CN112842536A - 一种手术器械及手术方法 - Google Patents
一种手术器械及手术方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112842536A CN112842536A CN202110045006.0A CN202110045006A CN112842536A CN 112842536 A CN112842536 A CN 112842536A CN 202110045006 A CN202110045006 A CN 202110045006A CN 112842536 A CN112842536 A CN 112842536A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- information
- measuring
- point cloud
- control system
- arm
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
- A61B2034/108—Computer aided selection or customisation of medical implants or cutting guides
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
- A61B2034/2046—Tracking techniques
- A61B2034/2065—Tracking using image or pattern recognition
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Robotics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Prostheses (AREA)
Abstract
本申请公开了一种手术器械及手术方法,包括基座、切割装置、测量装置和控制系统,切割装置包括具有多个自由度且设有切割单元的机械臂,机械臂的一端固设于基座上;测量装置包括位置测量单元,位置测量单元用于测量被置换关节的多个参考点的点云信息以与CT扫描的模型信息点云匹配,以使CT坐标系与机械臂的坐标系相匹配;测量装置还包括监测单元,手术器械能根据监测单元的位置变化监测被切割处的位姿;控制系统基于监测单元所采集的患者位姿信息和所述位置测量单元所采集的坐标信息对所述机械臂进行控制,以调节所述切割单元的切割角度。本申请所述手术器械具有定位可靠、准确,便于操控、医生劳动强度小、手术质量高等优点。
Description
技术领域
本申请属于医疗器械技术领域,尤其涉及一种手术器械及手术方法。
背景技术
人体关节由于长期运动会造成关节软骨组织磨损,进而产生骨刺、关节磨损等病症。尤其对膝关节而言,如果膝关节出现相应的病症将严重影响患者的正常行走,同时还会给病患带来极大的痛苦,现有的治疗的方式往往采用膝关节的置换手术来解决患者的病痛和行走问题。在进行膝关节置换时,需要将病人的膝关节表面的关节软骨和增生的骨赘切除。在手术过程中,膝关节手术的切割角度和切割深度具有严格的要求,在实际手术过程中往往需要辅助器械来参与手术过程,因此实现手术器械的可靠、精准定位对手术的顺利实施具有重要意义。为此,申请人提出了一种具有定位可靠、准确,便于操控、医生劳动强度小、手术质量高等优点的手术器械及应用其的手术方法。
需要说明的是,上述内容属于发明人的技术认知范畴,并不必然构成现有技术。
发明内容
本发明提供了一种手术器械及手术方法,以解决上述技术问题中的至少一个技术问题。
本发明所采用的技术方案为:
一种手术器械,用于膝关节置换手术,包括基座、切割装置、测量装置和控制系统,所述切割装置包括具有多个自由度的机械臂,所述机械臂的一端固设于所述基座上,所述机械臂上设有用于切割的切割单元;所述测量装置包括具有多个自由度的位置测量单元,所述位置测量单元用于测量被置换关节的多个参考点的点云信息以与CT扫描的模型信息点云匹配,以使CT坐标系与所述机械臂的坐标系相匹配;所述测量装置还包括具有多个自由度的监测单元,所述监测单元随患者被切割处的位姿的变化而随动设置,所述手术器械能根据所述监测单元的位姿变化监测被切割处的位姿;所述控制系统基于所述监测单元所采集的患者位姿信息和所述位置测量单元所采集的坐标信息对所述机械臂进行控制,以调节所述切割单元的切割角度。
优选地,使所述监测单元设为具有至少六个自由度的第一测量臂,以使所述监测单元能够实现三维空间内位姿的自由调整;所述位置测量单元设为具有至少六个自由度的第二测量臂,以使所述位置测量单元能够实现三维空间内位姿的自由调整,所述第二测量臂包括连接端和自由端,所述第二测量臂还包括测量部,所述测量部位于所述自由端。
