[发明专利]关节成形术中用于扩孔的触觉容积

权利要求书

1.一种用于扩大患者骨内切口的触觉自动外科手术系统，所述系统包括：

切割工具，所述切割工具包括中心轴，所述中心轴与所述切割工具的底部中心对齐；以及

控制器，该控制器被编程为：

将所述骨中的预期切口与所述切割工具当靠近所述骨放置时的位置进行比较，所述切割工具的中心轴偏离所述预期切口的中心轴；

基于所述骨中的所述预期切口与所述切割工具当靠近所述骨放置时的位置的比较，产生触觉容积，所述触觉容积包括起始圆柱部分，所述起始圆柱部分通向渐细部分，所述渐细部分随所述触觉容积朝所述骨延伸而变窄；以及

产生控制信号，所述控制信号将允许切割工具在触觉容积内移动，并提供触觉反馈，以限制切割工具在触觉容积外的移动。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述触觉容积的渐细部分为圆锥部分。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述圆锥部分的半顶角为10°～30°。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述圆锥部分的半顶角为12°～23°。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述圆锥部分的半顶角为15°～20°。

6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述圆锥部分的半顶角为16°～19°。

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述触觉容积的渐细部分为抛物线部分。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述抛物线部分的外表面的半径r(h)由方程式1限定：

其中R为预期切口的半径，而h为骨的外表面和抛物线部分的外表面上的r之间的距离。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器产生的触觉容积进一步包括设置在渐细部分和骨之间的直线部分。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述直线部分的长度为0～6mm。

11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述直线部分的长度为2～4mm。

12.一种用于全髋关节置换术(THA)的触觉自动外科手术系统，所述系统包括：

切割工具，所述切割工具包括中心轴，所述中心轴与所述切割工具的底部中心对齐；

控制器，其被编程为用于：

将髋臼中的预期切口与所述切割工具当最初放置在所述髋臼上时的位置进行比较，所述切割工具的中心轴偏离所述预期切口的中心轴；

基于所述髋臼中的所述预期切口与所述切割工具当最初放置在所述髋臼上时的位置的比较，产生触觉容积，该触觉容积包括起始圆柱部分，所述起始圆柱部分通向渐细部分和直线部分，所述渐细部分随所述触觉容积朝所述髋臼延伸而变窄，所述直线部分设置在所述渐细部分和所述髋臼之间；以及

产生控制信号，所述控制信号使所述切割工具在触觉容积内进行运动并提供触觉反馈从而将切割工具的运动限制在触觉容积内。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，当所述切割工具运动到所述触觉容积外时，所述控制器进一步用于停止所述切割工具的转动。

14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述触觉容积包括圆锥部分，所述圆锥部分具有顶角和从顶角朝髋臼延伸的直线路径。

15.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述触觉容积包括抛物线部分，所述抛物线部分具有顶角和从顶角朝髋臼延伸的直线路径。

16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述抛物线部分的外表面的半径r(h)由方程式1限定：

其中R为预期切口的半径，而h为髋臼的外表面和抛物线部分的表面上的r之间的距离。