用自然的可见标志或点标志作为标记或通过在身体部位如计划的切口或切骨线附近的待切割的骨头上施加例如激光照射、另外的人工标记来使用本发明。对于更长的切口，可沿着切口的路径(即切骨线)施加多组这些标记(切口或切骨线自身上可见的标志或另外施加的标记)。利用具有例如一个或优选地两个照相机的监视系统，可自动检测到这些标记。如果可通过监视系统看到或检测到多个标记，则可例如在监视系统坐标系内确定它们的三维位置。或类似地，可计算监视系统相对于这些点的精确位置。由于监视系统关于介入部件刚性地或固定地连接并且可被校准，所以可计算介入部件相对于标记的精确位置。由于监视系统和例如其照相机可具有像素分辨率高的比较小的视野，所以能以高精度确定相对于监视系统的位置。在一特定实施例中，视野为1cm×1cm并且分辨率为1000×1000像素。这种设置将产生对于设备的许多应用而言足够精确的处于10μm的范围内的位置精度。
或者，可使用例如与作为外科手术器械的激光头的扫描镜协作的光学相干断层扫描(OCT)探针来形成身体部位在切口或切骨线周围的三维映射图。然后可使用自然标志、来自所施加的切口的标志和潜在地人为形成的标志来确定激光头关于身体部位的相对位置。
或者，可使用例如对于至少一个照相机而言可见的光源来形成身体部位在切口或切骨线周围的三维映射图。然后可使用自然标志、来自所施加的切口的标志和潜在地人为形成的标志来确定激光头关于身体部位的相对位置。
或者，可使用立体照相机设置来形成身体部位在切口或切骨线周围的三维映射图。然后可使用自然标志、来自所施加的切口的标志和潜在地人为形成的标志来确定激光头关于身体部位的相对位置。
优选地，控制单元设置成基于通过光学监视系统检测出的施加至患者身体部位的标记的位置来计算标记的预期位置。这些检测出的标记的位置优选地用于计算组织相对于介入部件的位置。通过计算预期位置并评估检测出的位置，控制单元允许有效地控制切割过程。特别地，可检测位置关于切骨线的比较小的偏差并且可例如对介入部件执行相应的精确调节以继续精确地切割身体部位。
优选地，控制单元设置成基于标记的以前位置和介入部件相对于身体部位的移动来计算标记的预期位置，其中在标记的预期位置与通过光学监视系统检测出的标记的对应位置不同时检测标记的位置的预定偏差。控制单元的这种设置允许有效地控制切割过程。
优选地，该外科手术器械包括设置成在手术期间对患者身体部位施加标记的标记部件，在所述手术中通过外科手术器械的介入部件沿着切骨线切割患者身体部位。在此上下文中，术语“标记部件”可涉及适合于对身体部位施加标记以关于切骨线监视切割过程的任意装置。它例如可被设置成在切骨线附近或切骨线处的身体部位上施加圆点或线。这种标记部件允许精确地施加针对控制切骨线的目的特别地设置和成形的标记。与此相似，这种控制的精度和效率会比较高。
优选地，该计算机辅助的外科手术设备还包括机械手，其中外科手术器械安装在该机械手上并且控制单元设置成控制该机械手的移动以控制外科手术器械相对于患者身体部位的位置和取向。这种机械手允许以比较高的精度在介入部件的所有运动自由度上有效地调节介入部件相对于身体部位的位置和/或取向。
优选地，介入部件包括激光源。这种激光源允许在身体部位上提供用于切割身体部位的激光束。激光诱导的切割使得可以以比较复杂的切割几何形状精确地切割身体部位。由此，介入部件优选地包括聚焦光学器件和光束转向器。借助于这种聚焦光学器件和光束转向器，激光束可被精确地提供到身体部位上，使得身体部位可被精确地切割。由此，光束转向器尤其可包括一个或多个反射镜等。
优选地，外科手术器械的介入部件与外科手术器械的标记部件相同。这种情况下，外科手术器械可设置成时常施加标记。例如，如果外科手术器械包括激光源，则该激光源可施加激光射击以在身体部位上的特定位置处形成孔作为标记。特别地，这些特定位置可位于切骨线附近或切骨线上。
优选地，该外科手术器械的光学监视系统包括至少一个照相机且优选地两个照相机。这种至少一个照相机可用于观察标记，其中使用两个照相机允许提供标记和身体部位的三维图。由于照相机相对于外科手术器械的介入部件固定地安装，所以可精确地观察和监视标记并且可精确地控制沿着切骨线的切割过程。
优选地，跟踪装置包括照相机。由此，外科手术器械的光学监视系统的至少一个照相机优选地被调节成覆盖患者身体部位在外科手术器械的介入部件作用在患者身体部位上的点周围的组织的监视区域，跟踪装置的照相机优选地被调节成覆盖患者身体部位的概览/总体(overview)区域，并且监视区域优选地小于概览区域。因此，跟踪装置的照相机比监视系统的至少一个照相机更小地聚焦，使得跟踪装置可提供状况的概览并且监视系统可精确地监视沿着切骨线的切削过程。