进一步优选地使所述第一测量臂设为包括多个关节的关节式测量臂,所述第一测量臂的第一端与所述基座相连接,所述第一测量臂的第二端经定位钉与患者被切割的骨骼相连接;当患者的位姿发生变化时,所述第一测量臂也随之发生相应的位姿调整,并将调整的位姿信息传递给所述控制系统,所述控制系统根据所接收到的位姿信息控制所述机械臂,以使所述切割单元在切割过程中发生随动。
优选地,使所述第二测量臂设为包括多个关节的关节式测量臂,所述第二测量臂的所述连接端与所述基座或所述第一测量臂相连接,所述第二测量臂的第二端设为接触式测量端或设为非接触式扫描端,所述第二测量臂测量被置换关节的多个参考点的点云信息以与CT扫描的模型信息点云匹配,以对所述切割单元提供参照系。
优选地,在进行膝关节置换手术过程中,所述第二测量臂至少采集包括患者胫骨的外侧平台、胫骨的内侧平台和踝间隆起的位置信息并形成点云信息,所述控制系统经所述点云信息与CT扫描的模型信息进行点云匹配,以确定CT坐标系与所述测量装置坐标系之间的坐标变换关系,进而确定出CT坐标系与所述机械臂坐标系之间的关系,以使所述切割单元受所述控制系统控制对需切除的胫骨部分实施切割。
优选地,在进行膝关节置换手术过程中,所述第二测量臂至少采集包括患者的内上踝、外上踝、关节面、踝间窝、髌面的位置信息并形成点云信息,以与CT扫描的模型信息进行点云匹配,以确定CT坐标系与所述测量装置坐标系之间的坐标变换关系,进而确定出CT坐标系与所述机械臂坐标系之间的关系,以使所述切割单元受所述控制系统控制对需切除的股骨部分实施切割。
优选地,使所述机械臂包括多个转动连接的转动臂,相邻所述转动臂之间均受驱动电机驱动,每个所述驱动电机均受所述控制系统控制,且于所述机械臂的自由端,相邻的三个转动臂的转动轴线相互垂直。
优选地,使所述第二测量臂包括至少6个关节,每个关节内设有角度传感器,所述角度传感器与所述控制系统信号连接并能对所述控制系统提供位置采集信息以形成点云信息,控制系统依据所述点云信息与CT扫描的模型信息点云匹配,确定出CT坐标系与所述机械臂坐标系之间的关系。
优选地,使所述第一测量臂包括至少6个关节,每个关节内均设有角度传感器,所述角度传感器与所述控制系统信号连接并能对所述控制系统提供监测信息,当患者的胫骨或股骨位姿发生变化时,至少部分所述关节发生相对转动,所述角度传感器对所述控制系统提供相应的监测信息,所述控制系统依据所述监测信息对所述机械臂的姿势进行相应调整,以使所述切割单元能够随被切割的位姿的变换而随动。
一种应用前述任一方案所述手术器械的手术方法,包括如下过程:
a.对患者进行CT扫描,以获取患处的股骨、胫骨及两者连接处的模型信息;
b.所述第一测量臂的自由端经定位钉与患者的胫骨固连以获取胫骨的位姿信息,或所述第一测量臂的自由端经定位钉与患者的股骨固连以获取股骨的位姿信息;
c.当所述第一测量臂的自由端与患者的胫骨固连时,所述第二测量臂至少采集胫骨的外侧平台、内侧平台、踝间隆起的位置信息并形成点云信息,控制系统依据所述点云信息与CT扫描的模型信息点云匹配,确定出CT坐标系与所述机械臂坐标系之间的关系,所述控制系统依据所述测量装置所提供的监测信息对所述切割单元进行控制并按照设定的路线对胫骨需要被切割的位置实施切割;
d.当所述第一测量臂的自由端与患者的股骨固连时,所述第二测量臂至少采集包括患者的内上踝、外上踝、关节面、踝间窝、髌面的位置信息并形成点云信息,控制系统依据所述点云信息与CT扫描的模型信息点云匹配,确定出CT坐标系与所述机械臂坐标系之间的关系,所述控制系统依据所述测量装置所提供的监测信息对所述切割单元进行控制并按照设定的路线对股骨需要被切割的位置实施切割。
通过本申请提出的一种手术器械和手术方法能够带来如下有益效果:
1.本申请所述手术器械包括具有多个自由度的位置测量单元和多个自由度的监测单元,可使本申请所述手术器械能够实现机械式测量、定位,并使所述手术器械具有定位精度高、定位可靠的优点;为关节置换、尤其是膝关节置换手术提供精准的测量数据,能够为关节置换的切割过程提供了精准的导航。
2.本申请通过使所述监测单元设为具有至少六个自由度的第一测量臂,进而使所述监测单元能够实现三维空间内姿势的自由调整,并可直接利用现有的测量臂技术实现对股骨、胫骨及相关位置的位姿的精准监测,且所述第一测量臂还能将所监测的股骨、胫骨及相关位置的位姿的变化信息传递到控制系统,控制系统可根据所获取的信息经过所述机械臂对切割单元的切割角度进行适应性调整,使手术的切割过程更加智能化;同时,能够极大程度地减少医生的工作量,降低医生的疲劳度,提高手术的切割精度和可靠性,避免对患者造成误伤,继而提高手术的安全性和手术质量。
3.本申请通过使所述手术器械与CT扫描技术相结合对患者进行手术规划,可以使所述手术器械针对不同患者实施个性化手术,且对控制系统的智能化控制提供精准的信息支撑,对切割单元切割过程实施精准导航,避免人工切割带来的诸多问题。
