JP7174841B2 - ロボット外科システムのための拘束および非拘束関節運動リミット - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
(項目1)
外科器具に対して関節運動リミットを選択的に拘束する方法であって、
前記外科器具の近位または遠位直線運動を検出することと、
前記近位または前記遠位直線運動後の前記外科器具のツール中心点と、遠隔動心との間の距離を計算することと、
前記検出された直線運動が遠位直線運動である場合、前記計算された距離に基づいて、前記外科器具に拘束関節運動リミットを割り当てることと、
前記検出された直線運動が近位直線運動である場合、前記計算された距離に基づいて、非拘束関節運動リミットを外科器具に割り当てることと、を含む、方法。
(項目2)
前記検出された直線運動が近位直線運動である場合、前記外科器具の現在の関節運動角度を判定することと、
前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミットよりも大きい場合を判定することと、をさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミットよりも大きい場合、前記外科器具の前記現在の関節運動角度は影響を受けず、前記外科器具は前記非拘束関節運動リミットによって拘束されないままである、項目2に記載の方法。
(項目4)
前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミット以下である場合、前記方法は、
受信したユーザコマンドに基づいて、前記外科器具を新しい関節運動角度に関節運動させることと、
前記外科器具の前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミット未満である場合を判定することと、をさらに含む、項目2に記載の方法。
(項目5)
前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミット未満ではないと判定された場合、前記外科器具の前記新しい関節運動角度は影響を受けず、前記外科器具は前記非拘束関節運動リミットによって拘束されないままである、項目4に記載の方法。
(項目6)
前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミット未満であると判定された場合、前記外科器具の前記新しい関節運動角度は影響を受けず、前記方法は、前記非拘束関節運動リミットを拘束関節運動リミットに変換することをさらに含む、項目4に記載の方法。
(項目7)
前記拘束関節運動リミットおよび前記非拘束関節運動リミットが、線形、二次、累乗曲線、または何らかの他の形状のうちの少なくとも1つを含む関節運動リミットランプに基づいている、項目1に記載の方法。
(項目8)
ロボット外科システムであって、
外科ロボットアームであって、その遠位部分に配設された外科器具を含む外科ロボットアームと、
前記外科ロボットアームに動作可能に結合されたコントローラと、を含み、前記コントローラが、
前記外科器具が挿入される患者の外科ポータルの場所に基づいて、前記外科ロボットアーム前記外科器具のソフトウェアベースの遠隔動心を確立することと、
前記外科器具の近位または遠位直線運動を検出することと、
前記近位または前記遠位直線運動後の前記外科器具のツール中心点と、前記遠隔動心との間の距離を計算することと、
前記検出された直線運動が遠位直線運動である場合、前記計算された距離に基づいて、関節運動リミットを前記外科器具に割り当てて拘束することと、
前記検出された直線運動が近位直線運動である場合、前記計算された距離に基づいて、非拘束関節運動リミットを前記外科器具に割り当てることと、を行うように構成されている、ロボット外科システム。
(項目9)
前記コントローラが、
前記検出された直線運動が近位直線運動である場合、前記外科器具の現在の関節運動角度を判定し、
前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミットよりも大きい場合を判定するようにさらに構成されている、項目8に記載のロボット外科システム。
(項目10)
前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミットよりも大きい場合、前記外科器具の前記現在の関節運動角度は影響を受けず、前記外科器具は前記非拘束関節運動リミットによって拘束されないままである、項目9に記載のロボット外科システム。
(項目11)
前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミット以下である場合、前記コントローラは、
受信したユーザコマンドに基づいて、前記外科器具を新しい関節運動角度に関節運動させることと、
前記外科器具の前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミット未満である場合を判定することと、を行うようにさらに構成されている、項目9に記載のロボット外科システム。
(項目12)
前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミット未満ではないと判定された場合、前記外科器具の前記新しい関節運動角度は影響を受けず、前記外科器具は前記非拘束関節運動リミットによって拘束されないままである、項目11に記載のロボット外科システム。
(項目13)
前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミット未満であると判定された場合、前記外科器具の前記新しい関節運動角度は影響を受けず、前記コントローラは前記非拘束関節運動リミットを拘束関節運動リミットに変換する、項目11に記載のロボット外科システム。
(項目14)
非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、プロセッサによって実行されると、
外科器具の近位または遠位直線運動を検出することと、
前記近位または前記遠位直線運動後の前記外科器具のツール中心点と、遠隔動心との間の距離を計算することと、
前記検出された直線運動が遠位直線運動である場合、前記計算された距離に基づいて、関節運動リミットを前記外科器具に割り当てて拘束することと、
前記検出された直線運動が近位直線運動である場合、前記計算された距離に基づいて、非拘束関節運動リミットを前記外科器具に割り当てることと、を含む、方法を実行するプログラムで符号化されている、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
(項目15)
