阅读说明：本技术 用于机器人软组织评估的系统和方法 (System and method for robotic soft tissue assessment ) 是由 J·L·蒙特苏马·德拉巴雷拉 H·康 M·哈洛 于 2020-03-12 设计创作，主要内容包括：一种机器人评估关节的软组织特性的方法包括：通过机器人装置测量关于关节在关节的受控运动范围操纵期间的信息；使用关于在关节的受控运动范围操纵期间测量的关节的信息来确定关节的运动极限,其中运动极限是关节的位移极限或力极限中的至少一者；以及使用由机器人装置控制的关节定位器在将扰动引入关节时重复关节的受控运动范围操纵,其中至少部分地基于运动极限来控制重复的运动范围操纵。所述方法还包括使用通过计算机辅助手术系统在运动范围操纵期间在具有扰动的情况下获得的数据来表征所述关节的软组织包络的约束。(A method of robotically assessing soft tissue properties of a joint comprising: measuring, by the robotic device, information about the joint during controlled range of motion manipulation of the joint; determining a motion limit of the joint using information about the joint measured during controlled range of motion manipulation of the joint, wherein the motion limit is at least one of a displacement limit or a force limit of the joint; and repeating the controlled range of motion manipulation of the joint when introducing the disturbance to the joint using a joint positioner controlled by the robotic device, wherein the repeated range of motion manipulation is controlled based at least in part on the motion limits. The method also includes characterizing constraints of a soft tissue envelope of the joint using data obtained with perturbations during range of motion manipulation by a computer-assisted surgery system.)

具体实施方式

在转向详细示出示例性实施方案的附图之前，应当理解，本申请不限于在说明书中阐述或在附图中示出的细节或方法。还应理解，术语仅仅是为了描述的目的，而不应该被认为是限制性的。

本文所述的计算机辅助手术系统和机器人韧带评估器系统可在任何情况下用于定位和评估关节。例如，外科医生可以在全或部分膝盖置换手术期间使用机器人韧带评估器系统来在手术中评估和调整膝韧带。然而，本公开的实施方案不限于膝盖的评估或韧带的评估。因此，本文所述的机器人韧带评估器系统也可用于定位和评估各种其它关节(包括但不限于髋关节、踝关节、肘关节、肩关节或腕关节)的软组织。

另外，本文所述的计算机辅助手术系统和机器人韧带评估器系统可用于患者医疗的任何阶段。例如，外科医生可在执行手术之前使用机器人韧带评估器系统。作为另一个实例，外科医生可在手术过程中使用机器人韧带评估器系统。作为第三实例，外科医生可在术前或术后检查期间使用该系统，以便评估关节的状况并衡量手术的成功。在第四实例中，可以在对关节成像时使用该系统。

现在将更详细地描述根据本公开的机器人辅助韧带评估器系统和方法的各种特征。

示例性机器人韧带评估器系统

参考图1至图4，根据示例性实施方案的机器人韧带评估器系统200包括机器人装置202和包括近侧支架和远侧支架的关节定位器。在该示例性实施方案中，机器人韧带评估器系统200被配置为用在由患者的股骨104和胫骨106形成的膝关节108上。因此，近侧支架在图1中被示出为大腿支架208，而远侧支架被示出为足支架210。大腿支架208和足支架210可以是用于抓握、把持、支撑或以其它方式与患者的一部分相关联的任何合适的结构。在图1至图4所示的实施方案中，支架208和210是箍(cuff)。患者的大腿(即，包括并围绕股骨104的解剖结构)搁在大腿支架208中，患者的小腿(即，包括并围绕胫骨106的解剖结构)搁在足支架210中。支架208和210还可包括一个或多个带子、带扣、覆盖物等，用于将患者固定到支架208和210。

在各种实施方案中，机器人装置202具有力-力矩感测能力并且包括耦接到基座206的机器人臂204。机器人臂204由致动器(诸如编码器)驱动。另外，机器人臂204包括接口工具212，其被配置成将机器人臂204耦接到足支架210(例如，通过机器人臂接口230，如图2所示)。大腿支架208耦接到被示出为夹具228的固定机构。夹具228被配置成可移除地耦接到表面。在图1至图4中，夹具228被示出为耦接到手术台102。这样，夹具228将大腿支架208附连就位并且使大腿支架208在医疗程序期间静止不动。因此，在本文所述的韧带评估过程中，近侧股骨是静止骨，并且远侧胫骨是活动骨。在其它实施方案中，股骨不是静止的并且被允许围绕髋关节旋转。在此类实施方案中，大腿支架208也受机器人控制并且可以根据需要以静止、自由移动或机器人定位模式起作用。

如上所述，机器人臂204可包括一个或多个编码器。机器人臂204的编码器可以是任何商购可得的编码器并且可以是旋转或线性致动器。编码器被配置成实现机器人臂204的力控制和高精度位置控制。可连接多个编码器以以多个自由度提供位置控制。例如，机器人臂204可包括两个两自由度(DOF)的关节或六个六DOF的关节。每个关节都可由相应的编码器控制，并且可以根据需要连接任意多的关节(以及控制关节的相应编码器)以形成具有所述DOF的机器人臂。可选择旋转或线性编码器以获得机器人204的紧凑设计。

具体参考图1，机器人韧带评估器系统200可以与计算机辅助手术(CAS)系统100结合使用。除其它部件以外，CAS系统100可包括机器人韧带评估器系统200(包括机器人装置202)、计算机系统(在图中表示为计算机系统300，包括处理电路/计算机302、输入装置304和显示器306)和辅助追踪系统400。机器人装置202是外科医生在手术过程中使用的交互装置，诸如标题为“Haptic Guidance System and Method”的美国专利第8,010,180号中描述的机器人装置，所述专利据此通过引用以其整体并入本文。

机器人韧带评估器系统200可受控制(例如，通过计算机系统300或通过用户手动)以定位患者的关节。例如，患者的膝盖可被从屈曲位置带到完全伸展位置。计算机系统300可以控制耦接到足支架210(以及因此由支架210保持的患者的一部分)的机器人韧带评估器系统200移动到期望的位置并且/或者保持期望的位置以收集关于膝关节108的数据。计算机系统300可以在手术之前、期间或之后控制机器人韧带评估器系统200以评估膝关节的软组织平衡。另外，在手术过程中，计算机系统300可以控制机器人韧带评估器系统200将足支架210带到对应于手术计划的不同阶段的位置。例如，如果膝盖置换手术的某个阶段需要将股骨104和胫骨106彼此拉开，则可以对计算机系统300进行编程以控制机动机器人韧带评估器系统200以完成该定位。