4.本申请通过使所述位置测量单元设为具有至少六个自由度的第二测量臂,可以使所述第二测量臂能够利用现有成熟的测量臂技术实施手术所需的测量工作,具有便于测量、测量准确、便于收纳、不会对切割过程造成干涉等优点。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为本申请实施例提供的手术器械的结构视图;
图2为图1的A处结构的局部放大视图。
图中:
1基座,
2切割装置,机械臂21,22切割单元,
3测量装置,31位置测量单元,311第二测量臂,32监测单元,321第一测量臂。
具体实施方式
为了更清楚的阐释本申请的整体构思,下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
如图1和图2所示的一种手术器械,用于膝关节置换手术,包括基座1、切割装置2、测量装置3和控制系统,所述切割装置2包括具有多个自由度的机械臂21,所述机械臂21的一端固设于所述基座1上,所述机械臂21上设有用于切割的切割单元22;所述测量装置3包括具有多个自由度的位置测量单元31,所述位置测量单元31用于测量被置换关节的多个参考点的点云信息以与CT扫描的模型信息点云匹配,以使CT坐标系与所述机械臂21的坐标系相匹配;所述测量装置3还包括具有多个自由度的监测单元32,所述监测单元32随患者被切割处的骨骼的位姿的变化而随动设置,所述手术器械能根据所述监测单元32的位置变化监测被切割处的位姿;所述控制系统基于所述监测单元32所采集的患者位姿信息和所述位置测量单元31所采集的坐标信息对所述机械臂21进行控制,以调节所述切割单元22的切割角度和切割深度。在具体实施时,医生可基于所述监测单元32所采集的患者位姿信息和所述位置测量单元31所采集的坐标信息对手术过程进行术前规划,并进一步通过控制系统对所述切割装置2进行控制以对患者实施手术。需要说明的是,本申请所述机械臂21的具体结构不做具体的限定,其可以是任何能够满足膝关节置换手术的切割要求的机械臂,但进一步优选地使所述机械臂21至少具有六个自由度,以使机械臂21对切割单元22的操控更加灵活;在具体实施时,进一步优选地使所述机械臂21包括多个转动连接的转动臂,相邻所述转动臂之间均受驱动电机驱动,每个所述驱动电机均受所述控制系统控制;且在具体实施时,优选地使于所述机械臂21的自由端,相邻的三个转动臂的转动轴线相互垂直。在具体实施时,进一步使所述驱动电机优选地设为伺服电机。另外,所述切割单元22也不做具体的限定,优选地使所述切割单元22设为骨锯,并进一步优选地使所述骨锯设于所述机械臂21的自由端。在具体工作过程中,所述机械臂21受控制系统控制并能对所述骨锯的切割角度和位置进行调整。本申请所述手术器械包括具有多个自由度的位置测量单元31和多个自由度的监测单元32,可使本申请所述手术器械能够对患者实施机械式测量、定位,并使所述手术器械具有定位精度高、定位可靠的优点;为关节置换、尤其是膝关节置换手术提供精准的测量数据,进而能够为关节置换的切割过程提供精准导航。另外,本申请通过使所述手术器械与CT扫描技术相结合对患者进行手术规划,可以使所述手术器械针对不同患者实施个性化手术,且对控制系统的智能化控制提供精准的信息支撑,对切割单元22切割过程实施精准控制,避免人工切割带来的诸多问题。
作为本申请的优选实施方式,本申请可进一步选择性地使所述监测单元32设为具有至少六个自由度的第一测量臂321,以使所述监测单元32能够实现三维空间内姿势的自由调整;在具体实施时,进一步优选地使所述第一测量臂321设为包括多个关节的关节式测量臂,所述第一测量臂321的第一端与所述基座1相连接,所述第一测量臂321的第二端经定位钉与患者定位连接;当患者的位姿发生变化时,所述第一测量臂321也随之发生相应的位姿调整,并将调整的位姿信息传递给所述控制系统,所述控制系统根据所接收到的位姿信息控制所述机械臂21,以使所述切割单元22在切割过程中发生随动。
作为本实施方式下的优选实施例,进一步选择性地使所述第一测量臂321包括至少6个关节,每个关节内均设有角度传感器,所述角度传感器与所述控制系统信号连接并能对所述控制系统提供监测信息,当患者的胫骨或股骨位姿发生变化时,至少部分所述关节发生相对转动,所述角度传感器对所述控制系统提供相应的监测信息,所述控制系统依据所述监测信息对所述机械臂21的姿态进行相应调整,以使所述切割单元22能够随被切割的位姿的变换而进行适应性随动。本申请通过使所述监测单元32设为具有至少六个自由度的第一测量臂321,进而使所述监测单元32能够实现三维空间内姿势的自由调整,并可直接利用现有的测量臂技术实现对股骨、胫骨及相关位置的位姿的精准监测,且所述第一测量臂321还能将所监测的股骨、胫骨及相关位置的位姿的变化信息传递到控制系统,控制系统可根据所获取的信息经过所述机械臂21对切割单元22的切割角度进行适应性调整,使手术的切割过程更加智能化;同时,能够极大程度地减少医生的工作量,降低医生的疲劳度,提高手术的切割精度和可靠性,避免对患者造成误伤,继而提高手术的安全性和手术质量。
