【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开大体上涉及与计算机辅助手术系统相关的方法、系统和装置，所述计算机辅助手术系统包括各种硬件和软件部件，所述硬件和软件部件一起工作以增强手术工作流程。所公开的技术可以应用于例如肩、髋和膝关节成形术，以及其他外科手术，如关节镜手术、脊柱手术、颌面手术、肩袖手术、韧带修复和置换手术。
技术介绍
1、用于关节成形手术(例如，全膝置换)的骨切除通常使用摆动锯和使用解剖学参考手动对准的(一个或多个)切割引导件来完成。最近，机器人或计算机辅助关节成形术提高了切除和植入物放置以及相关患者结果的准确性和可重复性。特别地，术后功能、疼痛、康复和满意度都可能受到植入物放置的影响。
2、然而，计算机辅助关节成形手术的显著缺点是执行手术所需的机器人系统的尺寸和成本。另外，这些机器人系统中的许多机器人系统从执行手术的外科医生移除控制。为了克服这些限制，提出了一种手持式手术装置，其构造成以多个自由度自动对准切割器具、切割块或植入物。
技术实现思路
1、公开了手术计算装置、手术切除装置、手术系统、非暂时性计算机可读介质和手术方法，其便于在手术程序期间改善患者解剖结构的切除。根据一些实施例，手术切除装置包括静止壳体和切除工具，所述切除工具包括环形齿轮并且经由挠性垫圈联接到所述静止壳体，所述挠性垫圈允许所述静止壳体和所述切除工具之间的相对运动。电机联接到所述静止壳体并且包括小齿轮，所述小齿轮构造成与所述环形齿轮对接以使所述切除工具围绕第一轴线旋转。柄部，所述柄部联接到所述静止壳体，以及至少两个线性致动
2、根据一些实施例，所述第二轴线不同于所述第一轴线，并且所述第三轴线不同于所述第一轴线和所述第二轴线中的每一个。
3、根据一些实施例，所述至少两个线性致动器包括在所述第一轴线的方向上彼此间隔的第一线性致动器和第二线性致动器。
4、根据一些实施例，所述至少两个线性致动器中的每一个包括另一电机和螺母或导螺杆组件。
5、根据一些实施例，所述至少两个线性致动器中的一个或多个线性致动器包括气动致动器、液压致动器或压电致动器。
6、根据一些实施例，所述手术切除装置还包括光学跟踪装置，所述光学跟踪装置联接到所述静止壳体并且包括多个基准。
7、根据一些实施例，所述切除工具包括磨刀、矢状手术锯或摆动手术锯。
8、根据一些实施例，所述电机还构造成沿着所述第一轴线的方向延伸和缩回所述切除工具。
9、根据一些实施例，所述切除工具从所述静止壳体可移除。
10、根据一些实施例，所述至少两个线性致动器和所述电机共同构造成以三个自由度控制所述切除工具。
11、根据一些实施例，公开了一种手术计算装置，其包括非暂时性计算机可读介质和一个或多个处理器，所述非暂时性计算机可读介质包括存储在其上的用于在手术程序期间促进切除的编程指令，所述一个或多个处理器联接到所述非暂时性计算机可读介质并且配置成执行所存储的编程指令以基于术前手术计划确定用于切除患者解剖结构的切除平面。然后在手术程序期间跟踪手术切除装置的位置和取向。所述手术切除装置包括切除工具、构造成使所述切除工具围绕第一轴线旋转的电机以及至少两个线性致动器，所述至少两个线性致动器独立地可驱动以使所述切除工具在第二轴线内平移并且使所述切除工具围绕第三轴线旋转。驱动所述电机或所述至少两个线性致动器中的一个或多个线性致动器中的一者或多者以基于所跟踪的位置和取向将所述切除工具的一部分与所述切除平面对准。基于在切除所述患者解剖结构期间的所跟踪的位置和取向来控制所述切除工具的所述部分在所述第一轴线的方向上的位置或所述切除工具的所述部分的速度。
12、根据一些实施例，所述切除工具包括手术锯，其中所述手术锯的部分包括锯片。
13、根据一些实施例，所述一个或多个处理器还配置成执行所存储的编程指令以在基于所跟踪的位置和取向确定实现所述锯片与所述切除平面的对准时启动所述锯片的摆动。
