【技术实现步骤摘要】
本专利技术的实施例通常涉及在关节置换手术中创建和使用定制的关节置换手术注册导板的系统和方法。更具体地说，本专利技术涉及机器人辅助手术中用于创建为特定患者定制的关节置换手术注册导板的方法，该方法向手术机器人提供患者的3d参考信息，制定可供手术机器人(包括固定在骨骼上的机器人)执行的手术计划。
技术介绍
1、反复重举、遭受创伤、骨病和/或关节炎可导致患者关节(如膝关节、髋关节、肩关节和踝关节)退化、受损或松动，严重时会疼痛甚至瘫痪，而药物或非手术治疗方式无法有效解决。治疗人类关节损伤的一种方法是采取全部或部分关节置换手术。通过关节置换手术，患者的关节被置换、重建或力线重新调整，通常可以减轻损伤关节的疼痛。关节损坏可能导致关节区域软骨减少或磨损，引起摩擦、压缩、断裂和关节松弛。因此，关节软骨减少会导致疼痛和关节活动性降低。患者可通过关节置换手术，祛除疼痛，修复受损关节，恢复功能。
2、关节置换手术通常包括去除患关节炎或受损的关节部分，并用金属、塑料或陶瓷器械等所谓的假体进行置换。假体或植入物的设计就是要复制健康关节的正常运动。例如，用金属球置换受损的股骨头(位于股骨上端)，该金属球与安装在股骨中的金属柄相连，并将塑料髋臼杯植入骨盆，置换受损的髋臼。此外，平衡的关节有助于改善力线对准和保持稳定性。韧带平衡有助于减少关节磨损和松动。关节平衡的患者更有可能增加运动范围和本体感，减少疼痛。所有这些因素都有助于减少对翻修手术的需求。
3、已知几种类型的关节置换术，包括全部和部分膝关节置换术、全部和部分髋关节置换术、全部和
4、在全膝关节置换手术中，股骨远端的受损部分被去除，并用与去除部分形状相同或相似的金属或塑料组件置换。该金属或塑料组件可被嵌入股骨，或使用骨水泥或其他固定系统固定。此外，胫骨的近端部分也可被去除，并用与被去除部分形状相同或相似的、大致平坦的金属或塑料组件置换。胫骨置换植入物可被嵌入胫骨，或使用骨水泥固定。总之，股骨植入物和胫骨植入物配合形成近似于膝关节形状和功能的关节。在一些示例中，在股骨植入物和胫骨植入物之间放置塑料垫，以防止植入的关节使用时金属对金属的互相碰撞。
5、如上所述，关节置换手术通常包括去除和置换关节受损部分的骨骼。在去除时，部分骨骼可能会被切割、钻孔、表面重构等，以在骨骼上创建与相应植入物适配的表面。在全膝关节置换手术的某特例中，股骨远端和胫骨近端的骨骼可能会被完全去除，以形成与植入物适配的比较平的表面。在骨骼上创建了植入物的配合表面后，就可按上述方法将植入物安装到骨骼上。
6、虽然上文描述了关节置换手术的概况，但在实施手术时要考虑很多。例如，在实施关节置换手术前，患者可能会花一个月或更长时间与医生进行一次或多次会诊，进行术前计划。一方面，关节内植入物与患者其余解剖结构的对线对于植入物的寿命以及植入效果至关重要。试图提高关节置换手术的有效性、预防或减少术后并发症的各种方法也在不断研发。而另一方面，为配合植入物而截骨或重建关节骨表面时，外科医生可能会徒手操作。虽勇气有加，但这种方法不如其他手术方法精准。在另一个例子中，已经开发了一些系统和方法来生产定制的关节置换手术截骨导板，帮助外科医生快速准确地进行必要的截骨，成功完成关节置换手术。特别是，截骨导板通常可为特定的关节置换患者进行定制，以确保植入物在术后与患者的解剖结构适配。通过使用定制的截骨导板，关节置换手术更精准(确保植入物使用寿命更长)、更高效(减少手术时间，从而降低术后并发症的可能性)。
7、在另一个例子中，手术辅助机器人或其他类似机器人的设备已被开发，帮助外科医生进行关节置换手术。批准的手术计划的各项内容可以上传到机器人辅助设备，以便辅助外科医生手术。在某些情况下，通过外科医生的指导或通过自动执行关节置换手术的一个或若干个项目，手术辅助机器人可进行截骨或骨骼的表面重构。在更多的其他实例中，可利用各种手术组合来执行关节置换手术。例如，外科医生可以使用定制的关节置换手术截骨导板对剖切面或截骨进行验证，而由手术辅助机器人设备完成截骨或表面重构。在另一个例子中，机器人设备提供导航，而外科医生徒手进行截骨操作。