本发明的另一方面涉及一种计算机辅助的组织切割的方法，该方法包括：预先确定组织上的切骨线；自动控制外科手术器械的介入部件的位置和取向，使得组织沿着切骨线被切割；和跟踪组织的位置。在根据本发明的方法中，通过相对于外科手术器械的介入部件固定地安装的光学监视系统来连续检测施加至组织的标记的位置，其中在检测出标记的位置的预定偏差时调节外科手术器械的介入部件的位置和/或取向。该方法可在体外应用。
与根据本发明的设备相对应，根据本发明的方法允许以比较复杂的切割几何形状并以比较高的精度在身体部位中施加切割。此外，可通过如下文所述的方法的对应的优选实施例来实现上述设备的优选实施例的又一些效果和优点。
优选地，基于通过光学监视系统检测出的施加至患者身体部位的标记的位置来计算标记，并且其中使用这些检测出的标记的位置来计算组织相对于介入部件的位置。
优选地，基于标记的以前位置和介入部件相对于身体部位的移动来计算标记的预期位置，并且其中在标记的预期位置与通过光学监视系统检测出的标记的对应位置不同时检测标记的位置的预定偏差。
优选地，标记在组织沿着切骨线的切割期间施加至组织或另外选择清晰可见的自然标志。
优选地，介入部件包括激光源并且经由激光源所产生的激光束通过光消融来切割组织。由此，激光束优选地由聚焦光学器件聚焦并由光束转向器转向。
优选地，标记由外科手术器械的介入部件施加至组织。优选地，外科手术器械的光学监视系统的至少一个照相机和优选地两个照相机连续检测标记的位置。
优选地，组织的位置由照相机跟踪。由此，外科手术器械的光学监视系统的至少一个照相机被调节成覆盖患者身体部位在外科手术器械的介入部件作用在组织上的点周围的组织的监视区域，并且监视区域优选地小于跟踪组织的位置的照相机被调节至的概览区域。
本发明的这些和其它方面将从下文描述的实施例变得明显并参照下文描述的实施例进行阐述。
附图说明
下文通过示例性实施例的方式并参照附图更详细地描述根据本发明的计算机辅助的外科手术设备和计算机辅助的组织切割方法。
图1示出根据本发明的计算机辅助的外科手术设备的第一实施例和具有切骨线的第一实施例的下颌骨；
图2示出具有切骨线的第二实施例的下颌骨的侧视图；
图3示出具有切骨线的第三实施例的下颌骨的侧视图；
图4示出具有切骨线的第四实施例的下颌骨的侧视图；
图5示出具有切骨线的第五实施例的下颌骨的侧视图；
图6示出具有切骨线的第六实施例的下颌骨的侧视图；
图7示出重新定位后的图7的下颌骨的侧视图；
图8示出具有标记的第一实施例的下颌骨的侧视图；
图9示出具有标记的多个又一些实施例的下颌骨的侧视图；
图10示出根据本发明的计算机辅助的外科手术设备的第二实施例；和
图11示出根据本发明的计算机辅助的外科手术设备的第三实施例。
具体实施方式
图1示出计算机辅助的外科手术设备1的第一实施例的示意图。设备1包括机械手11，该机械手11在其一个纵向端部处固定地设置在支承平台上。在机械手的另一纵向端部上，设置有作为外科手术器械的激光头12，该激光头12可由机械手11在所有自由度上移动。激光头12具有激光源、聚焦光学器件和光束转向器。具有两个照相机15的激光头12的监视系统固定地安装在激光头12上。此外，标记防护件13附接在激光头12上。设备1还包括跟踪装置14和具有计算机16的控制单元。
在设备1的作用范围内，设置有作为患者身体部位或组织的下颌骨2或下颌。标记防护件22附接在下颌骨上。该设备的激光头12沿着切骨线21提供作为介入部件的激光束31到下颌骨2上。由此，下颌骨2由激光束3沿着切骨线21切割。切骨线具有已实现的部分211——即切口，其中下颌骨2已经由激光束31切割——和其中下颌骨2仍待切割的计划部分212。切骨线21具有带直角的规则矩形形状，使得在下颌骨2中形成有多个平行的条形部和凹部。
在设备1被使用时，切骨线21是在下颌骨2上预先确定的。这例如通过例如借助于光学相干断层扫描(OCT)获得下颌骨21的精确形状和状态的数据并通过在计算机中模拟和计算下颌骨2上的切骨线21而电子地执行，所述计算机可以是控制单元的计算机16。设备1和特别是计算机16适当地配置并且下颌骨2设置在设备1的作用范围内的适当位置。
由激光头12提供的激光束31然后沿着切骨线21切割下颌骨2，其中为此激光头12由机械手11移动。激光束31的位置和取向由控制单元自动控制，使得下颌骨2沿着切骨线21被精确地切割。
跟踪装置14捕捉激光头12的标记防护件13和下颌骨2的标记防护件22。为此，跟踪装置例如可配备有聚焦成在其视野中具有两个标记防护件13和22的照相机。在针对于下颌骨2的应用中，这种视野可具有大约20cm×20cm至50cm×50cm的尺寸。标记防护件13和22具有与可经由跟踪装置14容易地识别的几何特征。与此相似，下颌骨2和设备1的总体位置由跟踪装置14跟踪和监视。
