CN113274134A - 患者稳定系统 - Google Patents

Abstract

一种患者稳定系统包括稳定基部和安装到所述稳定基部的多个轮。所述多个轮被配置成使所述稳定基部沿表面移动。所述患者稳定系统还包括被配置成选择性地限制所述稳定基部相对于所述表面的运动的锁定机构、从所述稳定基部向上延伸的柱部分、以及至少一个臂。所述至少一个臂的近侧部分被联接至所述柱部分。此外，所述患者稳定系统包括联接至所述至少一个臂的远侧部分的适配器。所述适配器被配置成联接至固定至患者的解剖特征的患者固定设备，并且所述患者稳定系统被配置成以固定状态将所述患者固定设备锚固至所述表面。

Description

患者稳定系统

技术领域

本发明涉及外科手术系统，尤其是外科手术系统中的患者稳定系统。

背景技术

机器人辅助的医疗程序通常需要很高的精确度。位置识别系统通常用于确定患者的三维(3D)位置。外科手术系统利用确定的3D位置来精确地引导由机械臂和工具引导的器械相对于患者的运动。但是，患者与器械之间的运动可能会降低外科手术系统的精确性。传统上，患者固定设备(例如，立体定向框架)可以用于将患者保持在适当位置。在某些情况下，器械被直接联接到患者固定设备，以最小化患者与器械之间的运动。但是，某些外科手术系统包括支持器械的机器人臂或工具。这些机器人臂或工具通常由于诸如尺寸、空间、便利性和/或有限的可用性的各种原因而与患者固定装置分离。这样，当使用这些机器人臂或工具时，可能会在患者与器械之间发生运动。

发明内容

本发明的一个方面在于提供一种患者稳定系统，所述患者稳定系统包括：稳定基部；安装到所述稳定基部的多个轮，其中，所述多个轮被配置成使所述稳定基部沿表面移动；锁定机构，所述锁定机构被配置成选择性地限制所述稳定基部相对于所述表面的运动；从所述稳定基部向上延伸的柱部分；至少一个臂，其中，所述至少一个臂的近侧部分被联接至所述柱部分；以及适配器，所述适配器被联接至所述至少一个臂的远侧部分，其中，所述适配器被配置成联接至固定至患者的解剖特征的患者固定设备，并且其中，所述患者稳定系统被配置成将所述患者固定设备锚固至所述表面处于固定状态。

附图说明

这些附图示出了本公开的一些实施例的某些方面，并且不应被用来限制或限定本公开。

图1是根据一些实施例的具有患者稳定系统和外科手术机器人系统的外科手术系统的俯视图；

图2是根据一些实施例的具有患者稳定系统和外科手术机器人系统的外科手术系统的替代实施例的俯视图；

图3是根据一些实施例的锚固到表面并且附接到患者固定装置的患者稳定系统的侧视图；

图4是根据一些实施例的患者稳定系统的透视图；

图5是根据一些实施例的用于患者稳定系统的适配器的透视图；

图6是根据一些实施例的用于患者稳定系统的另一适配器的透视图；

图7是根据一些实施例的患者稳定系统的截面图；

图8是根据一些实施例的患者稳定系统的锁定机构的截面图；

图9A和图9B是根据一些实施例的多个轮的展开的轮和缩回的轮的相应侧视图；以及

图10是根据一些实施例的布置在患者稳定系统的至少一个臂内的电介质断裂部的截面图。

具体实施方式

呈现以下讨论以使所属领域的技术人员能够制造和使用本公开的实施方案。所属领域的技术人员将容易了解对所图示的实施例的各种修改，并且在不脱离本公开的实施例的情况下，本文的原理可应用于其它实施例和应用。因此，实施例并不旨在限于所示出的实施例，而是应被赋予与本文中所公开的原理和特征相一致的最广范围。以下详细描述应参考附图来阅读，其中不同图中的相似元件具有相似参考标号。不一定按比例的图描绘了所选择的实施例，并且并不旨在限制实施例的范围。本领域的技术人员将认识到，本文提供的实施例具有许多有用的替代方案并且落入实施方案的范围内。现在参考附图，图1示出根据一个实施例的具有患者稳定系统102和外科手术机器人系统104的外科手术系统100。可以在医疗程序(例如，颅骨手术)的至少一部分中利用外科手术系统100。例如，在医疗程序期间，外科手术机器人系统104可以包括具有末端执行器108的至少一个机器人臂106，该末端执行器可以固持并且导航(例如，定向和移动)外科手术器械110(例如，螺丝刀、扩张器、植入物插入器或类似物)。在另一示例中，末端执行器108可以固持并且导航导管112，该导管能够接收和定向用于对患者118进行手术的外科手术器械110。如下文阐述的，外科手术系统100可以在程序期间采用各种装置以辅助外科手术机器人系统104相对于外科手术感兴趣的目标116(例如，患者118的大脑132内的目标)导航外科手术器械110和导管112。然而，在程序期间，外科手术机器人系统104与外科手术感兴趣的目标116之间的任何相对运动可以至少暂时地使外科手术器械110错位。例如，在颅骨手术期间，任何数量的因素(例如，患者的咳嗽、手术台120的振动可能振动、或患者118的四肢122的运动)都可能导致患者118的头部124相对于外科手术机器人系统104运动，这可能导致外科手术机器人系统104和外科手术感兴趣的目标116之间的相对运动，并且导致外科手术器械110至少暂时地错位。如本文阐述的，外科手术机器人系统104的机器人基部126可以相对于外科手术感兴趣的目标116固定，以最小化机器人基部126与外科手术感兴趣的目标116之间的相对运动。

