[发明专利]一种手术器械及手术方法

权利要求书

1.一种手术器械，用于膝关节置换手术，其特征在于，

包括基座、切割装置、测量装置和控制系统，所述切割装置包括具有多个自由度的机械臂，所述机械臂的一端固设于所述基座上，所述机械臂上设有用于切割的切割单元；

所述测量装置包括具有多个自由度的位置测量单元，所述位置测量单元用于测量被置换关节的多个参考点的点云信息以与CT扫描的模型信息点云匹配，以使CT坐标系与所述机械臂的坐标系相匹配；

所述测量装置还包括具有多个自由度的监测单元，所述监测单元随患者被切割处的位姿的变化而随动设置，所述手术器械能根据所述监测单元的位姿变化监测被切割处的位姿；

所述控制系统基于所述监测单元所采集的患者位姿信息和所述位置测量单元所采集的坐标信息对所述机械臂进行控制，以调节所述切割单元的切割角度。

2.根据权利要求1所述手术器械，其特征在于，

所述监测单元设为具有至少六个自由度的第一测量臂，以使所述监测单元能够实现三维空间内位姿的自由调整；

所述位置测量单元设为具有至少六个自由度的第二测量臂，以使所述位置测量单元能够实现三维空间内位姿的自由调整，所述第二测量臂包括连接端和自由端，所述第二测量臂还包括测量部，所述测量部位于所述自由端。

3.根据权利要求2所述手术器械，其特征在于，

所述第一测量臂设为包括多个关节的关节式测量臂，所述第一测量臂的第一端与所述基座相连接，所述第一测量臂的第二端经定位钉与患者被切割的骨骼相连接；当患者的位姿发生变化时，所述第一测量臂也随之发生相应的位姿调整，并将调整的位姿信息传递给所述控制系统，所述控制系统根据所接收到的位姿信息控制所述机械臂，以使所述切割单元在切割过程中发生随动。

4.根据权利要求3所述手术器械，其特征在于，

所述第二测量臂设为包括多个关节的关节式测量臂，所述第二测量臂的所述连接端与所述基座或所述第一测量臂相连接，所述第二测量臂的第二端设为接触式测量端或设为非接触式扫描端，所述第二测量臂测量被置换关节的多个参考点的点云信息以与CT扫描的模型信息点云匹配，以对所述切割单元提供参照系。

5.根据权利要求4所述手术器械，其特征在于，

在进行膝关节置换手术过程中，所述第二测量臂至少采集包括患者胫骨的外侧平台、胫骨的内侧平台和踝间隆起的位置信息并形成点云信息，所述控制系统经所述点云信息与CT扫描的模型信息进行点云匹配，以确定CT坐标系与所述测量装置坐标系之间的坐标变换关系，进而确定出CT坐标系与所述机械臂坐标系之间的关系，以使所述切割单元受所述控制系统控制对需切除的胫骨部分实施切割。

6.根据权利要求5所述手术器械，其特征在于，

在进行膝关节置换手术过程中，所述第二测量臂至少采集包括患者的内上踝、外上踝、关节面、踝间窝、髌面的位置信息并形成点云信息，以与CT扫描的模型信息进行点云匹配，以确定CT坐标系与所述测量装置坐标系之间的坐标变换关系，进而确定出CT坐标系与所述机械臂坐标系之间的关系，以使所述切割单元受所述控制系统控制对需切除的股骨部分实施切割。

7.根据权利要求2至6中任一项所述手术器械，其特征在于，

所述机械臂包括多个转动连接的转动臂，相邻所述转动臂之间均受驱动电机驱动，每个所述驱动电机均受所述控制系统控制，且于所述机械臂的自由端，相邻的三个转动臂的转动轴线相互垂直。

8.根据权利要求7所述手术器械，其特征在于，

所述第二测量臂包括至少6个关节，每个关节内设有角度传感器，所述角度传感器与所述控制系统信号连接并能对所述控制系统提供位置采集信息以形成点云信息，控制系统依据所述点云信息与CT扫描的模型信息点云匹配，确定出CT坐标系与所述机械臂坐标系之间的关系。