【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种用于手术机器人的电磁导航的参考架，该手术机器人具有机械臂。此外，本技术还涉及用于手术机器人的电磁导航设备以及电磁导航系统。
技术介绍
1、用于手术机器人的导航设备用于跟踪手术期间的一个或多个物体的位置，手术机器人适用于在手术期间固持一个或多个手术器械，并且可自主地(例如，在手术期间没有任何人工输入)、半自主地(例如，在手术期间具有一些人工输入)或非自主地(例如，仅如由人工输入所指导的)操作。
2、目前，外科手术中已普遍使用外科手术机器人系统，其通常包括台车、设置在台车上的机械臂、光学导航设备、成像设备、手术台等结构，病人在手术台上进行手术，导航设备可以在手术过程中确定一个或多个目标体的姿态(位置和定向)，以检测目标体的运动，比如机械臂的运动、手术工具的运动、患者解剖体的运动等。为准确确定目标体的姿态，通常需要在目标体上设置参考架，在该参考架的本体上设有多个反光球，利用参考架本体上的反光球可以在手术中收集目标体的参考坐标信息并指挥机械臂进行工作。由于在已知的手术机器人系统中通过红外光学导航设备进行成像设备坐标、红外光学定位坐标以及手术器械坐标配准来实现导航，该红外导航设备在术中很容易受物体遮挡，因此，这种基于光学导航的手术机器人系统的导航效果会受到不利影响。
技术实现思路
1、本技术要解决的技术问题是，提供一种改进的用于手术机器人的电磁导航设备的参考架、具有该参考架的电磁导航设备以及电磁导航系统，其能够规避现有技术中手术机器人的光学导航容易受物体遮挡的缺点并
2、根据本公开的第一方面，上述技术问题通过一种用于手术机器人的电磁导航的参考架解决，该手术机器人具有机械臂，根据本公开的第一方面规定，参考架包括：参考架本体；保持件，所述保持件与所述参考架本体可操作连接，并能够被驱动，以将所述参考架本体位置固定地保持在最靠近目标区域的刚性组织上；用于驱动所述保持件的驱动件；其中，在参考架上，尤其在其参考架本体上开设有用于可拆卸地安装用于所述电磁导航的电磁感测装置的容纳部并且布置有能在成像设备图像中显示坐标位置的多个显影体。通过将电磁感测装置和显影体固定在同一个部件，即参考架，尤其是其参考架本体上能够保证电磁感测装置与显影体的相对位置固定，从而能够保证用于手术机器人的电磁导航的精度足够高。作为备选，还可以将电磁感测装置和显影体布置在保持件或驱动件上。
3、在本公开的一个扩展的技术方案中规定，参考架本体包括在手术期间远离所述刚性组织的远端壁部分和从所述远端壁部分向刚性组织延伸的腿部分。通过远端壁部分使得保持件与参考架本体能够相互连接，从而可靠地传递来自驱动杆的驱动力，因此可确保参考架能够稳固地保持在刚性组织上。
4、在本公开的进一步扩展的技术方案中规定，所述参考架本体还包括连接在所述腿部分之间的多个腹板部分，由此更有利于加工用于安装关节轴的孔。优选的是，可以设置两个对置的腹板，从而保证保持件在参考架本体的纵向上不会移动，因此能够更有利于传递用于将参考架保持在刚性组织上的保持力。
5、在本公开的进一步扩展的技术方案中规定，所述参考架本体至少部分地容纳所述保持件，尤其使得保持件能在其不同操作状态下自由转换，因此确保保持件的操作状态可被容易地改变，尤其是确保保持件在其保持状态和张开状态之间自由转换。
6、在本公开的进一步扩展的技术方案中规定，所述多个显影体分别设置在所述腿部分的近端区域上。尤其可以根据应用需求将显影体设置为不同的数量。
7、在本公开的进一步扩展的技术方案中规定，所述保持件具有用于保持所述刚性组织的至少两个保持臂和关节轴，围绕所述关节轴所述至少两个保持臂铰接。由此能够方便地将参考架保持在患者待手术部位最近的刚性组织上，同时保证驱动力有利地转变为保持力。
8、在本公开的进一步扩展的技术方案中规定，在参考架本体上设有多个通孔，多个通孔布置在参考架本体的不同部分。作为备选，还可以将多个通孔设置在驱动杆或保持件上。通过在参考架本体的不同部分，例如远端壁部分、腿部分上设有多个通孔，可以确保参考架不同组成部分以及与电磁感测装置之间相互耦连并且便于机械加工和装配。
