JP2017512549A5 - - Google Patents

Claims (32)

1. コンピュータ支援医療装置であって、当該コンピュータ支援医療装置は、
   １つ又は複数のエンドエフェクタと、
   撮像装置と、
   前記１つ又は複数のエンドエフェクタを遠隔操作するための１つ又は複数の入力コントロールと、
   前記エンドエフェクタ、前記撮像装置、及び前記１つ又は複数の入力コントロールに結合された１つ又は複数のプロセッサを含む制御ユニットと、を備えており、
   該制御ユニットは、
   再芯出し要求に応答して、前記１つ又は複数の入力コントロールによる前記エンドエフェクタの遠隔操作制御を一時停止し、
   前記エンドエフェクタを前記撮像装置の視野空間内に収めるように、前記撮像装置の視野再芯出し運動を決定し、
   視野再芯出し運動を実行し、
   前記１つ又は複数の入力コントロールによって前記エンドエフェクタの遠隔操作制御を回復させる、ように構成される、
   コンピュータ支援医療装置。
2. 前記制御ユニットは、
   前記入力コントロールのそれぞれと前記エンドエフェクタのうちの対応する１つとの間の位置及び向きの調和を提供するように、１つ又は複数の入力コントロール再芯出し運動を決定し、
   前記視野再芯出し運動及び前記入力コントロール再芯出し運動の実行を調整する、ようにさらに構成される、請求項１に記載のコンピュータ支援医療装置。
3. 前記視野再芯出し運動及び前記入力コントロール再芯出し運動は、同時に実行される、請求項２に記載のコンピュータ支援医療装置。
4. 前記制御ユニットは、前記視野再芯出し運動及び前記入力コントロール再芯出し運動が有効であるか否かを判定し、前記視野再芯出し運動及び前記入力コントロール再芯出し運動の１つ又は複数が無効である場合に、エラーを表示するようにさらに構成される、請求項２に記載のコンピュータ支援医療装置。
5. 前記視野再芯出し運動を決定するために、前記制御ユニットは、
   前記エンドエフェクタに関連する１つ又は複数の標的に基づいて、視野中心点を決定し、
   前記撮像装置の作動距離を決定し、
   前記視野中心点及び前記作動距離に基づいて、前記撮像装置の所望の位置及び所望の向きを決定する、ようにさらに構成される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のコンピュータ支援医療装置。
6. 前記制御ユニットは、
   各標的が、前記エンドエフェクタのうちの対応する１つに関連した関心地点を中心とする仮想球として規定される、
   前記撮像装置に関連した遠隔中心と前記視野中心点との間のベクトルに基づいて、視野の方向を決定する、
   前記撮像装置に関連した基準点と前記視野中心点との間のベクトルに基づいて、視野の方向を決定する、又は
   前記標的の重心を計算することにより、前記視野中心点を決定する、ようにさらに構成される、請求項５に記載のコンピュータ支援医療装置。
7. 前記制御ユニットは、
   各標的によって占有されるボリュームが前記撮像装置の前記視野空間に対応する視錐台内にあるように、前記作動距離を決定する、
   視野の方向に対して垂直な前記標的のそれぞれの範囲に基づいて、前記標的の最小作動距離を決定し、前記最小作動距離のうちの最大のものを作動距離として選択する、又は
   前記作動距離を好適な作動距離と少なくとも同じ大きさであると決定することであって、前記好適な作動距離は、前記撮像装置に基づく又はオペレータによって指定される、決定する、ようにさらに構成される、請求項５又は６に記載のコンピュータ支援医療装置。
8. 前記視野再芯出し運動を決定するために、前記制御ユニットは、前記撮像装置に関連した関節式アームの関節の動きの制限、視野再芯出し運動に関連した移動制限、前記視野再芯出し運動中の前記関節式アームの衝突の可能性、及び前記視野再芯出し運動後に、前記標的が前記撮像装置の視錐台内に収まるか否か、から構成されるグループから選択される１つ又は複数の基準に基づいて、前記所望の位置及び前記所望の向きが有効であるか否かを判定するようにさらに構成される、請求項５乃至７のいずれか一項に記載のコンピュータ支援医療装置。
9. 前記視野再芯出し運動を決定するために、前記制御ユニットは、前記所望の位置及び前記所望の向きが無効である場合に、前記撮像装置を後退させる代替位置を決定するようにさらに構成される、請求項５乃至７のいずれか一項に記載のコンピュータ支援医療装置。
