CN109561947A - 用于形成外科机器人引导系统的基准标记的夹板装置及相关联的方法 - Google Patents

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Abstract

提供用于外科机器人的引导系统的实施夹板装置的方法和相关联的夹板装置。夹板本体包括从中间部分的相对的横向侧延伸的第一和第二稳定部分，并限定U通道。中间部分或中间部分和稳定部分之一限定沿U通道延伸的桥接部分。由桥接部分接纳的分隔构件延伸到U通道中并沿U通道纵向延伸。粘合材料在U通道内与夹板本体接合。U通道围绕诸如患者的牙齿或颌部的物体接合，并被朝向该物体推动，使得分隔构件接合该物体并将粘合材料分离到与第一稳定部分接合的第一部分和与第二稳定部分接合的第二部分中。

Description

用于形成外科机器人引导系统的基准标记的夹板装置及相关 联的方法
背景
技术领域
本申请涉及外科机器人和相关联的引导系统，并且更具体地，涉及用于形成基准标记(fiducial marker)和/或跟踪标记(tracking marker)的夹板装置，该基准标记和/或跟踪标记用在例如在与患者的头部相关联的外科手术(诸如口腔外科)中使用的外科机器人的引导系统。
背景技术
机器人系统正越来越多地在外科应用中实施。一个这样的示例涉及用在口腔外科中的外科机器人。这种机器人通常与用以引导由外科机器人实施的外科器械的引导系统相关联。该引导系统还可以构造成参与外科预先计划过程，无论是通过参与收集和/或分析患者数据并且计划外科手术，或是通过依靠预先计划数据来引导外科器械以进行外科手术。
在特定的外科手术中，一些外科机器人系统依赖于与患者身体相关联的固定参考点来引导外科机器人。也就是说，一些这样的外科机器人系统相对于患者身体限定了参照系，以便在手术期间(无论是在预先计划期间还是在实际外科手术本身期间)考虑或以其它方式补偿患者的移动或运动。该参考点也必须是可重复的，使得多重接合/脱离(即，预先计划和实际外科手术之间的时间段)不改变由外科机器人或与其相关联的引导系统实施的参考系。
在特定情况下，由用于外科机器人的引导系统实施的参考点(或定义该参考点的引导系统和患者之间的连接)可以通过例如光学形态、机械形态、声学形态、或其它合适和适当的跟踪/引导形态或其组合实现。在一些形态中，特别是用在口腔外科应用中，可以实现用于形成参考点的一种机械形态(即，“基准标记”)，例如，通过将刚性元件附接/固定到患者的头部/牙齿/颌部。在一些情况下，这种刚性元件可以被称为夹板并且可以包括夹板(参见例如图1、2A和2B中的现有技术)。这种夹板通常可以包括例如夹紧颌部或一颗或多颗牙齿的保持器部分(即，借助于诸如施加在保持器部分和牙齿或颌部之间的丙烯酸材料的粘合物质)；安装部分(即，安装臂25)，安装部分将保持器部分连接到运动安装部；以及运动安装部本身，运动安装部可包括用于与外科机器人的引导系统相关联的跟踪部分的附接点(即，其中，例如，反射标记可以安装到用于基准标记的光学跟踪的附接点，或者附接点可以包括固定位置，固定位置用于与其形成用于基准标记的机械跟踪的机械连接，或者附接点可以以其它方式构造成接纳与用于基准标记的任何其它合适的跟踪布置相关联的适当元件。
在这种情况下，保持器在整个外科手术中尽可能刚性(即，保持器本身的结构以及其对患者的牙齿/颌部的固定)可能是较佳的。然而，当外科手术完成时，保持器被容易地移除可能也是较佳的。在某些情况下，保持器可重复地被移除和替换可能是较佳的，例如，在预先计划手术(即，CT扫描)和外科手术之间，预先计划手术可以在一天(当保持器必须就位因此在扫描中捕获与其相关联的基准标记时)中发生，而外科手术可以在另一天(其中外科手术需要保持器就位以跟踪/引导外科手术)中发生。
这种现有技术的夹板装置例如如图1、2A和2B中所示，还需要仔细平衡待施加的粘合材料(即，牙科丙烯酸)，以便有效地将保持器部分刚性地安装到患者的牙齿。例如，如果在保持器部分中施加太少的粘合材料，则夹板装置可能很容易就从牙齿分离，因为粘合材料的量可能不足以将保持器粘合到牙齿上以充分抵抗在外科手术期间施加于其上的力。然而，如果将过多的粘合材料施加到保持器部分，则多余的粘合材料可能流入牙齿底切部(即，牙齿中牙齿朝向牙龈线和/或牙齿之间的空间变窄的部分)中，在外科手术结束时，例如，如果不钻入固化的粘合材料中以从一颗/多颗牙齿移除保持器部分，保持器部分将不可移除。在这种情况下，保持器部分可能不会对特定患者可重复使用，并且如果需要进一步的手术，则还可能需要新的保持器部分，包括用于基准标记和/或跟踪标记的新的安装部分。
由此，需要一种用于形成例如口腔外科中使用的外科机器人的引导系统用的基准标记的夹板装置，其解决了现有技术装置的这些和其它限制。