编码器的力控制能力使机器人韧带评估器系统200能够完全补偿系统200保持的患者四肢或其它身体部位的重量。在一个实施方案中，机器人韧带评估器系统200向大腿支架208和足支架210施加力以抵消通过机器人韧带评估器系统200保持的患者的解剖结构的一部分(例如，患者的腿)的重量。当用户手动重新定位评估器系统200(例如，移动其中保持有解剖结构的一部分的支架210)时，该重力补偿特征使得该部分感觉失重。因此，用户能够手动地重新定位评估器系统200而不必施加额外的努力来提升或移动患者的解剖结构的一部分的重量。编码器的反驱能力进一步有助于用户能够轻松地手动调整评估器系统200(即，手动调整大腿支架208和足支架210的位置)。

在一个实施方案中，机器人韧带评估器系统200可以以三种模式操作。在第一模式中，评估器系统200操作以将关节保持在固定位置。例如，当外科医生正在使用机器人装置202对患者的关节进行造型或以其它方式修改时，该第一模式可以是有用的。例如，在一个实施方案中，CAS系统100可被编程为将评估器系统200保持在固定位置，而第二手术装置(未示出)处于切割模式并且被配置成对关节进行操作。在第二模式和第三模式中，评估器系统200操作以重新定位关节。这些模式在手术计划期间、在从手术程序的一个步骤移动到另一步骤时或在执行软组织平衡(例如，韧带评估)程序时可以是有用的。在第二模式中，评估器系统200可以重新定位关节(例如，“主动”模式)。在第三模式中，评估器系统200可以允许用户重新定位关节并帮助用户重新定位关节(例如，“被动”模式)。例如，机器人臂204内的编码器提供可反向驱动的系统，允许用户手动操纵大腿支架208和足支架210的位置。CAS系统100确定需要多大的力来补偿患者腿部的重量并且可以在用户操纵评估器系统200和膝关节108的位置时感测力的增量变化。

如上所述，机器人臂204经由接口工具212(例如，其耦接到足支架210的机器人臂接口230)耦接到足支架210。在各种实施方案中，接口工具212可以是适于与机器人臂204一起工作的许多可互换手术工具中的一个。其它工具实例可包括圆头锉、钻头、探针、锯、显微镜、激光测距仪、相机、灯、内窥镜、超声探针、冲洗装置、抽吸装置和放射疗法装置。接口工具212可以用常规硬件固定到机器人臂，诸如螺丝、销或夹具、键连接、棘爪、螺纹连接器、过盈配合或允许接口工具212可移除地与机器人臂204接合的任何其它方法。

CAS系统100的处理电路用于实施本文所述的各种功能(例如，计算、控制机制、过程)，诸如机器人韧带评估器系统200的计算机化控制。处理电路包括处理器和存储器(例如，在计算机302中提供的)。处理器可被实施为通用处理器、专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一组处理部件或其它合适的电子处理部件。存储器(例如，存储器、存储单元、存储装置等)是一个或多个用于存储数据和/或计算机代码的装置(例如，RAM、ROM、快闪存储器、硬盘存储器等)，以完成或促进本申请中描述的各种过程和功能。存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器或者可包括易失性存储器或非易失性存储器。另外，存储器可以是非瞬态存储器。存储器可包括数据库部件、目标代码部件、脚本部件、或用于支持本申请中描述的各种活性和信息结构的任何其它类型的信息结构。根据示例性实施方案，存储装置可通信地连接到处理器，并且包括用于执行本文所述的一个或多个过程的计算机代码。

机器人韧带评估器系统200可以经由通信接口与计算系统300通信。通信接口可以是有线或无线接口或包括有线或无线接口，用于经由直接连接或网络连接(例如，因特网连接、LAN、WAN或WLAN连接)与外部源进行数据通信。例如，在一些实施方案中，通信接口包括以太网卡和用于经由以太网发送和接收数据的端口。在其它实施方案中，通信接口包括用于通过无线网络进行通信的WiFi收发器。另外，用户可使用输入装置304和/或显示器306与机器人韧带评估器系统200通信。例如，显示器306可以显示用户使用输入装置304选择的评估器系统200的命令。显示器还可以允许评估者系统200例如通过显示评估器系统200收集的数据或其它信息与用户通信。

在一个实施方案中，机器人韧带评估器系统200包括局部追踪系统以相对于评估器系统200追踪患者解剖结构的一部分(例如，由评估器系统200保持的部分)。追踪系统可以是诸如磁、成像(x射线、CT、MRI、超声)、视频、光纤、光学或机械等任何公知的追踪方法。在图2中，追踪系统是包括大腿检测装置214和足检测装置216的光学追踪系统。检测装置214和216分别被固定至大腿支架208和足支架210。另外，在图2中，追踪系统还包括大腿可追踪标记218和足可追踪标记220，所述追踪标记被固定到评估器系统200保持的患者的解剖结构的一部分(即，患者的股骨104和胫骨106)并且可通过大腿检测装置214和足检测装置216检测。在一个实施方案中，检测装置214和216包括基于可见光的检测器，诸如MicronTracker(加拿大多伦多的Claron Technology Inc.)，其检测可追踪标记218和220上的图案(例如，棋盘图案)。如所已知的，可追踪标记218和220可以是有源的(例如，发光二极管或LED)或无源的(例如，反射球面、棋盘图案等)，并且可以具有独特的几何形状(例如，标记的独特的几何排列)，或者在有源有线标记的情况下，独特的放电模式。

可追踪标记218和220被以安全和稳定的方式附连至被追踪对象(例如，分别为患者的股骨104和胫骨106)。在图1至图4的实施方案中，可追踪标记218和220分别用股骨销222和胫骨销224固定至患者的骨(即，分别为患者的股骨104和胫骨106)。附加的追踪器可以附接至例如大腿支架208、夹具228和/或足支架210。在操作中，检测装置214和216检测可追踪标记218和220的位置。然后可基于可追踪元件的位置、独特的几何形状和与被追踪对象的已知几何关系来计算被追踪对象(例如，患者的股骨104和胫骨106)相对于一个或多个检测装置214和216的姿态。这样，可相对于机器人韧带评估器系统200计算被追踪对象的姿态。

