[发明专利]组织穿透外科手术系统和方法

权利要求书

1.一种用于穿透工件的材料并用于确定所述材料的特性的外科手术系统，所述外科手术系统包括：

旋转器械，所述旋转器械用以生成旋转扭矩；

发射源，所述发射源被操作性地联接到所述旋转器械以发射光；

检测器组件，所述检测器组件被操作性地联接到所述旋转器械以检测光；

包括工具主体的钻头，所述工具主体在用以接合所述材料的远端与用以可释放地联接至所述旋转器械的近端之间沿轴线延伸；

发射光导，所述发射光导被支撑在所述工具主体内并被设置成当所述工具主体被联接至所述旋转器械时与所述发射源光学通信，以便随着所述旋转器械旋转所述工具主体，将由所述发射源发射的光穿过所述发射光导并朝向所述材料传输；和

检测光导，所述检测光导被支撑在所述工具主体内，与所述发射光导间隔开，并被设置成当所述工具主体被联接至所述旋转器械时与所述检测器组件光学通信，以便随着所述旋转器械旋转所述工具主体，将由所述材料反射的光穿过所述检测光导并朝向所述检测器组件传输；

其中，所述发射源沿着所述轴线将光发射到所述发射光导中，并且所述检测器组件被布置成当所述工具主体被联接至所述旋转器械时检测从所述材料反射的横向于所述轴线离开所述检测光导的光。

2.如权利要求1所述的外科手术系统，其中，所述钻头的所述工具主体限定凹部，所述凹部被横向于所述轴线形成并且被布置在所述远端与所述近端之间，所述检测光导沿着所述工具主体从所述远端延伸至所述凹部。

3.如权利要求2所述的外科手术系统，其中，所述钻头的所述工具主体包括被定位在所述凹部内的反射器表面，以将被沿着所述检测光导传输的光朝向所述检测器组件引导。

4.如权利要求3所述的外科手术系统，其中，所述检测器组件包括支撑多个光电检测器元件的支架，所述光电检测器元件被面向所述轴线布置，以便随着所述旋转器械旋转所述工具主体，检测从所述反射器表面引导的光。

5.如权利要求3-4中的任一项所述的外科手术系统，其中，所述旋转器械包括轴承，以操作性地支撑所述工具主体以使其围绕所述轴线旋转；以及

其中，所述检测器组件被邻近于所述轴承布置并且被邻近于所述凹部布置以检测由所述材料反射并被沿着所述检测光导传输的光。

6.如权利要求5所述的外科手术系统，其中，所述旋转器械还包括卡盘组件，以可释放地固定所述工具主体以使其旋转；以及

其中，所述卡盘组件包括支撑所述轴承和所述检测器组件的卡盘壳体。

7.如权利要求6所述的外科手术系统，其中，所述卡盘组件还包括卡盘套筒，所述卡盘套筒由所述轴承可旋转地支撑，以便在所述工具主体被联接至所述旋转器械时与所述工具主体同时旋转。

8.如权利要求7所述的外科手术系统，其中，所述卡盘套筒限定套筒孔，所述套筒孔被定位成当所述工具主体被联接至所述旋转器械时，邻近于所述反射器表面，以便随着所述旋转器械旋转所述工具主体，允许沿着所述检测光导传输的光穿过所述套筒孔并且朝向所述检测器组件行进。

9.如权利要求1-8中的任一项所述的外科手术系统，其中，所述发射源包括：

第一光源，所述第一光源将处于第一波长的光发射到所述发射光导中；和

第二光源，所述第二光源将处于不同于所述第一波长的第二波长的光发射到所述发射光导中。

10.如权利要求9所述的外科手术系统，其中，所述第一波长和所述第二波长各自介于400nm与1000nm之间。

11.如权利要求9-10中的任一项所述的外科手术系统，其中，所述外科手术系统还包括与所述第一光源和所述第二光源通信的控制器，所述控制器被配置成异步地驱动所述第一光源和所述第二光源，以将处于所述第一波长的光和处于所述第二波长的光相继发射到所述发射光导中。