发明内容
本公开的方面满足了上述和其它需要，其中在一个具体方面，提供了一种与外科机器人的引导系统一起使用的夹板装置，例如，用于与患者头部相关联的外科手术，诸如口腔外科、神经外科或耳鼻喉外科。
在一个方面，提供了一种与外科机器人的引导系统一起使用的夹板装置，其中这种装置可包括具有相对的横向侧的横向延伸的中间部分，并且第一和第二稳定部分从中间部分的相对的横向侧延伸，中间部分以及第一和第二稳定部分协配以形成夹板本体，夹板本体限定纵向延伸的U通道。桥接部分由夹板本体的中间部分或夹板本体的中间部分以及第一和第二稳定部分之一限定，并且桥接部分沿U通道纵向延伸。构造成被桥接部分接纳的分隔构件，其中分隔构件从桥接部分向内延伸到在第一和第二稳定部分之间的U通道中，并沿着该U通道纵向延伸。
本公开的另一方面提供了一种实施夹板装置的方法，该夹板装置与外科机器人的引导系统一起使用，例如，用于与患者头部相关联的外科手术，诸如口腔外科、神经外科或耳鼻喉外科。
本公开的又一方面提供了一种实施夹板装置的方法，该夹板装置与外科机器人的引导系统一起使用，其中夹板装置包括具有相对的横向侧的横向延伸的中间部分，以及从中间部分的相对的横向侧延伸的第一和第二稳定部分。中间部分以及第一和第二稳定部分协配以形成限定纵向延伸的U通道的夹板本体。另外，夹板本体的中间部分或夹板本体的中间部分以及第一和第二稳定部分之一限定了沿U通道纵向延伸的桥接部分。这种涉及夹板装置的方法包括将分隔构件与桥接部分接合，其中，分隔构件从桥接部分向内延伸到在第一和第二稳定部分之间的U通道中，并沿着该U通道纵向延伸。粘合材料在由夹板本体限定的U通道内与夹板本体接合。夹板本体的U通道围绕物体接合，并且将夹板本体朝向该物体推动，使得分隔构件接合该物体并将粘合材料分离到与第一稳定部分接合的其第一部分和与第二稳定部分接合的其第二部分中。
因此，本公开包括但不限于以下实施例：
实施例1：一种与外科机器人的引导系统一起使用的夹板装置，所述装置包括具有相对的横向侧的横向延伸的中间部分；第一和第二稳定部分，第一和第二稳定部分从中间部分的相对的横向侧延伸，中间部分以及第一和第二稳定部分协配以形成夹板本体，夹板本体限定纵向延伸的U通道；桥接部分由夹板本体的中间部分或夹板本体的中间部分以及第一和第二稳定部分之一限定，并且沿U通道纵向延伸；以及构造成被桥接部分接纳的分隔构件，该分隔构件从桥接部分向内延伸到在第一和第二稳定部分之间的U通道中，并沿着该U通道纵向延伸。
实施例2：任何在先或后续实施例的装置或其组合，其中中间部分包括在横向侧之间延伸的相对的向内和向外表面，向内和向外表面在其间限定截面厚度，并且其中桥接部分具有相对于中间部分的截面厚度减小的厚度。
实施例3：任何在先或后续实施例的装置或其组合，其中桥接部分的截面厚度从中间部分的向内表面朝向向外表面减小，并且其中中间部分和桥接部分由此限定构造成在其中接纳分隔构件的桥接通道。
实施例4：任何在先或后续实施例的装置或其组合，其中桥接部分沿其长度的一部分限定穿孔，并且分隔构件构造成接合穿孔以便被桥接部分保持。
实施例5：任何在先或后续实施例的装置或其组合，其中中间部分包括在横向侧之间延伸的相对的向内和向外表面，其中向内和向外表面在其间限定中间部分截面厚度，其中第一和第二稳定部分各自包括从中间部分的相应横向侧延伸的相对的向内和向外表面，其中向内和向外表面在其间限定相应的第一和第二稳定部分截面厚度，并且其中桥接部分具有相对于中间部分截面厚度或第一或第二稳定部分截面厚度减小的厚度。
实施例6：任何在先或后续实施例的装置或其组合，其中桥接部分的截面厚度从中间部分或第一或第二稳定部分的向内表面朝向向外表面减小，并且其中中间部分、第一或第二稳定部分和桥接部分由此限定构造成在其中接纳分隔构件的桥接通道。
实施例7：任何在先或后续实施例的装置或其组合，包括与夹板本体接合并从U通道向外延伸的安装部分。
实施例8：任何在先或后续实施例的装置或其组合，其中第一和第二稳定部分之一限定一个或多个释放端口，该一个或多个释放端口与分隔构件协配，使得设置在U通道内的粘合材料在夹板本体围绕物体接合并将夹板本体朝向物体推动时，通过分隔构件接合物体而被分离到与第一稳定部分接合的其第一部分和与第二稳定部分接合的其第二部分中，并且其中任何多余的粘合材料通过该一个或多个释放端口从U通道释放。
实施例9：一种实施与外科机器人的引导系统一起使用的夹板装置的方法，该夹板装置包括具有相对的横向侧的横向地延伸的中间部分，和从中间部分的相对的横向侧延伸的第一和第二稳定部分，其中中间部分以及第一和第二稳定部分协配以形成夹板本体，夹板本体限定纵向延伸的U通道，并且其中夹板本体的中间部分或夹板本体的中间部分与第一和第二稳定部分之一限定沿着U通道纵向延伸的桥接部分，所述方法包括将分隔构件与桥接部分接合，分隔构件从桥接部分向内延伸到在第一和第二稳定部分之间的U通道中，并沿着该U通道纵向延伸；使粘合材料在由夹板本体限定的U通道内与夹板本体接合；以及使夹板本体的U通道围绕物体接合，并且将夹板本体朝向该物体推动，使得分隔构件接合该物体并将粘合材料分离到与第一稳定部分接合的其第一部分和与第二稳定部分接合的其第二部分中。
