智慧型骨頭切削裝置

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

099130399

專利證號

I 417078

專利獲證名稱

智慧型骨頭切削裝置

專利所屬機關 (申請機關)

國立臺北科技大學

獲證日期

2013/12/01

技術說明

本發明是針對膝關節置換手術機器人，所設計之協同控制智慧型端末器，可用於搭配具有定位/速度控制的醫療用機械手臂，連結切削工具模組之手術機器人，在手術規劃所求出的五個切除面的位置與方位後，根據要切除面分別將切削工具模組移至每個面的位置與方位，同時骨頭切削過程中，骨頭若有移動，將透過量測系統，進行對應的位置與方位追蹤補償，保證骨頭切削的精確度，因此手術機器人如同扮演了傳統手術方法中，安裝於骨頭上切除導塊的角色，再由本發明之智慧型切削工具模組進行骨頭切除。 本發明不同於一般機器人之端末器，乃是一個整合力量感測與控制的手術工具模組，其中包含一高速主軸馬達，帶動銑刀進行骨頭切削與鑽孔，當中的套環與套筒連結高速主軸馬達與切削力感測器，並以外殼覆蓋，再以後蓋內側連結切削力感測器中心，該後蓋外側連結至一個量測施力的力量感測器，此外殼當作外科醫師主控的握把，因此可同時被量測外科醫師的施力。在力量感測器後端，可透過一連接板，連結具有在平面自由旋轉與平移之三自由度機構，使銑刀在切削平面上，進行平面上任一位置與方位的橫向骨頭切削。所有的訊號與處理將整合在此智慧型切削模組內部，內部的運算單元會透過，切削邊界、銑刀與骨頭的相對位置，以及配合施力與切削力等資訊，進行骨頭切削狀況的預估，例如判斷是在進行堅硬骨頭切削、或者較軟骨頭切削，是否骨頭快切斷等各種切切狀況，作為控制策略中阻抗值的參考，同時將切除邊界的資訊一併考慮之後，計算出合適阻抗值，再以此阻抗值計算出對應的位置與速度命令。 The intelligent bone cutting module is designed to mount on the end effector of a surgical robot to cooperate with the robot for bone cutting. The bone cutting module handheld by a surgeon can assist the surgeon cut the bone with exact shape, which was pre-defined by the surgical planning software through cooperative force control algorithm. The bone cutting module can sense the bone cutting force and automatically change the cutting setting to achieve the best outcome.

備註

本部(收文號1090026809)同意該校109年5月8日北科大產學字第1097900107號函申請終止維護專利(北科大)

連絡單位 (專責單位/部門名稱)

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