14、根据一些实施例，所述一个或多个处理器还配置成执行所存储的编程指令以启用或禁用所述锯片的摆动以控制所述锯片在所述第一轴线的所述方向上的位置。
15、根据一些实施例，所述一个或多个处理器还配置成执行所存储的编程指令以延伸或限制所述锯片的摆动以控制所述锯片在所述第一轴线的所述方向上的所述位置。
16、根据一些实施例，所述一个或多个处理器还配置成执行所存储的编程指令以将所述锯片缩回到设置在所述手术切除装置的静止壳体内的套筒中或从所述套筒延伸所述锯片以控制所述锯片在所述第一轴线的所述方向上的所述位置。
17、根据一些实施例，所述切除工具和所述电机设置在所述静止壳体的相对端附近，并且经由所述切除工具的环形齿轮和所述电机的小齿轮在所述静止壳体内对接。在这些实施例中，所述处理器还配置成执行所存储的编程指令以驱动所述电机旋转所述小齿轮，从而使所述小齿轮接合所述环形齿轮以使所述切除工具围绕所述第一轴线旋转。
18、根据一些实施例，所述一个或多个处理器还配置成执行所存储的编程指令以基于联接到所述手术切除装置的第一光学跟踪装置和联接到所述患者解剖结构的第二光学跟踪装置来相对于所述患者解剖结构跟踪所述位置和取向。在这些实施例中，所述第一光学跟踪装置和所述第二光学跟踪装置中的每一个包括多个基准。
19、根据一些实施例，所述切除工具包括磨刀。在这些实施例中，所述处理器还配置成执行所存储的编程指令以在基于所跟踪的位置和取向确定实现所述磨刀与所述切除平面的对准时启动所述磨刀的旋转。
20、根据一些实施例，所述一个或多个处理器还配置成执行所存储的编程指令以在所述第一轴线的所述方向上延伸或缩回所述磨刀，从而控制所述磨刀的暴露。
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1.一种手术切除装置，其包括：
2.根据权利要求1所述的手术切除装置，其中所述第二轴线不同于所述第一轴线，并且所述第三轴线不同于所述第一轴线和所述第二轴线中的每一个。
3.根据权利要求1所述的手术切除装置，其中所述至少两个线性致动器包括在所述第一轴线的方向上彼此间隔的第一线性致动器和第二线性致动器。
4.根据权利要求1所述的手术切除装置，其中所述至少两个线性致动器中的每一个包括另一电机和螺母或导螺杆组件。
5.根据权利要求1所述的手术切除装置，其中所述至少两个线性致动器中的一个或多个线性致动器包括气动致动器、液压致动器或压电致动器。
6.根据权利要求1所述的手术切除装置，其还包括光学跟踪装置，所述光学跟踪装置联接到所述静止壳体并且包括多个基准。
7.根据权利要求1所述的手术切除装置，其中所述切除工具包括磨刀、矢状手术锯或摆动手术锯。
8.根据权利要求1所述的手术切除装置，其中所述电机还构造成沿着所述第一轴线的方向延伸和缩回所述切除工具。
9.根据权利要求1所述的手术切除装置，其中所述切
10.根据权利要求1所述的手术切除装置，其中所述至少两个线性致动器和所述电机共同构造成以三个自由度控制所述切除工具。
11.一种手术计算装置，其包括非暂时性计算机可读介质和一个或多个处理器，所述非暂时性计算机可读介质包括存储在其上的用于在手术程序期间促进切除的编程指令，所述一个或多个处理器联接到所述非暂时性计算机可读介质并且配置成执行所存储的编程指令以：
12.根据权利要求11所述的手术计算装置，其中所述切除工具包括手术锯，其中所述手术锯的所述部分包括锯片。
13.根据权利要求12所述的手术计算装置，其中所述一个或多个处理器还配置成执行所存储的编程指令以在基于所跟踪的位置和取向确定实现所述锯片与所述切除平面的对准时启动所述锯片的摆动。
14.根据权利要求12所述的手术计算装置，其中所述一个或多个处理器还配置成执行所存储的编程指令以启用或禁用所述锯片的摆动以控制所述锯片在所述第一轴线的所述方向上的位置。