实施例10：任何在先或后续实施例的方法或其组合，其中中间部分包括在横向侧之间延伸的相对的向内和向外表面，向内和向外表面在其间限定截面厚度，其中桥接部分具有相对于从中间部分的向内表面朝向向外表面的中间部分的截面厚度减小的厚度，其中中间部分和桥接部分由此限定桥接通道，并且其中将分隔构件与桥接部分接合包括将分隔构件插入桥接通道中。
实施例11：任何在先或后续实施例的方法或其组合，其中桥接部分沿其长度的一部分限定穿孔，并且其中将分隔构件与桥接部分接合包括使分隔构件与穿孔接合使得分隔构件被桥接部分保持。
实施例12：任何在先或后续实施例的方法或其组合，其中中间部分包括在横向侧之间延伸的相对的向内和向外表面，其中向内和向外表面在其间限定中间部分截面厚度，其中第一和第二稳定部分各自包括从中间部分的相应横向侧延伸的相对的向内和向外表面，其中向内和向外表面在其间限定相应的第一和第二稳定部分截面厚度，其中桥接部分的厚度从中间部分或第一或第二稳定部分的向内表面朝向向外表面减小，其中中间部分、第一或第二稳定部分和桥接部分由此限定桥接通道，并且其中将分隔构件与桥接部分接合包括将分隔构件插入桥接通道中。
实施例13：任何在先或后续实施例的装置或其组合，包括使安装部分与夹板本体接合，使得安装部分从U通道向外延伸。
实施例14：任何在先或后续实施例的方法或其组合，其中第一和第二稳定部分之一限定一个或多个释放端口，并且其中将夹板本体的U通道围绕患者的物体接合包括将夹板本体的U通道围绕物体接合，并且将夹板本体朝向物体推动，使得与物体接合的分隔构件将粘合材料分离到与第一稳定部分接合的其第一部分和与第二稳定部分接合的其第二部分中，并且任何多余的粘合材料通过一个或多个释放端口从U通道释放。
通过阅读以下详细描述和在下文中简要描述的附图，本公开的这些和其它特征、方面和优点将是清楚的。本公开包括在该公开中阐述或在任何一项或多项权利要求中记载的两个、三个、四个或更多个特征或元件的任何组合，无论这种特征或元件是否清楚地组合或以其它方式在本文中的具体实施例描述或权利要求书中记载。除非本公开的上下文中明确地另作规定，本公开旨在整体地阅读，使得本公开的任何可分特征或元件在其方面和实施例中的任何一个中应被看作是预期的、即被看作是可组合的。
附图说明
如上总地描述本公开后，现将参考不一定按比例绘制的附图，并且其中：
图1示意性地示出了现有技术的夹板装置，该夹板装置与诸如患者口腔的物体的代表性模型接合，以便提供用于外科机器人的引导系统的基准标记和/或跟踪标记；
图2A和2B示意性地示出了现有技术的夹板装置，该夹板装置与诸如患者口腔的物体的代表性模型接合，以便提供用于外科机器人的引导系统的基准标记和/或跟踪标记(图2A)和现有技术的夹板装置脱离患者口腔的代表性模型(图2B)；
图3A-3C示意性地示出了根据本公开的一个方面的夹板装置的各种视图，该夹板装置构造成为外科机器人的引导系统提供基准标记和/或跟踪标记；
图4A-4C示意性地示出了夹板装置的各种视图，该夹板装置包括夹板本体和分隔构件，构造成根据图3A-3C中所示的本公开的方面为外科机器人的引导系统提供基准标记和/或跟踪标记；
图5A和5B示意性地示出了根据本发明的一个方面的夹板装置，该夹板装置与诸如患者口腔的物体的代表性模型接合，以便提供用于外科机器人的引导系统的基准标记和/或跟踪标记；
图6示意性地示出了根据本公开的一个方面实施夹板装置的方法，该夹板装置与外科机器人的引导系统一起使用，例如，用于口腔外科；以及图7示意性地示出了根据本公开的另一方面的模制的聚合物夹板装置，其结合有接合布置的一部分和结合有接合布置的互补部分的安装部分/运动安装部，以便提供与夹板装置相关联的可重复使用的安装部分/运动安装部。
具体实施方式
以下将参照附图更完全地描述本公开，在附图中示出了本公开的某些方面但不是所有方面。实际上，本公开可以以许多形式实施并且不应理解为被限制于本文中所阐述的各方面；相反，提供这些方面使得本公开将满足可适用的法律要求。相同的附图标记始终指示相同的元件。
本公开的特定方面，例如图3A-3C和4A-4C中所示，提供夹板装置100，其与外科机器人的引导系统一起使用，例如用于口腔外科、或许多其它外科或非外科手术。然而，本领域技术人员将理解，本文公开的夹板装置的概念如形成基准标记和/或跟踪标记或者以其它方式用于外科机器人系统的参考系，可适用于其它不涉及口腔外科的外科过程，例如整形外科、耳鼻喉外科和神经外科。由此，本文提出的本公开的方面仅仅是所公开构思的适用性的示例，并不旨在以任何方式进行限制。
