医疗系统技术方案

一种医疗系统(10)，其包括：‑机器人臂(11)，‑控制单元(50)，其被配置为发布控制信号，‑医疗装置(25)，其既定穿透解剖结构，所述医疗装置(25)被配置为发出随所述解剖结构的可变电特性而变的警告信号，所述医疗装置(25)包括具有第一电极及第二电极的主体(26)、适合于在所述第一电极与所述第二电极之间施加至少一个测量电流的电力产生器，及适合于基于所述至少一个测量电流确定与所述电特性相关的测量参数并发出对应于所述测量参数的所述警告信号的处理装置(37)，其中所述控制单元被配置为发布随所述警告信号而变的所述控制信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】医疗系统
本专利技术涉及一种医疗系统。明确地说，本专利技术涉及以下类型的医疗系统，其包括：-机器人臂，其包括底座及执行器，所述机器人臂被配置为允许所述执行器相对于所述底座移动，-控制单元，其连接到所述机器人臂且被配置为发布控制信号，所述控制信号控制所述执行器相对于所述底座的所述移动。本专利技术特别适用于手术领域，其中由所述控制单元控制的机器人臂用来辅助外科医生在对解剖结构的外科手术期间执行其手势中的至少一些。使用此类医疗系统尤其旨在改善手势的精度，且防止损坏解剖结构的特别敏感的组织。
技术介绍
举例来说，在整形外科手术或脊柱手术中，医疗系统可用来控制医疗装置(无论是医疗或手术器械或工具还是植入物)相对于作为骨骼结构的解剖结构的移动。医疗系统可由此降低与到达骨骼结构附近的功能组织(例如神经系统组织)有关的损坏风险。当涉及将植入物附着在脊柱的椎骨椎根中，紧邻脊髓、神经末梢及血管结构等功能组织时，控制医疗装置的移动的重要性就变得更大。在外科手术期间，医疗装置的移动通常由包括跟踪装置及显示装置的导航系统控制。跟踪装置通常包括与医疗装置一体的任何合适性质的靶标，以及一个或多个靶标检测构件。因此，控制单元可检测由跟踪装置确定的医疗装置在参考框架内的位置，并将其叠加在解剖结构的表示上而显示于显示装置上。然而，此类医疗系统不能提供令人满意的可靠性和安全性，因为其不提供关于医疗装置相对于解剖结构的实际位置的任何信息。在显示装置上显示的位置与医疗装置的实际位置之间的偏移可能对患者造成灾难性后果。另外，此类医疗系统需要导航装置提供解剖结构的非常精确的表示。此类表示通常是以使患者和医务人员暴露于大量有害辐射(例如X射线)的方式获取大量图像的结果。除了长而复杂的图像处理以获得所需的适当表示之外，已知的医疗系统对患者及医务人员或多或少地造成长期健康风险。
技术实现思路
本专利技术旨在克服上文所提及的问题。为此目的，本专利技术提供前述类型的医疗系统，其进一步包括既定穿透解剖结构的医疗装置，所述解剖结构包括不同介质且具有随所述介质传导电流的能力而改变的电特性，所述医疗装置包括适合于穿透所述解剖结构的主体，所述医疗装置被配置为在所述主体在所述解剖结构内移动时发出随所述电特性而改变的警告信号，所述医疗装置连接到控制单元，其中所述医疗装置的所述主体在既定与所述解剖结构接触的远端和与所述远端相对的近端之间延伸，且具有外表面，所述主体包括：-至少一个第一电极，其包括第一接触表面，所述第一接触表面在所述远端处布置于所述主体的所述外表面上，以便与所述解剖结构接触，-至少一个第二电极，其包括第二接触表面，所述第二接触表面在所述远端处布置于所述主体的所述外表面上，以便在距所述第一接触表面一定距离处与所述解剖结构接触，其中所述医疗装置进一步包括：-电力产生器，其连接到所述第一电极及所述第二电极且适合于在所述第一接触表面与所述第二接触表面之间施加至少一个测量电流，-处理装置，其连接到所述电力产生器以及所述第一电极及所述第二电极，且适合于基于所述至少一个测量电流确定与所述电特性相关的测量参数，并发出对应于所述测量参数的所述警告信号，且其中所述控制单元被配置为发布随所述警告信号而变的所述控制信号。本专利技术因此使得有可能基于表示医疗装置的主体与解剖结构的相对位置的警告信号来使用反馈回路控制机器人臂的移动。基于医疗装置的主体相对于解剖结构的实际位置的此类控制改善医疗系统的可靠性及安全性。另外，其使得有可能消除导航装置的使用，或至少基于解剖结构的较不精确表示(例如由MRI或超声图像的获取而得出)来依靠导航装置。因此有可能降低或甚至消除患者及医务人员所经受的危害性辐射，从而降低其健康风险。所述医疗装置的主体可沿着穿透方向延伸，且所述控制信号可包括以下指令：-只要所述警告信号尚未达到至少一个临界阈值，就使得所述医疗装置的所述主体能够相对于所述解剖结构沿着所述穿透方向在前进方向上移动，-在所述警告信号达到所述临界阈值时，修改所述医疗装置的所述主体的所述移动。