[发明专利]集成式医学成像与外科手术机器人系统

权利要求书

1.一种执行机器人辅助外科手术的方法，其包括：

基于由成像装置获得的患者的成像数据使机器人手臂相对于所述患者及所述成像装置移动以使所述机器人手臂的末端执行器相对于所述患者移动到预定位置及定向；

确定所述成像装置正沿所述患者平移；及

当所述成像装置相对于所述患者平移时，使所述机器人手臂移动以使所述末端执行器相对于所述患者维持于所述预定位置及定向中，同时防止所述机器人手臂与所述成像装置或与所述患者碰撞，

其中所述机器人手臂附接到所述成像装置，所述机器人手臂的第一端附接到所述成像装置的相对于所述患者移动的机架，且所述末端执行器位于所述机器人手臂的第二端处；并且

其中当所述成像装置相对于所述患者移动时，所述机器人手臂使所述末端执行器相对于所述患者维持于所述预定位置及定向中且不与所述成像装置或所述患者碰撞。

2.根据权利要求1所述的方法，其中使用反向运动学使所述机器人手臂移动。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述机器人手臂包括多关节手臂。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述末端执行器包括空心管或插管，所述空心管或插管用于界定所述患者的体表上的入口点与所述患者内部的目标点之间的轨迹。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述末端执行器经配置以接纳且引导创伤性外科手术工具。

6.根据权利要求4所述的方法，其中所述末端执行器包括射线可透过材料。

7.根据权利要求1所述的方法，其中基于在由所述成像装置获得的所述患者的所述成像数据的显示中对入口点及目标点的用户选择而确定所述末端执行器相对于所述患者的所述预定位置及定向。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述成像装置包括含纳至少一个成像组件且界定孔的机架。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述成像装置包括x射线计算断层摄影术CT扫描装置。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述成像装置包括底座、在所述底座上面延伸的支撑柱及安装到所述支撑柱的患者支撑件，其中所述机架位于所述底座上面。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述机架相对于所述底座平移。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述机架相对于所述底座倾斜。

13.根据权利要求10所述的方法，其中所述患者支撑件相对于所述底座平移及/或旋转。

14.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：

使用运动跟踪设备跟踪所述机器人手臂及所述成像装置中的至少一者的位置。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述运动跟踪设备包括固定到所述机器人手臂及/或所述成像装置的至少一个标记器及检测由所述至少一个标记器发射或反射的辐射的感测装置。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述至少一个标记器包括有源或无源光学标记器，且所述感测装置包括相机。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述相机附接到所述成像装置。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述相机独立于所述成像装置的所述移动而移动以使所述患者的外科手术区维持于所述相机的视场内。

19.根据权利要求16所述的方法，其中所述相机附接到患者支撑件。