[发明专利]用于对材料进行切除或加工处理的方法和器械系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对材料进行非治疗切除或对组织进行非治疗切除或用于对材料进行非治疗加工处理或对组织进行非治疗处理的方法，和一种器械系统，所述器械系统用于医学和牙医学以及不同的应用领域和模型领域中的不同方式的对材料的加工处理。

背景技术

本发明的方法和器械系统例如用于对手柄进行控制设置和导向以及通/断控制、对在外科手术和牙科治疗时的执行机构的动能进行调整或参数化，以便最佳地实现作为保持和植入植入物、嵌入体和外置物的准备工作的对组织的切除。而且也可以设置非常精确的刀口。

目前正在医学中对组织进行切除主要采用诸如钻、刀和锯等器具，所述器具安装在医疗手柄的夹具上。确切地说激光系统也可用于对软组织和硬组织的分离和/或切除。

在对组织进行切除时将产生组织切口、组织开口和组织孔(空隙)或通孔，所述组织切口、组织开口和组织孔(空隙)或通孔必须满足医学标准(例如剩余的组织必须是无肿瘤的、无病菌的、无龋的，或剩余的组织具有高的强度)和/或其它标准(例如去除的组织具有与嵌入的配合件特别的配合形状)。

根据测量技术已知坐标测量系统，利用所述系统可以测出对应于基准坐标系统的工具的相对位置(定位和定向)。

根据计算机辅助外科手术已知医疗导向系统，采用所述系统在将组织记录之后可以显示出相对于患者组织的器具的位置(定位和定向)。

根据机器人辅助外科手术还已知医疗机器人系统，为了例如使一个孔到达一个特定的位置(定位和定向)或钻出一个具有特殊的几何形状的空隙，采用医疗机器人系统可以使机器人的器具按照预定的轨迹移动。

另外根据机器人辅助外科手术还已知医学交互作用系统，在所述系统中器具固定在一个无源的(主动制动)或有源的(主动移动)运动件上，但器械也可以由医生手动直接操作在确定的容积内、在确定的平面上和沿确定的轨迹(直线、曲线)进行移动，以便例如在一特定的位置(定位和定向)设置一个孔或钻出一个具有特殊几何形状的空隙。

同样根据机器人辅助治疗已知医疗遥控操作系统，其中器械固定在有源运动件(从操作件)上，但由医生遥控通过一个耦合连接的输入运动件(主操作件)操作在确定的容积内、在确定的平面上和沿确定的轨迹(直线、曲线)进行移动，以便例如在一特定的位置(定位和定向)设置一个孔或钻出一个具有特殊几何形状的空隙。

在牙科治疗中已知一种手持式扫描器，所述扫描器通过带状投射或其它的方法可以测出一个高精度的表面模型。但迄今医生还不能通过手动控制器械实现组织的切除高质量地使组织切除的位置和或几何形状满足预先或动态确定的医学标准(例如剩余的组织必须是无肿瘤的、无病菌的、无龋的，或剩余的组织具有高的强度)和/或其它标准(例如去除的组织具有与嵌入的配合件特别的配合形状)的要求。

此点是由于人不能使其两只手在基准坐标系统中空间精确的定向造成的。

而且迄今医生利用导向系统采用一人工操作的器械也不能实现组织的切除以高的精度使组织切除的位置和或几何形状满足预先或动态确定的医学标准(例如剩余的组织必须是无肿瘤的、无病菌的、无龋的，或剩余的组织具有高的强度)或几何形状标准(例如去除的组织具有与嵌入的配合件特别的配合形状)的要求。

非节拍性的对组织进行切除的执行机构，例如激光束使操作人员在人工控制对硬组织进行处理时并不能感觉到被切除的组织的形状或相应的配合形状。所以采用人工控制的方式不能制作出满足特定标准(例如圆柱形)的配合形状。

机器人控制、遥控操作或交互机器人控制的器械的应用总是伴随高昂的设备开销，因而将导致成本的提高。另外还需要对参与的医护人员进行培训和进修培训。为此将付出高昂的培训和设施代价。而且手术延续的时间往往比不采用机器人要长。患者必须被固定，以便采用机器人实现所需的质量。