在一些实施例中，外科手术系统100包括患者固定设备128(例如，立体定向框架)。患者固定设备128可以被固定到患者118。特别地，患者固定设备128可以被固定至外科手术感兴趣的目标116(例如，大脑132)、相对固定至外科手术感兴趣的目标116的患者的另一解剖特征130(例如，头部124、腿134等)、或其一些组合。这样，患者固定设备128可以相对于外科手术感兴趣的目标116固定。而且，由于患者固定设备128可以相对于外科手术感兴趣的目标116固定，因此相对于患者固定设备128固定外科手术机器人系统104的机器人基部126也可以相对于外科手术感兴趣的目标116固定机器人基部126，这样可以最小化机器人基部126与外科手术感兴趣的目标116之间的相对运动。

在一些实施例中，相对于患者固定设备128固定机器人基部126可以包括将机器人基部126和患者固定设备128中的每一个独立地固定到设置在手术室160内的表面136。表面136可以包括设置在手术室160中的地板138、壁140、医疗装置144的外部142，或设置在手术室160中的任何其他合适表面136。在一些实施例中，患者固定设备128可以被固定到表面136的第一部分146，并且机器人基部126可以被固定到表面136的第二部分148。例如，患者固定设备128可以被固定到地板138的布置在手术台120下方的一部分(例如，第一部分146)，并且机器人基部126可以被固定到地板138的从手术台120偏移的一部分(例如，第二部分148)。然而，由于表面136的任何部分(例如，第一部分146、第二部分148等)可以相对于表面136的任何其他部分进行固定，所以第一部分146和第二部分148可以对应到表面136的任何合适部分。在一些实施例中，第一部分146和第二部分148可以变化以改善工作空间管理和灵活性。即，机器人基部126和/或患者固定设备128可以至少部分地基于所执行的手术的类型、外科医生的偏爱、存在的其他医疗设备或任何适用因素而被固定至表面136的不同部分。

在一些实施例中，患者固定设备128经由患者稳定系统102被固定到表面136。如下文详细阐述的，患者稳定系统102可以被配置为刚性地附接到患者固定设备128，以及锚固到表面136，使得患者固定设备128相对于表面136被固定。如上文阐述的，相对于表面136固定患者固定设备128还可以相对于机器人基部126固定患者固定设备128，这可以最小化机器人基部126与外科手术感兴趣的目标116之间的相对运动。另外，将患者设备相对于表面136固定可以防止患者118在外科手术期间的总体运动，这可以在医疗程序期间提供额外的益处，例如在医疗程序期间针对其他医疗装置144维持患者118的位置。可以根据需要相对于患者118和/或患者固定设备128定位不同的医疗装置144以促进程序，例如术中CT装置150、麻醉站152、擦洗站154和/或神经调节站156。

此外，在所示的实施例中，患者稳定系统102可以被锚固至表面136的至少部分地布置在手术台120下方的一部分。但是，患者稳定系统102可以被锚固至表面136的任何部分。例如，患者稳定系统102可以被锚固至表面136的邻近手术台120设置的一部分，例如如图2中所示。表面136可以是手术室160的地板138。然而，在一些实施例中，表面136可以是壁140、桌面、医疗装置144的外部142、任何其他合适表面136或它们的一些组合。

图2示出了根据另一实施例的患者118、外科医生200、其他医务人员202以及具有患者稳定系统102和外科机器人系统104的外科手术系统100的俯视图。如图所示，机器人基部126或外科手术机器人系统104的另一部分可以通过链接臂204直接固定到患者稳定系统102，该链接臂可以相对于患者固定设备128固定机器人基部126。由于患者稳定系统102也相对于患者固定设备128固定，因此将外科手术机器人系统104的机器人基部126固定至患者稳定系统102可以将机器人基部126相对于患者固定设备128固定，这可以最小化机器人基部126和外科手术感兴趣的目标116之间的相对运动。

外科手术机器人系统104可以包括例如机器人基部126、至少一个机器人臂106、链接臂204、显示器206、末端执行器108和一个或多个跟踪标记208。机器人臂106可以响应于来自用户210(例如，外科医生200或其他医务人员202)的输入、从处理装置接收的命令或其他方法相对于机器人基部126可移动。外科手术机器人系统104可以包括患者跟踪装置212，所述患者跟踪装置也包括一个或多个跟踪标记208，所述跟踪标记适于被直接地固定到患者118(例如，固定到患者118的骨骼214)。如在下文将更详细地讨论的，跟踪标记208可以固定到或可以是相对于患者118的一些解剖特征130固定的患者固定设备128(例如，立体定向框架)的一部分。