前記方法が、
前記検出された直線運動が近位直線運動である場合、前記外科器具の現在の関節運動角度を判定することと、
前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミットよりも大きい場合を判定することと、をさらに含む、項目14に記載の非一時的なコンピュータ記憶媒体。
(項目16)
前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミットよりも大きい場合、前記外科器具の現在の関節運動角度は影響を受けず、前記外科器具は前記非拘束関節運動リミットによって拘束されないままである、項目15に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
(項目17)
前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミット以下である場合、前記方法は、
受信したユーザコマンドに基づいて、前記外科器具を新しい関節運動角度に関節運動させることと、
前記外科器具の前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミット未満である場合を判定することと、をさらに含む、項目15に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
(項目18)
前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミット未満ではないと判定された場合、前記外科器具の前記新しい関節運動角度は影響を受けず、前記外科器具は前記非拘束関節運動リミットに拘束されないままである、項目17に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
(項目19)
前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミット未満であると判定された場合、前記外科器具の前記新しい関節運動角度は影響を受けず、前記方法は前記非拘束関節運動リミットを拘束関節運動リミットに変換することをさらに含む、項目17に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
(項目20)
前記拘束関節運動リミットおよび前記非拘束関節運動リミットが、線形、二次、累乗曲線、または何らかの他の形状のうちの少なくとも1つを含む関節運動リミットランプに基づいている、項目14に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
Claims (20)
- 外科器具に対して関節運動リミットを選択的に割り当てる方法であって、前記関節運動リミットは、前記外科器具の関節運動の程度を制御するために使用され、前記方法は、
前記外科器具の近位または遠位直線運動を検出することと、
前記近位または前記遠位直線運動後の前記外科器具のツール中心点と、遠隔動心との間の距離を計算することであって、前記外科器具は、前記ツール中心点周りに関節運動する、ことと、
前記検出された直線運動が遠位直線運動である場合、前記計算された距離に基づいて、第1の関節運動リミットを前記外科器具に割り当てることであって、前記外科器具の現在の関節運動角度は、前記第1の関節運動リミットを超えることができない、ことと、
前記検出された直線運動が近位直線運動である場合、前記計算された距離に基づいて、第2の関節運動リミットを前記外科器具に割り当てることであって、前記外科器具の前記現在の関節運動角度は、前記第2の関節運動リミットによって変化させられない、ことと、を含む、方法。 - 前記検出された直線運動が近位直線運動である場合、前記外科器具の前記現在の関節運動角度を判定することと、
前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた第2の関節運動リミットよりも大きい場合を判定することと、をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた第2の関節運動リミットよりも大きい場合、前記外科器具の前記現在の関節運動角度は変化させられず、前記外科器具は前記第2の関節運動リミットによって拘束されないままである、請求項2に記載の方法。
- 前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた第2の関節運動リミット以下である場合、前記方法は、
受信したユーザコマンドに基づいて、前記外科器具を新しい関節運動角度に関節運動させることと、
前記外科器具の前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた第2の関節運動リミット未満である場合を判定することと、をさらに含む、請求項2に記載の方法。 - 前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた第2の関節運動リミット未満ではないと判定された場合、前記外科器具の前記新しい関節運動角度は変化させられず、前記外科器具は前記第2の関節運動リミットによって拘束されないままである、請求項4に記載の方法。
- 前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた第2の関節運動リミット未満であると判定された場合、前記外科器具の前記新しい関節運動角度は変化させられず、前記方法は、前記外科器具の前記現在の関節運動角度が前記第2の関節運動リミットをもはや超えることができないように、前記第2の関節運動リミットを変化させることをさらに含む、請求項4に記載の方法。
- 前記第1の関節運動リミットおよび前記第2の関節運動リミットが、線形、二次、累乗曲線、または何らかの他の形状のうちの少なくとも1つを含む関節運動リミットランプに基づいている、請求項1に記載の方法。
- ロボット外科システムであって、
外科ロボットアームであって、その遠位部分に配設された外科器具を含む外科ロボットアームと、
前記外科ロボットアームに動作可能に結合されたコントローラと、を含み、前記コントローラが、
前記外科器具が挿入される患者の外科ポータルの場所に基づいて、前記外科ロボットアーム前記外科器具のソフトウェアベースの遠隔動心を確立することと、
前記外科器具の近位または遠位直線運動を検出することと、
前記近位または前記遠位直線運動後の前記外科器具のツール中心点と、前記遠隔動心との間の距離を計算することであって、前記外科器具は、前記ツール中心点周りに関節運動する、ことと、
