[发明专利]机器人辅助超声骨动力系统

权利要求书

1.一种机器人辅助超声骨动力系统，其特征在于，所述机器人辅助超声骨动力系统包括：

超声骨动力系统，所述超声骨动力系统包括：

用于将电能转换为机械能的超声换能器；和

超声骨刀，所述超声骨刀用于将所述机械能传递至待切割的骨骼；

机器人辅助手术系统，所述机器人辅助手术系统包括：

基座；

机械臂，所述机械臂的固定端部安装在所述基座上，所述超声骨动力系统能够拆卸地连接到所述机械臂的能够运动的端部，所述机械臂用于控制所述超声骨动力系统的切割端部的位置、空间角度以及施加至所述待切割的骨骼的力；

控制器，所述控制器通信地连接到所述超声骨动力系统，用于控制所述超声骨动力系统的输出功率；

其中，所述控制器根据以下公式控制所述超声骨动力系统的输出功率P：

P＝P0×α

其中P0为所述超声骨动力系统的基准输出功率，α为功率修正系数并且α小于或等于1，其中α至少部分地由以下参数中的一个或多个确定：

1)骨骼的剩余切割厚度，α随着所述剩余切割厚度的减小而减小；

2)骨骼的密度，α随着所述骨骼的密度的减小而减小；

3)骨骼的沿着切割方向的下方的组织类型，所述组织类型至少包括血管组织、脊髓组织和神经组织，其中，用于血管组织的α大于或等于用于所述脊髓组织的α，并且用于所述脊髓组织的α大于或等于用于所述神经组织的α；

4)超声骨刀的切割端部的温度，α随着所述温度的升高而减小；

5)正被切割的骨骼的结构类型，所述结构类型至少包括皮质骨和松质骨，其中，用于皮质骨的α大于或等于用于松质骨的α；

6)所述超声骨刀切割进入骨骼的深度，α随着所述深度的增大而减小。

2.根据权利要求1所述的机器人辅助超声骨动力系统，其特征在于，所述α还由所述超声骨刀的切割端部的形状和/或所述超声骨刀是否有冷却结构决定，其中，相同切割功率下切割速度越快的切割端部形状，α越小；并且其中，用于有冷却结构的超声骨刀的α大于没有冷却结构的超声骨刀的α。

3.根据权利要求1所述的机器人辅助超声骨动力系统，其特征在于，所述控制器还通信地连接到所述机器人辅助手术系统，用于控制所述机械臂施加给所述超声骨刀的位置、空间角度以及力。

4.根据权利要求1所述的机器人辅助超声骨动力系统，其特征在于，所述超声骨动力系统包括温度传感器，用于检测所述切割端部的温度并将表示所述温度的信号发送到所述控制器。

5.根据权利要求1所述的机器人辅助超声骨动力系统，其特征在于，所述超声骨动力系统和/或所述机器人辅助手术系统包括力传感器，用于检测所述超声骨刀的切割端部施加至骨骼的力并将表示所述力的信号发送到所述控制器。

6.根据权利要求3所述的机器人辅助超声骨动力系统，其特征在于，所述控制器根据以下公式控制所述机械臂施加给所述超声骨刀的切割端部的大体沿着切割方向的力F：

F＝F0×β

其中F0为所述机械臂施加给所述超声骨刀的基准力，β为力修正系数并且β小于或等于1，其中β至少部分地由以下参数中的一个或多个确定：

1)骨骼的剩余切割厚度，β随着所述剩余切割厚度的减小而减小；

2)骨骼的密度，β随着所述骨骼的密度的减小而减小；

3)骨骼的沿着切割方向的下方的组织类型，所述组织类型至少包括血管组织、脊髓组织和神经组织，其中，用于血管组织的β大于或等于用于所述脊髓组织的β，并且用于所述脊髓组织的β大于或等于用于所述神经组织的β；

4)超声骨刀的切割端部的温度，β随着所述温度的升高而减小；

5)正被切割的骨骼的结构类型，所述结构类型至少包括皮质骨和松质骨，其中，用于皮质骨的β大于或等于用于松质骨的β；

6)所述超声骨刀切割进入骨骼的深度，β随着所述深度的增大而减小。