在另一个实施方案中，远侧支架(例如，足支架210)包括三维(3D)追踪传感器236，诸如由Leap Motion,Inc.(加州旧金山)开发的3D跟追踪感器。三维追踪传感器236能够追踪可追踪标记218和220的姿态，如2015年11月24日公布的标题为“Registration andNavigation Using a Three-Dimensional Tracking Sensor”的第9,192,445号专利中所述，所述专利据此通过引用以其整体并入。

包含局部追踪系统(如图2所示)可以提供优于使用非局部(即，全局)追踪系统来跟追踪者的解剖结构的一部分的优势。一些类型的全局追踪系统利用相对于手术室固定的检测装置。手术室可以包含各种追踪对象，诸如患者的骨和手术工具。如果全局追踪系统是光学追踪系统，则可能需要来自可追踪元件和检测装置的视线。如果对象或人挡住了从可追踪元件至检测装置的路径，则可能会干扰追踪过程。使用局部追踪系统(如图2所示)通过将检测装置214和216置于与可追踪元件218和220紧密邻近来最小化视线问题。这样，局部追踪系统可以连续追踪患者的骨的位置，所述骨可以经由骨销222和224耦接到可追踪元件218和220。

在一个实施方案中，如图1所示，CAS系统100包括局部追踪系统和辅助全局追踪系统400。辅助追踪系统400可用于追踪CAS系统100中的附加的对象，并且可包括辅助检测装置402和附加的可追踪标记。附加的可追踪标记可包括位于机器人臂204上的机器人臂可追踪标记232和位于机器人装置202的基座206上的机器人装置可追踪标记234。

局部追踪系统可与全局追踪系统400通信，使得CAS系统100中所有被追踪对象的位置可以相对于单个坐标参考系(即“全局参考系”或“全局坐标系”)来计算。在一个实施方案中，附加的可追踪标记被放置在机器人韧带评估器系统200的静止部分上(例如，夹具228上，大腿支架208上)。这一附加的可追踪标记由辅助追踪系统400追踪。然后CAS系统100可使用附加的可追踪标记的姿态来使局部追踪系统与辅助追踪系统400的坐标系相关联。在另一个实施方案中，机械追踪系统被耦接到评估器系统200(例如，耦接到检测装置216和218或评估器系统200的另一部分)。机械追踪系统用于追踪评估器系统200。CAS系统100然后可使用来自机械追踪系统的信息来使局部追踪系统与辅助追踪系统400的坐标系相关联。

替代地或另外，辅助追踪系统400和局部追踪系统可以独立操作。在一个实施方案中，辅助追踪系统400被配置成独立地追踪由支架208和210保持的患者的解剖结构的一部分的位置，并将所述解剖结构的一部分的位置配准到全局坐标系。在一些情况下，可以在手术室外面执行追踪患者解剖结构以了解运动范围和其它关节运动学。例如，追踪器可以直接附接至患者(例如，皮肤上)或患者的衣服上。在此类情况下，例如可以在医生办公室中进行追踪或者与物理疗法结合进行追踪。例如，辅助追踪系统400可以追踪通过骨销222和224附接到患者的可追踪标记218和220的位置。然后，使用可追踪标记218和220与患者解剖结构之间的预定义关系，辅助追踪系统400可以使用可追踪标记218和220的追踪位置在全局坐标系上配准患者解剖结构的位置。

在一个实施方案中，机器人韧带评估系统200包括用于将患者的解剖结构(例如，由近侧支架和远侧支架保持的患者的解剖结构的一部分)配准到患者的解剖结构的一部分的三维表示的特征。患者解剖结构的一部分被配准以允许局部追踪系统(或辅助追踪系统400)在医疗程序期间准确地监测患者的解剖结构的一部分的位置。三维表示可以通过任何已知的成像技术(例如，CT或MRI)获得。替代地，可以使用无图像系统获得三维表示。无图像系统包括本领域已知的技术，诸如利用统计成形模型和骨变形方法的系统。

在一个实施方案中，评估系统200包括超声换能器226的XY阵列(如图2所示和如2012年12月11日提交的标题为“Registration Using Phased Array Ultrasound”的美国专利申请第13/710,955号中所述的，所述专利申请据此通过引用以其整体并入本文)。超声换能器226用于将患者的解剖结构配准到三维表示。超声换能器226可位于支架208和210中的一者或两者的内部，使得换能器226能够扫描患者的骨结构和/或软组织。此外，超声换能器226可通信地耦接到处理电路(即，计算机系统300)以控制换能器226的操作并且用于将患者的解剖结构的一部分配准到患者的解剖结构的一部分的三维表示。在使用机器人韧带评估器系统200的一种配准方法中，大腿支架208和足支架210的位置是已知的。通过固定支架的一部分(例如，如用夹具228固定至手术台102)或者通过用追踪系统(例如，用辅助追踪系统400)追踪评估器系统200而获知支架208和210的位置。如果超声换能器226被固定至支架208和210，也可以确定换能器226的位置。控制换能器226以产生指向适合配准的患者的解剖结构的一部分(例如，具有可以与骨的三维表示对齐的特征的骨或软组织的一部分)的声波。因为换能器226的位置是已知的，所以可以计算由换能器226扫描的骨(例如，股骨104、胫骨106)的位置。该信息可用于将患者的解剖结构的一部分配准到三维表示。

机器人韧带评估器系统200中包括超声换能器阵列有利地允许在手术期间患者解剖结构的一部分的连续配准。相比之下，通常在手术之前或在手术期间间歇地执行某些其它配准方法。这些其它方法可能需要外科医生执行一些步骤，诸如使用探针物理接触患者的骨。此外，追踪患者的中断会导致配准错误，需要外科医生停止手术以重新配准患者。追踪中断可能由可追踪标记的遮挡或被追踪对象的突然移动引起。在图1所示的CAS系统100中，评估器系统200的换能器226可用于连续扫描患者的解剖结构的一部分。使用通过换能器226获得的信息，处理电路可以连续配准患者解剖结构的所述部分。这种连续配准可防止外科医生在全局追踪系统中断导致配准错误后不得不停止手术以重新配准患者。

在一个实施方案中，处理电路可在手术之前生成或获得患者关节的三维表示以及在手术期间或之后获得患者关节的三维表示。另外，处理电路可将患者的解剖结构配准到任一个或两个三维表示。CAS系统100然后可在手术计划期间使用三维表示，诸如确定关节的软组织平衡或确定植入物的位置，并且/或者在手术评估中，诸如确定术后关节是否被适当地平衡。