在下颌骨2被切割之前和切割时，设备1在计划的或已实现的切骨线21附近或其上连续施加标记，其中它确保始终有至少三个标记处于监视系统的两个照相机15的焦距内。这两个照相机15被调节成使得它们的焦距覆盖约0.5cm×0.5cm-3cm×3cm和优选地约1cm×1cm或1.5cm×1.5cm的视野。照相机的分辨率可以是至少约500×500像素，优选地1000×1000像素以上。为了施加标记，激光头12提供在下颌骨2中光消融小孔的激光束31射击。由此，激光头12和激光束31用作标记部件。这些小孔是位于切骨线12附近或其上的标记。
小孔的位置由光学监视系统的照相机15连续检测并由控制单元的计算机16评估。当控制单元检测出小孔的位置的预定偏差时，通过调节机械手11来修正激光头12和因此激光束31的位置和/或取向。
在图2中，示出了具有切骨线219的第二实施例的下颌骨29。由此，切骨线219具有规则三角形形状，从而在下颌骨29中形成锯状结构。
图3示出具有切骨线218的第三实施例的下颌骨28。切骨线218具有规则矩形形状，从而在下颌骨28中形成多个条形部和凹部。
在图4中，示出了具有切骨线217的第四实施例的下颌骨27。由此，切骨线217具有规则梯形或楔形榫形状。
图5示出具有切骨线216的第五实施例的下颌骨26。切骨线216具有正弦形状，从而在下颌骨26中形成波状结构。
在图6中，示出了具有切骨线215的第六实施例的下颌骨25。切骨线215具有与图1的下颌骨2的切骨线21和图3的下颌骨28的切骨线218相似的规则矩形形状。下颌骨25沿着切骨线215被切开，使得它被分割成上部225和下部235。
图7示出图6的下颌骨25，其中上部225和下部235彼此分离并且被重新装配。由此，下颌骨25的下部235通过一个条形部或凹部关于上部225纵向地移位，使得下部235的条形部设置在上部225的与它们所来源的凹部相邻的凹部中。与此相似，下颌骨25能以精确地预定的方式被整形并且下颌骨25的上部225和下部235的目标位置能在结构上被预先确定。上部225不可能相对于下部235进行轻微或连续的移位。
在图8中，示出了具有切骨线214的第七实施例的下颌骨24。切骨线214同样具有与图1的下颌骨2的切骨线21、图3的下颌骨28的切骨线218和图6的下颌骨25的切骨线215相似的规则矩形形状。下颌骨24具有多组标记224，其中每组都具有靠近切骨线214设置的三个标记224。
图9示出具有切骨线213的第八实施例的下颌骨23。切骨线213同样具有与图1的下颌骨2的切骨线21、图3的下颌骨28的切骨线218、图6的下颌骨28的切骨线215和图8的下颌骨24的切骨线214相似的规则矩形形状。下颌骨23具有多组标记，其中每组都是标记的可行布置的示例以便能以优选方式监视。在第一组中，呈十字形状布置有五个标记223，其中在十字的端部以及交叉处设置有标记224的其中一个。在第二组中，在正方形的角部处布置有四个标记233。在第三组中，在等边三角形的角部处布置有三个标记243。在第四组中，在两个成角度的腿的角部处和端部处布置有三个标记253。在第五组中，在圆的内部布置有两个标记263。在第六组中，在切骨线213自身的标志点上布置有多个标记273，其中这些标志点优选地定位在切骨线213的特定表征点，例如成角度等。
在图10中，示出了计算机辅助的外科手术设备19的第二实施例的示意图。设备19包括机械手119。在机械手119的一个纵向端部上，设置有可由机械手119在所有自由度上移动的作为外科手术器械的激光头129。激光头129具有激光源139、聚焦光学器件和作为光束转向器的三个反射镜149。激光头129的具有两个照相机199的监视系统固定地安装在激光头129上。激光源139提供由反射镜149转向并沿着切骨线213施加而产生切割的激光束39。
使用激光头129和两个校准的照相机199允许直接确定施加在切骨线213或切口上或周围的标记的三维坐标。在此设置中，三个可识别的并且在它们的三维构型中已知的点或标记足以确定激光头129相对于身体部位的位置。
标记的精确形状不重要，只要两个照相机199可以区分具有它们的已知三维构型的最少三个点。这些点可如上所述布置，例如，作为正方形、三角形、十字的角部或诸如圆/椭圆的形状的中心，或甚至已经采用的切口的边缘，或其结合。这些点标记的三维位置必须利用照相机199确定并在身体部位和外科激光头129的任何相对位置变化之前存储。因此优选导致最低的组织损伤量的图案，因此优选实施例是使用两种照相机设置的作为标记的三个小圆点或如下所述的一种照相机设置中的六个小圆点。通过另外使用切骨线213或切口的角部作为标记，甚至可以利用仅两个另外的激光照射点实现。
