[发明专利]集成式医学成像与外科手术机器人系统

说明书

本发明涉及用于联合手术中成像来执行机器人辅助外科手术的方法及系统。一种方法包含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。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。

相关申请案

本申请案主张于2015年4月15日提出申请的第62/147,924号美国临时申请案的优先权权益，所述临时申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。

背景技术

外科手术治疗(例如微创治疗)可需要外科医生将外科手术工具插入患者的身体内部达特定深度以到达患者的身体内部的目标区。这可为具挑战性且耗时的过程。外科医生可利用手术前诊断图像(例如，x射线CT、MRI)来帮助在不损坏患者的其它组织或器官的情况下将外科手术工具引导到身体内的正确位置及深度。然而，工具的插入及放置仍存在不准确的可能性，这可导致工具被引导到身体内的不正确位置及/或对患者的解剖部分的其它部分造成损伤或损坏。为了避免此类问题，外科医生可选择执行比原本可能必要的更具创伤性的治疗。然而，这可基本上增加治疗的时间及成本，且还可增加患者的失血、疼痛及恢复时间。

发明内容

各种实施例包含用于执行机器人辅助外科手术的方法及系统。在一个实施例中，一种执行机器人辅助外科手术的方法包含：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，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。

实施例可进一步包含：确定所述成像装置正相对于所述患者移动；及当所述成像装置相对于所述患者移动时，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。

其它实施例包含用于执行机器人辅助外科手术的系统，其包含：患者支撑件；成像装置，其可相对于所述患者支撑件移动以获得定位于所述患者支撑件上的患者的成像数据；机器人手臂，其经配置以基于由所述成像装置获得的成像数据使所述机器人手臂的末端执行器相对于定位于所述患者支撑件上的所述患者移动到预定位置及定向；及运动跟踪设备，其包含附接到所述成像装置或附接到所述患者支撑件的相机，其中所述相机经定位以跟踪一或多个物体在外科手术区中的位置。在实施例中，所述相机可独立于所述成像装置及所述患者支撑件而移动以使所述外科手术区维持于所述相机的视场内。

其它实施例包含一种用于执行机器人辅助外科手术的系统，其包含x射线成像装置，其包含x射线源及x射线检测器，所述x射线源及所述x射线检测器安装到支撑结构使得所述x射线源及所述x射线检测器中的至少一者经配置以相对于所述支撑结构旋转以相对于被成像的物体从不同投影角度获得x射线图像；及机器人手臂，其具有经配置以延伸到所述源与所述检测器之间的成像区中的第一端及附接到所述支撑结构的第二端。

其它实施例包含计算装置，其包含配置有处理器可执行指令的处理器，所述处理器可执行指令用以执行上文所描述的实施例方法的操作。其它实施例包含非暂时性处理器可读存储媒体，其上存储有处理器可执行软件指令，所述处理器可执行软件指令经配置以致使处理器执行上文所描述的实施例方法的操作。其它实施例包含计算装置，其包含用于执行上文所描述的实施例方法的操作的功能的构件。

附图说明

联合附图从对本发明的以下详细描述将明了本发明的其它特征及优点，附图中：

图1A到1C是展示根据一个实施例的用于执行机器人辅助外科手术的包含附接到成像装置的机架的一对机器人手臂的系统的前侧(图1A及1C)及后侧(图1B)的透视图。