用于进行手术的机器人辅助的外科导板系统技术方案

一种外科系统，包括：床，沿着主方向延伸；机械臂，设置在床附近；以及外科导板，附接到机械臂。床具有支撑患者的台面，机械臂是可控制的以相对于所述患者的身体移动，并且，外科导板能够保持外科器械并且当所述外科器械移动穿过外科导板时测量外科器械的平移。机械臂被配置成将外科导板定位到与患者的靶向区域相关的期望的位置。

Robot assisted surgical guide system for operation

A surgical system includes a bed extending along the main direction, a mechanical arm arranged near the bed, and a surgical guide plate attached to the mechanical arm. The bed has a table supporting the patient, the mechanical arm is controllable to move relative to the patient's body, and the surgical guide plate can maintain the surgical instrument and measure the translation of the surgical instrument when the surgical instrument moves through the surgical guide plate. The robotic arm is configured to position the surgical guide to the desired position related to the targeted area of the patient.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于进行手术的机器人辅助的外科导板系统相关申请的交叉引用本申请要求于2017年10月3日提交的申请号为62/572,986的美国临时申请、于2018年2月7日提交的申请号为62/627,565的美国临时申请以及于2018年10月15日提交的序列号为16/160,575的美国申请的优先权，这些全部申请整体通过引入并入本文。
本公开总体涉及医疗系统领域，并且特别地，涉及可以与成像装置或系统结合使用的机器人辅助的传感器化外科导板。
技术介绍
任何类型的手术都对患者的健康有风险。在外科手术期间，进入患者体内的靶向区域可能困难，可能需要在重要的动脉和器官周围进行精确导航。外科医生需要进行更安全和更有效手术的通用助手。
技术实现思路
简而言之，并且概括地说，本公开涉及用于执行机器人辅助手术的系统和方法的各种实施例。该系统可以包括放射成像装置或系统、支撑患者的床、设置在放射成像系统附近的机械臂以及传感器化外科导板，该传感器化外科导板附接到机械臂、保持外科器械并且测量外科器械沿着介入轴线的平移以及外科器械围绕介入轴线的转动。在使用中，确定介入点轴线并且机械臂将传感器化外科导板定位成与介入点轴线对齐，使得可以将外科器械引导到患者的靶向区域。通过以下结合附图的详细描述，其它特征和优点将变得显而易见，附图通过示例的方式示出了各个实施例的特征。附图说明图1示出根据本专利技术的实施例的包括放射成像系统和附接到机械臂的传感器化外科导板的示例性外科系统；图2示出根据本专利技术的实施例的包括放射成像系统和附接到机械臂的传感器化外科导板的另一示例性外科系统；图3示出根据本专利技术的实施例的具有铰接结构的示例性传感器化外科导板；图4示出根据本专利技术的实施例的用于定位在远侧导板中的套管和定位在近侧导板和套管中的外科器械的图3的传感器化外科导板；图5示出根据本专利技术的实施例的包括设置在传感器导板的远端上的距离传感器的示例性传感器化外科导板；图6示出根据本专利技术的实施例的包括警告外科医生外科器械在患者体内的深度的深度指示器的另一示例性传感器化外科导板；图7示出根据本专利技术的实施例的附接到机械臂、具有大致U形形状的示例性传感器化外科导板；图8至图12示出根据本专利技术的实施例的使用外科系统进行外科手术的示例性步骤，该外科系统包括放射成像系统和附接到机械臂的传感器化外科导板；图13A和图13B是根据本专利技术的实施例的示出外科医生在手术期间使用的荧光透视图像和指示器的外科系统的显示器的示例性屏幕截图；图14示出附接到机械臂的传感器化外科导板的另一示例性实施例；图15至图18示出根据本专利技术的实施例的使用包括图14中所示的传感器化外科导板的外科系统进行外科手术的示例性步骤；图19是根据本专利技术的实施例的来自示出荧光透视图像和彩色条形码的外科系统的显示器的示例性屏幕截图，该彩色条形码指示外科器械与靶向区域之间的距离；图20是根据本专利技术的实施例的图7中描绘的传感器化外科导板的示意图；图21A和图21B是示出根据本专利技术的实施例的传感化外科导板的表面读取器看到的内容的示例性图片；图22是示出根据本专利技术的实施例的使传感器化外科导板的快门通电的示意图；图23A和图23B是示出根据本专利技术的实施例的传感器化外科导板的快门组件的示意图；以及图24是根据本专利技术的实施例的手术期间控制使用外科器械的过程的流程图。在认为合适的情况下，可以在附图中重复附图标记以指示对应的或类似的元件。此外，附图中描绘的一些块可以被组合成单个功能。具体实施方式在下面的详细描述中，阐述许多具体细节以便提供对本专利技术实施例的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将理解的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本专利技术的实施例。在其它情况下，没有详细地描述公知的方法、过程、组件和电路，以免模糊本专利技术。本文公开的每个特征和教导可以单独使用或与其它特征和教导结合使用，以提供包括放射成像系统以及床的外科系统。参照附图进一步详细描述单独和组合地使用许多这些附加特征和教导的代表性示例。参照图1，外科系统10包括放射成像系统12、机械臂14、传感器化外科导板16和床18。系统10既可用于医学应用中也可用于兽医应用中来进行放射成像和机器人辅助手术。放射成像系统12用于至少观察手术靶向区域周围的患者的一部分。在各个实施例中，传感器化外科导板16可以与解剖、闭塞、收缩、抓握、能量(例如，激光)、超声波、照相机等有关的各种外科器械一起使用。外科器械可以被标记为不透射线，从而在使用放射成像系统时它更加明显。另外，外科器械可以包括内部或外部指示外科器械长度的附加标记。在一个实施例中，机械臂14以相对于患者的确定的位置和角度将传感器化外科导板16进行定位以便使外科医生在介入期间将传感器化外科导板用于一组外科器械。传感器化外科导板16可以包括测量任何插入的外科器械沿介入轴线的平移或围绕介入轴线的转动的至少一个传感器，这可用于连续监测插入的外科器械的插入深度。因此，放射成像系统和传感器化外科导板可以持续向外科医生提供关于插入的外科器械在患者体内的位置的反馈。该系统还可以包括具有图形用户界面和导航软件的显示器，该导航软件能够从放射成像系统获取图像并且参考通过传感器化外科导板提供的外科器械的位置和方向。在另一实施例中，该系统可不包括放射成像系统。特别地，放射成像系统12适合于执行包括但不限于X射线、CT扫描和X线透视的放射成像检查。在一个实施例中，成像系统包括适于控制放射成像系统的控制单元。床18沿主方向20(如图2所示)延伸并且具有用于患者的支撑表面。在一个实施例中，放射成像系统12包括门架22，该门架22适于对患者的至少一部分执行放射成像并且限定适于容纳床18的至少一部分的分析区域24。例如，门架可以具有如图1和图2所示的圆形形状，该圆形形状适合于容纳床18和患者的至少一部分。此外，图2的实施例中所示的放射线成像系统包括适于支撑门架22的承载结构26。如图2所示，其是部分切除的，门架22包含用于执行放射扫描的各种组件。门架22中包含的组件的实例包括但不限于以下内容。源28适于发射辐射，例如X射线。门架还可以包括至少一个检测器30，该检测器30适于接收源28发射的辐射并且适于基本上置于床18的与源相对的一侧。此外，门架22可以包括适于至少部分地包含上述组件的壳体32，并且壳体可以根据需要包含附加组件。特别地，检测器30适合于检测在扫描期间穿过患者身体的辐射(例如，X射线)。在一个实施例中，检测器30可以包括诸如平板和/或线性传感器的传感元件。在其他的实施例中，系统可以不包括门架，并且源和检测器的位置可以限定分析区域。如图2的示例中所示，承载结构26包括适于支撑门架22的底座34。在一个实施例中，该结构包括适于使门架22沿大致平行于主方向20的滑动方向移动的平移组件36。此外，该结构可以包括轮38，轮38适于在移动系统10时在地板上滚动，可以是枢转轮。...