在使用中，可行的切割过程如下：机械手利用光学跟踪系统定位患者。机械手119移动到目标骨头或身体部位并停止。使用激光头129中的可转向反射镜149，人工标志或标记(例如圆点)利用与用于切割过程的激光相同的激光被激光照射在骨头中(根据需要)，但光子剂量很低以限制组织的损伤。使用可转向反射镜149，激光头129然后开始沿着切骨线213执行计划的切割。通过使用照相机199连续观察各标志，可立即检测到身体部位或机械手119的任何相对位置变化。当检测到这种位置变化时，例如，当身体部位或患者移动或机械手被手动移位时，激光束39立即停止。利用来自跟踪装置或来自观察人工标记的位置信息，机械手119然后可再次定位在身体部位上。利用来自标记和集成的照相机199的位置信息，可精确地确定激光束39相对于患者身体部位的相对姿势。然后可利用可转向反射镜149或利用机械手119补偿任何残留的位置误差，前提是其相对位置控制足够好。一旦已执行切割，则机械手119移动到下一个位置并施加人工标记的新图案。对于比较长的切割，可能需要重复该过程多次，也就是将不同位置处的多个图案激光照射到身体部位中。
图11示出计算机辅助的外科手术设备18的第三实施例的示意图。设备18包括机械手118，该机械手118在其一个纵向端部处固定地连接到作为外科手术器械的激光头128。激光头128可由机械手118在所有自由度上移动。激光头128具有激光源138、聚焦光学器件和作为光束转向器的三个反射镜148。激光头128的具有一个照相机198的监视系统固定地安装在激光头128上。激光源138提供由反射镜148转向并沿着切骨线212施加而产生切割的激光束38。
在图11的简化设置中，仅一个照相机198用于标记的定位。如果照相机198和激光头128被校准，则可在标记已被施加或激光照射在骨头中之后通直接通过三角测量来确定标记的三维位置。为使照相机198确定其相对于这些标记的相对位置，假设表面不平坦，则必须有至少六个点标记是可见的。这与其中仅需三个可见标记的两个照相机设置相反。
虽然已在附图和前面的描述中详细示出和描述本发明，但这种图示和描述应该被看作说明性的或示例性的而不是限制性的。应理解，普通技术人员可在以下权利要求的范围和精神内进行变更和修改。特别地，本发明涵盖具有上文和下文描述的不同实施例的特征的任意组合的其它实施例。例如，可以在这样的实施例中实施本发明，即其中：
·可与二维扫描镜协作地使用OCT探针以映射身体部位在切骨线或切口附近的可见表面的至少一部分。然后可使用可见的自然和/或人工标记来确定外科手术器械或激光头相对于身体部位的相对位置。
·可使用照相机图像可见的或OCT数据中的自然标志和人工标志的组合来确定激光头相对于骨头的相对位置。
本发明还涵盖附图所示的所有其它特征，尽管它们在前面或下面的描述中可能未被个别地描述。此外，可从本发明的主题或从所公开的主题放弃附图和说明书中描述的实施例的单一替代方案及其特征的单一替代方案。本公开包括由在权利要求中定义的特征或示例性实施例组成的主题以及包含所述特征的主题。
此外，在权利要求中，用词“包括”不排除其它要素或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个单元或步骤可实现在权利要求中叙述的多个特征的功能。在相互不同的从属权利要求中叙述的特定措施的纯粹事实并不表示这些措施的结合不可有利地使用。与定语或值相结合的用语“基本上”、“约”、“大约”等特别是还分别明确地定义该定语或明确地定义该值。给定数值或范围的上下文中的术语“约”指的是例如给定值或范围的20％以内、10％以内、5％以内或2％以内的值或范围。权利要求中的任何附图标记均不应当被解释为限制保护范围。
本公开还包含以下其它实施例：
实施例1是一种计算辅助的组织切割或控制计算机辅助的组织切割的方法，该方法包括：预先确定组织上的切骨线；自动控制外科手术器械的介入部件的位置和取向以便沿着切骨线切割组织；和跟踪组织的位置，其中通过相对于所述外科手术器械的所述介入部件固定地安装光学监视系统来连续检测施加至组织的标记的位置，其中在检测到所述标记的位置的预定偏差时调节所述外科手术器械的所述介入部件的位置和/或取向或在检测到所述标记的位置的预定偏差时提供与所述外科手术器械的所述介入部件的位置和/或取向有关的数据用于调节。所述方法可以是体外方法。
实施例2是实施例1的方法，其中基于通过所述光学监视系统检测出的施加至患者身体部位的标记的位置来计算所述标记的预期位置，并且其中使用所述标记的这种检测出的位置来计算所述组织相对于所述介入部件的相对位置。
实施例3是实施例1或2的方法，其中，基于所述标记的以前位置和所述介入部件相对于身体部位的移动来计算所述标记的预期位置，并且其中在所述标记的预期位置与通过所述光学监视系统检测出的标记的对应位置不同时检测所述标记的位置的预定偏差。
实施例4是实施例1至3中任一项的方法，其中，所述标记在沿着所述切骨线切割所述组织期间施加至所述组织。
实施例5是实施例1至4中任一项的方法，其中，所述介入部件包括激光源并且经由由所述激光源产生的激光束通过光消融来切割所述组织。
实施例6是实施例1至5中任一项的方法，其中，所述激光束由聚焦光学器件聚焦并由光束转向器转向。
实施例7是实施例1至6中任一项的方法，其中，所述标记由所述外科手术器械的所述介入部件施加至所述组织。