所述主体的移动包括多个移动参数，其包含所述穿透方向、沿着所述穿透方向的前进方向及与前进方向相对的反向方向中的一个，以及可变前进速度及可变前进力中的一个。当借助于警报信号越过临界阈值检测到医疗装置的主体相对于解剖结构的临界位置时，上述规定尤其使得有可能修改移动参数中的至少一个。所述控制信号可包括用于在所述警告信号达到所述临界阈值时停止所述医疗装置的主体相对于所述解剖结构的移动的指令。或者，所述控制信号可包括用于在所述警告信号达到所述临界阈值时使所述主体在沿着所述穿透方向的反向方向上移动的指令。根据另一变体，所述控制信号可包括用于在所述警告信号达到所述临界阈值时减小所述医疗装置的主体在前进方向上的前进速度及前进力中的一个的指令。在一个实施例中，医疗装置的主体可安装在机器人臂的执行器上，且所述控制信号可包括用于只要所述警告信号尚未达到临界阈值就使所述执行器在所述前进方向上移动的指令。所述控制信号可由此包括用于只要所述警告信号尚未达到临界阈值就执行以下操作的指令：-确定所述医疗装置的主体所位于的当前位置，-利用前进速度及前进力中的一个使所述主体从所述主体的当前位置移动到在前进方向上位于下游的一组位置，且在所述警告信号达到所述临界阈值时：-将当前位置指派该所述主体的所述组位置且在所述主体上外加零速度、零力、与前进速度相对的反向速度及与前进力相对的反向力中的一个，-或减小所述主体在所述前进方向上的前进速度及前进力中的一个。在另一实施例中，所述医疗系统可实施于共同操纵背景中，适于通过施加在医疗装置上的外部动作而使得医疗装置的主体能够移动。共同操纵在此处应理解为通过机器人臂及施加外部动作的另一代理同时操纵医疗装置的主体。机器人臂的执行器可由此包含止动部件，且所述控制信号可包括用于在警告信号达到临界阈值时使执行器的止动部件与医疗装置接触的指令。明确地说，机器人臂可包括区段及将所述区段连接到彼此的接头，所述接头中的至少一个配备有由所述控制信号控制的至少一个可逆致动器，所述控制信号包括只要警告信号尚未达到临界阈值就使得所述执行器能够通过施加在执行器上的外部动作而移动的指令。在医疗装置的主体利用前进速度及前进力中的一个(在那之前不受控制单元控制)而通过外部动作在前进方向上移动时，控制信号可包括用于在警告信号达到临界阈值时执行以下操作的指令：-在所述主体上外加零速度、零力、与前进速度相对的反向速度及与前进力相对的反向力中的一个，-或减小主体在前进方向上的前进速度及前进力中的一个，其变得受控制单元控制。机器人臂的执行器可包括适合于收纳医疗装置的主体的管道。管道的一部分，且明确地说，界定医疗装置的主体插入到管道中所经由的上部开口的上部边缘，可形成止动部件，其用以在警告信号达到临界阈值时控制医疗装置的主体的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种医疗系统(10、10'、10”)，其包括：/n机器人臂(11)，其包括底座(12)及执行器(14)，所述机器人臂(11)被配置为允许所述执行器(14)相对于所述底座(12)移动，/n控制单元(50)，其连接到所述机器人臂(11)且被配置为发布控制信号，所述控制信号控制所述执行器(14)相对于所述底座(12)移动，/n医疗装置(25)，其既定穿透解剖结构(1)，所述解剖结构(1)包括不同介质且具有随所述介质传导电流的能力而改变的电特性，所述医疗装置(25)包括适合于穿透所述解剖结构(1)的主体(26)，所述医疗装置(25)被配置为在所述主体(26)在所述解剖结构(1)内移动时发出随所述电特性而改变的警告信号，所述医疗装置(25)连接到所述控制单元(50)，/n其中，所述医疗装置(25)的所述主体(26)在既定与所述解剖结构接触的远端(26b)和与所述远端(26b)相对的近端(26a)之间延伸，且具有外表面，所述主体包括：/n至少一个第一电极(28)，其包括第一接触表面(29)，所述第一接触表面在所述远端(26b)处布置于所述主体(26)的所述外表面上，以便与所述解剖结构(1)接触，/n至少一个第二电极(30)，其包括第二接触表面(31)，所述第二接触表面在所述远端(26b)处布置于所述主体(26)的所述外表面上，以便在距所述第一接触表面(29)一定距离处与所述解剖结构(1)接触，/n其中，所述医疗装置(25)进一步包括：/n电力产生器(36)，其连接到所述第一电极(28)和所述第二电极(30)且适于在所述第一接触表面(29)与所述第二接触表面(31)之间施加至少一个测量电流，/n处理装置(37)，其连接到所述电力产生器(36)、所述第一电极(28)和所述第二电极(30)，且适于基于所述至少一个测量电流确定与所述电特性相关的测量参数，并发出对应于所述测量参数的警告信号，/n其特征在于，所述控制单元(50)被配置为发布随所述警告信号而变的控制信号。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171024 FR 17600561.一种医疗系统(10、10'、10”)，其包括：