在一个方面，这种夹板装置100可包括例如具有相对的横向侧210、220的横向延伸的中间部分200，和从中间部分200的相对的横向侧210、220延伸的第一和第二稳定部分300、400。因此，中间部分200以及第一和第二稳定部分300、400协配以形成夹板本体150，夹板本体150在其中限定纵向延伸的U通道50。桥接部分500由夹板本体150的中间部分200或中间部分200以及第一和第二稳定部分300、400之一限定，其中桥接部分500构造成沿着U通道50纵向延伸。分隔构件600构造成被桥接部分500接纳。在被桥接部分500接纳时，分隔构件600从桥接部分500向内延伸到(即，突出到)在第一和第二稳定部分300、400之间的U通道50中并沿着该U通道50纵向延伸。
在一些方面，安装部分700可以与夹板本体150接合，并且在特定方面，安装部分700还可以构造成从夹板本体150向外延伸并从U通道50向外延伸。即，安装部分700(即，安装臂)从夹板本体150延伸，以将夹板本体150连接到运动安装部800。运动安装部800本身可包括用于跟踪部分(或跟踪臂或其它跟踪构造)的附接点，该跟踪部分与手术机器人的引导系统相关联(即，其中，例如，反射标记可以安装到用于基准标记或夹板装置本身的光学跟踪的附接点，或者附接点可包括固定位置，固定位置用于与其形成用于基准标记的机械跟踪的机械连接，或者附接点可以以其它方式构造成接纳与用于基准标记的任何其它合适的跟踪布置相关联的适当元件)。在其它方面，运动安装部800可以构造成或以其它方式布置成用作特定跟踪装置(例如，可以永久地固附到运动安装部800并且构造成被光学型跟踪装置(即光学跟踪标记)可跟踪的一个或多个标记)的固定的安装位置。
在一些方面，中间部分200包括在横向侧210、220之间延伸的相对的向内和向外表面230、240。向内和向外表面230、240协配以限定其间的中间部分截面厚度。在一些情况下，桥接部分500具有相对于中间部分200的截面厚度减小的厚度。更具体地，在一个方面，桥接部分500的截面厚度从中间部分200的内表面230朝向外表面240减小。因此，在这种情况下，中间部分200和桥接部分500协配以限定桥接通道250，桥接通道250构造成在其中接纳(例如，以摩擦配合)分隔构件600。在另一方面，附加于或替代于分隔构件600以摩擦配合接纳在桥接通道250内，桥接部分500沿着其长度的一部分限定一个或多个穿孔550。在这种情况下，分隔构件600构造成与穿孔550接合以便保持在U通道50内。即，穿孔550构造成与关联于分隔构件600的相应构造相互作用，以便将分隔构件600固定到桥接部分500(即，使得分隔构件600被桥接部分500保持，例如，通过卡配布置)。
第一和第二稳定部分300、400各自包括相对的向内表面320、420和从中间部分200的相应横向侧210、220延伸的向外表面340、440。向内和向外表面在其间限定相应的第一和第二稳定部分截面厚度。在一些方面，桥接部分250具有相对于中间部分截面厚度或第一或第二稳定部分截面厚度减小的厚度。在具体方面，桥接部分500的厚度分别从中间部分200的向内表面230朝向向外表面240减小，或者从第一或第二稳定部分300、400的向内表面320、420朝向向外表面340、440减小。即，桥接部分500可以由中间部分200限定、或者由稳定部分300、400之一限定、或者通过中间部分200以及第一和第二稳定部分300、400之一之间的协配限定。由此，中间部分200、第一或第二稳定部分300、400和桥接部分500单独地或组合地限定桥接通道250，桥接通道250构造成在其中接纳分隔构件600。
在一些方面，如先前所公开和示出的，例如，在图3A-3C和4A-4C中，第一和第二稳定部分300、400与中间部分200接合，以便大致彼此相对并且彼此横向间隔开。由此，第一和第二稳定部分300、400的内表面320、420大致彼此相对并且彼此横向间隔开，并且与中间部分协配以限定U通道50。U通道50可以大致是例如“U”通道或倒转的“U”通道的形式，如适当的或期望的用于安装到例如患者的口腔/牙齿/颌部的物体上。在其它情况下，该物体是非人类/非解剖的物体。更具体地，本申请主题的一个隐含前提是牙科植入系统仅是解决物体(即，患者的颌部或口腔，或非人类/非解剖的物体，例如单件木材)的任何移动的系统的一个示例，其中要植入元件或植入物(即牙科植入物，或要植入单件木材中的钉子)。因此，要解决的问题是如何确定相互作用装置假定行进的路径以便将植入物放置在物体中，并且在该物体移动时，适当地调整该路径以重新建立植入物相对于物体的期望取向。在这种情况下，“物体”可以是任何可移动的东西——它可以是接纳植入物的患者口腔或接纳钉子的单块木材。在一个示例性应用中，倒转的“U”通道可应用于下部物体，诸如患者的下颌或下部牙齿，而“U”通道可应用于上部物体，诸如患者的上颌或上部牙齿。在安装到诸如患者的口腔/牙齿/颌部的物体上时，安装部分700设置在U通道50的外部并且从U通道50向外延伸。
