JP7022709B2 - コンピュータ支援医療システム及び方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2016年7月1日に出願された米国仮出願第62/357,678号の利益を主張する。先行出願の開示は、この出願の開示の一部とみなされ、この出願に参照として援用される。
機械的リンケージの構造的な大きさ及び重量は、本明細書に記載するロボットマニピュレータアセンブリの実施形態を使用して減少させられることもある。そのようなより軽い機械的リンケージは、ユーザ入力に対してより応答性の高いロボット手術システムを容易にすることができる。加えて、本明細書で提供する幾つかの方法も、より小さくより応答性の高いロボットマニピュレータアセンブリを容易化する。
実施、又は適用に組み込まれてよい。
のように、ベクトル上の点又はベクトルと下付き文字との間の単語「ドット」で示され、速度ベクトルは、時間の変化に伴う位置ベクトルの変化として数学的に定められる(マスタ速度ベクトルの例についてはdxm/dt)。
がマスタ入力デバイスの速度である場合、コントローラ532は、マニピュレータ536への伝送(transmission)のためのモータコマンドを計算して、マスタ速度から入力デバイスに対応するスレーブエンドエフェクタ動作をもたらす。同様に、コントローラ532は、スレーブ位置xs及び/又はスレーブ速度
からマスタ入力デバイスに適用されるべき(並びにそこから操作者の手に適用されるべき)力反射信号(force reflection signals)を計算することができる。図19に例示される精緻化及びその完全な開示を参照として本明細書に援用する米国特許第6,424,885号(「第885号特許」)に記載されている精緻化を含む、この単純なマスタ/スレーブ逆ヤコビコントローラの概略に対する数多くの精緻化が望ましい。
は、しばしば、デカルト作業空間へのスレーブ機構の自由度のこの崩壊を元に戻そうとする。
カニューレ660によって定められる管腔及び任意的な器具シャフトガイド626によって定められる管腔と摺動可能に連結される。エンドエフェクタ646は、シャフト644の遠位端に配置され、遠隔外科処置中に患者の体内の手術作業空間内に配置される。
Claims (18)
- 器具に解放可能に連結するように構成される器具ホルダキャリッジと、
該器具ホルダキャリッジに連結されるマニピュレータアームと、
コンピュータプロセッサを含むコントローラとを含み、
前記コンピュータプロセッサは、
前記器具の長手軸に沿う移動を含む、前記器具の所望の動きを表す、信号を取得し、
該信号をフィルタに適用して、前記長手軸に沿う前記移動の第1の運動成分と前記長手軸に沿う前記移動の第2の運動成分との間を区別し、
前記長手軸に沿う前記移動の前記第1の運動成分に基づいて前記マニピュレータアームを移動させることによって、並びに前記長手軸に沿う前記移動の前記第2の運動成分に基づいて前記マニピュレータアームに対して前記器具ホルダキャリッジを移動させることによって、前記器具を前記長手軸に沿う前記移動に従って移動させる、
ように構成される、
コンピュータ支援医療システム。 - 前記長手軸は、湾曲している、請求項1に記載のコンピュータ支援医療システム。
- 前記マニピュレータアームを移動させること及び前記マニピュレータアームに対して前記器具ホルダキャリッジを移動させることは、同時に実行される、請求項1又は2に記載のコンピュータ支援医療システム。
- 前記マニピュレータアームを移動させること及び前記マニピュレータアームに対して前記器具ホルダキャリッジを移動させることは、順次的に実行される、請求項1又は2に記載のコンピュータ支援医療システム。
- 前記第2の運動成分に基づいて前記器具ホルダキャリッジを移動させることは、前記器具を後退させ、前記第1の運動成分に基づいて前記マニピュレータアームを移動させることは、前記器具を挿入させる、請求項1乃至4のうちのいずれか1項に記載のコンピュータ支援医療システム。
- 前記フィルタは、低域周波数フィルタを含み、前記第1の運動成分は、前記低域周波数フィルタの出力である、請求項1乃至5のうちのいずれか1項に記載のコンピュータ支援医療システム。
- 前記フィルタは、高域周波数フィルタを含み、前記第2の運動成分は、前記高域周波数フィルタの出力である、請求項1乃至6のうちのいずれか1項に記載のコンピュータ支援医療システム。