实施例8是实施例1至7中任一项的方法，其中，所述外科手术器械的所述光学监视系统的至少一个照相机和优选地两个照相机连续检测所述标记的位置。
实施例9是实施例1至8中任一项的方法，其中，通过照相机跟踪所述组织的位置。
实施例10是实施例1至9中任一项的方法，其中，所述外科手术器械的所述光学监视系统的所述至少一个照相机被调节成覆盖患者身体部位的在所述外科手术器械的所述介入部件作用在所述组织上的点周围的组织的监视区域，并且所述监视区域小于跟踪所述组织的位置的照相机被调节至的概览区域。

Claims (15)

1.一种计算机辅助的外科手术设备(1；18；19)，包括
外科手术器械(12；128；129)，所述外科手术器械具有用于切割患者身体部位(2；23；24；25；26；27；28；29)的组织的介入部件；
控制单元(16)，所述控制单元设置成控制所述外科手术器械(12；128；129)的所述介入部件关于所述患者身体部位(2；23；24；25；26；27；28；29)上的预定切骨线(21；213；214；215；216；217；218；219)相对于所述患者身体部位(2；23；24；25；26；27；28；29)的位置和取向；和
跟踪装置(14)，所述跟踪装置设置成跟踪所述患者身体部位(2；23；24；25；26；27；28；29)的位置和取向，
其特征在于，
所述外科手术器械(12；128；129)包括相对于所述外科手术器械(12；128；129)的所述介入部件固定地安装的光学监视系统(15；198；199)，其中所述光学监视系统(15；198；199)设置成连续检测施加至所述患者身体部位(2；23；24；25；26；27；28；29)的标记(223，233，243，253，263，273；224)的位置，并且所述控制单元(16)设置成在检测出所述标记(223，233，243，253，263，273；224)的位置的预定偏差时调节所述外科手术器械(12；128；129)的所述介入部件的位置和/或取向。
2.根据权利要求1所述的计算机辅助的外科手术设备(1；18；19)，其中，所述控制单元(16)设置成基于由所述光学监视系统(15；198；199)检测出的施加至所述患者身体部位(2；23；24；25；26；27；28；29)的标记(223，233，243，253，263，273；224)的位置来计算所述标记(223，233，243，253，263，273；224)的预期位置，并且其中这些检测出的标记(223，233，243，253，263，273；224)的位置被用于计算所述组织相对于所述介入部件的相对位置。
3.根据权利要求1或2所述的计算机辅助的外科手术设备(1；18；19)，其中，所述控制单元(16)设置成基于所述标记(223，233，243，253，263，273；224)的以前位置和所述介入部件相对于所述身体部位(2；23；24；25；26；27；28；29)的移动来计算所述标记(223，233，243，253，263，273；224)的预期位置，其中，在所述标记(223，233，243，253，263，273；224)的预期位置与由所述光学监视系统(15；198；199)检测出的所述标记(223，233，243，253，263，273；224)的对应位置不同时，检测出所述标记(223，233，243，253，263，273；224)的位置的预定偏差。
4.根据前述权利要求中任一项所述的计算机辅助的外科手术设备(1；18；19)，其中，所述外科手术器械(12；128；129)包括标记部件(12；128；129)，所述标记部件设置成在手术期间对所述患者身体部位(2；23；24；25；26；27；28；29)施加所述标记(223，233，243，253，263，273；224)，在所述手术中借助于所述外科手术器械(12；128；129)的介入部件沿着所述切骨线(21；213；214；215；216；217；218；219)切割所述患者身体部位(2；23；24；25；26；27；28；29)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的计算机辅助的外科手术设备(1；18；19)，还包括机械手(11；118；119)，其中所述外科手术器械(12；128；129)安装在所述机械手(11；118；119)上并且所述控制单元(16)设置成控制所述机械手(11；118；119)的移动以便控制所述外科手术器械(12；128；129)相对于所述患者身体部位(2；23；24；25；26；27；28；29)的位置和取向。
6.根据前述权利要求中任一项所述的计算机辅助的外科手术设备(1；18；19)，其中，所述介入部件包括激光源(138；139)。