外科手术机器人系统104可以利用传感器216，例如相机218。相机218可以被定为在相机支架220上，该相机支架可以具有任何合适的配置以将相机218移动、定向并支撑在期望的位置。相机218可以包括能够识别例如跟踪标记208的任何合适的相机218或多个相机，例如一个或多个相机(例如双焦点或立体摄影测量相机)。相机218可以扫描以检测来自跟踪标记208的光，以便识别和确定跟踪标记208在三维中的位置。例如，跟踪标记208可以包括有源跟踪标记和/或无源跟踪标记208，所述有源跟踪标记具有由电信号激活的红外发射标记(例如，红外发光二极管(LED))，所述无源跟踪标记具有反射红外光或其它光的回射标记(例如，其将传入的IR辐射反射到入射光的方向中)，所述红外光例如由相机218或其它合适的传感器或其它装置上的照明器发射。

在许多外科手术程序中，一个或多个外科手术感兴趣的目标116(比如大脑132内的目标)关于外部参考系被定位。例如，立体定向神经外科手术可以使用固定到患者118的头部124或另一个合适的解剖特征130上的患者固定设备128(例如，立体定向框架)。神经导航用于基于术前或术中成像在大脑132内配准(例如，映射)目标。使用这种术前或术中成像，可以在外科手术环境中在成像与实际解剖结构(例如，外科手术感兴趣的目标116)之间建立链接和关联，并且这些链接和关联可以在外科手术期间由外科手术机器人系统104利用，以确定外科手术机器人系统104的一个或多个机器人臂106的轨迹。

根据一些实施例，外科手术机器人系统104可以组合各种软件和硬件元件以创建可用于规划、配准、放置和验证外科手术器械110或另一医疗装置144关于患者118的大脑132的位置的系统。外科手术机器人系统104可以采用外科手术导航系统222和规划软件来对外科手术机器人系统104的一个或多个机器人臂106进行编程和控制。此外，或者可替代地，一个或多个机器人臂106可以例如由非无菌人员(例如，外科医生200或其他医务人员202)远程控制。

在一些实施例中，机器人基部126可以被定位成靠近患者118或在患者附近。取决于进行手术的患者118所在区域，机器人基部126可以被定位在靠近患者118的任何合适位置处。相机218可以与外科手术机器人系统104分离并且也以在允许相机218对手术区域具有直接视线的任何合适位置中定位在患者118附近或旁边。在所示的实施例中，外科医生200可以被定位在机器人126的对面，但是仍然能够操纵末端执行器108和显示器206。其他医务人员202(例如，手术助理)可以再次与外科医生200对置地定位，并且可以触及末端执行器108和显示器206两者。如果需要，外科医生200与助理的位置可以颠倒。麻醉师和护士或擦洗技术人员的传统区域可以保持不受机器人基部126和相机218的位置阻碍。

关于外科手术机器人系统104的其他部件，显示器206可以被附接至机器人基部126。在一些实施例中，显示器206可以在具有机器人基部126的手术室160内或在远程位置将其从机器人基部126移除。末端执行器108可以被联接到机器人臂106并且由至少一个马达控制。如上文阐述的，在一些实施例中，末端执行器108可以包括导管112，所述导管能够接纳并且定向用于对患者118执行外科手术的外科手术器械110。如本文所使用，术语“末端执行器”与术语“末端施行器”和“施行器元件”可互换使用。虽然通常用引导管112示出，但应理解，末端执行器108可以用适用于外科手术的任何合适的器械代替。在一些实施例中，末端执行器108可以包括任何已知结构，所述任何已知结构用于以所要方式实现外科手术器械110的移动。

在一些实施例中，外科手术机器人104能够控制末端执行器108的平移和定向。外科手术机器人104能够例如沿着x轴线、y轴线和z轴线移动末端执行器108。末端执行器108可以配置成用于围绕x轴、y轴和z轴中的一个或多个选择性旋转，使得与末端执行器108相关联的一个或多个欧拉角(例如滚动、倾斜和/或偏航)可以被选择性地控制。在一些实施例中，与使用例如仅包括旋转轴线的机器人臂的常规机器人相比，对末端执行器108的平移和定向的选择性控制可以准许医疗手术的执行具有显著提高的准确性。例如，外科手术机器人系统104可以用于在患者118上操作，并且一个或多个机器人臂106可以被定位在患者118上方，其中末端执行器108选择性地相对于z轴线朝向患者118成角度。

在一些实施例中，外科手术器械110的位置可以被动态地更新，使得外科手术机器人104可以在程序期间始终知道外科手术器械110的位置。因此，在一些实施例中，外科手术机器人104可以将外科手术器械110快速移动到期望位置，而无需外科医生200的任何进一步帮助(除非外科医生200需要)。在一些其它实施例中，外科手术机器人104可以被配置成在外科手术器械110偏离选定的预先规划的轨迹的情况下校正外科手术器械110的路径。在一些实施例中，外科手术机器人104可以被配置成准许停止、修改和/或手动控制末端执行器108和/或外科手术器械110的运动。因此，在一些实施例中，外科医生200或其他医务人员可以操作系统，并且可以选择停止、修改或手动控制末端执行器108和/或外科手术器械110的自主运动。