8、无论采用何种方法，手术都可能存在缺陷。例如，术前计划阶段的缺陷可能涉及医生多次诊断、获取患者扫描成像或影像、手术计划创建、外科医生对手术计划审批，以及生产定制关节置换手术导板需要时间。患者可能会为了等待关节置换手术而忍受数月的疼痛和不适。此外，对于许多医疗机构，数百万美元的机器人手术设备价格过高。使用一个或若干个一次性器械(例如一些手术机器人设备作为耗材使用的一次性运动跟踪设备)的手术，会进一步增加手术费用，给医疗机构造成额外成本。关节置换手术费用高、前期时间长，也使得本来可从中受益的一些患者放弃手术。
9、此外，较之传统方法，计算机辅助机器人手术的目的之一是提高骨科手术的精准度和临床效果。现行的机器人辅助骨科手术的方法在精准性、手术效率、手术时间、微创性和成本效益等方面具有优势。较之传统手术，其主要缺点之一是技术复杂，导致手术错误的潜在机率大幅增加。缺乏经验的外科医生可能难以发现其中的技术错误，因此，仅凭机器人技术人员或盲目任凭机器人操作，可能会出现不良结果。较之使用传统仪器的方法，机器人辅助手术的其他缺点包括整个手术团队培训费用高、新技术学习曲线长以及机器人手术系统本身的成本高。
10、正是考虑到这些问题和其他的问题，开发了本专利技术的各项内容。
技术实现思路
1、本专利技术的一种实施方式是采用机器人设备的形式执行关节置换手术。机器人设备可包括基础单元(由若干连杆关节组成，每个连杆关节与若干致动器中的一个机械联系)、处理器和非暂时性计算机可读解码媒介(当由处理器执行时，处理器按关节置换手术要求控制若干致动器)。机器人设备还可包括安装装置(与若干连杆关节中的第一连杆关节机械联系)。该安装装置由以下组成：第一可配置连杆(按关节置换手术要求对基座定向)、安装板(通过定制注册设备固定于患者解剖结构)、可配置截骨导板(与若干连杆关节中的第二连杆关节机械联系)、第二可配置连杆(按关节置换手术的要求对截骨导板定向)。
2、本专利技术的另一种实施方式，可采用执行关节置换手术的方法的形式。该方法可包括：接收患者手术关节的若干2d影像；根据患者关节若干2d影像上定位若干配合形状，创建用于患者关节置换手术的定制注册导板；用定制注册导板将机器人设备安装到患者解剖结构上。该机器人设备可包括：安装设备(被安装在患者解剖结构上)、基座的第一连杆关节本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于膝关节置换的固定于骨骼的机器人辅助手术系统，包括：全膝关节置换物(607)和用于贴合受损的骨/软骨内侧间室的单髁膝关节置换物(502)；
2.根据权利要求1所述的用于全膝关节置换的固定于骨骼的机器人辅助手术系统，其特征在于：所述远端平面(604)的厚度随产品规格而改变，所述后部平面(606)、前部平面(602)，斜后部平面(605)和斜前部平面(603)的厚度保持不变。
3.根据权利要求1所述的用于全膝关节置换的固定于骨骼的机器人辅助手术系统，其特征在于：所述远端平面(604)、后部平面(606)、前部平面(602)，斜后部平面(605)和斜前部平面(603)的形状和厚度随受损股骨的远端相匹配。
4.根据权利要求1所述的用于膝关节单间室置换的固定于骨骼的机器人辅助手术系统，其特征在于：所述单髁膝关节置换物(502)为金属或塑料组件。
【技术特征摘要】
1.一种用于膝关节置换的固定于骨骼的机器人辅助手术系统，包括：全膝关节置换物(607)和用于贴合受损的骨/软骨内侧间室的单髁膝关节置换物(502)；
2.根据权利要求1所述的用于全膝关节置换的固定于骨骼的机器人辅助手术系统，其特征在于：所述远端平面(604)的厚度随产品规格而改变，所述后部平面(606)、前部平面(602)，斜后部平面(605)和斜前部平面(603)的厚度保持不变。...
【专利技术属性】
技术研发人员：查理·文仁·戚，
申请(专利权)人：捷多常州医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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