在一些方面，例如，如图3A-3C和4A-4C中所示，第一和第二稳定部分300、400相对于中间部分200各自延伸至少90度。由此，第一和第二稳定部分300、400从其相应的与桥接部分200接合的第一端朝向其相应的自由或未附接的第二端发散(diverge)。然而，本领域技术人员将理解，根据本文公开的方面，相应的稳定部分和桥接部分之间的接合角度可以根据需要或期望变化。例如，第一和第二稳定部分之一与桥接部分之间的接合角度可以不必与第一和第二稳定部分中的另一个与桥接部分之间的接合角度相同。在其它情况下，稳定部分和桥接部分之间的接合角度可以是大约90度或小于90度。
U通道50可以纵长延伸，例如，在诸如一颗牙齿的物体上或在多颗牙齿上或沿着诸如患者口腔中的颌部的一部分的物体延伸。如图5A和5B中所示，在一种情况下，U通道50可以在包括患者口腔中的多个牙齿的物体上延伸。
在本公开的一些方面，包括夹板本体150和分隔构件600的夹板装置100可以协配以执行与现有技术夹板装置相关联的类似功能。更具体地，其中安装有分隔构件600的U通道50还构造成在其中接纳粘合材料，以便于接合并粘合到结构或物体(例如，患者的一颗/多颗牙齿或颌部)。
一旦粘合材料被接纳在U通道50内，夹板装置100被施加到诸如患者的一颗/多颗牙齿或颌部的物体上，并且中间部分200被朝向物体推动，直到分隔构件600邻接该物体或抵靠该物体坐落。在这样做时，设置在U通道50内的粘合材料在夹板本体150围绕物体接合并且将夹板本体150朝向物体推动时，通过分隔构件600接合物体，被分离到粘合材料与第一稳定部分300接合的第一部分(即，粘合材料设置在第一稳定部分300和物体之间的部分)和粘合材料与第二稳定部分400接合的第二部分(即，粘合材料设置在第二稳定部分400和物体之间的部分)中。在这点上，本领域技术人员将理解，分离构件600与物体接合的边缘可以通过例如成像或表面轮廓技术预先构造成匹配或对应于与其接合的物体的具体表面的轮廓。
在夹板装置100的一些方面中，例如，由于粘合材料被分隔构件分离或分份，可以构造成使得第一和第二稳定部分300、400中的一个(即，稳定部分的任一个或者两者)限定一个或多个释放端口750。一个或多个释放端口750构造成与分隔构件600协配，使得在分隔构件600接合物体的过程中，在U通道50内的任何多余的粘合材料通过该一个或多个释放端口750从U通道50释放。
根据本公开的方面，当期望从物体移除夹板装置100时，第一和第二稳定部分300、400可以从彼此脱离，并且单独地从物体移除，而没有现有技术的夹板装置的限制。例如，即使使用比所需更多的粘合材料(即，牙科丙烯酸)将夹板装置100固定到诸如患者的牙齿的物体上，通过粘合材料向外流出一个或多个释放端口750来释放多余的粘合材料。因此，借助分隔构件600将粘合材料分离成第一和第二部分，第一和第二稳定部分300、400可以从彼此脱离以允许移除夹板装置100，无需如通常移除现有技术的夹板装置所需要的例如钻入或切入固化的粘合材料以从物体上移除夹板装置。即，例如，即使使用比所需更多的粘合材料(即，牙科丙烯酸)将夹板装置100固定到诸如患者的一颗/多颗牙齿或颌部的物体上，并且这种多余的粘合材料已经流入牙齿底切部(即，牙齿中牙齿朝向牙龈线和/或牙齿之间的空间变窄的部分)超过通常必需或期望的，在手术结束时仍然可以容易分离并移除夹板装置100的稳定部分300、400。更具体地，在一些方面，稳定部分300、400可以容易地从彼此分离，例如，通过沿着桥接部分500切割中间部分200。即，通过沿着桥接部分500纵向切割并穿过桥接部分500切割(即，到达分隔构件600)，通过切断中间部分200及其之间的连接分离第一和第二稳定部分300、400。第一和第二稳定部分300、400以及分别将第一和第二稳定部分300、400固定到物体上的粘合材料的第一和第二部分，由于粘合材料中的不连续性然后能单独从物体移除。
本公开的又一方面可包括实施夹板装置的方法，该夹板装置与外科机器人的引导系统一起使用，例如，用于口腔外科(参见例如图6中所示的过程图)，其中，这种夹板装置可包括具有相对的横向侧的横向延伸的中间部分，以及从中间部分的相对的横向侧延伸的第一和第二稳定部分，其中中间部分以及第一和第二稳定部分协配以形成限定纵向延伸的U通道的夹板本体，并且夹板本体的中间部分、或中间部分以及第一和第二稳定部分之一限定了沿U通道纵向延伸的桥接部分。