- 前記第1の運動成分は、前記第2の運動成分よりも遅い移動に対応する、請求項1乃至7のうちのいずれか1項に記載のコンピュータ支援医療システム。
- 器具ホルダフレームと、前記器具ホルダキャリッジとを含む、器具ホルダを更に含み、前記マニピュレータアームの移動は、前記器具ホルダがカニューレと衝突するのを防止するように制限され、前記器具ホルダキャリッジの移動は、前記器具のエンドエフェクタが前記カニューレから引き出されるのを防止するように制限される、請求項1乃至8のうちのいずれか1項に記載のコンピュータ支援医療システム。
- 器具ホルダフレームと、前記器具ホルダキャリッジとを含む、器具ホルダを更に含み、前記コントローラは、前記器具ホルダキャリッジ及び前記器具ホルダフレームの組み合わせられた後退を制限するように更に構成される、請求項1乃至8のうちのいずれか1項に記載のコンピュータ支援医療システム。
- 器具ホルダフレームと、前記器具ホルダキャリッジとを含む、器具ホルダを更に含み、前記器具ホルダフレームが後退させられることが可能にされる距離は限定され、あらゆるより一層の後退は、前記器具ホルダキャリッジの移動によって行われる、請求項1乃至8のうちのいずれか1項に記載のコンピュータ支援医療システム。
- コントローラを含む医療システムの作動方法であって、
前記コントローラによって、器具の長手軸に沿う移動を含む、前記器具の所望の動きを表す、信号を取得するステップと、
前記コントローラによって、前記信号をフィルタに適用して、前記長手軸に沿う前記移動の第1の運動成分と前記長手軸に沿う前記移動の第2の運動成分との間を区別するステップと、
前記コントローラによって、前記長手軸に沿う前記移動の前記第1の運動成分に基づいて前記医療システムのマニピュレータアームを移動させることによって、並びに前記長手軸に沿う前記移動の前記第2の運動成分に基づいて前記マニピュレータアームに対して器具ホルダキャリッジを移動させることによって、前記器具を前記長手軸に沿う前記移動に従って移動させるステップとを含み、
前記器具ホルダキャリッジは、前記器具に解放可能に連結するように構成され、
前記マニピュレータアームは、前記器具ホルダキャリッジに連結される、
作動方法。 - 前記マニピュレータアームを移動させること及び前記マニピュレータアームに対して前記器具ホルダキャリッジを移動させることは、同時に実行される、請求項12に記載の作動方法。
- 前記第2の運動成分に基づいて前記器具ホルダキャリッジを移動させることは、前記器具を後退させ、前記第1の運動成分に基づいて前記マニピュレータアームを移動させることは、前記器具を挿入させる、請求項12又は13に記載の作動方法。
- 前記フィルタは、周波数フィルタを含み、前記第1の運動成分及び前記第2の運動成分のうちの少なくとも1つは、前記周波数フィルタの出力である、請求項12乃至14のうちのいずれか1項に記載の作動方法。
- 前記第1の運動成分は、前記第2の運動成分よりも遅い移動に対応する、請求項12乃至15のうちのいずれか1項に記載の作動方法。
- 命令を格納する非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
前記命令は、医療システムのコンピュータプロセッサによって実行されるときに、前記コンピュータプロセッサに、
器具の長手軸に沿う移動を含む、前記器具の所望の動きを表す、信号を取得させ、
前記信号をフィルタに適用して、前記長手軸に沿う前記移動の第1の運動成分と前記長手軸に沿う前記移動の第2の運動成分との間を区別し、
前記長手軸に沿う前記移動の前記第1の運動成分に基づいて前記医療システムのマニピュレータアームを移動させることによって、並びに前記長手軸に沿う前記移動の前記第2の運動成分に基づいて前記マニピュレータアームに対して器具ホルダキャリッジを移動させることによって、器具を前記長手軸に沿う前記移動に従って移動させ、
前記器具ホルダキャリッジは、前記器具に解放可能に連結するように構成され、
前記マニピュレータアームは、前記器具ホルダキャリッジに連結される、
非一時的なコンピュータ可読媒体。 - 前記フィルタは、周波数フィルタを含み、前記第1の運動成分は、前記周波数フィルタの出力である、請求項17に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
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