创伤骨科手术系统的制作方法

本发明涉及医疗器械，尤其涉及一种创伤骨科手术系统。

背景技术：

1、现有手术机器人中常采用光学追踪的方式确定手术工具在运动过程中的空间位置，光学追踪方式指的是将阵列机构安装于手术机器人或手术工具，利用光源跟踪系统实时跟踪阵列机构的反光球。

2、通过光学追踪确定手术工具的空间位置制约了创伤骨科手术系统的推广使用及其普适性。由于手术现场设施布置复杂和人员活动等原因，光源跟踪系统和阵列机构之间的路径容易被阻挡，会使手术工具出现导航失败。

3、鉴于光学追踪方式对于手术现场人员和设施布置要求高，现有的创伤骨科手术系统只能应用于部分手术操作，临床应用场景有限，实施主从控制式骨科手术的门槛过高，大量患者无法获得高效的医疗服务。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提供一种能够实时且稳定地追踪手术工具的位置和姿态，以便医生能够实时获悉手术工具工作状况的创伤骨科手术系统。

2、本发明提供一种创伤骨科手术系统，包括主控单元、耦合连接主控单元的执行装置以及扫描设备；

3、主控单元包括操纵装置，操纵装置用于远程控制执行装置；

4、执行装置搭载有末端手术工具，并基于操纵装置的控制带动末端手术工具运动；

5、扫描设备用于实时扫描末端手术工具，并发送扫描图像到主控单元。

6、本发明的创伤骨科手术系统以主从控制方式控制末端手术工具的位姿，借助扫描设备扫描末端手术工具，实现了创伤骨科手术的可视化，医生能够实时查看末端手术工具，无需光学导航设备追踪手术工具，降低了创伤骨科手术系统对手术现场设施布置及人员流动的要求，从而降低了骨科手术的门槛，拓展了创伤骨科手术系统的临床应用场景。

7、在其中一个实施方式中，主控单元还包括影像显示设备，影像显示设备与扫描设备通信连接，用于实时显示末端手术工具的状态。

8、如此设置，影像显示设备可以将手术现场所拍摄的图像远程传输给医生，手术工具相对于患者病灶的位姿信息直观呈现，便于医生对异地患者实施远程手术，进一步拓展了创伤骨科手术系统的使用场合。

9、在其中一个实施方式中，操纵装置包括位移机构、变姿机构、连接位移机构与变姿机构的手动操纵件；位移机构和变姿机构用于获取手动操纵件的运动信息，进而获取操纵装置的控制信息。

10、在其中一个实施方式中，执行装置包括从端基座、安装于从端基座的机械臂、以及安装于机械臂的末端手术工具。

11、在其中一个实施方式中，主控单元根据扫描设备获取末端手术工具当前的实时位姿，并通过操纵装置控制末端手术工具到达目标位姿。

12、在其中一个实施方式中，执行装置还包括连接末端手术工具的力传感器，力传感器用于获取末端手术工具所受到的反馈力。

13、在其中一个实施方式中，操纵装置还包括连接手动操纵件的力反馈器，力传感器与力反馈器耦合连接，用于将末端手术工具所受到的反馈力反馈给手动操纵件。

14、力传感器和力反馈器配套能够使医生更容易掌握创伤骨科手术系统的使用，手动操纵件将反馈力反馈至医生，以便于医生及时调整手动输入操作。

15、在其中一个实施方式中，扫描设备为c臂x光机。

16、如此设置，c臂x光机的扫描通道短，便于患者人体和手术工具一并置入c臂x光机的扫描通道，且c臂开口端允许执行装置携带手术工具通过开口，为手术工具的位姿变换提供了便利。

17、在其中一个实施方式中，主控单元与执行装置之间远程通信连接。

18、如此设置，医生可以操纵装置远程遥控执行装置导航手术工具，从而为偏远异地患者实施手术。

19、本发明还提供一种创伤骨科手术系统，包括主控单元、耦合连接主控单元的操纵装置、执行装置、扫描设备，还包括设置于执行装置上的末端手术工具；

20、主控单元建立操纵装置与执行装置之间的主从映射关系；

21、扫描设备实时扫描末端手术工具，并发送扫描图像到主控单元；

22、主控单元根据末端手术工具的实时位姿和目标位姿，确定执行装置的目标形态；

23、主控单元根据执行装置的目标形态以及操纵装置和执行装置之间的主从映射关系，计算操纵装置的运动信息；

24、操纵装置根据运动信息控制执行装置运动到目标形态。

25、本发明的创伤骨科手术系统实现了远程可视化的主从控制式骨科手术，无论是出于防范电离辐射需求而执行遥控手术，还是为偏远地区患者执行异地手术，主控单元都可以呈现末端手术工具的实时状态。

1.一种创伤骨科手术系统，其特征在于，包括主控单元、耦合连接所述主控单元的执行装置(20)以及扫描设备(40)；

2.根据权利要求1所述的创伤骨科手术系统，其特征在于，所述主控单元还包括影像显示设备，所述影像显示设备与所述扫描设备(40)通信连接，用于实时显示所述末端手术工具(30)的状态。

3.根据权利要求1所述的创伤骨科手术系统，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的创伤骨科手术系统，其特征在于，所述执行装置(20)包括从端基座(21)、安装于所述从端基座(21)的机械臂(22)、以及安装于所述机械臂(22)的末端手术工具(30)。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的创伤骨科手术系统，其特征在于，所述主控单元根据所述扫描设备(40)获取所述末端手术工具(30)的实时位姿，通过所述操纵装置(10)控制所述末端手术工具(30)到达目标位姿。

6.根据权利要求3所述的创伤骨科手术系统，其特征在于，所述执行装置(20)还包括连接所述末端手术工具(30)的力传感器，所述力传感器用于获取所述末端手术工具(30)所受到的反馈力。

7.根据权利要求6所述的创伤骨科手术系统，其特征在于，所述操纵装置(10)还包括连接所述手动操纵件的力反馈器，所述力传感器与所述力反馈器耦合连接，用于将所述末端手术工具(30)所受到的反馈力反馈给所述手动操纵件。

8.根据权利要求1所述的创伤骨科手术系统，其特征在于，所述扫描设备(40)为c臂x光机。

9.根据权利要求1所述的创伤骨科手术系统，其特征在于，所述主控单元与所述执行装置(20)之间远程通信连接。

10.一种创伤骨科手术系统，其特征在于，包括主控单元、耦合连接所述主控单元的操纵装置(10)、执行装置(20)、扫描设备(40)，还包括设置于所述执行装置(20)上的末端手术工具(30)；