这种方法可以包括使夹板本体的桥接部分与分隔构件接合，其中分隔构件从桥接部分向内延伸到在第一和第二稳定部分之间的U通道中并沿着U通道纵向延伸(框825)，并且使粘合材料在由夹板本体限定的U通道内与夹板本体接合(框850)。夹板本体的U通道然后围绕诸如患者的牙齿或颌部的物体接合，并且将夹板本体朝向该物体推动，使得分隔构件接合该物体并将粘合材料分离到与第一稳定部分接合的其第一部分和与第二稳定部分接合的其第二部分中(框875)。
此外，在一些情况下，中间部分200包括在其横向侧210、220之间延伸的相对的向内和向外表面230、240，其中向内和向外表面230、240限定其间的截面厚度。桥接部分500可因此构造成具有相对于中间部分200的截面厚度减小的厚度，其中该减小从中间部分200的向内表面230朝向向外表面240延伸，其中中间部分200和桥接部分500因此限定桥接通道250。由此，将分隔构件600与桥接部分500接合的步骤包括将分隔构件600插入到桥接通道250中。在其它情况下，桥接部分500沿着桥接部分500的长度的一部分限定一个或多个穿孔750。因此，在这种情况下，将分隔构件600与桥接部分500接合的步骤包括使分隔构件600与一个或多个穿孔750接合，使得分隔构件600被桥接部分500保持。
在一些方面，第一和第二稳定部分300、400各自包括从中间部分200的相应横向侧210、220延伸的相对的向内表面320、420和向外表面340、440，其中向内和向外表面在其间限定相应的第一和第二稳定部分截面厚度，其中桥接部分500的厚度从中间部分200的向内表面230朝向向外表面240减小，或者从第一或第二稳定部分300、400的向内表面320、420朝向向外表面340、440减小。由此，中间部分200、第一或第二稳定部分300、400和桥接部分500因此协配以限定桥接通道250。因此，将分隔构件600与桥接部分500接合的步骤包括将分隔构件600插入到桥接通道250中。
此外，在一些方面，该方法还可包括使安装部分700与夹板本体150接合，使得安装部分700从U通道50向外延伸。
在其它方面，第一和第二稳定部分300、400之一限定一个或多个释放端口750。因此，使夹板本体150的U通道50围绕物体接合的步骤包括使夹板本体150的U通道50围绕物体接合，并且将夹板本体150朝向物体推动，使得分隔构件600接合物体，并将粘合材料分离成粘合材料接合在第一稳定部分300和物体之间的第一部分和粘合材料接合在第二稳定部分400和物体之间的第二部分，并且其中任何多余的粘合材料通过一个或多个释放端口750从U通道50释放。
在如本文所示的本公开的其它方面中，例如，如图7中所示，夹板装置100(或所公开装置的“保持器部分”，其具有安装部分700(或安装臂)和/或与其接合的运动安装部800)可包括由聚合材料(即，丙烯酸或其它合适的聚合物)构成的定制模制布置。在一些方面，以其它方式在本文公开的夹板本体150和分隔构件600可以模制以形成夹板装置100的相应部件。在其它方面，根据需要或期望，至少夹板本体150(保持器部分)和安装部分700可以模制为单个整体元件。在任何一种情况下，夹板装置100可以由选择的聚合物使用例如真空密封或真空模制工艺模制而成，这些工艺实施夹板装置100要固附的患者的结构的刚性(即石材或石膏)模型(或模具的基础)。
此外，例如，如图7中所示，模制的聚合物夹板装置100可以结合有接合布置900的一部分910和结合有接合布置900的互补部分920的安装部分700/运动安装部800，以便提供与模制的夹板装置100相关联的可重复使用的安装部分700/运动安装部800。例如，接合布置可以包括螺钉/螺母或其它互补的紧固件构型，其中可以将螺钉/螺母中的任一个模制到聚合物夹板装置100中，而螺钉/螺母中的另一个可以与安装部分700/运动安装部800相关联。然而，本领域技术人员将理解，接合布置900的一部分910可以以许多不同的方式并且在与模制的聚合物夹板装置100相关联的许多不同位置结合到夹板装置100中，并且可以以多种不同的方式构造。例如，在一些方面，“螺母”部分可能不是必需的，但是可以替代地在聚合物夹板装置100或安装部分700/运动安装部800中设置螺纹孔。在其它情况下，“螺钉”部分可以例如不模制到聚合物夹板装置100中，但是替代地夹板装置100可以限定孔，该孔构造成接纳穿过其中的“螺钉”部分以接合“螺母”部分或与安装部分700/运动安装部800相关联的螺纹孔。在另外的情况下，夹板装置100和安装部分700/运动安装部800之间的接合可以包括对准构造以确保在其间接合时夹板装置100和安装部分700/运动安装部800之间的正确对准。