作为本申请的优选实施方式,本申请还可进一步选择性地使所述位置测量单元31设为具有至少六个自由度的第二测量臂311,以使所述位置测量单元31能够实现三维空间内姿势的自由调整,所述第二测量臂311包括连接端和自由端,所述第二测量臂311还包括测量部,所述测量部位于所述自由端;在具体实施时,进一步选择性地使所述第二测量臂311设为包括多个关节的关节式测量臂,所述第二测量臂311的所述连接端与所述基座1(图中未示)或所述第一测量臂321相连接(如图1和图2所示);进一步选择性地选择使所述第二测量臂311的第二端设为接触式测量端或设为非接触式扫描端(例如采用激光扫描),所述第二测量臂311测量被置换关节的多个参考点的点云信息以与CT扫描的模型信息点云匹配。本申请通过使所述位置测量单元31设为具有至少六个自由度的第二测量臂311,可以使所述第二测量臂311能够利用现有成熟的测量臂技术实施手术所需的测量工作,具有便于测量、测量准确、便于收纳、不会对切割过程造成干涉等优点。
作为本实施方式下的优选实施例,进一步选择性地使所述第二测量臂311包括至少6个关节,每个关节内设有角度传感器,所述角度传感器与所述控制系统信号连接并能对所述控制系统提供位置采集信息以形成点云信息,控制系统依据所述点云信息与CT扫描的模型信息点云匹配,确定出CT坐标系与所述机械臂21坐标系之间的关系,以对所述切割单元22提供切割所需要的参照系。
在进行膝关节置换手术过程中,对患者的胫骨实施切割时,进一步使所述第二测量臂311至少采集包括患者胫骨的外侧平台、胫骨的内侧平台和踝间隆起的位置信息并形成点云信息,所述控制系统经所述点云信息与CT扫描的模型信息进行点云匹配,以确定CT坐标系与所述测量装置3坐标系之间的坐标变换关系,进而确定出CT坐标系与所述机械臂21坐标系之间的关系,以使所述切割单元22受所述控制系统控制对需切除的胫骨部分实施切割。在具体实施时,还可进一步选择更多与所述胫骨位置相关的位置信息,进而使手术的定位更加准确。
在进行膝关节置换手术过程中,对患者的股骨实施切割时,所述第二测量臂311至少采集包括患者的内上踝、外上踝、关节面、踝间窝、髌面的位置信息并形成点云信息,以与CT扫描的模型信息进行点云匹配,以确定CT坐标系与所述测量装置3坐标系之间的坐标变换关系,进而确定出CT坐标系与所述机械臂21坐标系之间的关系,以使所述切割单元22受所述控制系统控制对需切除的股骨部分实施切割。在具体实施时,还可进一步选择更多与所述股骨位置相关的位置信息,进而使手术的定位更加准确。
本发明应用前述手术器械实施膝关节手术时,包括如下过程:
a.对患者进行CT扫描,以获取患处的股骨、胫骨及两者连接处的模型信息;
b.所述第一测量臂321的自由端经定位钉与患者的胫骨固连以获取胫骨的位姿信息,或所述第一测量臂321的自由端经定位钉与患者的股骨固连以获取股骨的位姿信息;
c.当所述第一测量臂321的自由端与患者的胫骨固连时,所述第二测量臂311至少采集胫骨的外侧平台、内侧平台、踝间隆起等的位置信息并形成点云信息,控制系统依据所述点云信息与CT扫描的模型信息点云匹配,确定出CT坐标系与所述机械臂21坐标系之间的关系,所述控制系统依据所述测量装置3所提供的监测信息对所述切割单元22进行控制并按照设定的路线对胫骨需要被切割的位置实施切割;
d.当所述第一测量臂321的自由端与患者的股骨固连时,所述第二测量臂311至少采集包括患者的内上踝、外上踝、关节面、踝间窝、髌面等的位置信息并形成点云信息,控制系统依据所述点云信息与CT扫描的模型信息点云匹配,确定出CT坐标系与所述机械臂21坐标系之间的关系所述控制系统依据所述测量装置3所提供的监测信息对所述切割单元22进行控制并按照设定的路线对股骨需要被切割的位置实施切割。需要说明的是,由于第一测量臂与机械臂之间的位置固定,两者的坐标变换已知,这样便可得出CT坐标系与所述机械臂坐标系之间的关系,以对控制系统的控制提供精准的数据信息。另外,前述c过程和d过程的顺序不做明确限定,在具体实施时,两个过程的先后顺序根据实际手术规划进行选择性实施。另外,在手术过程中,所述第一测量臂321能随时能够对患处实施监测,并能适时对控制系统提供监测信息,并能使所述切割单元22受控制系统控制实现适时调整,进而使手术过程更加安全、可靠。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种手术器械,用于膝关节置换手术,其特征在于,
包括基座、切割装置、测量装置和控制系统,所述切割装置包括具有多个自由度的机械臂,所述机械臂的一端固设于所述基座上,所述机械臂上设有用于切割的切割单元;
所述测量装置包括具有多个自由度的位置测量单元,所述位置测量单元用于测量被置换关节的多个参考点的点云信息以与CT扫描的模型信息点云匹配,以使CT坐标系与所述机械臂的坐标系相匹配;
所述测量装置还包括具有多个自由度的监测单元,所述监测单元随患者被切割处的位姿的变化而随动设置,所述手术器械能根据所述监测单元的位姿变化监测被切割处的位姿;
