[发明专利]机器人手术工具

权利要求书

1.一种手术系统，包括：

手术器械，所述手术器械具有切割部分和主体，所述主体具有手柄、驱动电机以及多个调节电机，所述驱动电机用于以旋转、往复运动或振动运动驱动所述切割部分，所述多个调节电机用于以多个自由度调节所述切割部分相对于所述手柄的切割姿态；以及

控制器，所述控制器配置为在所述多个自由度中测量所述切割部分的所述切割姿态与所述切割部分的需要姿态之间的偏差，然后启动所述调节电机以减小那些偏差。

2.根据权利要求1所述的手术系统，其中，所述多个调节电机连接到所述切割部分，以在操作中调节所述切割部分的姿态以减小所述偏差，同时在与调节相反的方向上向所述切割部分施加5牛顿(N)的力。

3.根据权利要求1或2所述的手术系统，其中，所述控制器进一步包括：

姿态跟踪系统，用于跟踪所述器械的所述切割部分相对于正被手术的解剖区域的姿态；

计算机可读存储器，用于存储所述解剖区域内的切割路径或区域的几何描述符；以及

处理器，所述处理器与所述计算机可读存储器和所述姿态跟踪系统进行电子通信，所述处理器配置为基于所述姿态跟踪系统报告的所述姿态和从所述几何描述符确定的所述需要姿态来确定所述偏差。

4.根据权利要求3所述的手术系统，其中：

所述姿态跟踪系统进一步包括：

第一标记，附接至所述解剖区域；

第二标记，附接至所述手术器械的所述主体的一部分；

传感器，用于测量指示所述切割部分和所述第二标记附接至的所述手术器械的所述主体的一部分之间的空间关系的值；以及

姿态跟踪系统，用于测量所述第一标记和所述第二标记之间的空间关系；以及

所述处理器配置为基于从所述姿态跟踪系统和所述传感器获得的测量值来计算所述切割部分相对于所述解剖区域的所述切割姿态。

5.根据权利要求3或4所述的手术系统，其中：

所述几何描述符包括线性钻孔路径；

所述切割部分包括能够围绕钻孔轴线旋转的钻头；

所述驱动电机驱动所述钻头绕所述钻孔轴线旋转运动；以及

所述偏差包括所述钻孔轴线和所述钻孔路径之间的取向的两个差异角度。

6.根据权利要求3或4所述的手术系统，其中：

所述几何描述符包括线性钻孔路径；

所述切割部分包括围绕钻孔轴线旋转的钻头；

所述驱动电机驱动所述钻头绕所述钻孔轴线旋转运动；以及

所述偏差包括二维平移矢量，所述二维平移矢量描述所述钻孔轴线上的位置与所述钻孔路径上的位置之间的差异。

7.根据权利要求1至6所述的手术系统，其中：

所述手术器械进一步包括头部以及将所述头部附接至所述主体的可枢转的附接件，所述头部包括所述切割部分；

所述手术器械进一步包括驱动轴，所述驱动轴用于在接触区域内将转矩从所述驱动电机传递到所述切割部分；

所述头部包括位于所述接触区域内的切割部分接触表面，所述切割部分接触表面联接至所述切割部分以驱动所述切割部分；

所述主体包括位于所述接触区域内的转矩传递表面，所述转矩传递表面联接至所述驱动轴以由所述驱动轴驱动，所述转矩传递表面接触所述切割部分接触表面以向其传递转矩；以及

所述切割部分接触表面和所述转矩传递表面通过所述多个自由度内的一定范围的调节保持接触，以将转矩从所述驱动电机传递到所述切割部分。

8.根据权利要求1至6所述的手术系统，其中：

所述手术器械进一步包括用于将转矩从所述驱动电机传递到所述切割部分的驱动轴；以及

所述手术器械进一步包括：头部，所述头部包括切割部分，以及可枢转的附接件，所述可枢转的附接件将所述头部附接至所述手柄，使得所述头部相对于所述手柄的翻转轴线与所述驱动轴的翻转轴线同轴。