此外，如上文阐述的，外科手术机器人系统104可以包括有源跟踪标记208，其可以被配置为跟踪机器人臂106、末端执行器108、患者118和/或外科手术器械110在三维中的运动。在一些实施例中，可以将有源跟踪标记208安装(或以其他方式固定)到外科手术机器人系统104，例如机器人基部126、一个或多个臂和/或末端执行器108。一个或多个有源跟踪标记208可以进一步被安装(或以其它方式被固定)到患者118。在一些实施例中，有源跟踪标记208可以被定位在患者118上与手术视野间隔开，以减少被外科医生200、手术工具或外科手术机器人系统104的其它部分遮挡的可能性。此外，可以将有源跟踪标记208安装(或以其他方式固定)到外科手术器械110(例如，螺丝刀、扩张器、植入物插入器或类似物)。因此，有源跟踪标记208使得被标记对象中的每一个(例如，末端执行器108、患者118和外科手术器械110)能够被外科手术机器人系统104跟踪。在一些实施例中，外科手术机器人系统104可以使用从被标记对象中的每一个收集的跟踪信息以计算例如末端执行器108、外科手术器械110(例如，定位于末端执行器108的管中)的定向和位置以及患者118的相对位置。

在一些实施例中，术前成像可以被用于识别外科手术感兴趣的目标116。如果外科医生200需要，则外科手术机器人系统104将允许限定重新格式化的坐标系。重新格式化的坐标系将具有锚固到患者118的特定解剖学界标的坐标轴，例如神经外科手术的前联合(AC)和后联合(PC)。在一些实施例中，多个术前检查图像(例如，CT或磁共振(MR)图像)可以被共同配准，使得可以将患者118上的任何给定点的坐标转换为所有其它术前检查图像上的对应点。

如本文所使用的，配准是确定从一个坐标系到另一坐标系的坐标变换的过程。例如，在术前图像的共同配准中，将CT扫描共同配准到MR扫描意味着可以将解剖点的坐标从CT扫描转换为MR扫描中的相应解剖位置。也可能有利的是将至少一个检查图像坐标系配准到共同配准固定设备的坐标系，例如动态参考基部(DRB)，其可以允许相机218实时跟踪患者118在相机218空间中的位置，使得在外科手术感兴趣的目标116的任何术中运动可以由外科手术机器人系统104检测和由外科手术机器人104的补偿移动弥补。但是，需要补偿运动的任何术中运动(例如，外科手术感兴趣的目标116与机器人基部126之间的相对运动)可能相对于期望轨迹至少暂时地将外科手术装置(例如，外科手术器械和/或导管)错位。因此，为了最小化在程序期间机器人基部126和外科手术感兴趣的目标116之间的相对运动，如上文阐述的，外科手术机器人系统104的机器人基部126可以相对于外科手术感兴趣的目标116固定，从而使得外科手术感兴趣的目标116的目标的位置和/或定向相对于外科手术机器人系统104的机器人基部126保持基本恒定。

图3是根据实施例的锚固到表面136并附接到患者固定装置的患者稳定系统102的侧视图。如上文阐述的，患者固定设备128可以被固定至患者和/或外科手术感兴趣的目标116。因此，由于患者稳定系统102被刚性地附接到患者固定装置并且锚固到表面136，所以患者稳定系统102可以被配置为相对于表面136固定外科手术感兴趣的目标116。在一些实施例中，经由患者稳定系统102将外科手术感兴趣的目标116固定到表面136可以最小化外科手术感兴趣的目标116与外科手术机器人系统104的机器人基部126之间的相对运动(例如，如图2所示)。例如，当机器人基部126也相对于表面136固定时，将患者稳定系统102和机器人基部126中的每一个固定至表面136可以使机器人基部126与外科手术感兴趣的目标116之间的相对运动最小化。

在一些实施例中，患者稳定系统102包括稳定基部300。如下文进一步详细讨论的，稳定基部300可以被配置为将患者稳定系统102锚固到表面136。在所示的实施例中，表面136是手术室160的地板138。然而，在一些实施例中，表面136可以是手术室160的地板138、手术室160的壁140、医疗装置144的外部142或它们的一些组合。患者稳定系统102还可以包括从稳定基部300向上延伸的柱部分302。柱部分302可以从稳定基部300的任何部分向上延伸。然而，在所示的实施例中，柱部分302从稳定基部300的邻近稳定基部300的第一端304的部分竖直向上延伸。此外，患者稳定系统102可以包括至少一个稳定臂306。至少一个稳定臂306的近端308可以被附接到柱部分302。在一些实施例中，至少一个稳定臂306的近侧部分可以被附接至患者稳定系统102的另一部分(例如，稳定基部300)。在一些实施例中，适配器310可以被配置为附接到至少一个稳定臂306的远侧部分312。适配器310还可以被配置为附接到患者固定设备128。这样，患者稳定系统102可以经由适配器310固定到患者固定设备128。在一些实施例中，至少一个稳定臂306的远侧部分312被配置成直接附接到患者固定设备128。在一些实施例中，至少一个稳定臂306和/或适配器310可以被配置为直接附接到患者118的解剖特征130(例如，外科手术感兴趣的目标116)。

