[实用新型]脊柱手术机器人系统

说明书

本实用新型提供了一种脊柱手术机器人系统，包含机器人手术控制系统(101)与分布式机器人控制系统(103)；所述脊柱手术机器人系统包含连接至机器人手术控制系统(101)和/或分布式机器人控制系统(103)的如下任一个或任多个结构：机器人机械臂；机器视觉控制系统(106)；X光机(109)。本实用新型使用两个或更多个多轴机器人机械臂进行机器人手术，机器人机械臂的动作相互协调，就像外科医师或手术团队的手一般；通过在结构或方法上的进一步改进，可实现一个机器人机械臂在执行手术步骤时会执行与另一个机器人机械臂互补的功能。

技术领域

本实用新型涉及医疗器械领域、机器人微创脊柱手术领域，具体地，涉及一种脊柱手术机器人系统。

背景技术

ISO将工业机器人定义为：可自动控制的、可重复编程的、并且可对三个或三个以轴进行编程的多用途机械手。自20世纪60年代以来，工业机器人的应用就开始应用至今，而汽车行业就率先应用了这种技术。后来，其他行业将机器人应用到他们的制造流程中，提高了生产力、准确性和可重复性。自二十世纪九十年代初开始，机器人就开始被用于骨科手术。ROBODOC系统是使用第一个使用带磨钻的施行骨切除而实现关节置换的机器人。该机器人以一种合适的形状和方向对骨表面进行成形加工以接收假体。其后，MAKO Surgical生产了RIO系统，用于进行部分膝关节和全髋关节的置换手术。Mazor Robotics研发了名为“文艺复兴”的机器人手术系统来辅助施行脊柱手术。

在机器人技术领域，终端受动器是机器人系统的一部分，可直接与环境进行交互。它有时被称为机械手臂末端工具或简称EOAT。工业机器人中的终端执行器中的一些例子包括：进行拾取和放置物品时的夹具、用于焊接操作的电弧焊机，以及用于喷漆作业的喷漆喷嘴等。

目前，脊柱手术机器人被用于在手术中对目标椎弓根进行轴向瞄准和对插入椎弓根的手术器械和植入物的深度进行控制，而软件则被用来根据患者的CT数据帮助外科医师在虚拟环境中确立手术方案。手术期间，定位支架可被安置在患者脊柱上以用作固定基座，然后通过前后位(AP)和侧斜位(ML)X光成像来建立与患者CT数据相匹配的3D定位，以便确立坐标(X、Y、Z)和姿态角(Yaw、Pitch、Roll)数据供机器人使用。

自20世纪90年代以来，机器人技术一直被应用于提高骨外科手术的效果。目前已有几种机器人系统可用于脊柱手术，它们包括MAZOR、ROSA、ExcelsiusGPS和天玑等机器人手术系统。所有这些机器人手术系统都基于CT数据提供轨迹导引。机器人用来定位并将导引器移动到合适的位置。该导引器旨在与特定手术器械配合使用。外科医师使用此器械，利用机器人定位导引器来执行手术操作。比如，Mazor手术系统对圆柱形导引管进行定位，导引管与手术钻相互连接。手术钻用于在椎弓根处打孔以备螺钉植入。所有手术都由外科医师亲自执行。

当前的脊柱手术机器人系统仅使用一条机械臂，该机械臂仅被用来固定导引器，而外科医师需要使用用手操作或电力驱动手术器械。目前尚未有脊柱手术机器人系统实际能够操作手术器械。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种脊柱手术机器人系统。

根据本实用新型提供的脊柱手术机器人系统，包含机器人手术控制系统与分布式机器人控制系统；

所述脊柱手术机器人系统包含连接至机器人手术控制系统和/或分布式机器人控制系统的如下任一个或任多个结构：

--机器人机械臂；

--机器视觉控制系统；

--X光机。

优选地，还包含终端受动器控制系统与终端受动器；终端控制器安装在机器人机械臂上；

分布式机器人控制系统、终端受动器控制系统、终端受动器依次相连。