【技术保护点】
1.一种外科系统，包括：/n床，沿着主方向延伸，所述床具有支撑患者的台面；/n机械臂，设置在所述床附近并且是可控制的以相对于所述患者的身体移动；以及/n外科导板，附接到所述机械臂，所述外科导板能够保持外科器械并且当所述外科器械移动穿过所述外科导板时测量所述外科器械的平移，其中所述机械臂被配置成将所述外科导板定位到与所述患者的靶向区域相关的期望的位置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171016 US 62/572,986;20180207 US 62/627,5651.一种外科系统，包括：
床，沿着主方向延伸，所述床具有支撑患者的台面；
机械臂，设置在所述床附近并且是可控制的以相对于所述患者的身体移动；以及
外科导板，附接到所述机械臂，所述外科导板能够保持外科器械并且当所述外科器械移动穿过所述外科导板时测量所述外科器械的平移，其中所述机械臂被配置成将所述外科导板定位到与所述患者的靶向区域相关的期望的位置。


2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括放射成像系统，所述放射成像系统包括源和至少一个检测器，所述源适于发射穿过所述患者的至少一部分的辐射，所述辐射限定传播的中心轴线，所述检测器适于接收所述辐射，其中所述源和所述检测器限定放置所述患者的至少一部分的分析区。


3.根据权利要求1所述的系统，进一步包括与所述机械臂通信的系统计算机，其中所述系统计算机包括控制所述机械臂和所述外科导板的定位的导航软件。


4.根据权利要求1所述的系统，其中所述外科导板包括用于确定所述外科器械是否经过授权的读取器。


5.根据权利要求4所述的系统，其中当所述外科器械通过所述外科导板被送入时，所述读取器被配置成读取所述外科器械上的标记。


6.根据权利要求4所述的系统，其中如果确定所述外科器械经过授权，则当所述外科器械通过所述外科导板被送入时，所述读取器被配置成读取所述外科器械上的射频识别标签。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克·达梅里奥，达米亚诺·福图纳，莱昂纳多·曼内蒂，丹尼斯·玛蒂亚·德·米切利，杰卢卡·帕里尼，
申请(专利权)人：EPICA国际有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US