JP2017514543A - ツールの姿勢を維持するシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (40)
- コンピュータ支援医療装置であって:
1又は複数の第1ジョイント及び1又は複数の第2ジョイントを含む多関節アーム;
1又は複数の前記第1ジョイント及び1又は複数の前記第2ジョイントの遠位にあるツール;並びに
前記第1ジョイント及び前記第2ジョイントに結合される制御ユニット;を含み、
前記制御ユニットは:
前記ツールに関する基準座標フレームを決定し;
1又は複数の前記第1ジョイントの動作に先だって前記基準座標フレームにおける前記ツールの基準変換を決定し;
1又は複数の前記第1ジョイントが動いている間に前記基準座標フレームにおける前記ツールの実際の変換を決定し;
前記基準変換と前記実際の変換との間の差を決定し;且つ
前記差に基づいて前記第2ジョイントを駆動することで前記ツールの姿勢を維持する;
ことによって、1又は複数の前記第2ジョイントを用いて、1又は複数の前記第1ジョイントの動作の際に、前記ツールの姿勢を維持する、
装置。 - 前記制御ユニットは更に、前記差を、前記第2ジョイントに固有の第2座標フレームに変換することによって前記ツールの前記姿勢を維持する、
請求項1の装置。 - 前記制御ユニットは更に、前記第2ジョイントに関する逆ヤコビアンに基づいて前記第2ジョイントに関する命令を決定することによって前記ツールの前記姿勢を維持する、
請求項1の装置。 - 前記制御ユニットは更に、前記第1ジョイントの位置及び前記第2ジョイントの位置と前記コンピュータ支援医療装置の1又は複数の運動学モデルとに基づいて前記基準変換及び前記実際の変換を決定することによって前記ツールの前記姿勢を維持する、
請求項1の装置。 - 前記制御ユニットは更に、前記第1ジョイント及び前記第2ジョイントを監視する1又は複数のセンサの測定値に基づいて前記第1ジョイントの位置及び前記第2ジョイントの位置を決定することによって前記ツールの前記姿勢を維持する、
請求項4の装置。 - 前記第2ジョイントは、前記基準座標フレームに関する前記ツールのロール、ピッチ、及びヨーを制御するように構成されている、
請求項1の装置。 - 前記基準座標フレームは、前記多関節アームの遠隔中心に関連付けられている、
請求項1の装置。 - 前記基準座標フレームは、前記コンピュータ支援医療装置に関する世界座標系に関して固定されている、
請求項1の装置。 - 前記基準座標フレームは、患者が位置付けられる手術用テーブルの頂部に関連付けられている、
請求項1の装置。 - 前記ツールは仮想ツールである、
請求項1の装置。 - 前記制御ユニットは更に、1又は複数の前記第1ジョイントの動作の原因に基づいて前記ツールに関する前記基準座標フレームを決定することによって前記ツールの前記姿勢を維持する、
請求項1の装置。 - 1又は複数の前記第1ジョイントの前記動作は患者の動作によるものであり、前記基準座標フレームは、前記多関節アームの遠隔中心に関連付けられている、
請求項11の装置。 - 前記多関節アームの前記遠隔中心は、前記多関節アームが前記患者にドッキングされるところであるポートのところに位置付けられている、
請求項12の装置。 - 前記患者の前記動作は、手術用テーブルの動作による、
請求項12の装置。 - 1又は複数の前記第1ジョイントの前記動作が、前記多関節アームの制御された動き、前記多関節アームの手動再配置、前記多関節アームの衝突によって引き起こされた動き、又は、1若しくは複数の前記第1ジョイントの1若しくは複数のブレーキ若しくはロックの解除による場合、前記基準座標フレームは、前記コンピュータ支援医療装置の世界座標フレームに関して固定されている、
請求項11の装置。 - 1又は複数の前記第2ジョイントのそれぞれは、前記多関節アームに搭載されたマニピュレータに関連付けられている、
請求項1の装置。 - 1又は複数の前記第2ジョイントのそれぞれは、1又は複数の前記第1ジョイントのそれぞれの遠位にある、
請求項1の装置。 - 前記制御ユニットは、前記実際の変換を用いて前記基準変換の逆を作成することによって前記基準変換と前記実際の変換との間の前記差を決定する、
請求項1の装置。 - コンピュータ支援医療装置の多関節アームの動きを相殺する方法であって:
前記コンピュータ支援医療装置のツールの位置及び方向を含む前記ツールの姿勢を決定すること;及び
前記ツールの近位にある多関節アームにおける1又は複数の第1ジョイントの動作の際に、前記ツールの近位にある1又は複数の第2ジョイントを用いて、前記ツールの前記姿勢を維持すること;を含み、
前記ツールの前記姿勢を維持することは:
前記ツールに関する基準座標フレームを決定し;
1又は複数の前記第1ジョイントの前記動作に先だって前記基準座標フレームにおける前記ツールの基準変換を決定し;
1又は複数の前記第1ジョイントが動かされている間に前記基準座標フレームにおける前記ツールの実際の変換を決定し;
前記基準変換と前記実際の変換と間の差を決定し;且つ
前記差に基づいて前記第2ジョイントを駆動することで前記ツールの前記姿勢を維持する;ことによる、