需要注意的是，骨配准不需要在初始运动范围评估之前完成，所述初始运动范围评估将在下面更详细地描述。对于所述过程的这一阶段，可将追踪器附接到骨和记录的运动，而无需事先配准。在手术计划期间和切割之前需要配准。使用无销追踪进行运动范围测量可以是可能的。此外，可以在主手术切口之前记录运动，以便最好地评估未切割的软组织强度。

示例性软组织平衡过程

如上所述，机器人韧带评估器系统200可以以几种模式操作，其中一些模式是肢体重新定位模式。这些模式可用于评估感兴趣关节的软组织平衡。例如，在许多外科膝盖置换手术中，评估膝盖的韧带以实现适当的术后韧带平衡。这很重要，因为适当的韧带平衡可提供更好的肢体对齐，防止植入物的不对称磨损，提供较低的假体松动率，减轻患者疼痛，以及减少后续并发症的可能性。常规地，韧带平衡由外科医生手动操纵肢体来完成，以确定要解剖哪些韧带，并更不频繁地收紧哪些韧带以提供适当的膝盖平衡。

图5至图16示出了作为使用CAS系统100执行韧带张力评估的一部分的各种过程。在描述过程时，参考如图1至图4所示的CAS系统100和韧带评估系统200以及膝关节108。然而，本领域技术人员将理解，图5至图16的过程可以应用于其它关节，诸如髋关节、踝关节、肘关节、肩关节或腕关节。另外，可以在手术前、手术期间和手术后执行一些或所有过程。

在各种实施方案中，如下文进一步详细描述的，通过在不施加应力的情况下锻炼肢体的铰接通过肢体的运动范围来确定患者的初始运动范围。机器人韧带评估器系统200使用来自确定的初始运动范围的信息来在手术之前、手术期间和/或手术后移动患者的关节(例如，膝关节108)，以获得代表患者软组织平衡的一个或多个数据集。在术前初始运动范围评估期间，确定关节的可允许载荷和位移。

对于初始运动范围评估，在不施加应力的情况下锻炼关节通过其运动范围。运动范围可以由患者创建，或者外科医生(或其它医疗提供者)可以创建运动范围。运动范围可以手动完成，并且可用没有大腿支架208和足支架210的解剖结构完成，或者通过在被动模式下使用机器人装置202来完成，如上所描述的。CAS系统100然后使用追踪系统(诸如追踪系统200或400)追踪可追踪标记218和220，或者通过一个或多个与图像识别软件相结合的视频摄像机来追踪和记录运动范围。在一个实施方案中，CAS系统100可将运动范围记录为定义外科医生在锻炼关节通过其运动范围时执行的空间轨迹的离散点。以这种方式，CAS系统100可以确定关节的自然运动范围并将所述自然运动范围记录为初始运动范围(“初始ROM”)。然后，初始ROM作为韧带张力评估程序后期的参考运动范围。骨在整个运动范围内的位置可以提供针对例如骨的运动角度或韧带牵拉的方向的测量。

这一过程可以参考膝盖来说明。例如，外科医生可使膝关节108通过屈曲和伸展运动范围、内侧和外侧运动范围(如图4中所示)、运动的力矩范围等。在外科医生锻炼膝关节108通过其运动范围时，CAS系统100通过追踪膝关节108的骨(即，股骨104和胫骨106)的相对位置来确定膝关节108的运动范围。在一个实施方案中，当外科医生锻炼膝关节108通过其运动范围内时，大腿支架208和足支架210未耦接到患者。CAS系统100因此通过追踪可追踪标记的辅助追踪系统400追踪运动范围。在另一个实施方案中，在外科医生锻炼膝关节通过其运动范围时，大腿支架208和足支架210耦接到患者，并且机器人韧带评估器系统200以被动模式操作。CAS系统100然后通过局部追踪系统(例如，通过大腿检测装置214、足检测装置216和/或三维追踪传感器236)和/或通过辅助追踪系统400来追踪运动范围。CAS系统100将股骨104和胫骨106的追踪位置记录为膝关节108的初始ROM。

来自初始ROM的术前数据集可包括例如当膝关节108处于中立位置时(图3)和当已知量的力矩施加到膝关节108上同时使膝关节通过其确定的运动范围时(图4)患者膝盖中的间隙距离。术前数据还可包括在患者的关节被定位或引导通过运动范围时作用在关节上或通过关节的力，诸如抵抗移动的力。

在机器人辅助韧带平衡程序之前不需要术前分析关节载荷和位移最大值，并且在此类情况下，可以以另一种方式在CAS系统200内定义极限。图5至图7描绘了用于定义关节的载荷和/或位移极限的该任选术前程序的三个实施方案。在每个实施方案中，追踪系统(诸如上述任何追踪系统)用于在关节正在移动通过运动范围时追踪患者的解剖结构。在一些实施方案中，追踪可以在医生办公室或治疗室中进行。在其它实施方案中，追踪刚好在手术之前在手术室中进行。运动范围的动作可以是预定义的运动，诸如屈曲-伸展或抽屉拉动运动，或者可以是输入到CAS系统中的外科医生定义的运动。

图5描绘了用于确定关节的载荷和位移极限的第一示例性过程500。在步骤501中，当关节移动通过运动范围时，通过追踪骨(即股骨和胫骨)的位置来追踪运动范围。外科医生或医疗提供者可以施加被动压力以使关节移动通过自然的运动范围，或者可以施加应力来评估应力引起的运动。外科医生可使用载荷测量装置来测量在移动关节通过运动范围时施加到患者的压力。在步骤502中，由外科医生或医疗提供者评估来自运动范围操纵的测量。具体而言，运动范围参数是基于测试期间进行的测量来确定的。这些值可以指示各种测试的运动角度或拉动方向，以评估韧带松弛度。在步骤503中，根据步骤502中的评估确定的极限可由外科医生或医疗提供者手动输入到CAS系统100中，以在韧带平衡程序中使用，或者可将这些值自动从追踪系统加载到计划软件中。