所述控制系统基于所述监测单元所采集的患者位姿信息和所述位置测量单元所采集的坐标信息对所述机械臂进行控制,以调节所述切割单元的切割角度。
2.根据权利要求1所述手术器械,其特征在于,
所述监测单元设为具有至少六个自由度的第一测量臂,以使所述监测单元能够实现三维空间内位姿的自由调整;
所述位置测量单元设为具有至少六个自由度的第二测量臂,以使所述位置测量单元能够实现三维空间内位姿的自由调整,所述第二测量臂包括连接端和自由端,所述第二测量臂还包括测量部,所述测量部位于所述自由端。
3.根据权利要求2所述手术器械,其特征在于,
所述第一测量臂设为包括多个关节的关节式测量臂,所述第一测量臂的第一端与所述基座相连接,所述第一测量臂的第二端经定位钉与患者被切割的骨骼相连接;当患者的位姿发生变化时,所述第一测量臂也随之发生相应的位姿调整,并将调整的位姿信息传递给所述控制系统,所述控制系统根据所接收到的位姿信息控制所述机械臂,以使所述切割单元在切割过程中发生随动。
4.根据权利要求3所述手术器械,其特征在于,
所述第二测量臂设为包括多个关节的关节式测量臂,所述第二测量臂的所述连接端与所述基座或所述第一测量臂相连接,所述第二测量臂的第二端设为接触式测量端或设为非接触式扫描端,所述第二测量臂测量被置换关节的多个参考点的点云信息以与CT扫描的模型信息点云匹配,以对所述切割单元提供参照系。
5.根据权利要求4所述手术器械,其特征在于,
在进行膝关节置换手术过程中,所述第二测量臂至少采集包括患者胫骨的外侧平台、胫骨的内侧平台和踝间隆起的位置信息并形成点云信息,所述控制系统经所述点云信息与CT扫描的模型信息进行点云匹配,以确定CT坐标系与所述测量装置坐标系之间的坐标变换关系,进而确定出CT坐标系与所述机械臂坐标系之间的关系,以使所述切割单元受所述控制系统控制对需切除的胫骨部分实施切割。
6.根据权利要求5所述手术器械,其特征在于,
在进行膝关节置换手术过程中,所述第二测量臂至少采集包括患者的内上踝、外上踝、关节面、踝间窝、髌面的位置信息并形成点云信息,以与CT扫描的模型信息进行点云匹配,以确定CT坐标系与所述测量装置坐标系之间的坐标变换关系,进而确定出CT坐标系与所述机械臂坐标系之间的关系,以使所述切割单元受所述控制系统控制对需切除的股骨部分实施切割。
7.根据权利要求2至6中任一项所述手术器械,其特征在于,
所述机械臂包括多个转动连接的转动臂,相邻所述转动臂之间均受驱动电机驱动,每个所述驱动电机均受所述控制系统控制,且于所述机械臂的自由端,相邻的三个转动臂的转动轴线相互垂直。
8.根据权利要求7所述手术器械,其特征在于,
所述第二测量臂包括至少6个关节,每个关节内设有角度传感器,所述角度传感器与所述控制系统信号连接并能对所述控制系统提供位置采集信息以形成点云信息,控制系统依据所述点云信息与CT扫描的模型信息点云匹配,确定出CT坐标系与所述机械臂坐标系之间的关系。
9.根据权利要求8所述手术器械,其特征在于,
所述第一测量臂包括至少6个关节,每个关节内均设有角度传感器,所述角度传感器与所述控制系统信号连接并能对所述控制系统提供监测信息,当患者的胫骨或股骨位姿发生变化时,至少部分所述关节发生相对转动,所述角度传感器对所述控制系统提供相应的监测信息,所述控制系统依据所述监测信息对所述机械臂的姿势进行相应调整,以使所述切割单元能够随被切割的位置的变换而随动。
10.一种应用如权利要求2至9中任一项所述手术器械的手术方法,其特征在于,包括如下过程:
a.对患者进行CT扫描,以获取患处的股骨、胫骨及两者连接处的模型信息;
b.所述第一测量臂的自由端经定位钉与患者的胫骨固连以获取胫骨的位姿信息,或所述第一测量臂的自由端经定位钉与患者的股骨固连以获取股骨的位姿信息;
c.当所述第一测量臂的自由端与患者的胫骨固连时,所述第二测量臂至少采集胫骨的外侧平台、内侧平台、踝间隆起的位置信息并形成点云信息,控制系统依据所述点云信息与CT扫描的模型信息点云匹配,确定出CT坐标系与所述机械臂坐标系之间的关系,所述控制系统依据所述测量装置所提供的监测信息对所述切割单元进行控制并按照设定的路线对胫骨需要被切割的位置实施切割;
d.当所述第一测量臂的自由端与患者的股骨固连时,所述第二测量臂至少采集包括患者的内上踝、外上踝、关节面、踝间窝、髌面的位置信息并形成点云信息,控制系统依据所述点云信息与CT扫描的模型信息点云匹配,确定出CT坐标系与所述机械臂坐标系之间的关系所述控制系统依据所述测量装置所提供的监测信息对所述切割单元进行控制并按照设定的路线对股骨需要被切割的位置实施切割。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110045006.0A CN112842536A (zh) | 2021-01-13 | 2021-01-13 | 一种手术器械及手术方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110045006.0A CN112842536A (zh) | 2021-01-13 | 2021-01-13 | 一种手术器械及手术方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112842536A true CN112842536A (zh) | 2021-05-28 |