7.根据权利要求6所述的计算机辅助的外科手术设备(1；18；19)，其中，所述介入部件包括聚焦光学器件和光束转向器(148；149)。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的计算机辅助的外科手术设备(1；18；19)，其中，所述外科手术器械(12；128；129)的所述介入部件与所述外科手术器械的所述标记部件相同。
9.根据前述权利要求中任一项所述的计算机辅助的外科手术设备(1；18；19)，其中，所述外科手术器械(12；128；129)的所述光学监视系统(15；198；199)包括至少一个照相机(15；198；199)且优选地两个照相机(15；198；199)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的计算机辅助的外科手术设备(1；18；19)，其中，所述跟踪装置(14)包括照相机。
11.根据权利要求8和9中任一项所述的计算机辅助的外科手术设备(1；18；19)，其中，所述外科手术器械(12；128；129)的所述光学监视系统(15；198；199)的至少一个照相机(15；198；199)被调节成覆盖所述外科手术器械的所述介入部件作用在所述患者身体部位(2；23；24；25；26；27；28；29)上的点周围的所述患者身体部位(2；23；24；25；26；27；28；29)的组织的监视区域，所述跟踪装置(14)的照相机被调节成覆盖所述患者身体部位(2；23；24；25；26；27；28；29)的概览区域，并且所述监视区域小于所述概览区域。
12.一种计算机辅助的组织切割方法，包括：
在所述组织上预先确定切骨线(21；213；214；215；216；217；218；219)；
自动控制外科手术器械(12；128；129)的介入部件的位置和取向，从而沿着所述切骨线(21；213；214；215；216；217；218；219)切割所述组织；和
跟踪所述组织的位置；
其特征在于，
借助相对于所述外科手术器械(12；128；129)的所述介入部件固定地安装的光学监视系统(15；198；199)连续检测施加至所述组织的标记(223，233，243，253，263，273；224)的位置，其中在检测出所述标记(223，233，243，253，263，273；224)的位置的预定偏差时调节所述外科手术器械(12；128；129)的所述介入部件的位置和/或取向。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，基于由所述光学监视系统(15；198；199)检测出的施加至所述患者身体部位(2；23；24；25；26；27；28；29)的标记(223，233，243，253，263，273；224)的位置来计算所述标记(223，233，243，253，263，273；224)的预期位置，并且使用检测出的标记(223，233，243，253，263，273；224)的位置来计算所述组织相对于所述介入部件的相对位置。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，基于所述标记(223，233，243，253，263，273；224)的以前位置和所述中介部件相对于身体部位的移动来计算所述标记(223，233，243，253，263，273；224)的预期位置，并且，在所述标记(223，233，243，253，263，273；224)的预期位置与由所述光学监视系统检测出的标记(223，233，243，253，263，273；224)的对应位置不同时，检测出所述标记(223，233，243，253，263，273；224)的位置的预定偏差。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中，在沿着所述切骨线(21；213；214；215；216；217；218；219)切割所述组织期间对所述组织施加所述标记(223，233，243，253，263，273；224)。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106235998A (zh) * 2016-08-26 2016-12-21 梁怡 一种牙科用修齿装置及系统
CN108030551A (zh) * 2017-12-06 2018-05-15 上海波城医疗科技有限公司 手术机械臂行程校正系统及方法
CN109414288A (zh) * 2016-06-22 2019-03-01 先进截骨工具 -Aot股份公司 激光胸骨刀
CN109640858A (zh) * 2016-06-20 2019-04-16 北德克萨斯大学 非整体复合骨材料的激光辅助加工（lam）