图6描绘了用于确定关节的载荷和位移极限的第二示例性过程600。在步骤601中，使用术前扫描创建关节的三维模型，或几个二维模型。过程600可以继续进行任选步骤602，在该步骤期间，使用反向疾病进展模型来确定关节的一块或多块骨的非患病状态。在一些实施方案中，可使用标题为“Image Processing Method”的国际公布第WO 2017/085478号中描述的方法来确定软骨和骨的非患病状态，所述国际公布通过引用以其整体并入本文。在步骤603中，使用术前扫描三维模型(来自步骤601)或非患病骨模型(如果可从步骤602获得的话)执行关节运动范围的运动学模拟。替代地，在术前扫描三维模型和非患病骨模型都不可用的实施方案中，可以替代地从在类似于过程500的步骤501的步骤中追踪的运动学运动创建骨模型。在一些此类实施方案中，使用基于骨的术前状况和记录的运动的计算或预设参数来替代运动学模拟。来自基于记录的运动的运动学模拟或计算的数据和信息在步骤604中被输入到CAS系统100的计划和引导软件，为组织平衡程序提供可允许的位移和/或载荷。

图7描绘了用于确定关节的载荷和位移极限的第二示例性过程700。在步骤701中，类似于步骤501，使用追踪系统来追踪运动范围。在该实施方案中，视频图像用于创建关节的三维模型(步骤702)。可为特定患者提供和修改初始通用或统计模型。在步骤703中，基于与追踪的关节的骨的运动相关的信息来修改三维模型。在步骤704中，使用三维模型对关节的运动范围执行运动学模拟。来自运动学模拟的数据和信息在步骤705中被输入到CAS系统100的计划和引导软件，为组织平衡程序提供了可允许的位移和/或载荷。在一些实施方案中，可将在步骤701中追踪的运动范围用作步骤705的可允许的运动，并且不执行步骤702、703和704。在又一实施方案中，可在步骤703与704之间执行类似于步骤603以将模型恢复到非患病状态的附加步骤。

过程500-700的结果是为关节的一个或多个运动定义的载荷和/或位移极限，其可以在机器人韧带平衡分析期间使用。

用于术中机器人韧带平衡分析的各种示例性过程800-1000描绘于图8至图10中。在这些过程中，机器人系统用于操纵关节并评估软组织。在机器人韧带平衡分析期间，确定软组织的特性，诸如表征软组织包络。程800-1000可以在完成或未完成上述术前位移和载荷评估(过程500-700)的情况下执行。所示的实施方案包括定义关节的载荷和位移极限的步骤，然而，如下所解释的，在已经执行了术前过程500-700的情况下，结果数据可以被馈送到过程800-1000中，而不是执行一些早期的术中步骤。

图8描绘了用于确定关节的软组织特性的第一示例性过程800。在大多数情况下，过程800是在没有对载荷和位移极限执行额外的术前分析的情况下执行的。然而，在过程500、600和700中确定的可允许的运动和/或载荷极限可用于定义对下述过程800、900和1000中的任一个的附加安全限制。在一些实施方案中，过程800包括使用定位在关节中的手动间隔物。在过程800中，外科医生手动操纵关节并且机器人韧带评估器系统200重新创建追踪的移动。更具体地，在步骤801中，外科医生在将关节加压到患者可接受的极限时基于外科医生对关节行为的主观观察来操纵关节通过运动范围。以类似于上面关于过程500、600和700所描述的方式追踪关节的骨的运动。

接下来，在步骤802中，机器人装置202被附接到一块或多块移动(例如，远侧)骨、软组织或大腿支架208或足支架210。再次地，具体参考膝关节108，大腿支架208和足支架210分别耦接到患者的大腿和足部，以分别控制股骨和胫骨的移动。类似地，夹具228耦接到大腿支架208(如果还没有耦接的话)并且被紧固到表面(例如，手术台102)以保持大腿支架208静止。机器人装置202的机器人臂204然后通过机器人臂204的接口工具212和足支架210的机器人臂接口230耦接到足支架210。在一些实施方案中，股骨不保持静止，并且相反，股骨和胫骨两者都通过机器人装置202控制。

在任选步骤803中，机器人韧带评估器系统200然后重复由外科医生在步骤801中执行的运动范围评估。在步骤804中，机器人韧带评估器系统200在运动范围评估期间测量关于关节的信息，诸如施加到关节的载荷。该运动范围评估可以是步骤801的追踪的运动范围评估，或者是通过机器人装置202在步骤803期间执行的重复的运动范围(如果执行过的话)。在步骤804的一个实施方案中，CAS系统100可通过开环力发生器(open-loop forcegenerator)确定和校准力。例如，CAS系统100可以监测施加到机器人关节的机器人当前力矩，以及机器人关节提供的马达当前阻力，并增加施加到机器人关节的力矩，直至关节提供的阻力达到一定的水平。在步骤804的另一个实施方案中，CAS系统100可以替代地通过力-力矩传感器(例如，包括在机器人韧带评估器系统200中的)来确定和校准力。例如，评估器系统200上提供的力-力矩传感器可以测量施加的力和力矩的量以引导关节通过初始ROM的空间轨迹的每个点。

根据步骤804的信息和测量，CAS系统100在步骤805中针对运动范围确定关节的载荷或位移极限。例如，在铰接关节时基于外科医生铰接关节期间的移动和/或由外科医生在铰接关节时使用的力或力矩的量可以安全地施加到关节的力或力矩的量(例如，可以在不损伤关节的情况下施加到关节的力的量)，从而为关节产生基准参考载荷。换言之，在术中步骤801-804期间，以与术前过程500-700类似的方式在术中确定关节的运动和位移极限。如果已通过例如过程500-700确定了关节的极限，则可将此类极限提供给CAS系统，并且用于表征软组织包络的过程800始于步骤805，使用术前过程500-700的结果数据。在其它实施方案中，过程800可始于步骤805，利用由外科医生手动输入的极限或使用来自任何其它用于确定关节的载荷或位移极限的过程的数据。

再次地，当组织平衡通过机器人系统而不是由可以“感觉”运动范围和患者运动范围的极限的外科医生执行时，定义这些极限是很重要的。的确，引导一名患者的关节通过其运动范围所需的力/力矩可能不同于引导另一名患者的关节所需的力/力矩。类似地，一名患者的关节所承受的力/力矩可能不同于另一名患者关节所承受的力/力矩。另外，确定的力或力矩的量可基于在引导关节通过其运动范围时提供的铰接方向和/或类型而变化。例如，当评估器系统200铰接关节时，CAS系统100可以确定外科医生在内侧方向上施加了五磅的力而在外侧方向上施加了十磅的力。在这样做时，CAS系统100可以基于外科医生在步骤801所做的再创建来获得用于平衡关节的参考标准。这个过程的结果可以是CAS系统100确定可以安全地施加到关节的一定范围的力和力矩(例如，可用来成功地引导关节通过其运动范围而不会压迫或损伤关节的一定范围的力和力矩)。如果在一个铰接方向上的载荷高于另一个方向上的载荷，那么较低的载荷可被设置为该特定测试的最大载荷。可为各种韧带测试(推/拉抽屉、内翻/外翻屈曲、内翻/外翻伸展、关节旋转等)定义不同的最大载荷。因此，步骤805是在适合特定患者的一个或多个测试的运动范围上训练机器人系统。从步骤805，机器人系统了解患者运动范围的位移和载荷极限，这将随着过程的进行而被利用。

