[发明专利]医疗机器人工作站

说明书

一种医疗机器人工作站包括框架和机器人操纵器，所述机器人操纵器安装在所述框架上以用于对坐在邻近所述框架的椅子上的患者执行治疗规程。所述患者处于就座姿势，并且所述框架上设置有支撑位置以用于搁置所述患者的骨部分。传感器在由所述机器人操纵器执行所述治疗规程期间跟踪所述患者的身体部分的移动和位置。所述机器人操纵器适于执行医疗、牙科、眼科和整形外科治疗规程中的至少一者。医师坐在医师的工作站的显示监视器处，所述医师的工作站用于编程、监视并检验机器人程序以用于控制所述机器人操纵器来执行所述治疗规程。

技术领域

本公开描述在被配备用于机器人医疗规程的医疗设施中使用的医疗机器人工作站(WS)的配置。作为实例，以下描述使用本发明的申请作为牙医诊所的WS，其中自主机器人执行或辅助牙科规程。然而，本发明不限于牙科实践并且可以如在其他医学领域中所要求保护的那样容易应用。

背景技术

本章节提供与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。本申请特别参考由联合发明人之一提交的期满的PCT申请(PCT/US2015/042578)并且公开了一种增强的发明。

医疗机器人可以广义地分类为远程操纵器或自主机器人。远程操纵器已经见证了更常见的应用，但是自主医疗机器人的实例很少，其中一些已经付诸实施并且另一些仍然处于试验阶段。两种类别的实例如下。

远程操纵器、远距离操纵器、或主从式操纵器可能是目前使用的常见的外科机器人。该类型中的最成功的商用机器人之一是da机器人(Intuitive Surgical，Sunnyvale，CA，USA)。在该主从系统中，外科医生坐在患者旁边的主控制台处，通过从臂对所述患者进行操作。外科医生通过内窥镜来观察内部器官并且通过移动主操纵器，可以以比人类可达到的更高的准确度和灵巧性来调整从机器人的位置。

自主和半自主系统是可以被预编程为通过由可执行其他部分的操作者根据命令自主执行部分来自主地执行规程或与操作者一起分担规程的机器人。自主和半自主系统已经被用于神经外科和整形外科，主要是因为这些规程的框架提供了用于记录器械的良好材料。例如，来自THINK Surgical有限公司,Fremont,CA的医疗机器人系统用于整形外科手术，到目前为止，主要用于全膝关节置换术和全髋关节置换术，并执行一些自主功能：机器人遵循预先规划的切割路径以便在没有外科医生指导的情况下切割出膝关节置换的平面切口和髋关节置换的空腔。骨被研磨后，外科医生手动地继续规程。另一个实例(自Accuray有限公司的)用于向脑肿瘤递送辐射剂量。所述实例使用安装在机器人上的机器人臂和辐射源，以遵循编程路径向选定目标递送辐射。通过图像引导相机来定位患者的位置并且引导机器人臂以便从多个角度精确地递送会聚在肿瘤处的小辐射束。

虽然在没有实际实现方式的情况下已经提出了若干种方法，但机器人在牙科方面的用途没有太多的进展。特别感兴趣的是美国专利号6,640,128，其描述了一种系统，其中通过对工作空间进行可视化以及在监视器上显示所述工作空间来辅助牙医执行牙科规程，同时将他的手动进度与规划路径进行比较以便允许牙医观察偏差并对路径进行校正；所述专利还表明机器人可以替代来做牙医的手工工作。同样命名发明人的美国专利号9,675,419描述了一种用于使医疗规程自动化的系统和方法并且概述了其在牙科中的应用。

牙医学自身很适合自主机器人规程并且有助于使患者和牙医都获得明显的益处。与已经应用操纵式机器人装置的其他腹部外科手术相比，牙科规程是主要对外部可见的牙齿或牙龈部分执行的或没有到活组织中的深度侵入；从而风险更小并且承诺更准确且更具成本效益的治疗。

用于机器人手术的WS不需要复制由医师执行的规程的医疗实践中使用的环境。然而，表明牙医学中的第一自主机器人应用之一的‘128专利仍然供患者以仰卧姿势坐在常规牙医椅上，而不考虑改变就座以适应机器人规程的益处；在附图中的图2A和图2B中示出常规牙科椅的实例。