CN110366392A (zh) * 2016-12-22 2019-10-22 先进截骨工具 -Aot股份公司 激光烧蚀设备以及用于操作和制造这种设备的方法
CN112888395A (zh) * 2018-10-22 2021-06-01 阿克拉伦特公司 用于实时更新穿行摄像机放置的方法和系统
CN113100938A (zh) * 2021-03-26 2021-07-13 复旦大学附属中山医院 外科能量器械及外科手术设备
WO2021227548A1 (zh) * 2020-05-12 2021-11-18 北京航空航天大学 一种下颌骨切削手术的数字化引导系统

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105431102B (zh) 2013-06-11 2018-01-30 迷你麦克斯医疗 用于身体部分的计划量的处理的系统
CN105395295B (zh) * 2015-11-24 2017-05-10 张海钟 一种用于口腔和牙齿治疗的机器人系统
US9992480B1 (en) * 2016-05-18 2018-06-05 X Development Llc Apparatus and methods related to using mirrors to capture, by a camera of a robot, images that capture portions of an environment from multiple vantages
CN115317123A (zh) * 2016-08-10 2022-11-11 澳大利亚机器人骨科学院有限公司 机器人辅助的激光手术系统
DE102016118123A1 (de) * 2016-09-26 2018-03-29 Medineering Gmbh Medizinischer Haltearm zur Einbindung in ein OP-Navigationssystem
JP6778427B2 (ja) * 2016-09-26 2020-11-04 北海道公立大学法人 札幌医科大学 手術支援器具、手術支援アセンブリ、手術支援器具のベース部の作成装置、手術支援器具のベース部の作成方法、及びプログラム
US11202674B2 (en) 2018-04-03 2021-12-21 Convergent Dental, Inc. Laser system for surgical applications
CN109820590B (zh) * 2019-02-15 2024-04-12 中国人民解放军总医院 一种骨盆骨折复位智能监控系统
EP4051153A4 (en) * 2019-10-28 2023-11-29 President And Fellows Of Harvard College COMPACT LASER STEERING END EFFECTOR
US11161204B1 (en) 2020-04-10 2021-11-02 Amnio Technology Llc Allograft optimization system
CN114599301A (zh) * 2020-07-31 2022-06-07 马佐尔机器人有限公司 手术环境中的物体检测和避开
CN112587243B (zh) * 2020-12-15 2022-06-07 深圳市精锋医疗科技股份有限公司 手术机器人及其控制方法、控制装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1481764A (zh) * 2003-08-15 2004-03-17 北京航空航天大学 机器人导航骨科手术装置
CN1711976A (zh) * 2005-07-21 2005-12-28 复旦大学 一种手术导航工具
WO2011035792A1 (en) * 2009-09-22 2011-03-31 Hans-Florian Zeilhofer Carlo-computer assisted and robot guided laser-osteotome
CN102470014A (zh) * 2009-06-29 2012-05-23 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于在医疗过程中进行跟踪的方法和装置
US20130035696A1 (en) * 2011-06-21 2013-02-07 Motaz Qutub Method and apparatus for determining and guiding the toolpath of an orthopedic surgical robot