9、在本公开的进一步扩展的技术方案中规定，多个通孔中的一个是用于穿过所述驱动件的第一通孔，多个通孔中的两个是用于安装所述关节轴的第二通孔，其中，第一通孔与所述第二通孔相互垂直地定向，由此能够将参考架本体的各部分以有利的方式相互耦连，尤其是将驱动件、保持件以有利的方式与参考架本体耦连，同时实现驱动力以有利的方式转变为用于将参考架保持在刚性组织上的保持力。
10、在本公开的进一步扩展的技术方案中规定，第一通孔具有内螺纹并且开设在所述远端壁部分，所述第二通孔开设在所述腹板部分中。由此有利于通孔机械加工到参考架本体上，同时使得参考架的组装也更容易。
11、在本公开的进一步扩展的技术方案中规定，所述驱动件包括螺杆和凸台，所述螺杆具有远端区段、中间区段和近端区段，其中，在近端区段设有用于限制所述凸台沿螺杆纵向移动的限位装置，并且在中间区段设有外螺纹，所述驱动件通过该外螺纹与第一通孔的内螺纹啮合。
12、在本公开的进一步扩展的技术方案中规定，限位装置包括靠近所述外螺纹的止挡和远离所述外螺纹的挡环，挡环与止挡沿螺杆纵向间隔。
13、在本公开的进一步扩展的技术方案中规定，止挡沿径向从所述螺杆的外周向外突出。止挡可以设计为环形或弧形。
14、在本公开的进一步扩展的技术方案中规定，驱动件的远端区段设计具有多边形的外截面，其能通过旋拧工具转动。
15、在本公开的进一步扩展的技术方案中规定，至少两个保持臂分别具有远端和近端，所述远端在被所述驱动件驱动时与所述驱动件接触，并且所述近端在保持所述刚性组织时与所述刚性组织接触。
16、在本公开的进一步扩展的技术方案中规定，在至少两个保持臂的所述近端的内侧上分别设有多个彼此面对的突尖。
17、在本公开的进一步扩展的技术方案中规定，所述容纳部设计为带内螺纹的用于与所述电磁感测装置螺纹连接的孔。
18、在本公开的进一步扩展的技术方案中规定，在所述参考架本体上还设有用于成像设备图像配准的校准坐标点。
19、根据本公开的另一方面，前述技术问题通过一种用于具有机械臂的手术机器人的电磁导航设备解决，根据本公开规定，电磁导航设备包括：前述参考架；多个电磁感测装置，其中一个是用于感测所述刚性组织的实时姿态的第一电磁感测装置，其可拆卸地安装在所述参考架上，并且另一个是用于感测所述机械臂的末端执行器的实时姿态的第二电磁感测装置，其固定在所述机械臂上；电子控制单元，其配置为控制磁场发生装置产生磁场以获得设置在参考架上的第一电磁感测器的位置；磁场发生装置，其配置为在待手术的目标区域上方产生覆盖第一感测装置以及第二感测装置的磁场；成像设备，其配置为对所述目标区域与所述参考架本体进行术中的扫描以获得基于成像设备坐标系的目标区本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于手术机器人的电磁导航的参考架，该手术机器人具有机械臂，其特征在于，所述参考架包括：
2.根据权利要求1所述的参考架，其特征在于，所述参考架本体包括在手术期间远离所述刚性组织的远端壁部分和从所述远端壁部分向所述刚性组织延伸的腿部分。
3.根据权利要求2所述的参考架，其特征在于，所述参考架本体还包括连接在所述腿部分之间的多个腹板部分。
4.根据权利要求1至3之一所述的参考架，其特征在于，所述参考架本体(551)至少部分地容纳所述保持件。
5.根据权利要求2或3所述的参考架，其特征在于，所述多个显影体分别设置在所述腿部分的近端区域上。
6.根据权利要求3所述的参考架，其特征在于，所述保持件具有用于保持所述刚性组织的至少两个保持臂和关节轴，所述至少两个保持臂围绕所述关节轴铰接。
7.根据权利要求6所述的参考架，其特征在于，在所述参考架本体上设有多个通孔，所述多个通孔布置在所述参考架本体的不同部分。
8.根据权利要求7所述的参考架，其特征在于，所述多个通孔中的一个是用于穿过所述驱动件的第一通孔，
9.根据权利要求8所述的参考架，其特征在于，所述第一通孔具有内螺纹并且开设在所述远端壁部分中，所述第二通孔开设在所述腹板部分中。
