[发明专利]颅骨手术机器人系统

说明书

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种颅骨手术机器人系统，为了解决现有技术中颅骨手术需要先进行画线标记，再进行临床手术的问题，本发明提供一种颅骨手术机器人系统通过控制调姿模块调整画笔/铣刀运动使得其具有两个移动自由度和两个旋转自由度，同时在颅骨模型处增加一个移动自由度和一个旋转自由度，以使得画笔/铣刀基于切割路线对固定在承载模块上的颅骨模型进行标记。本发明可以在以x、y、z轴为坐标轴的空间直角坐标系中的有效的行程内任意移动以完成对颅骨模型外表面的任一点的画线打点等操作使画笔/铣刀的轴线指向颅骨球面的中心，保证线路的精确性。

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种颅骨手术机器人系统。

背景技术

如何高效、精确、安全的完成开颅手术中颅骨的钻孔和铣削，进而去除骨瓣形成大小合适的骨窗，神经外科医生一直在寻求合适且快捷的办法。从先前的手摇钻、线锯到现在的电动开颅钻、铣刀，神经外科的发展也促进着开颅手术器械的发展。而近年来随着机器人和人工智能的飞速发展，且越来越多应用到神经外科领域，将机器人与开颅手术结合必然会促成其技术的改进和提高。

每一例颅骨手术都是独一无二的，现有技术中进行颅骨矫形手术全靠术中解剖后按实际情况凭经验实施，到底效果如何只能等手术结束，头皮缝合完后才能看出来。当前主要依靠三维CT来判断颅顶畸形的状况，并凭着医生的经验在二维CT片上或纸上设计切割形状和路线，然后在手术过程中根据实际情况进行实地调整切割形状、路线及拼接方式。这种常规的方法存在着很多的问题：颅骨手术很难在术前做好方案的设计；颅骨手术涉及到三维空间的定位问题，在二维平面上很难完整的考虑到颅骨重建过程中各骨瓣间的三维空间关系；由于缺乏有效手段，手术方案不能有效的转移到手术的实施过程中，且实际很难达到术前方案所设计的预期整形结果；由于手术方案在手术过程中不能够充分实施，因此手术过程中无法实现术前方案中所规划的对重要位置及解剖结构的保护；手术过程中不能够做到细致、精确，从而会对颅骨出现过度的切割，对骨瓣带来了很大的损伤不易于术后的愈合，存在出血的可能；手术时间长，对患者的血供、血压、代谢产生影响，增加了手术的不确定因素，加大了手术风险。

在手术过程中为了能够精确的实施手术方案必须准确的切割头骨，这就需要对切割位置进行准确定位，由于头颅内部结构复杂，血管神经交错，在切割颅骨时应该谨慎小心，避开重要血管和神经，因此需要对颅骨手术先进行画线标记，再进行临床手术。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中颅骨手术需要先进行画线标记，再进行临床手术的问题，本发明一方面提供一种颅骨手术机器人系统，该系统包括承载模块、调姿模块、握持模块、本体结构件和控制器，所述握持模块与所述调姿模块连接，所述握持模块通过所述调姿模块装设于所述本体结构件，其中；所述承载模块用于固定颅骨或颅骨模型并提供支撑。

所述调姿模块包括机械臂，所述机械臂的控制端与所述控制器通信连接，所述控制器用于所述机械臂的动作控制。

所述握持模块与所述机械臂末端连接，所述握持模块用于固定画笔/铣刀。

所述机械臂在所述控制器的控制下能够带动所述画笔/铣刀对颅骨或颅骨模型进行标记。

在一些优选技术方案中，所述本体结构件包括分别设置于两个相互正交平面的第一支撑架和第二支撑架，所述第一支撑架设置于水平面，所述第二支撑架设置于竖直面。

所述承载模块通过所述第一支撑架装设于所述水平面，所述调姿模块通过所述第二支撑架装设于所述竖直面，所述调姿模块具有在所述竖直面内移动的自由度、绕垂直于所述竖直面轴线的旋转自由度以及绕平行于所述竖直面轴线的旋转自由度。

在一些优选技术方案中，所述承载模块包括沿垂直于所述竖直面的轴线方向设置的第一平移机构，所述第一平移机构包括固设于所述第一支撑架的第一导轨和第一滑块，所述第一滑块活动设置于所述第一导轨并与所述第一导轨构成直线移动副。