而且，在其它方面，接合布置900的一部分910可以包括第一磁性元件，而接合布置900的互补部分920可以包括与安装部分700/运动安装部800相关联的第二磁性元件。任一磁性元件可包括例如磁体或诸如金属的磁性吸附材料。这种构型可以允许例如安装部分700/运动安装部800可重复使用，并且夹板装置100/保持器部分是一次性的。如本领域技术人员将理解的，接合布置900的一部分910可以结合到模制的聚合物夹板装置100中，例如，以“包覆成型”工艺。
得益于以上说明和关联的附图中所教授的内容，本公开的实施例相关的技术领域内的技术人员将会想到对在本文所述的本发明的许多修改和其它实施例。例如，夹板装置100，无论是模制成单件还是作为两个或更多个互补件，还可以构造成粗略或近似遵循或符合诸如患者的一颗/多颗牙齿的物体，如果需要包括底切部(即，牙齿中牙齿朝向牙龈线和/或牙齿之间的空间变窄的部分)，其中唇部、凸缘或由此在夹板装置中形成的符合一颗/多颗牙齿的轮廓可以有利于夹板装置相对于患者的相应结构的稳定性(参见例如图7)。另外，即使本文公开了示例性夹板装置构造成接合患者颌部的一侧上的诸如一颗/多颗牙齿/颌部之类的物体，本领域技术人员将理解夹板装置的镜像型式可以构造成接合患者颌部的相对侧上的诸如一颗/多颗牙齿/颌部之类的物体。此外，本领域技术人员将理解，夹板装置的前面的型式可构造成接合诸如患者颌部的前牙上的一颗/多颗牙齿/颌部的物体，以允许完成双侧外科。
因此，应该理解到，本发明的实施例不局限于所公开的具体实施例，各种修改和其它的实施例都将包含在本发明的范围之内。此外，尽管上述描述和相关联的附图在元件和/或功能的某些示例组合的上下文中描述了示例实施例，但是应当理解，可以通过替代实施例提供元件和/或功能的不同组合而不脱离本公开的范围。在这点上，例如，除了上面明确描述的那些之外的元件和/或功能的不同组合也设想在本公开的范围内。尽管在本文中使用了特定的术语，但它们是以一般和描述意义使用的，而不是出于限制的目的。
应当理解，尽管本文可以使用术语第一、第二等来描述各种步骤或计算，但是这些步骤或计算不应受这些术语的限制。这些术语仅用来将一个操作或计算区别于另一个操作或计算。例如，第一计算可被称为第二计算，并且类似地，第二步骤可被称为第一步骤，而不脱离本公开的范围。如本文所使用的那样，术语“和/或”和“/”符号包括一个或多个相关联列出项目的任何和所有组合。
如本文使用的，单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”意在同样包括复数形式，除非上下文明确指出了其它情形。还应理解的是，在本文中所使用的术语“包括”特指存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但并不排除存在或附加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。因此，本文所使用的术语仅仅为了描述特定实施例，而不旨在限制。

Claims (14)

1.一种用于外科机器人的引导系统的夹板装置，所述装置包括：
横向地延伸的中间部分，所述中间部分具有相对的横向侧；
第一和第二稳定部分，所述第一和第二稳定部分从所述中间部分的相对的所述横向侧延伸，所述中间部分以及所述第一和第二稳定部分协配以形成夹板本体，所述夹板本体限定纵向延伸的U通道；
桥接部分，所述桥接部分由所述夹板本体的所述中间部分或所述夹板本体的所述中间部分以及所述第一和第二稳定部分之一限定，并且沿所述U通道纵向延伸；以及
分隔构件，所述分隔构件构造成被所述桥接部分接纳，所述分隔构件从所述桥接部分向内延伸到在所述第一和第二稳定部分之间的所述U通道中，并沿着所述U通道纵向延伸。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中间部分包括在所述横向侧之间延伸的相对的向内和向外表面，所述向内和向外表面在其间限定截面厚度，并且其中所述桥接部分具有相对于所述中间部分的截面厚度减小的厚度。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述桥接部分的截面厚度从所述中间部分的所述向内表面朝向所述向外表面减小，并且其中所述中间部分和所述桥接部分由此限定构造成在其中接纳所述分隔构件的桥接通道。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述桥接部分沿其长度的一部分限定穿孔，并且所述分隔构件构造成接合所述穿孔以便被所述桥接部分保持。