JP2015531624A5 - - Google Patents

Claims (10)

1. 遠隔手術システムであって、
   近位の基部に対して遠位のエンドエフェクタをロボットで動作させるように構成されたマニピュレータアームであり、当該マニピュレータアームは、遠位部と前記基部に結合した近位部との間の複数の関節を有し、前記関節は、前記遠位部の所望の状態のための関節状態の範囲を可能にするために十分な自由度を提供する、マニピュレータアーム、
   所望のエンドエフェクタ動作で前記エンドエフェクタを動作させるための操縦命令を受けるための、入力部、及び
   入力装置を前記マニピュレータアームに結合させるプロセッサであり、当該プロセッサは、
   前記関節のヤコビアンのゼロ直交空間内で関節速度を計算することによって、前記操縦命令に応じて前記関節のエンドエフェクタ移動動作を計算し、前記計算された関節速度は、前記複数の関節に含まれる指定された非動作関節の速度を含み、
   ゼロ空間内で前記関節の相殺動作を計算し、前記計算された相殺動作は、前記指定されたゼロ動作関節の前記計算された速度を相殺するように構成された非動作関節の速度を含み、
   前記操縦命令ごとに前記マニピュレータアームを駆動し且つ前記非動作関節の動作を抑制するように、前記エンドエフェクタ移動動作及び前記相殺動作に応じて前記マニピュレータアームに命令を送信する、
   ように構成された、プロセッサ、
   を有する、遠隔手術システム。
2. 前記プロセッサは更に、
   前記ゼロ直交空間内のロックされた関節のセットの各関節の前記エンドエフェクタ移動動作を相殺するために、前記ゼロ空間内で関節の非動作サブセットのそれぞれの動作を計算するように構成されている、
   請求項１記載の遠隔手術システム。
3. 前記プロセッサは更に、
   それぞれの前記関節の関節空間内で操縦動作及び前記相殺動作のそれぞれを計算するように構成されている、
   請求項１記載の遠隔手術システム。
4. 前記プロセッサは更に、
   前記マニピュレータアームの所望の補助動作を生じさせるように、第一の関節のセットの補助動作を計算し、前記補助動作は、前記第一の関節のセットの動作が前記ヤコビアンのゼロ空間内であるように計算されるように構成されており、
   前記計算された補助動作は、前記マニピュレータアームの前記所望の補助動作を生じさせるように、関節の非動作サブセットのうちの少なくとも一つの関節の動作を含む、
   請求項１記載の遠隔手術システム。
5. 前記プロセッサは、前記補助動作が自律的アルゴリズムに基づくように構成されている、請求項４記載の遠隔手術システム。
6. 当該システムは、
   所望の再構成動作で前記複数の関節のうちの第一の関節のセットを動作させるための再構成命令を受けるための入力装置であり、前記第一の関節のセットは、関節の非動作サブセットのうちの少なくとも一つを含む、入力装置、
   を更に含み、
   前記プロセッサは更に、
   前記再構成命令に応じて、前記第一の関節のセットの前記命令された動作が、前記関節の前記計算された速度と共に、前記ゼロ空間内であるように、前記複数の関節の動作を計算し、且つ
   前記再構成動作の間、前記遠位部の所望の状態を維持するように、前記第一の関節のセットの前記命令された動作の間、前記計算された動作に従って前記関節を駆動する、
   請求項１記載の遠隔手術システム。
7. 前記マニピュレータアームの近位部は、前記複数の関節のうちの第一の関節によって、前記基部に結合しており、
   前記第一の関節は前記マニピュレータアームの前記関節を支持する回転関節であり、前記回転関節の関節動作が前記マニピュレータアームのうちの一又は複数の関節を前記回転関節の回動軸の回りで回動させ、前記回動軸は前記回転関節から前記エンドエフェクタの器具シャフトの遠隔中心を通って延び、
   関節の非動作サブセットは、前記第一の関節を含む、
   請求項１記載の遠隔手術システム。
8. 第一の関節を更に有し、当該第一の関節は前記マニピュレータアームの遠位部を器具保持部に結合させる回転関節を有し、前記器具保持部は器具を支持し、前記器具は器具シャフトを有し、前記器具シャフトは前記エンドエフェクタに向かって延び、当該第一の関節の前記動作は、前記回転関節から遠隔中心を通って延びる前記回転関節の軸の回りで前記器具シャフトを回動させ、前記器具シャフトは前記遠隔中心の回りを回動し、
   前記マニピュレータアームの前記器具シャフトは、前記遠隔中心に向けられ遠位側で細くなる錐体に沿って動き、
   関節の非動作サブセットは、前記第一の関節を含む、
   請求項１記載の遠隔手術システム。
9. 遠隔手術システムであって、
   手術器具であり、近位端、患者の体内への挿入に適した遠位エンドエフェクタ及び前記近位端及び前記遠位エンドエフェクタの間の挿入軸を備えた中間部を有する、手術器具、
   患者の外側から器具を回動させるために前記手術器具の前記近位端を支持するように構成されたマニピュレータアームであり、当該マニピュレータアーム及び前記器具は複数の被駆動関節を有し、前記関節は前記エンドエフェクタの所与の状態のための関節状態の範囲を可能にするために十分な自由度を提供し、当該マニピュレータアームの前記関節は遠隔中心関節を含み、前記遠隔中心関節は、遠位部の動作を、前記挿入軸に沿い低侵襲な開口に隣接する遠隔中心回動点の回りの回動に機械的に拘束する、マニピュレータアーム、
   所望のエンドエフェクタ動作で前記エンドエフェクタを動作させるために、操縦命令を受けるための入力部であり、当該入力部はユーザーインターフェイスに配置されている、入力部、及び
   前記再構成入力部を前記マニピュレータアームに結合させるプロセッサであり、当該プロセッサは、
   所望のエンドエフェクタ動作を生じさせるために、前記操縦命令に応じて前記関節のエンドエフェクタ移動動作を計算し、前記関節の前記エンドエフェクタ移動動作を計算することは、ヤコビアンのゼロ直交空間内で関節速度を計算することを含み、
   複数の関節について、関節の非動作サブセットの各関節についての前記エンドエフェクタ移動動作を相殺する相殺動作を計算し、前記相殺動作を計算することはヤコビアンのゼロ空間内で関節速度を計算することを含み、前記ゼロ直交空間は前記ゼロ空間に対して直角であり、前記非動作サブセットは前記複数の関節のうちの一又は複数の関節を含む、
   ように構成されている、プロセッサ、
   を有する、遠隔手術システム。
10. 所望の再構成動作で前記複数の関節のうちの第一の関節のセットを動作させるために、再構成命令を受けるための再構成入力部であり、前記第一の関節のセットは、関節の前記非動作サブセットのうちの少なくとも一つを含む、再構成入力部、
    を更に有し、
    前記プロセッサは更に、
    前記再構成命令に応じて関節のうちの一又は複数の再構成動作を計算するように構成され、前記再構成動作に従って前記関節が駆動される場合に、前記エンドエフェクタの前記所望の状態を維持するために、前記計算された関節速度と組み合わされた前記第一の関節のセットの前記再構成動作は、ゼロ空間内である、
    請求項９記載の遠隔手術システム。