15.根据权利要求12所述的手术计算装置，其中所述一个或多个处理器还配置成执行所存储的编程指令以延伸或限制所述锯片的摆动以控制所述锯片在所述第一轴线的所述方向上的所述位置。
16.根据权利要求12所述的手术计算装置，其中所述一个或多个处理器还配置成执行所存储的编程指令以将所述锯片缩回到设置在所述手术切除装置的静止壳体内的套筒中或从所述套筒延伸所述锯片以控制所述锯片在所述第一轴线的所述方向上的所述位置。
17.根据权利要求16所述的手术计算装置，其中所述切除工具和所述电机设置在所述静止壳体的相对端附近，并且经由所述切除工具的环形齿轮和所述电机的小齿轮在所述静止壳体内对接，其中所述处理器还配置成执行所存储的编程指令以驱动所述电机旋转所述小齿轮，从而使所述小齿轮接合所述环形齿轮以使所述切除工具围绕所述第一轴线旋转。
18.根据权利要求11所述的手术计算装置，其中所述一个或多个处理器还配置成执行所存储的编程指令以基于联接到所述手术切除装置的第一光学跟踪装置和联接到所述患者解剖结构的第二光学跟踪装置来相对于所述患者解剖结构跟踪所述位置和取向，其中所述第一光学跟踪装置和所述第二光学跟踪装置中的每一个包括多个基准。
19.根据权利要求11所述的手术计算装置，其中所述切除工具包括磨刀，其中所述处理器还配置成执行所存储的编程指令以在基于所跟踪的位置和取向确定实现所述磨刀与所述切除平面的对准时启动所述磨刀的旋转。
20.根据权利要求19所述的手术计算装置，其中所述一个或多个处理器还配置成执行所存储的编程指令以在所述第一轴线的所述方向上延伸或缩回所述磨刀，从而控制所述磨刀的暴露。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种手术切除装置，其包括：
2.根据权利要求1所述的手术切除装置，其中所述第二轴线不同于所述第一轴线，并且所述第三轴线不同于所述第一轴线和所述第二轴线中的每一个。
3.根据权利要求1所述的手术切除装置，其中所述至少两个线性致动器包括在所述第一轴线的方向上彼此间隔的第一线性致动器和第二线性致动器。
4.根据权利要求1所述的手术切除装置，其中所述至少两个线性致动器中的每一个包括另一电机和螺母或导螺杆组件。
5.根据权利要求1所述的手术切除装置，其中所述至少两个线性致动器中的一个或多个线性致动器包括气动致动器、液压致动器或压电致动器。
6.根据权利要求1所述的手术切除装置，其还包括光学跟踪装置，所述光学跟踪装置联接到所述静止壳体并且包括多个基准。
7.根据权利要求1所述的手术切除装置，其中所述切除工具包括磨刀、矢状手术锯或摆动手术锯。
8.根据权利要求1所述的手术切除装置，其中所述电机还构造成沿着所述第一轴线的方向延伸和缩回所述切除工具。
9.根据权利要求1所述的手术切除装置，其中所述切除工具从所述静止壳体可移除。
10.根据权利要求1所述的手术切除装置，其中所述至少两个线性致动器和所述电机共同构造成以三个自由度控制所述切除工具。
11.一种手术计算装置，其包括非暂时性计算机可读介质和一个或多个处理器，所述非暂时性计算机可读介质包括存储在其上的用于在手术程序期间促进切除的编程指令，所述一个或多个处理器联接到所述非暂时性计算机可读介质并且配置成执行所存储的编程指令以：
12.根据权利要求11所述的手术计算装置，其中所述切除工具包括手术锯，其中所述手术锯的所述部分包括锯片。
13.根据权利要求12所述的手术计算装置，其中所述一个或多个处理器还配置成执行所存储的编程指令以在基于所跟踪的位置和取向确定实现所述锯片与所...
【专利技术属性】
技术研发人员：布雷特·J·贝尔，塞缪尔·C·邓普，
申请(专利权)人：史密夫和内修有限公司，
类型：发明
国别省市：
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