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中间部分包括在所述横向侧之间延伸的相对的向内和向外表面，其中所述向内和向外表面在其间限定中间部分截面厚度，其中所述第一和第二稳定部分各自包括从所述中间部分的相应横向侧延伸的相对的向内和向外表面，其中所述向内和向外表面在其间限定相应的第一和第二稳定部分截面厚度，并且其中所述桥接部分具有相对于所述中间部分截面厚度或所述第一或第二稳定部分截面厚度减小的厚度。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述桥接部分的截面厚度从所述中间部分或所述第一或第二稳定部分的所述向内表面朝向所述向外表面减小，并且其中所述中间部分、所述第一或第二稳定部分和所述桥接部分由此限定构造成在其中接纳所述分隔构件的桥接通道。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，包括与所述夹板本体接合并从所述U通道向外延伸的安装部分。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一和第二稳定部分之一限定一个或多个释放端口，所述一个或多个释放端口与所述分隔构件协配，使得设置在所述U通道内的粘合材料在所述夹板本体围绕物体接合并将所述夹板本体推向所述物体时，通过所述分隔构件接合所述物体而被分离到与所述第一稳定部分接合的其第一部分和与所述第二稳定部分接合的其第二部分中，并且其中任何多余的所述粘合材料通过所述一个或多个释放端口从所述U通道释放。
9.一种实施与外科机器人的引导系统一起使用的夹板装置的方法，所述夹板装置包括具有相对的横向侧的横向延伸的中间部分，和从所述中间部分的相对的所述横向侧延伸的第一和第二稳定部分，其中所述中间部分以及所述第一和第二稳定部分协配以形成夹板本体，所述夹板本体限定纵向延伸的U通道，并且其中所述夹板本体的所述中间部分或所述夹板本体的所述中间部分与所述第一和第二稳定部分之一限定沿着所述U通道纵向延伸的桥接部分，所述方法包括：
使分隔构件与所述桥接部分接合，所述分隔构件从所述桥接部分向内延伸到在所述第一和第二稳定部分之间的所述U通道中，并沿着所述U通道纵向延伸；
使粘合材料在由所述夹板本体限定的所述U通道内与所述夹板本体接合；以及
使所述夹板本体的所述U通道围绕物体接合，并且将所述夹板本体朝向所述物体推动，使得所述分隔构件接合所述物体并将所述粘合材料分离到与所述第一稳定部分接合的其第一部分和与所述第二稳定部分接合的其第二部分中。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述中间部分包括在所述横向侧之间延伸的相对的向内和向外表面，所述向内和向外表面在其间限定截面厚度，其中所述桥接部分具有相对于从所述中间部分的所述向内表面朝向所述向外表面的所述中间部分的截面厚度减小的厚度，其中所述中间部分和所述桥接部分由此限定桥接通道，并且其中使所述分隔构件与所述桥接部分接合包括将所述分隔构件插入所述桥接通道中。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述桥接部分沿其长度的一部分限定穿孔，并且其中使所述分隔构件与所述桥接部分接合包括使所述分隔构件与所述穿孔接合，使得所述分隔构件被所述桥接部分保持。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述中间部分包括在所述横向侧之间延伸的相对的向内和向外表面，其中所述向内和向外表面在其间限定中间部分截面厚度，其中所述第一和第二稳定部分各自包括从所述中间部分的相应所述横向侧延伸的相对的向内和向外表面，其中所述向内和向外表面在其间限定相应的第一和第二稳定部分截面厚度，其中所述桥接部分的厚度从所述中间部分或所述第一或第二稳定部分的所述向内表面朝向所述向外表面减小，其中所述中间部分、所述第一或第二稳定部分和所述桥接部分由此限定桥接通道，并且其中使所述分隔构件与所述桥接部分接合包括将所述分隔构件插入所述桥接通道中。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，包括使安装部分与所述夹板本体接合，使得所述安装部分从所述U通道向外延伸。
14.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一和第二稳定部分之一限定一个或多个释放端口，并且其中将所述夹板本体的所述U通道围绕所述物体接合包括将所述夹板本体的所述U通道围绕所述物体接合，并且将所述夹板本体朝向所述物体推动，使得与所述物体接合的所述分隔构件将所述粘合材料分离到与所述第一稳定部分接合的其第一部分和与所述第二稳定部分接合的其第二部分中，并且任何多余的粘合材料通过所述一个或多个释放端口从所述U通道释放。
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