本發(fā)明涉及醫(yī)療器械，尤其涉及一種創(chuàng)傷骨科手術(shù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有手術(shù)機(jī)器人中常采用光學(xué)追蹤的方式確定手術(shù)工具在運動過程中的空間位置，光學(xué)追蹤方式指的是將陣列機(jī)構(gòu)安裝于手術(shù)機(jī)器人或手術(shù)工具，利用光源跟蹤系統(tǒng)實時跟蹤陣列機(jī)構(gòu)的反光球。

2、通過光學(xué)追蹤確定手術(shù)工具的空間位置制約了創(chuàng)傷骨科手術(shù)系統(tǒng)的推廣使用及其普適性。由于手術(shù)現(xiàn)場設(shè)施布置復(fù)雜和人員活動等原因，光源跟蹤系統(tǒng)和陣列機(jī)構(gòu)之間的路徑容易被阻擋，會使手術(shù)工具出現(xiàn)導(dǎo)航失敗。

3、鑒于光學(xué)追蹤方式對于手術(shù)現(xiàn)場人員和設(shè)施布置要求高，現(xiàn)有的創(chuàng)傷骨科手術(shù)系統(tǒng)只能應(yīng)用于部分手術(shù)操作，臨床應(yīng)用場景有限，實施主從控制式骨科手術(shù)的門檻過高，大量患者無法獲得高效的醫(yī)療服務(wù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于此，本發(fā)明提供一種能夠?qū)崟r且穩(wěn)定地追蹤手術(shù)工具的位置和姿態(tài)，以便醫(yī)生能夠?qū)崟r獲悉手術(shù)工具工作狀況的創(chuàng)傷骨科手術(shù)系統(tǒng)。

2、本發(fā)明提供一種創(chuàng)傷骨科手術(shù)系統(tǒng)，包括主控單元、耦合連接主控單元的執(zhí)行裝置以及掃描設(shè)備；

3、主控單元包括操縱裝置，操縱裝置用于遠(yuǎn)程控制執(zhí)行裝置；

4、執(zhí)行裝置搭載有末端手術(shù)工具，并基于操縱裝置的控制帶動末端手術(shù)工具運動；

5、掃描設(shè)備用于實時掃描末端手術(shù)工具，并發(fā)送掃描圖像到主控單元。

6、本發(fā)明的創(chuàng)傷骨科手術(shù)系統(tǒng)以主從控制方式控制末端手術(shù)工具的位姿，借助掃描設(shè)備掃描末端手術(shù)工具，實現(xiàn)了創(chuàng)傷骨科手術(shù)的可視化，醫(yī)生能夠?qū)崟r查看末端手術(shù)工具，無需光學(xué)導(dǎo)航設(shè)備追蹤手術(shù)工具，降低了創(chuàng)傷骨科手術(shù)系統(tǒng)對手術(shù)現(xiàn)場設(shè)施布置及人員流動的要求，從而降低了骨科手術(shù)的門檻，拓展了創(chuàng)傷骨科手術(shù)系統(tǒng)的臨床應(yīng)用場景。

7、在其中一個實施方式中，主控單元還包括影像顯示設(shè)備，影像顯示設(shè)備與掃描設(shè)備通信連接，用于實時顯示末端手術(shù)工具的狀態(tài)。

8、如此設(shè)置，影像顯示設(shè)備可以將手術(shù)現(xiàn)場所拍攝的圖像遠(yuǎn)程傳輸給醫(yī)生，手術(shù)工具相對于患者病灶的位姿信息直觀呈現(xiàn)，便于醫(yī)生對異地患者實施遠(yuǎn)程手術(shù)，進(jìn)一步拓展了創(chuàng)傷骨科手術(shù)系統(tǒng)的使用場合。

9、在其中一個實施方式中，操縱裝置包括位移機(jī)構(gòu)、變姿機(jī)構(gòu)、連接位移機(jī)構(gòu)與變姿機(jī)構(gòu)的手動操縱件；位移機(jī)構(gòu)和變姿機(jī)構(gòu)用于獲取手動操縱件的運動信息，進(jìn)而獲取操縱裝置的控制信息。

10、在其中一個實施方式中，執(zhí)行裝置包括從端基座、安裝于從端基座的機(jī)械臂、以及安裝于機(jī)械臂的末端手術(shù)工具。

11、在其中一個實施方式中，主控單元根據(jù)掃描設(shè)備獲取末端手術(shù)工具當(dāng)前的實時位姿，并通過操縱裝置控制末端手術(shù)工具到達(dá)目標(biāo)位姿。

12、在其中一個實施方式中，執(zhí)行裝置還包括連接末端手術(shù)工具的力傳感器，力傳感器用于獲取末端手術(shù)工具所受到的反饋力。

13、在其中一個實施方式中，操縱裝置還包括連接手動操縱件的力反饋器，力傳感器與力反饋器耦合連接，用于將末端手術(shù)工具所受到的反饋力反饋給手動操縱件。

14、力傳感器和力反饋器配套能夠使醫(yī)生更容易掌握創(chuàng)傷骨科手術(shù)系統(tǒng)的使用，手動操縱件將反饋力反饋至醫(yī)生，以便于醫(yī)生及時調(diào)整手動輸入操作。