机器人臂(11)，其包括底座(12)及执行器(14)，所述机器人臂(11)被配置为允许所述执行器(14)相对于所述底座(12)移动，
控制单元(50)，其连接到所述机器人臂(11)且被配置为发布控制信号，所述控制信号控制所述执行器(14)相对于所述底座(12)移动，
医疗装置(25)，其既定穿透解剖结构(1)，所述解剖结构(1)包括不同介质且具有随所述介质传导电流的能力而改变的电特性，所述医疗装置(25)包括适合于穿透所述解剖结构(1)的主体(26)，所述医疗装置(25)被配置为在所述主体(26)在所述解剖结构(1)内移动时发出随所述电特性而改变的警告信号，所述医疗装置(25)连接到所述控制单元(50)，
其中，所述医疗装置(25)的所述主体(26)在既定与所述解剖结构接触的远端(26b)和与所述远端(26b)相对的近端(26a)之间延伸，且具有外表面，所述主体包括：
至少一个第一电极(28)，其包括第一接触表面(29)，所述第一接触表面在所述远端(26b)处布置于所述主体(26)的所述外表面上，以便与所述解剖结构(1)接触，
至少一个第二电极(30)，其包括第二接触表面(31)，所述第二接触表面在所述远端(26b)处布置于所述主体(26)的所述外表面上，以便在距所述第一接触表面(29)一定距离处与所述解剖结构(1)接触，
其中，所述医疗装置(25)进一步包括：
电力产生器(36)，其连接到所述第一电极(28)和所述第二电极(30)且适于在所述第一接触表面(29)与所述第二接触表面(31)之间施加至少一个测量电流，
处理装置(37)，其连接到所述电力产生器(36)、所述第一电极(28)和所述第二电极(30)，且适于基于所述至少一个测量电流确定与所述电特性相关的测量参数，并发出对应于所述测量参数的警告信号，
其特征在于，所述控制单元(50)被配置为发布随所述警告信号而变的控制信号。


2.根据权利要求1所述的医疗系统(10、10'、10”)，其特征在于，多个预定义签名保存在所述控制单元中，每一签名包括由所述测量参数在将所述医疗装置的所述主体穿透到参考解剖结构期间的变化得出的参考警告信号，所述控制信号包括多组移动参数，每一组移动参数与所述签名中的一个相关联，所述控制单元被配置为用于：
在将所述医疗装置的所述主体穿透到所述解剖结构期间，连续地保存所述测量参数且将所述测量参数的变化与所述签名进行比较，以及
如果所述测量参数的变化对应于所述签名中的一个，则发布具有与所述签名相关联组的移动参数的所述控制信号。


3.根据权利要求2所述的医疗系统(10、10'、10”)，其进一步包括以下中的至少一个：
力测量装置，其连接到所述控制单元且被配置为发出力信号，所述力信号对应于施加在所述医疗装置的所述主体上的力，
深度检测装置，其连接到所述控制单元且被配置为深度信号，所述深度信号发出对应于所述医疗装置的所述主体已穿透到所述解剖结构的深度，
所述控制单元被配置为发布随所述力信号和所述深度信号中的至少一个而变的控制信号，
其中，在所述医疗系统(10、10'、10”)中，每一签名进一步包括以下中的至少一个：
参考力信号，其由与在将所述医疗装置的所述主体穿透到所述参考解剖结构期间施加在所述医疗装置的所述主体上的所述力相关的力参数的变化得出，
参考深度信号，其由与所述医疗装置的所述主体已穿透到所述参考解剖结构的所述深度相关的深度参数的变化得出。


4.根据权利要求3所述的医疗系统(10、10'、10”)，其特征在于，所述力测量装置被配置为发出对应于施加在所述医疗装置的所述主体上的扭矩的所述力信号，所述参考力...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫里瑟·布利翁，奥利维厄·弗雷扎尔，古伊劳姆·莫雷尔，斯泰凡·贝泰，西鲍尔特·钱丹松，弗罗里安·里切尔，瓦伦廷·克斯珀恩，
申请(专利权)人：脊柱防护公司，索邦大学，法国国家健康和医学研究院，国家科学研究中心，
类型：发明
国别省市：法国;FR