10.根据权利要求9所述的参考架，其特征在于，所述驱动件包括螺杆和凸台，所述螺杆具有远端区段、中间区段和近端区段，在所述近端区段设有用于限制所述凸台沿所述螺杆纵向移动的限位装置，并且在所述中间区段设有外螺纹，所述驱动件通过该外螺纹与所述第一通孔的内螺纹啮合。
11.根据权利要求10所述的参考架，其特征在于，所述限位装置包括靠近所述外螺纹的止挡和远离所述外螺纹的挡环，所述挡环与所述止挡沿所述螺杆纵向间隔。
12.根据权利要求11所述的参考架，其特征在于，所述止挡沿径向从所述螺杆的外周向外突出。
13.根据权利要求10所述的参考架，其特征在于，所述驱动件(552)的远端区段设计具有多边形的外截面，其能通过旋拧工具(556)转动。
14.根据权利要求6所述的参考架，其特征在于，所述至少两个保持臂(5533)分别具有远端和近端，所述远端在被所述驱动件驱动时与所述驱动件接触，并且所述近端在保持所述刚性组织时与所述刚性组织接触。
15.根据权利要求14所述的参考架，其特征在于，在所述至少两个保持臂(5533)的所述近端的内侧上分别设有多个彼此面对的突尖。
16.根据权利要求1至3之一所述的参考架，其特征在于，所述容纳部(5512)设计为用于与所述电磁感测装置螺纹连接的孔，所述孔带有内螺纹。
17.根据权利要求1至3之一所述的参考架，其特征在于，在所述参考架本体上还设有用于成像设备图像配准的校准坐标点(5515)。
18.一种用于手术机器人的电磁导航设备，该手术机器人具有机械臂，其特征在于，所述电磁导航设备包括：
19.根据权利要求18所述的电磁导航设备，其特征在于，所述第一电磁感测装置具有带有外螺纹的用于与所述参考架可拆卸固定的接头(5302)、第一电磁感测器和线缆(5301)，通过所述线缆(5301)将所述参考架上的第一电磁感测器与所述电子控制单元(510)耦连，其中，所述第一电磁感测器布置在所述接头(5302)中。
20.一种用于手术机器人的电磁导航系统，其特征在于，该电磁导航系统具有：
...【技术特征摘要】
1.一种用于手术机器人的电磁导航的参考架，该手术机器人具有机械臂，其特征在于，所述参考架包括：
2.根据权利要求1所述的参考架，其特征在于，所述参考架本体包括在手术期间远离所述刚性组织的远端壁部分和从所述远端壁部分向所述刚性组织延伸的腿部分。
3.根据权利要求2所述的参考架，其特征在于，所述参考架本体还包括连接在所述腿部分之间的多个腹板部分。
4.根据权利要求1至3之一所述的参考架，其特征在于，所述参考架本体(551)至少部分地容纳所述保持件。
5.根据权利要求2或3所述的参考架，其特征在于，所述多个显影体分别设置在所述腿部分的近端区域上。
6.根据权利要求3所述的参考架，其特征在于，所述保持件具有用于保持所述刚性组织的至少两个保持臂和关节轴，所述至少两个保持臂围绕所述关节轴铰接。
7.根据权利要求6所述的参考架，其特征在于，在所述参考架本体上设有多个通孔，所述多个通孔布置在所述参考架本体的不同部分。
8.根据权利要求7所述的参考架，其特征在于，所述多个通孔中的一个是用于穿过所述驱动件的第一通孔，所述多个通孔中的两个是用于安装所述关节轴的第二通孔，其中，所述第一通孔与所述第二通孔相互垂直地定向。
9.根据权利要求8所述的参考架，其特征在于，所述第一通孔具有内螺纹并且开设在所述远端壁部分中，所述第二通孔开设在所述腹板部分中。
10.根据权利要求9所述的参考架，其特征在于，所述驱动件包括螺杆和凸台，所述螺杆具有远端区段、中间区段和近端区段，在所述近端区段设有用于限制所述凸台沿所述螺杆纵向移动的限位装置，并且在所述中间区段设有外螺纹，所述驱动件通过该外螺纹与所述第一通孔的内螺纹啮合。
11.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：春风化雨苏州智能医疗科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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