15、在其中一個實施方式中，掃描設(shè)備為c臂x光機(jī)。

16、如此設(shè)置，c臂x光機(jī)的掃描通道短，便于患者人體和手術(shù)工具一并置入c臂x光機(jī)的掃描通道，且c臂開口端允許執(zhí)行裝置攜帶手術(shù)工具通過開口，為手術(shù)工具的位姿變換提供了便利。

17、在其中一個實施方式中，主控單元與執(zhí)行裝置之間遠(yuǎn)程通信連接。

18、如此設(shè)置，醫(yī)生可以操縱裝置遠(yuǎn)程遙控執(zhí)行裝置導(dǎo)航手術(shù)工具，從而為偏遠(yuǎn)異地患者實施手術(shù)。

19、本發(fā)明還提供一種創(chuàng)傷骨科手術(shù)系統(tǒng)，包括主控單元、耦合連接主控單元的操縱裝置、執(zhí)行裝置、掃描設(shè)備，還包括設(shè)置于執(zhí)行裝置上的末端手術(shù)工具；

20、主控單元建立操縱裝置與執(zhí)行裝置之間的主從映射關(guān)系；

21、掃描設(shè)備實時掃描末端手術(shù)工具，并發(fā)送掃描圖像到主控單元；

22、主控單元根據(jù)末端手術(shù)工具的實時位姿和目標(biāo)位姿，確定執(zhí)行裝置的目標(biāo)形態(tài)；

23、主控單元根據(jù)執(zhí)行裝置的目標(biāo)形態(tài)以及操縱裝置和執(zhí)行裝置之間的主從映射關(guān)系，計算操縱裝置的運動信息；

24、操縱裝置根據(jù)運動信息控制執(zhí)行裝置運動到目標(biāo)形態(tài)。

25、本發(fā)明的創(chuàng)傷骨科手術(shù)系統(tǒng)實現(xiàn)了遠(yuǎn)程可視化的主從控制式骨科手術(shù)，無論是出于防范電離輻射需求而執(zhí)行遙控手術(shù)，還是為偏遠(yuǎn)地區(qū)患者執(zhí)行異地手術(shù)，主控單元都可以呈現(xiàn)末端手術(shù)工具的實時狀態(tài)。

技術(shù)特征：

1.一種創(chuàng)傷骨科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，包括主控單元、耦合連接所述主控單元的執(zhí)行裝置(20)以及掃描設(shè)備(40)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的創(chuàng)傷骨科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述主控單元還包括影像顯示設(shè)備，所述影像顯示設(shè)備與所述掃描設(shè)備(40)通信連接，用于實時顯示所述末端手術(shù)工具(30)的狀態(tài)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的創(chuàng)傷骨科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的創(chuàng)傷骨科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述執(zhí)行裝置(20)包括從端基座(21)、安裝于所述從端基座(21)的機(jī)械臂(22)、以及安裝于所述機(jī)械臂(22)的末端手術(shù)工具(30)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任意一項所述的創(chuàng)傷骨科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述主控單元根據(jù)所述掃描設(shè)備(40)獲取所述末端手術(shù)工具(30)的實時位姿，通過所述操縱裝置(10)控制所述末端手術(shù)工具(30)到達(dá)目標(biāo)位姿。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的創(chuàng)傷骨科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述執(zhí)行裝置(20)還包括連接所述末端手術(shù)工具(30)的力傳感器，所述力傳感器用于獲取所述末端手術(shù)工具(30)所受到的反饋力。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的創(chuàng)傷骨科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述操縱裝置(10)還包括連接所述手動操縱件的力反饋器，所述力傳感器與所述力反饋器耦合連接，用于將所述末端手術(shù)工具(30)所受到的反饋力反饋給所述手動操縱件。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的創(chuàng)傷骨科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述掃描設(shè)備(40)為c臂x光機(jī)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的創(chuàng)傷骨科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述主控單元與所述執(zhí)行裝置(20)之間遠(yuǎn)程通信連接。

10.一種創(chuàng)傷骨科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，包括主控單元、耦合連接所述主控單元的操縱裝置(10)、執(zhí)行裝置(20)、掃描設(shè)備(40)，還包括設(shè)置于所述執(zhí)行裝置(20)上的末端手術(shù)工具(30)；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種創(chuàng)傷骨科手術(shù)系統(tǒng)，創(chuàng)傷骨科手術(shù)系統(tǒng)包括主控單元、耦合連接主控單元的執(zhí)行裝置以及掃描設(shè)備；主控單元包括操縱裝置，操縱裝置用于遠(yuǎn)程控制執(zhí)行裝置；執(zhí)行裝置搭載有末端手術(shù)工具，并基于操縱裝置的控制帶動末端手術(shù)工具運動；掃描設(shè)備用于實時掃描末端手術(shù)工具，并發(fā)送掃描圖像到主控單元。

技術(shù)研發(fā)人員：陶紅武,楊坤,王天奇,曹婭婧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢聯(lián)影智融醫(yī)療科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10