在一些实施例中，患者稳定系统102包括固定(例如，锚固)状态和非固定状态。患者稳定系统102可以被配置为在处于固定状态时相对于外科手术感兴趣的目标116固定机器人基部126。因此，在一些实施例中，患者稳定器被配置成在固定状态下锚固到表面136。此外，将患者稳定系统102置于固定状态可以包括限制至少一个枢转接头314的旋转，使得患者稳定系统102在固定状态下是刚性的，该枢转接头设置在稳定基部300、柱部分302、至少一个稳定臂306、适配器310或它们的一些组合中的至少两者之间。在非固定状态下，至少一个枢转接头314可以旋转和/或枢转，患者稳定系统102的这种特征(例如，稳定基部300、柱部分302、至少一个稳定臂306和/或适配器310)可以相对于彼此移动。例如，在将患者稳定系统102附接到患者固定设备128之前，至少一个稳定臂306的至少一个枢转接头314和适配器310可以被松开以允许适配器310被重新定位以用于附接到患者固定设备128。此外，在一些实施例中，在非固定状态中，患者稳定系统102可以被配置为经由多个轮316、316沿设置在手术室160内的表面136(例如，手术室160的地板138)自由地移动，所述多个轮被安装至患者稳定系统102的稳定基部300。患者稳定系统102可以在将患者稳定系统102重新放置在手术室160内的过程之前、期间或之后被置于非固定状态。重新安置患者稳定系统102可以为外科医生200(例如，图2所示)和/或布置在患者118附近的手术室160内的其他医疗装置144提供额外的空间。

在一些实施例中，患者稳定系统102包括锁定机构318，该锁定机构被配置为选择性地限制稳定基部300(例如，锚固稳定基部300)相对于手术室160的表面136的运动。这样，锁定机构318可以被配置成在固定状态与非固定状态之间转变患者稳定系统102的至少一部分。在一些实施例中，锁定机构318包括杠杆320，该杠杆被配置成在固定状态与非固定状态之间致动锁定机构318。然而，任何合适的触发装置322可以用于致动锁定机构318。例如，锁定机构318可以包括电子开关，该电子开关被配置为激活马达或另一种合适的驱动机构以致动锁定机构318，以将稳定基部300在固定状态下锚固到表面136，并释放稳定基部300以在非固定状态下沿着地板138移动。

图4是根据另一实施例的患者稳定系统102的透视图。如上文阐述的，患者稳定系统102可以包括稳定基部300、多个轮316、柱部分302、至少一个稳定臂306、适配器310、锁定机构318或它们的一些组合。在一些实施例中，稳定基部300包括从稳定基部300的中心部分402延伸出的多个分支400。例如，在所示的实施例中，稳定基部300包括第一分支404、第二分支406和第三分支408。第一分支404的远端410可以形成稳定基部300的第一端304。柱部分302可以从第一分支404向上延伸，靠近稳定基部300的第一端304。然而，柱部分302可从稳定基部300的任何部分(例如，中央部分402、第一分支404、第二分支406或第三分支408)向上延伸。在一些实施例中，稳定基部300可以包括任何数量的分支。在一些实施例中，稳定基部300可以替代地包括多边形形状(例如，三角形、正方形、六边形等)、圆形、椭圆形、不均匀的形状、或与柱部分302和多个轮316相接的任何其他合适的形状。

在一些实施例中，多个轮316被配置成安装至稳定基部300的底部412。在所示的实施例中，多个轮316包括三个轮(例如，第一轮440、第二轮444和第三轮448)。三个轮中的每一个可以被配置成安装至稳定基部300的单独的分支。例如，第一轮440可以被配置为安装到第一分支404，第二轮444可以被配置为安装到第二分支406，并且第三轮448可以被配置为安装到第三分支408。在一些实施例中，多个轮316中的每个轮可以被配置成邻近多个分支400中的每个的相应远端410安装到其相应分支的一部分。将轮附接在多个分支400的相应远端410附近可以为患者稳定系统102提供更宽的轴距，从而增加患者稳定系统102的稳定性。此外，具有三个轮的多个轮316可以通过具有限定的平面并消除在多于或少于三个轮时可能发生的任何不确定性摇摆来提高患者稳定系统102的稳定性。

在一些实施例中，多个轮316可以包括任何数量的轮。例如，多个轮316可以包括四个轮。在一个示例中，稳定基部300可以包括四个分支，使得每个轮对应于单独的相应分支。然而，在一些实施例中，稳定基部300可以包括少于四个的分支，使得至少一个分支可以具有附接到其上的一个以上的轮。在另一示例中，稳定基部300包括矩形形状。在该示例中，多个轮316可以以任何合适的图案分布在稳定基部300的底部412上。

此外，在一些实施例中，患者稳定系统102包括多个支撑杆436。在一些实施例中，多个支撑杆436包括至少三个支撑杆。每个支撑杆可以被布置为邻近多个轮316中的不同轮。例如，至少一个第一支撑杆460可以邻近第一轮440设置，至少一个第二支撑杆462可以邻近第二轮444设置，并且至少一个第三支撑杆464可邻近第三轮448设置。