Family
ID=76003571
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110045006.0A Withdrawn CN112842536A (zh) | 2021-01-13 | 2021-01-13 | 一种手术器械及手术方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112842536A (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113749681A (zh) * | 2021-11-10 | 2021-12-07 | 极限人工智能(北京)有限公司 | 评估cbct机图像精度的工装 |
WO2023038906A1 (en) * | 2021-09-07 | 2023-03-16 | Zeta Surgical Inc. | Systems and methods for robotic surgical control and navigation |
RU2817476C1 (ru) * | 2023-12-01 | 2024-04-16 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Медицинская Робототехника" | Комплекс для проведения транскраниальной магнитной стимуляции |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110275957A1 (en) * | 2010-05-06 | 2011-11-10 | Sachin Bhandari | Inertial Sensor Based Surgical Navigation System for Knee Replacement Surgery |
US20190269476A1 (en) * | 2012-08-03 | 2019-09-05 | Stryker Corporation | Surgical robotic system and method for commanding instrument position based on iterative boundary evaluation |
CN209826968U (zh) * | 2019-01-21 | 2019-12-24 | 华科精准(北京)医疗科技有限公司 | 一种手术机器人系统 |
CN110799145A (zh) * | 2017-05-12 | 2020-02-14 | 网络手术公司 | 用于矫形外科干预的手术机器人 |
CN111345896A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-06-30 | 北京天智航医疗科技股份有限公司 | 截骨执行系统及定位、控制和模拟执行方法与电子设备 |
-
2021
- 2021-01-13 CN CN202110045006.0A patent/CN112842536A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110275957A1 (en) * | 2010-05-06 | 2011-11-10 | Sachin Bhandari | Inertial Sensor Based Surgical Navigation System for Knee Replacement Surgery |
US20190269476A1 (en) * | 2012-08-03 | 2019-09-05 | Stryker Corporation | Surgical robotic system and method for commanding instrument position based on iterative boundary evaluation |
CN110799145A (zh) * | 2017-05-12 | 2020-02-14 | 网络手术公司 | 用于矫形外科干预的手术机器人 |
CN209826968U (zh) * | 2019-01-21 | 2019-12-24 | 华科精准(北京)医疗科技有限公司 | 一种手术机器人系统 |