随后，在步骤806中，机器人韧带评估器系统200，或更具体地，通过机器人装置控制的关节定位器(现在从步骤805了解其极限)在将扰动引入运动范围的空间轨迹中时重复运动范围评估。扰动可以以单一模式(例如，仅执行一种类型的扰动)或多模式(例如，执行不止一种类型的扰动)来执行。不同的扰动模式包括提供空间扰动或“位移控制”(例如，屈曲或伸展关节)和“载荷控制”，诸如力扰动(例如，左右移动关节)和力矩扰动(例如，扭转关节)。另外，扰动可以与关节的瞬时旋转轴线垂直和/或相切。在步骤806中，机器人韧带评估器系统200提供的扰动重复通常由外科医生手动执行但现在通过机器人执行的动作。由于手动操纵被机器人操纵代替，机器人韧带评估器系统200使用其“训练”并基于先前确定的运动范围重复内的关节的载荷和/或位移极限来实施力的控制，即，使用在步骤805中确定的零基线参考力来确保系统200不向膝关节108施加太大或太小的力。在整个该过程中，CAS系统100在关节被引导通过扰动时收集关于关节的数据(例如，关于关节中的间隙的数据、关于由关节提供的阻力的数据等)。

参考膝关节108，机器人触觉装置202在向记录的初始ROM的空间轨迹添加附加的扰动时重复初始ROM。例如，当机器人触觉装置202引导膝关节108通过初始ROM引导时，机器人触觉装置202可以屈曲和伸展膝关节108，从一侧到另一侧横向移动膝关节108，并且/或者扭转膝关节108。此外，机器人触觉装置202可包括被设计成测试患者的前交叉韧带(ACL)和/或后交叉韧带(PCL)的功能的扰动。扰动还可特定于关节中表现出的问题类型。例如，对具有内翻畸形的膝关节108(即，膝关节108导致胫骨106向内倾斜)执行的屈曲-伸展扰动可以不同于对具有外翻畸形的膝关节108(即，膝关节108导致胫骨106向外倾斜)执行的屈曲-伸展扰动。

然后，CAS系统100在步骤807中使用来自扰动的数据来表征对关节周围软组织包络的约束。在这样做时，CAS系统100以客观和可量化的方式(一种优于手动组织平衡的进步)表征软组织包络约束。在一个实施方案中，CAS系统100将约束表征为跨越关节运动范围的力-位移关系。在另一个实施方案中，CAS系统100使用软组织包络的弹簧阻尼器表示来表征约束。例如，参考膝关节108，CAS系统100可使用来自在步骤806执行的扰动的数据，以跨膝关节108的运动范围的力-位移关系或以弹簧-阻尼器关系来表征膝关节108周围的软组织(例如，韧带、肌腱、纤维组织等)。可以显示和表征软组织包络以更新手术计划。

图9描绘了用于确定关节的软组织特性的第二示例性过程900。过程900类似于过程800，不同之处在于过程900不包括如步骤801中的手动铰接关节。相反，过程900始于将机器人装置202附接到患者的大腿和足(步骤901)来以机器人方式控制胫骨和/或股骨。在步骤902中，执行机器人控制的运动范围。可在过程900的步骤903-904期间，以与过程800的步骤804-805类似的方式，或通过执行上述术前过程500-700中的任一过程，或通过执行任何关节运动，来在术中定义运动范围测试的载荷和/或位移极限。例如，外科医生可以定义用于平衡的任何运动，并且可以通过向CAS系统100提供输入来使系统执行运动。在任一情况下，在步骤904，将关节的载荷和位移极限提供给机器人系统，并且过程900的步骤905-906以与过程800的步骤806-807相同或相似的方式执行。

在过程900的一些实施方案中，诸如在执行术前过程500-700以确定关节的极限的情况下，不通过机器人装置202执行全运动范围，而是在步骤901附接机器人装置之后，所述过程直接移动到步骤905，其中机器人对关节施加小扰动。所述过程如上所述以步骤906继续。在一些实施方案中，过程900包括使用定位在关节中的手动间隔物。

在上述过程800和900中，最初捕获的ROM还提供了关节的生理运动学包络的基线。不仅要获取一块骨在其自然位移包络中相对于另一块骨的位置(例如，作为相对于股骨的屈曲的函数的胫骨运动)，而且还要获取任何给定配置下的静态载荷(例如将胫骨保持在相对于股骨的任何特定位置所需的力和力矩)。在患者进行运动的活动情况下，还可使用本领域中得到确认的方法来捕获相关的动态信息，所述方法使用运动捕获解决方案和力传感器来捕获地面反作用力以及肌电图来同步肌肉活动、运动和力。

上述信息的获取对于执行根据本公开的软组织评估是有用的。作为屈曲的函数的胫骨相对于股骨的运动代表了关节的安全包络，其可用作机器人自动操纵的输入，更具体而言，可用作机器人启用操纵的安全边界。如上进一步所述，可使用静态载荷来不仅实现(通过将实体悬挂在给定位置所需的补偿力和力矩)对移动实体的失重操纵，而且还用作零基线来建立初始参考韧带力状态。该初始状态的扰动可用于确定运动包络内任何给定位置处的韧带包络特性。动态信息可以与相对骨运动和静态载荷结合使用，以将张力作为力和力矩精确地传递到主动运动中所经历的关节韧带包络。