前記検出された直線運動が遠位直線運動である場合、前記計算された距離に基づいて、第1の関節運動リミットを前記外科器具に割り当てることであって、前記外科器具の現在の関節運動角度は、前記第1の関節運動リミットを超えることができない、ことと、
前記検出された直線運動が近位直線運動である場合、前記計算された距離に基づいて、第2の関節運動リミットを前記外科器具に割り当てることであって、前記外科器具の前記現在の関節運動角度は、前記第2の関節運動リミットによって変化させられない、ことと、を行うように構成されている、ロボット外科システム。 - 前記コントローラが、
前記検出された直線運動が近位直線運動である場合、前記外科器具の前記現在の関節運動角度を判定し、
前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた第2の関節運動リミットよりも大きい場合を判定するようにさらに構成されている、請求項8に記載のロボット外科システム。 - 前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた第2の関節運動リミットよりも大きい場合、前記外科器具の前記現在の関節運動角度は変化させられず、前記外科器具は前記第2の関節運動リミットによって拘束されないままである、請求項9に記載のロボット外科システム。
- 前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた第2の関節運動リミット以下である場合、前記コントローラは、
受信したユーザコマンドに基づいて、前記外科器具を新しい関節運動角度に関節運動させることと、
前記外科器具の前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた第2の関節運動リミット未満である場合を判定することと、を行うようにさらに構成されている、請求項9に記載のロボット外科システム。 - 前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた第2の関節運動リミット未満ではないと判定された場合、前記外科器具の前記新しい関節運動角度は変化させられず、前記外科器具は前記第2の関節運動リミットによって拘束されないままである、請求項11に記載のロボット外科システム。
- 前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた第2の関節運動リミット未満であると判定された場合、前記外科器具の前記新しい関節運動角度は変化させられず、前記コントローラは、前記外科器具の前記現在の関節運動角度が前記第2の関節運動リミットをもはや超えることができないように、前記第2の関節運動リミットを変化させる、請求項11に記載のロボット外科システム。
- 非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、プロセッサによって実行されると、
外科器具の近位または遠位直線運動を検出することと、
前記近位または前記遠位直線運動後の前記外科器具のツール中心点と、遠隔動心との間の距離を計算することであって、前記外科器具は、前記ツール中心点周りに関節運動する、ことと、
前記検出された直線運動が遠位直線運動である場合、前記計算された距離に基づいて、第1の関節運動リミットを前記外科器具に割り当てることであって、前記外科器具の現在の関節運動角度は、前記第1の関節運動リミットを超えることができない、ことと、
前記検出された直線運動が近位直線運動である場合、前記計算された距離に基づいて、第2の関節運動リミットを前記外科器具に割り当てることであって、前記外科器具の前記現在の関節運動角度は、前記第2の関節運動リミットによって変化させられない、ことと、を含む、方法を実行するプログラムで符号化されている、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記方法が、
前記検出された直線運動が近位直線運動である場合、前記外科器具の前記現在の関節運動角度を判定することと、
前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた第2の関節運動リミットよりも大きい場合を判定することと、をさらに含む、請求項14に記載の非一時的なコンピュータ記憶媒体。 - 前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた第2の関節運動リミットよりも大きい場合、前記外科器具の前記現在の関節運動角度は変化させられず、前記外科器具は前記第2の関節運動リミットによって拘束されないままである、請求項15に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
- 前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた第2の関節運動リミット以下である場合、前記方法は、
受信したユーザコマンドに基づいて、前記外科器具を新しい関節運動角度に関節運動させることと、
前記外科器具の前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた第2の関節運動リミット未満である場合を判定することと、をさらに含む、請求項15に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた第2の関節運動リミット未満ではないと判定された場合、前記外科器具の前記新しい関節運動角度は変化させられず、前記外科器具は前記第2の関節運動リミットによって拘束されないままである、請求項17に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
- 前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた第2の関節運動リミット未満であると判定された場合、前記外科器具の前記新しい関節運動角度は変化させられず、前記方法は、前記外科器具の前記現在の関節運動角度が前記第2の関節運動リミットをもはや超えることができないように、前記第2の関節運動リミットを変化させることをさらに含む、請求項17に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
- 前記第1の関節運動リミットおよび前記第2の関節運動リミットが、線形、二次、累乗曲線、または何らかの他の形状のうちの少なくとも1つを含む関節運動リミットランプに基づいている、請求項14に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
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