方法。 - 前記ツールの前記姿勢を維持することは、前記差を前記第2ジョイントに固有の第2座標フレームに変換することを含む、
請求項19の方法。 - 前記ツールの前記姿勢を維持することは、前記第1ジョイントの位置及び前記第2ジョイントの位置と前記コンピュータ支援医療装置の1又は複数の運動学モデルとに基づいて前記基準変換及び前記実際の変換を決定することを含む、
請求項19の方法。 - 前記基準座標フレームは、前記多関節アームの遠隔中心に関連付けられている、
請求項19の方法。 - 前記基準座標フレームは、前記コンピュータ支援医療装置に関する世界座標系に関して固定されている、
請求項19の方法。 - 1又は複数の前記第1ジョイントの前記動作が患者の動作による場合、前記基準座標フレームは、前記多関節アームの遠隔中心に関連付けられる、
請求項19の方法。 - 前記多関節アームの前記遠隔中心は、前記多関節アームが前記患者にドッキングされるところであるポートのところに位置付けられている、
請求項24の方法。 - 前記患者の前記動作は、手術用テーブルの動作による、
請求項24の方法。 - 1又は複数の前記第1ジョイントの前記動作が、前記多関節アームの制御された動き、前記多関節アームの手動再配置、前記多関節アームの衝突によって引き起こされた動き、又は、1若しくは複数の前記第1ジョイントの1若しくは複数のブレーキ若しくはロックの解除による場合、前記基準座標フレームは、前記コンピュータ支援医療装置の世界座標フレームに関して固定されている、
請求項19の方法。 - 前記基準座標フレームは、患者が位置付けられる手術用テーブルの頂部に関連付けられている、
請求項19の方法。 - 前記ツールの前記姿勢を維持することは、1又は複数の前記第1ジョイントの前記動作の原因に基づいて前記ツールに関する前記基準座標フレームを決定することを含む、
請求項19の方法。 - 医療装置に関連付けられている1又は複数のプロセッサによって実行されると1又は複数の前記プロセッサに方法を実行させるように構成された複数の機械可読命令を含む非一時的な機械可読媒体であって、前記方法は:
前記医療装置のツールの位置及び方向を含む前記ツールの姿勢を決定すること;及び
前記ツールの近位にある多関節アームにおける1又は複数の第1ジョイントの動作の際に、前記ツールの近位にある1又は複数の第2ジョイントを用いて、前記ツールの前記姿勢を維持すること;を含み、
前記ツールの前記姿勢を維持することは:
前記ツールに関する基準座標フレームを決定し;
1又は複数の前記第1ジョイントの前記動作に先だって前記基準座標フレームにおける前記ツールの基準変換を決定し;
1又は複数の前記第1ジョイントが動かされている間に前記基準座標フレームにおける前記ツールの実際の変換を決定し;
前記基準変換と前記実際の変換と間の差を決定し;且つ
前記差に基づいて前記第2ジョイントを駆動することで前記ツールの前記姿勢を維持する;ことによる、
非一時的な機械可読媒体。 - 前記ツールの前記姿勢を維持することは、前記差を前記第2ジョイントに固有の第2座標フレームに変換することを含む、
請求項30の非一時的な機械可読媒体。 - 前記ツールの前記姿勢を維持することは、前記第1ジョイントの位置及び前記第2ジョイントの位置とコンピュータ支援の前記医療装置の1又は複数の運動学モデルとに基づいて前記基準変換及び前記実際の変換を決定することを含む、
請求項30の非一時的な機械可読媒体。 - 前記基準座標フレームは、前記多関節アームの遠隔中心に関連付けられている、
請求項30の非一時的な機械可読媒体。 - 前記基準座標フレームは、コンピュータ支援の前記医療装置に関する世界座標系に関して固定されている、
請求項30の非一時的な機械可読媒体。 - 1又は複数の前記第1ジョイントの前記動作が患者の動作による場合、前記基準座標フレームは、前記多関節アームの遠隔中心に関連付けられる、
請求項30の非一時的な機械可読媒体。 - 前記多関節アームの前記遠隔中心は、前記多関節アームが前記患者にドッキングされるところであるポートのところに位置付けられている、
請求項35の非一時的な機械可読媒体。 - 前記患者の前記動作は、手術用テーブルの動作による、
請求項35の非一時的な機械可読媒体。 - 1又は複数の前記第1ジョイントの前記動作が、前記多関節アームの制御された動き、前記多関節アームの手動再配置、前記多関節アームの衝突によって引き起こされた動き、又は、1若しくは複数の前記第1ジョイントの1若しくは複数のブレーキ若しくはロックの解除による場合、前記基準座標フレームは、コンピュータ支援の前記医療装置の世界座標フレームに関して固定されている、
請求項30の非一時的な機械可読媒体。 - 前記基準座標フレームは、患者が位置付けられる手術用テーブルの頂部に関連付けられている、
請求項30の非一時的な機械可読媒体。 - 前記ツールの前記姿勢を維持することは、1又は複数の前記第1ジョイントの前記動作の原因に基づいて前記ツールに関する前記基準座標フレームを決定することを含む、
請求項30の非一時的な機械可読媒体。
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