CN111345896A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-06-30 | 北京天智航医疗科技股份有限公司 | 截骨执行系统及定位、控制和模拟执行方法与电子设备 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023038906A1 (en) * | 2021-09-07 | 2023-03-16 | Zeta Surgical Inc. | Systems and methods for robotic surgical control and navigation |
CN113749681A (zh) * | 2021-11-10 | 2021-12-07 | 极限人工智能(北京)有限公司 | 评估cbct机图像精度的工装 |
RU2817476C1 (ru) * | 2023-12-01 | 2024-04-16 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Медицинская Робототехника" | Комплекс для проведения транскраниальной магнитной стимуляции |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112641510B (zh) | 关节置换手术机器人导航定位系统及方法 | |
CN112641511B (zh) | 关节置换手术导航系统及方法 | |
CN112370163B (zh) | 用于下颌骨重建的腓骨移植手术机器人 | |
EP3551099B1 (en) | Surgical system for cutting an anatomical structure according to at least one target plane | |
US6385475B1 (en) | Process and device for the preoperative determination of the positioning data of endoprosthetic parts | |
CN106999245B (zh) | 用于全关节成形术中的基于计划、数字化、以及配准的植入物 | |
EP1870053B1 (en) | Apparatus for obtaining an axis of an intramedullary canal | |
JP2022524752A (ja) | 手術位置合わせ用のシステム及び方法 | |
JP5671036B2 (ja) | 移植片用に骨要素を準備するためにコンピュータ支援整形外科で使用されるアライメントガイド | |
CN108392271A (zh) | 骨科操作系统及其控制方法 | |
US11717359B2 (en) | Methods and systems for robotic-assisted surgery using customized bone registration guides | |
CN112842536A (zh) | 一种手术器械及手术方法 | |
US11602399B2 (en) | Systems and methods to adjust bone cut positioning based on bone hardness | |
CN115500944B (zh) | 膝关节骨科手术导航系统 | |
CN218784458U (zh) | 末端执行器及手术系统 | |
CN115068113A (zh) | 一种主从式遥操作骨科机器人系统 | |
CN218784457U (zh) | 末端执行器及手术系统 | |
KR101782446B1 (ko) | 슬관절 전치환술 보조를 위한 수술장치 | |
CN113876435B (zh) | 一种骨科手术用可调节定点指向作业机构 | |
US12121311B2 (en) | Methods and systems for robotic-assisted surgery using customized bone registration guides | |
CN116725681A (zh) | 末端执行器及手术系统 | |
CN118557176A (zh) | 一种髋关节置换术中下肢长度差值测量方法和系统 | |
Ko et al. | In vitro study using cadavers for evaluation of a bone-mountable surgical robot system | |
Fadda et al. | Computer and Robot Assisted Total Knee Arthroplasty |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20210528 |