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8565860B2 (en) * 2000-08-21 2013-10-22 Biosensors International Group, Ltd. Radioactive emission detector equipped with a position tracking system
US8435033B2 (en) * 2010-07-19 2013-05-07 Rainbow Medical Ltd. Dental navigation techniques
JP5641835B2 (ja) * 2010-09-10 2014-12-17 株式会社ディスコ 分割方法
US9188973B2 (en) * 2011-07-08 2015-11-17 Restoration Robotics, Inc. Calibration and transformation of a camera system's coordinate system
US9060794B2 (en) * 2011-10-18 2015-06-23 Mako Surgical Corp. System and method for robotic surgery

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1481764A (zh) * 2003-08-15 2004-03-17 北京航空航天大学 机器人导航骨科手术装置
CN1711976A (zh) * 2005-07-21 2005-12-28 复旦大学 一种手术导航工具
CN102470014A (zh) * 2009-06-29 2012-05-23 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于在医疗过程中进行跟踪的方法和装置
WO2011035792A1 (en) * 2009-09-22 2011-03-31 Hans-Florian Zeilhofer Carlo-computer assisted and robot guided laser-osteotome
US20130035696A1 (en) * 2011-06-21 2013-02-07 Motaz Qutub Method and apparatus for determining and guiding the toolpath of an orthopedic surgical robot

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109640858A (zh) * 2016-06-20 2019-04-16 北德克萨斯大学 非整体复合骨材料的激光辅助加工（lam）
CN109640858B (zh) * 2016-06-20 2022-02-01 北德克萨斯大学 非整体复合骨材料的激光辅助加工(lam)
CN109414288A (zh) * 2016-06-22 2019-03-01 先进截骨工具 -Aot股份公司 激光胸骨刀
CN109414288B (zh) * 2016-06-22 2022-01-18 先进截骨工具 -Aot股份公司 激光胸骨刀
CN106235998A (zh) * 2016-08-26 2016-12-21 梁怡 一种牙科用修齿装置及系统
CN110366392A (zh) * 2016-12-22 2019-10-22 先进截骨工具 -Aot股份公司 激光烧蚀设备以及用于操作和制造这种设备的方法
CN110366392B (zh) * 2016-12-22 2023-10-20 先进截骨工具 -Aot股份公司 激光烧蚀设备以及用于操作和制造这种设备的方法
CN108030551A (zh) * 2017-12-06 2018-05-15 上海波城医疗科技有限公司 手术机械臂行程校正系统及方法
CN112888395A (zh) * 2018-10-22 2021-06-01 阿克拉伦特公司 用于实时更新穿行摄像机放置的方法和系统
WO2021227548A1 (zh) * 2020-05-12 2021-11-18 北京航空航天大学 一种下颌骨切削手术的数字化引导系统
CN113100938A (zh) * 2021-03-26 2021-07-13 复旦大学附属中山医院 外科能量器械及外科手术设备
CN113100938B (zh) * 2021-03-26 2022-08-16 复旦大学附属中山医院 外科能量器械及外科手术设备

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