Patent ES-2854348-T3 (ES)
Title: Sistema accionado por osteótomo ultrasónico asistido por robot
Inventor: CAO QUN
IPC: A61B17/32
Filed: 2019-07-16
Granted: 2021-09-21
Abstract: Un sistema accionado por osteótomo ultrasónico asistido por robot (1), que comprende: un sistema accionado por osteótomo ultrasónico (10), que comprende: un transductor ultrasónico para convertir energía eléctrica en energía mecánica; y un osteótomo ultrasónico (11) para entregar la energía mecánica a un hueso que va a cortarse; un sistema quirúrgico asistido por robot (20), que comprende: una base (21); y un brazo robótico (22) que tiene un extremo fijo (22a) montado en la base (21), estando conectado el sistema ultrasónico accionado por osteótomo (10) de forma desmontable a un extremo móvil (22b) del brazo robótico (22), en donde el brazo robótico está configurado para controlar la posición y el ángulo espacial de un extremo de corte (11a) del sistema accionado por osteótomo ultrasónico (10), y una fuerza aplicada por el extremo de corte (11a) del sistema accionado por osteótomo ultrasónico (10) para el hueso que va a cortarse, caracterizado por que el sistema accionado por osteótomo ultrasónico asistido por robot (1) comprende además: un controlador conectado comunicativamente al sistema accionado por osteótomo ultrasónico (10) y al sistema quirúrgico asistido por robot (20), y configurado para controlar una potencia de salida del sistema accionado por osteótomo ultrasónico (10) y la posición, del ángulo espacial de, y la fuerza aplicada al osteótomo ultrasónico (11) por el brazo robótico (22), en donde el controlador comprende una porción de recepción de datos para recibir datos de entrada externos para obtener un modelo tridimensional y/o datos de dimensión del hueso que va a cortarse; en donde el controlador controla la potencia de salida P del sistema accionado por osteótomo ultrasónico (10) según la siguiente ecuación: P = P0 × α donde P0 es una potencia de salida de referencia del sistema accionado por osteótomo ultrasónico, y α es un coeficiente de corrección de potencia y α es menor que o igual a 1, donde α se determina, al menos en parte, a partir de uno o más de los siguientes parámetros: - el espesor de corte restante del hueso, disminuyendo α a medida que disminuye el espesor de corte restante; - la densidad del hueso, disminuyendo α a medida que disminuye la densidad del hueso; - el tipo de tejido debajo del hueso en una dirección de corte, el tipo de tejido que incluye al menos un tejido de un vaso sanguíneo, un tejido de la médula espinal y un tejido nervioso, en donde α para el tejido del vaso sanguíneo es mayor que o igual a α para el tejido de la médula espinal, y α para el tejido de la médula espinal es mayor que o igual a α para el tejido nervioso; - la temperatura del extremo de corte (11a) del osteótomo ultrasónico (11), disminuyendo α a medida que aumenta la temperatura; - el tipo de estructura del hueso que se corta, el tipo de estructura que incluye al menos un hueso cortical y un hueso esponjoso, en donde α para el hueso cortical es mayor que o igual a α para el hueso esponjoso; y - la profundidad a la que el osteótomo ultrasónico (11) ha cortado el hueso, disminuyendo α a medida que aumenta la profundidad; y en donde el controlador controla la fuerza F aplicada sustancialmente en la dirección de corte al extremo de corte (11a) del osteótomo ultrasónico (11) por el brazo robótico (22) según la siguiente ecuación: F = F0 × β donde F0 es una fuerza de referencia aplicada por el brazo del robot al osteótomo ultrasónico (11), y β es un coeficiente de corrección de fuerza y β es menor que o igual a 1, en donde β se determina, al menos en parte, a partir de uno o más de los siguientes parámetros: - el espesor de corte restante del hueso, disminuyendo β a medida que disminuye el espesor de corte restante; - la densidad del hueso, disminuyendo β a medida que disminuye la densidad del hueso; - el tipo de tejido debajo del hueso en la dirección de corte, el tipo de tejido que incluye al menos un tejido de un vaso sanguíneo, un tejido de la médula espinal y un tejido nervioso, en donde β para el tejido del vaso sanguíneo es mayor que o igual a β para el tejido de la médula espinal, y β para el tejido de la médula espinal es mayor que o igual a β para el tejido nervioso; - la temperatura del extremo de corte (11a) del osteótomo ultrasónico (11), disminuyendo β a medida que aumenta la temperatura; - el tipo de estructura del hueso que se corta, el tipo de estructura que incluye al menos un hueso cortical y un hueso esponjoso, en donde β para el hueso cortical es mayor que o igual a β para el hueso esponjoso; y - la profundidad a la que el osteótomo ultrasónico (11) ha cortado el hueso, disminuyendo β a medida que aumenta la profundidad.