稳定基部300可以被配置为支撑柱部分302和附接到柱部分302的至少一个稳定臂306。在一些实施例中，至少一个稳定臂306被附接在柱部分302的顶部分414附近。然而，在一些实施例中，至少一个稳定臂306可以被附接到柱部分302的中央部分416或下部分418。此外，在一些实施例中，至少一个稳定臂306可以被配置成附接到稳定基部300的顶部分420或侧部分422。在所示的实施例中，至少一个稳定臂306经由至少一个枢转接头314被附接到柱部分302的顶部分414。在一些实施例中，至少一个枢转接头314可包括鼠牙接头(hirthjoint)。但是，患者稳定系统102可以包括任何合适类型的枢转接头314。至少一个枢转接头314可以被配置成在固定状态下拧紧，以在至少一个稳定臂306和柱部分302之间提供刚性连接。此外，枢转接头314还可被配置成在非固定状态下松开，以允许至少一个稳定臂306相对于柱部分302重新定位。

在一些实施例中，至少一个稳定臂306被刚性地固定到柱部分302，而没有至少一个枢转接头314。此外，在一些实施例中，至少一个稳定臂306可以包括多个部段。例如，至少一个稳定臂306可以包括第一部段和第二部段。第一部段可以经由至少一个枢转接头314被附接至第二部段。这样，在非固定状态下，至少一个稳定臂306的第一部段可以相对于第二部段被重新定位。此外，在固定状态下，第一部段可以被刚性地附接到第二部段，使得第一部段相对于第二部段固定。

图5是根据另一实施例的适配器310的透视图。如上文阐述的，适配器310可以被配置为附接到至少一个稳定臂306的远侧部分312。例如，适配器310可以进一步被配置为附接到患者固定设备128，如图3中所示。适配器310可以包括被配置为将适配器310附接到患者固定设备128的连接器接口428。此外，由于每个外科医生和/或医院可具有不同的偏好或程序标准，因此接口连接器可以被配置为附接到多种类型的患者固定设备128。

在一些实施例中，适配器310还包括至少一个枢转接头314。如上所述，至少一个枢转接头314可以包括鼠牙接头。所述鼠牙接头可以包括互锁齿500，所述互锁齿被配置成提供刚性的、零或最小的齿隙、基本无滑动的接头，所述接头锁定所述至少一个枢转接头314以在患者稳定系统102处于固定状态时，保持至少一个稳定臂306不相对于患者固定设备128重新定位。在非固定状态下，至少一个枢转接头314可以被松开以允许至少一个稳定臂306相对于患者固定设备128重新定位。

图6是根据另一实施例的另一适配器310的透视图。在所示的实施例中，适配器310包括多个枢转接头314。附加枢转接头314可以被配置成为铰接臂600提供附接点。铰接臂600可以被用于某些程序或随某些患者固定设备128一起使用(例如，图3中所示)。

图7示出了根据另一实施例的患者稳定系统102的截面图。在一些实施例中，柱部分302可以是可调节的柱，其可以允许调节到柱部分302的高度700。在该过程中，调节柱部分302的高度700可以为邻近患者118(例如，图3所示)的空间管理提供益处。此外，调节柱的高度700可以为患者稳定系统102提供额外的自由度，这可以帮助将患者稳定系统102附接到患者固定设备128(例如，图3所示)。

在一些实施例中，患者稳定系统102包括被配置为调节柱部分302的高度700的柱调节装置702。柱调节装置702可以包括手动曲柄704。在一些实施例中，可以使用任何合适的装置代替手动曲柄704或与手动曲柄704组合以调节柱部分302的高度700。而且，手动曲柄704可以包括用于驱动内部导螺杆706的任何合适的配置。在所示的实施例中，手动曲柄704包括手柄708、嵌齿轴心轴710和内部导螺杆706。手柄708可以被刚性地附接到嵌齿轴心轴710的第一端712，使得手柄708的旋转驱动嵌齿轴心轴710的旋转。嵌齿轴心轴710的第二端714可以被配置成与内部导螺杆706的齿轮部分716相接。特别地，嵌齿轴心轴710可以被配置为经由接口将扭矩从嵌齿轴心轴710的旋转传递到内部导螺杆706，以驱动内部导螺杆706的旋转。内部导螺杆706在第一方向718上的旋转可以增加柱部分302的高度700，而内部导螺杆706在第二方向720上的旋转可减小柱部分302的高度700。在一些实施例中，内部导螺杆706包括节距722，该节距被配置成限制内部导螺杆706的向后驱动。限制向后驱动可以防止对柱部分302的高度700进行意外调整。这样，手动曲柄704可以是患者稳定系统102的唯一特征，该患者稳定系统被配置为调节柱部分302的高度700。在一些实施例中，手动曲柄704可以包括被配置为在处于固定状态时(例如，在程序期间)限制手动曲柄704的旋转的手动曲柄锁724，使得与手动曲柄704的意外接触可能不会在该程序期间调节柱部分302的高度700。