图10描绘了用于确定关节的软组织特性的第三示例性过程1000。过程1000类似于过程900，不同之处在于在步骤1001中将拉紧韧带的装置定位在关节中。所述装置可以是间隔物、试验植入物、镊子或其它装置。在图10所示的实施方案中，作为对将机器人装置附接到患者的足和大腿(如在步骤901中)的替代或补充，所述装置是插入关节中的机器人韧带平衡器。机器人韧带平衡器通过机器人装置控制以岔开关节。在一些实施方案中，所述装置测量施加在关节中的载荷。在一些实施方案中，还使用胫骨和/或股骨的机器人控制。在步骤1002中，执行受控的运动范围。运动范围可通过机器人系统或外科医生控制。可以在过程1000的步骤1003-1004期间，以与过程800的步骤804-805类似的方式，或者通过执行上述术前过程500-700中的任一过程，或者通过来自外科医生的输入，来在术中定义运动范围测试的载荷和/或位移极限。在这些情况中的任一情况下，在步骤1004，将关节的载荷和位移极限提供给机器人系统，并且过程1000的步骤1005-1006以与过程800的步骤806-807相同或相似的方式执行。

分析由过程800-1000确定的沿关节运动范围的软组织包络特性，以优化手术策略。手术策略的结果应该是平衡、稳定的关节。这种分析可由外科医生手动完成、由CAS系统100完成或由外科医生与CAS系统100协同工作完成。在一些实施方案中，手术策略包括放置假体部件以实现跨关节运动范围的特定软组织特征模式。例如，手术策略可包括经优化以实现特定的关节空间或特定的韧带载荷的假体放置。可将假体放置(诸如通过自动计划算法)编程到计划软件中以基于定义的软组织包络自动定位假体部件。在其它实施方案中，手术策略包括确定关节的两块骨之间的优选距离并且/或者定义关节的两块骨之间的优选对齐。在另外的实施方案中，替代地或另外，手术策略可包括操纵组织(例如，韧带解剖、韧带收紧、骨赘去除等)以实现跨关节运动范围的特定运动学特性。例如，手术策略可包括组织操纵以获得关节线跨运动范围相对于关节骨位置的特定空间位置。

在一个实施方案中，再次特别地参考膝关节108，基于在步骤807、906和/或1006表征的软组织包络的手术策略可包括放置一个或多个膝关节置换假体，所述假体经优化以在膝关节108中获得特定空间和/或ACL或PCL的特定载荷。在另一个实施方案中，手术策略可包括解剖膝关节108中的紧韧带并由此延长其，以获得跨膝关节108的运动范围的膝关节108线的特定空间位置。在第三实施方案中，手术策略可包括在膝关节108中放置一个或多个膝盖假体以及操纵膝关节108周围的软组织这两者。

图11至图15描绘了用于使用软组织包络特性优化手术策略的术中手术计划的各种示例性过程。在图11中，过程1100基于在过程800-1000的软组织分析中收集的数据最终确定手术策略(步骤1101)。在该实施方案中，手术策略可包括经优化以获得特定关节空间或特定韧带载荷的假体放置。该过程可以不需要任何组织操纵来实现期望的平衡，相反地，可以通过基于术中分析期间获得的关节数据而确定的特定的假体放置来实现。

跨关节运动范围的软组织包络特性可以确定为韧带刚度的第一转变点的函数。尽管以下对刚度转变点的讨论具体指膝关节以及胫骨和股骨，但应理解，相同或相似的概念适用于任何关节的软组织的评估。作为实例，图12示出了膝关节韧带的典型力位移曲线。所述曲线描绘了韧带拉伸时的四种特征行为。第一区域描绘了在第一转变点1201之前从松弛到高刚度的转变，其中韧带的所有纤维都参与应力共享。第一转变点1201与第二转变点1202之间的第二区域显示在很宽的力范围内的韧带刚度的线性行为，所述线性行为直至转变(在第二转变点1202)到第三区域为止，在所述第三区域中纤维开始失效，从而降低了其刚度。随后是曲线末端处的第四区域中描绘的断裂和完全失效。

两个刚度转变点1201、1202之间的区域是高线性韧带刚度的区域。典型的软组织评估方法在该部段采用任意载荷来评估软组织稳定性。客观表征膝关节中的软组织刚度的众多挑战之一是其是患者依赖性的，并且跨膝盖的运动范围发生变化，并且如果髌骨不在适当位置或者更进一步，如果其是外翻的，则被严重偏置。使用固定的任意载荷可能会在两个初始刚度区段中的任一个中产生响应。未能辨别它们的关系可能会导致不当的软组织平衡，从而产生过于松散的配置，这将自身表现为不稳定；或过于紧密的配置，这可能自身表现为疼痛。

通过跨膝盖的整个运动范围(或其部分)建立膝盖的软组织包络的第一刚度转变点1201，可通过胫骨与股骨之间的适当空间布置来实现关节成型构造的适当张力，以重新建立先前确定的刚度转变点。

本文所述的机器人实现的扰动运动可用于自动地跨软组织包络的整个运动范围建立软组织包络的第一刚度转变点。该操作的结果是跨膝盖的整个运动范围的胫骨相对于股骨的位置。该信息可用于优化假体部件相对于膝关节线的位置，或者替代地操纵软组织包络特性以影响胫骨相对于股骨的建立的空间关系或两者的组合。

图13描绘了用于利用刚度转变点优化手术策略的示例性过程1300。在每个韧带测试评估期间，可以识别刚度转变点(步骤1301)。基于从低刚度到高刚度的这种变化点最终确定手术计划(步骤1302)。例如，外科医生可以基于利用刚度转变点收集的韧带平衡信息来定义期望的植入物放置。过程1300还包括任选的过程B，其描绘于图14中。一旦识别，就确定刚度转变点是否出现在运动范围移动期间的预期/期望点处。如果刚度转变点不符合预期或期望，可以执行组织操纵，诸如组织松解，以实现韧带的一个或多个期望的刚度转变点(并因此实现适当的关节平衡)。更具体地，在步骤1401中，基于一个或多个韧带的一个或多个刚度转变点来识别用于执行组织松解的区域。在步骤1402中，手动松解韧带。在步骤1403中，既然韧带松解已发生，那么重复机器人控制的运动范围以确定刚度转变点。如果没有达到优选平衡，则过程返回到步骤1401并重复直至达到优选平衡。一旦实现，就最终确定了手术计划(步骤1302)。

