[发明专利]用于执行微创外科手术的系统及方法

权利要求书

1.一种用于执行外科手术的机器人外科手术系统，所述系统包括：

机器人手臂，其包括力及/或扭矩控制末端执行器，其中所述末端执行器包括经由力传感器附接到所述机器人手臂的外科手术工具固持器，其中所述外科手术工具固持器经定大小及定形状以固持外科手术工具；

致动器，其用于所述机器人手臂的受控移动及/或所述外科手术工具固持器的定位；

导航系统，其用于检测(i)由所述机器人手臂固持的外科手术工具的位置及(ii)病人位置，所述导航系统包括：

病人导航标记器，其与病人解剖结构相关联以识别所述病人位置，

机器人导航标记器，其与所述外科手术工具相关联以识别所述外科手术工具位置，其中所述病人导航标记器和所述机器人导航标记器具有反射球面的刚性主体，及

跟踪摄像机；

处理器及其上存储有指令的非暂时性计算机可读媒体，其中所述指令在执行时致使所述处理器进行以下操作：

基于根据工具导航标记器的外科手术工具的位置、根据病人导航标记器的病人位置及一或多个病人医学图像而确定一或多个投影轨迹；

提供所述一或多个投影轨迹以供显示于图形用户接口上；

接收从所述一或多个投影轨迹对所要轨迹的选择；

辅助外科医生使所述外科手术工具固持器到达所述所要轨迹，其中辅助所述外科医生使所述外科手术工具固持器到达所述所要轨迹包括(i)及(ii)中的至少一者：

(i)提供有吸引力的触觉反馈以导引所述外科医生使所述外科手术工具固持器到达目标位置，及/或

(ii)提供有抵抗力的触觉反馈以抵抗所述外科手术工具固持器在远离所述所要轨迹的方向上的移动；及

在使所述外科手术工具固持器到达所述所要轨迹之后，沿着所述所要轨迹锁定所述外科手术工具固持器，

其中所述机器人手臂包括电接近传感器，所述接近传感器经配置以检测碰撞，且

其中所述有吸引力的触觉反馈包括力及/或扭矩，且其中所述有抵抗力的触觉反馈包括力及/或扭矩。

2.根据权利要求1所述的机器人外科手术系统，其中所述指令在由所述处理器执行时致使所述处理器进行以下操作：在辅助外科医生使所述外科手术工具固持器到达所述所要轨迹之前，经由传感器检测所述机器人手臂的把手上的手的存在。

3.根据权利要求2所述的机器人外科手术系统，其中所述把手至少部分地从所述机器人手臂延伸。

4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的机器人外科手术系统，其中用以确定一或多个投影轨迹的所述指令包括在由所述处理器执行时致使所述处理器进行以下操作的指令：

从导航指针接收沿着所述病人解剖结构的点的识别；及

基于沿着所述病人解剖结构的经识别的所述点而确定所述一或多个投影轨迹。

5.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的机器人外科手术系统，其中接收从所述一或多个投影轨迹对所要轨迹的选择包括接收至少部分地基于所述一或多个轨迹中的一者的经修改轨迹，其中所述所要轨迹是所述经修改轨迹。

6.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的机器人外科手术系统，其中所述指令在由所述处理器执行时致使所述处理器进行以下操作：在接收从所述一或多个投影轨迹对所要轨迹的选择之前，再现并显示所述投影轨迹的表示及所述一或多个医学图像中的至少一者。

7.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的机器人外科手术系统，其中所述投影轨迹的所述确定以及所述投影轨迹的再现及显示在所述外科手术工具固持器的所述位置改变时被更新，借此向用户提供视觉反馈以辅助所述用户将所述外科手术工具固持器定位于所要位置处。

8.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的机器人外科手术系统，其中所述指令在由所述处理器执行时致使所述处理器进行以下操作：在沿着所述所要轨迹锁定所述外科手术工具固持器之前，经由力传感器检测所述外科手术工具固持器与另一物件之间的碰撞。