在一些实施例中，患者稳定系统102包括被配置成安装在多个轮模块726的相应轮模块内的多个轮316。多个轮模块726可以被安装、联接或以其他方式附接到患者稳定系统102的稳定基部300。在一些实施例中，多个轮模块726被配置成延伸到稳定基部300的底部412中。多个轮316可以至少部分地布置在多个轮模块726内。每个轮或多个轮316的下部727可以从相应的轮模块726和/或稳定基部300的底部412延伸出，使得轮接触表面136并且支撑稳定基部300。在一些实施例中，多个轮316包括全向轮728。全向轮728可以为多个轮316提供多个自由度。每个全向轮728可以包括至少一个主轮730，主轮具有围绕该轮的圆周布置的多个辊732。多个辊732可以垂直于至少一个主轮730的旋转方向734设置。

此外，如以上在图4中所阐述的，患者稳定系统102包括多个支撑杆436。在一些实施例中，多个支撑杆436包括至少三个支撑杆。每个支撑杆可以被布置为邻近多个轮316中的不同轮。例如，至少一个第一支撑杆460可以邻近第一轮440设置，至少一个第二支撑杆462可以邻近第二轮444设置，并且至少一个第三支撑杆464可邻近第三轮448设置。

此外，如上文阐述的，患者稳定系统102可以包括具有至少一个被配置为旋转的主轮730的全向轮728以及被配置为垂直于至少一个主轮730的旋转方向旋转的多个辊732。这样，由于多个辊732仍可移动轮，因此阻止至少一个主轮730的旋转可能不能有效地防止患者稳定系统102的运动。因此，为了锚固患者稳定系统102，锁定机构318可以被配置成在朝向多个轮模块726的方向上缩回多个轮316，使得多个支撑杆436(例如，图4所示)可以接触表面136并支撑患者稳定系统102的稳定基部300。多个支撑杆436可以防止患者稳定系统102相对于表面136移动；从而锚固患者稳定系统102。

图8示出根据另一实施例的锁定机构318的截面图。如上文阐述的，锁定机构318可以被配置为通过缩回多个轮316以使支撑杆436接触表面136并支撑患者稳定系统102，从而将患者稳定系统102锚固在固定状态。此外，锁定机构318可以被配置成在非固定状态下展开多个轮316，使得患者稳定系统102可以沿着表面136移动(例如，图3所示)。

如上文阐述的，锁定机构318可以包括杠杆320。在一些实施例中，杠杆320可以被配置成移动以缩回和/或展开多个轮316。杠杆320可以机械地联接到锁定机构318的中心线性平台800，使得杠杆320的运动可以致动中心线性平台800。中心线性平台800可以设置在稳定基部300内。在一些实施例中，多个轮316中的每个轮和/或多个轮模块726中的轮模块经由各自的凸轮连杆802被联接到中心线性平台800。随着中心线性平台800的致动，基于杠杆320的运动，连接至中心线性平台800的控制缆线804可以被配置为同时致动凸轮连杆802，以缩回和/或展开多个轮316中的每个轮。

此外，在一些实施例中，锁定机构318包括自锁定控制机构806，该自锁定控制机构被配置为通过杠杆320的行程自锁定，使得锁定机构318可以不因患者稳定系统102上的力而被反向驱动。因此，在一些实施例中，杠杆320可以是配置成缩回和/或展开多个轮316的唯一特征。

图9A和图9B分别示出多个轮316中的展开的轮900和缩回的轮902的侧视图。在一些实施例中，锁定机构318的杠杆320(例如，图3中所示)可以移动到第一位置以将患者稳定系统102置于非固定状态。例如，如图9A中所示，将杠杆320移动到第一位置可以致动锁定机构318以展开多个轮316中的每个轮。在非固定状态下，患者稳定系统102可以沿表面136自由地移动。

在一些实施例中，锁定机构318的杠杆320可以被移动到第二位置以将患者稳定系统102置于固定阶段。例如，将杠杆320移动到第二位置可以致动锁定机构318，以将多个轮316中的每个轮缩回到它们各自的轮模块726中，如图9B中所示。随着多个轮316缩回，多个支撑杆436可以接触表面136。多个支撑杆436可以从稳定基部300向下延伸，以在固定状态下支撑患者稳定系统102。多个支撑杆436和表面136之间的接触可以限制或防止稳定基部300相对于表面136的运动。这样，使多个轮316缩回以使多个杆与表面136接合可以将患者稳定系统102锚固到表面136。如上文在图3中阐述的，将患者稳定系统102锚固到表面136可以相对于机器人基部126固定外科手术感兴趣的目标116，以最小化外科手术机器人系统104与外科手术感兴趣的目标116之间的相对运动。

图10是设置在患者稳定系统102的至少一个稳定臂306内的电介质断裂部1000的截面图。在一些实施例中，患者稳定系统102包括电介质断裂部1000，以防止患者通过患者稳定系统102电接地。电介质断裂部1000可以包括固定在至少一个稳定臂306的相邻部分(例如，第一臂部分1004和第二臂部分1006)之间的非导电插头1002。非导电插头1002可以防止第一臂部分1004接触第二部分148。非导电插头1002可以被刚性地附接到第一臂部分1004和第二臂部分1006两者，使得第一臂部分1004可以相对于第二臂部分1006固定。在一些实施例中，非导电插头1002可以被贴附到第一臂部分1004和第二臂部分1006。然而，可以利用任何合适的附接机构将非导电插头刚性地附接到第一臂部分1004和第二臂部分1006。此外，在一些实施例中，相对于至少一个稳定臂306的中心轴线1008，非导电插头1002的至少一部分可以被布置在径向上在第一臂部分1004的内部并且在径向上在至少一个稳定臂306的第二臂部分1006的外部。