10. 前記代替位置は、前記撮像装置を位置付け及び向き合わせするために使用される関節式アームによって前記撮像装置が塞がれないような最小の挿入深さに前記撮像装置を後退させることを含む、請求項９に記載のコンピュータ支援医療装置。
11. 前記視野再芯出し運動は、見上げる視野(view up)ベクトルをワールド座標系と整列させるために前記撮像装置をロールさせることを含む、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のコンピュータ支援医療装置。
12. 前記視野再芯出し運動は、視野中心点に前記撮像装置を向けるための前記撮像装置の再向き合わせを含む、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のコンピュータ支援医療装置。
13. 前記視野再芯出し運動は、前記撮像装置の視野中心点から作動距離への挿入を含む、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のコンピュータ支援医療装置。
14. 前記視野再芯出し運動は、前記撮像装置の後退を含む、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のコンピュータ支援医療装置。
15. 前記好適な作動距離を決定するために、前記制御ユニットは、
    前記撮像装置の再位置付け運動の開始を検出し、
    前記再位置付け運動の終了を検出し、
    前記再位置付け運動の終了の際に、前記撮像装置と該撮像装置の視野ボリューム内の標的との間の第１の距離であって、前記撮像装置の視野の方向に測定される第１の距離に基づいて、現在の作動距離を決定し、
    前記好適な作動距離を決定するために、前記現在の作動距離を以前取得した現在の作動距離と集計する、ようにさらに構成される、請求項７に記載のコンピュータ支援医療装置。
16. 前記制御ユニットは、前記撮像装置の十分な動きが前記再位置付け運動の開始と終了との間に発生したか否かを判定するようにさらに構成される、請求項１５に記載のコンピュータ支援医療装置。
17. 前記制御ユニットは、前記現在の作動距離を、前記撮像装置の前記再位置付け運動の開始と終了との間の前記撮像装置の動きの量に基づいて重み付けすることにより、前記現在の作動距離を以前取得した現在の作動距離と集計する、ように構成される、請求項１５又は１６に記載のコンピュータ支援医療装置。
18. 前記１つ又は複数の入力コントロールからの第１の入力コントロールに関連する入力コントロール再芯出し運動のそれぞれを決定するために、前記制御ユニットは、
    前記エンドエフェクタから第１の入力コントロールに対応する第１のエンドエフェクタに関連する１つ又は複数の第１の位置を決定し、
    第１の位置を視野座標系にマッピングし、
    第１の位置を前記視野座標系からコンソール作業空間座標系にマッピングし、
    前記コンソール作業空間座標系にマッピングされた第１の位置に対応する、第１の入力コントロールに関する第１の制御点の第２の位置を決定する、ようにさらに構成され、
    第１の位置は、第１のエンドエフェクタに関連する１つ又は複数の標的に対応し、
    前記視野座標系は、前記撮像装置に対して決定され、及び
    第１の位置を前記視野座標系から前記コンソール作業空間座標系にマッピングするために、前記制御ユニットは、第１の位置と前記視野座標系の視野中心点との間の距離に基づいて、人間工学に基づく中心に対して第１の位置をスケーリングするようにさらに構成される、請求項２乃至４のいずれか一項に記載のコンピュータ支援医療装置。
19. 第１の位置を前記視野座標系から前記コンソール作業空間座標系にマッピングするために、前記制御ユニットは、前記視野座標系の前記視野中心点を前記コンソール作業空間座標系の人間工学に基づく中心に対して並進させるようにさらに構成され、
    前記人間工学に基づく中心は、オペレータによって指定される、前記１つ又は複数の入力コントロールに関連する制御点の位置に基づいて前記制御ユニットによって決定される、請求項１８に記載のコンピュータ支援医療装置。
20. 第１の再芯出し運動は、前記１つ又は複数の入力コントロールの間の衝突を回避するために、複数のセグメント化された運動計画を含む、請求項２，３，４，１８又は１９に記載のコンピュータ支援医療装置。
21. 前記再芯出し要求は、当該コンピュータ支援医療装置のシステム状態の変化によってトリガされる、請求項１乃至２０のいずれか一項に記載のコンピュータ支援医療装置。