图15和图16描绘了附加的示例性过程1500和1600，所述过程结合了用于优化手术计划的组织操纵。可使用过程1500和1600代替步骤1402的手动组织松解，因此使用如过程1500和1600中所述的机器人辅助组织松解来执行步骤1402。在过程1500的步骤1501中，机器人装置202向关节施加受控载荷并且外科医生完成一次或多次韧带松解(步骤1502)直至实现期望的位移。一旦实现期望的位移，手术计划就最终确定了(步骤1503)。替代地，在过程1600的步骤1601中，机器人装置202向关节施加受控位移并且外科医生完成一次或多次韧带松解(步骤1602)直至实现期望的载荷。一旦实现期望的载荷，手术计划就最终确定了(步骤1603)。在任一过程中，在最终确定手术计划之前，可以重复运动范围测试以确认适当的平衡。

如上所述，使用图5至图11和图13至图16中所呈现的方法执行韧带张力评估有若干益处。如前所述，常规地，这种评估是由外科医生手动执行的。通过用CAS系统100执行该评估，消除了外科医生手动执行韧带张力评估所固有的一些主观判断。另外，CAS系统100允许外科医生在开始手术之前制定数字术前计划，这可增加手术成功并且不导致并发症的可能性。此外，所述方法考虑了可被施加到不同患者的关节上的力与力矩之间的变化(例如，与可安全地施加到小个子年长妇女的力和力矩的范围相对的可被安全地施加到大个子年轻男子的关节上的力和力矩的范围)。

使用CAS系统100还允许改进未来的手术计划。可以评估(在使用或不使用机器人韧带评估器系统200的情况下)关节的术后运动范围。例如，可以在康复过程中监测关节的运动范围，以确认达到了手术计划。在物理疗法期间施加运动并且/或者测量运动范围的机器可以捕获类似于CAS系统的数据。另外，可在术后重复使用追踪系统的术前运动范围评估，以确定术后运动范围。这些结果与在使用CAS系统100的初始程序的软组织评估和手术计划期间获得的数据相结合，可用于改进计划过程和程序以改善未来的结果。

本文描述了本发明的各种示例性实施方案。在非限制性的意义上参考这些实例。它们被提供来示出本发明的更广泛适用的方面。可对所描述的本发明进行各种改变并且可在不脱离本发明的真实精神和范围的情况下替换等同物。另外，可进行许多修改以使特定情况、材料、物质组成、过程、一个或多个过程行为或一个或多个步骤适应本发明的一个或多个目的、精神或范围，特别是，上述过程的任何步骤可以是任选的，可以以不同的顺序完成，或者可被其它过程中描述的步骤代替。另外，如本领域技术人员将理解的，本文描述和示出的每个单独的变型都具有分立的部件和特征，所述部件和特征可在不脱离本发明的范围或精神的情况下容易地与另外几个实施方案中的任一个的特征分离或组合。所有此类修改都旨在包括在本公开的范围内。

尽管可以描述方法步骤的特定顺序，但步骤的顺序可以与所描述的不同。此外，可以同时或部分同时地执行两个或更多个步骤。此种变化将取决于所选择的软件和硬件系统以及设计者的选择。所有此类变型也在本公开的范围内。同样，软件实施方式可以使用标准编程技术来完成，所述标准编程技术利用基于规则的逻辑和其它逻辑来完成任何连接步骤、处理步骤、比较步骤和决策。

所描述的用于执行主题诊断或介入治疗的任何装置可以打包组合提供以用于执行此类介入。这些供应“套件”还可包括使用说明，并被包装在通常用于此类目的的无菌托盘或容器中。

本发明包括可使用主题装置执行的方法。所述方法可包括提供这种合适的装置的动作。此种提供可由最终用户执行。换言之，“提供”动作仅需要最终用户获得、访问、接近、定位、设置、激活、通电或以其它方式动作以提供主题方法中的必要装置。可以以逻辑上可能的所列举事件的任何顺序以及以所列举的事件顺序来执行本文所述的方法。

本发明的示例性方面以及关于材料选择和制造的细节已在上文中阐述。至于本发明的其它细节，这些可以结合上面引用的专利和出版物以及本领域技术人员通常已知或理解的来理解。就通常或逻辑上采用的附加动作而言，对于本发明的基于方法的方面，这同样适用。

此外，预期所描述的本发明的变型的任何任选特征可被独立地提出和要求保护，或者与本文描述的任一个或多个特征组合。对单数项的引用包括存在多个相同项的可能性。除非上下文另外明确指出，否则如本文中所用，单数形式“一个”、“一种”、“所述”和“该”包括多个指示物。换言之，物品的使用允许上述说明以及与本公开相关联的权利要求中的主题项目中的“至少一个”。还应注意，此类权利要求可以被草拟为排除任何任选的要素。因此，该陈述旨在作为与权利要求要素的叙述相结合的诸如“单独地”、“仅”等这样的排他性术语的使用或“否定性”限制的使用的先行基础。

出于本公开的目的，术语“耦接”是指两个构件彼此直接或间接地连接。这种连接本质上可以是固定的或可移动的。这种连接可以通过两个构件或两个构件和任何附加的中间构件彼此一体形成为单个整体来实现，或者通过两个构件或两个构件和任何附加的中间构件彼此附接来实现。此种连接本质上可以是永久性的，或者本质上可以是可移除的或可释放的。

在不使用此类专排他性术语的情况下，与本公开相关联的权利要求中的术语“包括”应允许包含任何附加要素—无论此类权利要求中是否列举了给定数量的要素，或添加特征可被视为转化了此类权利要求中阐述的要素的性质。除非在本文中有明确定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语都应尽可能具有普遍理解的含义，同时保持权利要求的有效性。

本公开设想了在任何机器可读介质上用于完成各种操作的方法、系统和程序产品。本公开的实施方案可使用现有的计算机处理器来实施，或者通过用于适当系统的专用计算机处理器来实施，为了这个或另一个目的而结合，或者通过硬连线的系统来实施。本公开范围内的实施方案包括程序产品，其包括机器可读介质，用于承载或具有存储在其上的机器可执行指令或数据结构。此类机器可读介质可以是可由通用或专用计算机或具有处理器的其它机器访问的任何可用介质。举例来说，此类机器可读介质可包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器、其它磁存储装置、固态存储装置或任何其它介质，其可用于以机器可执行指令或数据结构的形式承载或存储期望的程序代码，并且可由通用或专用计算机或具有处理器的其它机器访问。当信息通过网络或其它通信连接(硬连线、无线或硬连线或无线的组合)传输或提供到机器时，机器适时地将连接视为机器可读介质。因此，任何此类连接都被恰当地称为机器可读介质。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。机器可执行指令包括例如使通用计算机、专用计算机或专用处理机器执行特定功能或功能组的指令和数据。