在本发明构思的各个实施例的以上描述中，应当理解，本文使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，而不旨在是限制本发明构思的。除非另外定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明构思所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。应进一步理解，如在常用词典中定义的那些术语应被解释为具有与其在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且除非本文明确定义，否则不应在理想化或过度正式的意义上解释。

当一个元件被称为“连接”、“联接”、“响应”或其变型于另一个元件时，它可直接连接、联接或响应于另一个元件，或可存在中间元件。相比之下，当一个元件被称为“直接连接”、“直接联接”、“直接响应”或其变型于另一个元件时，不存在中间元件。相同的数字始终指代相同的元件。此外，如本文中所使用的“联接”、“连接”、“响应”或其变型可包括无线联接、连接或响应。如本文所用，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一(a/an)”和“所述(the)”旨在也包括复数形式。为了简洁和/或清楚起见，可能未详细描述众所周知的功能或配置。术语“和/或”包括相关联的所列项中的一个或多个中的任一个以及所有组合。

应理解，尽管本文中可使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件/操作，但这些元件/操作不应受这些术语的限制。这些术语仅是用来将一个元件/操作与另一个元件/操作进行区分。因此，在不脱离本发明构思的教导的情况下，一些实施例中的第一元件/操作可以在其它实施例中被称为第二元件/操作。在整个本说明书中，相同的附图标记或相同的附图指示符表示相同或类似的元件。

如本文中所使用，术语“包括”、“包括”、“具有”或其变型为开放式的，并包括一个或多个所陈述的特征、整数、元件、步骤、组件或功能，但不排除一个或多个其它特征、整数、元件、步骤、组件、功能或其群组的存在或添加。

尽管在前面的说明书中已经公开了本发明构思的若干实施例，但是应理解，在受益于前述描述和相关附图中呈现的教导内容的情况下，将能够设想出本发明构思所涉及的本发明构思的许多修改和其它实施例。因此应该理解，本发明构思不限于上文公开的特定实施例，并且许多修改和其它实施例旨在包括在所附权利要求书的范围内。进一步设想，来自一个实施例的特征可与来自本文中所描述的不同实施例的特征组合或一起使用。此外，尽管在本文中以及在所附权利要求书中使用了具体术语，但它们仅在一般和描述性意义上被使用，而不是为了限制所描述发明构思或所附权利要求书的目的。本文中所引用的每个专利和专利公开的全部公开内容全文以引用的方式并入本文中，如同每个此专利或公开个别地以引用的方式并入本文中。本发明构思的各种特征和/或潜在优点在所附权利要求书中阐述。

Claims (10)

1.一种患者稳定系统，所述患者稳定系统包括：

稳定基部；

安装到所述稳定基部的多个轮，其中，所述多个轮被配置成使所述稳定基部沿表面移动；

锁定机构，所述锁定机构被配置成选择性地限制所述稳定基部相对于所述表面的运动；

从所述稳定基部向上延伸的柱部分；

至少一个臂，其中，所述至少一个臂的近侧部分被联接至所述柱部分；以及

适配器，所述适配器被联接至所述至少一个臂的远侧部分，其中，所述适配器被配置成联接至固定至患者的解剖特征的患者固定设备，并且其中，所述患者稳定系统被配置成将所述患者固定设备锚固至所述表面处于固定状态。

2.根据权利要求1所述的患者稳定系统，其中，所述多个轮中的每个轮被安装在多个轮模块中的相应轮模块中，并且其中，所述多个轮模块被安装至所述稳定基部。

3.根据权利要求1所述的患者稳定系统，其中，所述多个轮包括全向轮。

4.根据权利要求1所述的患者稳定系统，其中，所述锁定机构被配置成在所述固定状态下将所述多个轮中的每个轮缩回到各自的轮模块中。

5.根据权利要求1所述的患者稳定系统，其中，所述稳定基部包括从所述稳定基部向下延伸的多个支撑杆，其中，所述多个支撑杆被配置为响应于将所述多个轮中的每个轮缩回至相应的轮模块中而支撑所述稳定基部。

6.根据权利要求5所述的患者稳定系统，其中，所述多个支撑杆包括三个支撑杆，并且其中，所述三个支撑杆中的每一个被布置成邻近所述多个轮中的不同轮。

7.根据权利要求5所述的患者稳定系统，其中，所述多个支撑杆与所述表面之间的接触被配置成限制所述稳定基部相对于所述表面的运动。

8.根据权利要求1所述的患者稳定系统，其中，所述柱部分包括被配置成调节所述柱的高度的柱调节装置。

9.根据权利要求8所述的患者稳定系统，其中，所述柱调节装置包括手动曲柄。

10.根据权利要求9所述的患者稳定系统，其中，所述手动曲柄包括内部导螺杆，并且其中，所述内部导螺杆包括被配置为抑制所述内部导螺杆的向后驱动的螺距。

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