22. 前記システム状態の変化は、前記エンドエフェクタと前記１つ又は複数の入力コントロールとの間の関連性の変化に対応する、請求項２１に記載のコンピュータ支援医療装置。
23. 前記システム状態の変化は、前記エンドエフェクタが前記撮像装置の視野空間の外側になることに対応する、請求項２２に記載のコンピュータ支援医療装置。
24. 医療装置の動きを制御する方法であって、当該方法は、
    再芯出し要求に応答して、前記医療装置の１つ又は複数の入力コントロールによる前記医療装置の１つ又は複数のエンドエフェクタの遠隔操作制御を一時停止するステップと、
    前記エンドエフェクタを前記医療装置の撮像装置の視野空間内に収めるように、前記撮像装置の視野再芯出し運動を決定するステップと、
    前記視野再芯出し運動を実行するステップと、
    前記１つ又は複数の入力コントロールによる前記エンドエフェクタの遠隔操作制御を回復させるステップと、を含む、
    方法。
25. 前記入力コントロールのそれぞれと前記エンドエフェクタのうちの対応する１つとの間の位置及び向きの調和を提供するように、１つ又は複数の入力コントロール再芯出し運動を決定するステップと、
    前記視野再芯出し運動及び前記入力コントロール再芯出し運動の実行を調整するステップと、をさらに含む、請求項２４に記載の方法。
26. 前記視野再芯出し運動を決定するステップは、
    前記エンドエフェクタに関連する１つ又は複数の標的に基づいて、視野中心点を決定するステップと、
    前記撮像装置の作動距離を決定するステップと、
    前記標的を前記撮像装置の視野空間内に収めるように、前記視野中心点及び前記作動距離に基づいて、前記撮像装置の所望の位置及び所望の向きを決定するステップと、を含む、請求項２４又は２５に記載の方法。
27. 前記視野再芯出し運動を決定するステップは、前記所望の位置及び所望の向きが無効である場合に、前記撮像装置を後退させる代替位置を決定するステップをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
28. 前記視野再芯出し運動を実行するステップは、
    前記撮像装置を後退させるステップと、
    前記視野中心点に前記撮像装置を向けるように、前記撮像装置を再向き合わせするステップと、
    前記撮像装置を前記視野中心点から前記作動距離まで挿入するステップと、
    のうちの少なくとも２つを含む、請求項２６又は２７に記載の方法。
29. 医療装置の撮像装置の好適な作動距離を決定する方法であって、当該方法は、
    前記医療装置の撮像装置の再位置付け運動の開始を検出するステップと、
    前記再位置付け運動の終了を検出するステップと、
    前記再位置付け運動の終了の際に、前記撮像装置と、前記撮像装置の視野ボリューム内にある、前記医療装置の１つ又は複数のエンドエフェクタに関連した１つ又は複数の標的との間の第１の距離に基づいて、現在の作動距離を決定するステップであって、第１の距離は、前記撮像装置の視野の方向に測定される、決定するステップと、
    前記好適な作動距離を決定するために、前記現在の作動距離を以前取得した現在の作動距離と集計するステップと、を含む、
    方法。
30. 前記撮像装置の前記再位置付け運動の開始と終了との間の前記撮像装置の動きの量に基づいて、前記現在の作動距離に重み付けするステップをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
31. 医療装置のオペレータ・ワークステーションの人間工学に基づく中心を決定する方法であって、当該方法は、
    前記医療装置の１つ又は複数の入力コントロールの再位置付け運動の開始を検出するステップと、
    前記再位置付け運動の終了を検出するステップと、
    前記再位置付け運動の終了の際に、前記１つ又は複数の入力コントロールに関連する１つ又は複数の制御点の位置を決定するステップと、
    前記位置を集計して、入力コントロール中心点を決定するステップと、
    前記人間工学に基づく中心を決定するために、前記入力コントロール中心点を以前取得した入力コントロール中心点と集計するステップと、を含む、
    方法。
32. 前記再位置付け運動の開始と終了との間の前記１つ又は複数の入力コントロールの動きの量に基づいて、前記入力コントロール中心点を重み付けするステップをさらに含む、請求項３１に記載の方法。