JP2019506922A - ロボット手術のために仮想現実デバイスを使用するシステム、コントローラ、及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (22)
- 患者の手術部位で少なくとも1つのエンドエフェクタを操作するロボットを含む手術用ロボットシステムのための制御ユニットであって、前記制御ユニットは、
プロセッサであって、
少なくとも1つの画像獲得デバイスから受け取られる、獲得された患者のライブ画像を、表示ユニットのビューワに表示するために仮想現実(VR)デバイスに送信することと、
前記VRデバイスから入力データを受け取ることであって、前記入力データは、前記VRデバイスの前記表示ユニットの前記ビューワに表示された獲得された前記患者の前記ライブ画像に対するユーザの反応に基づく、前記VRデバイスのVR追跡システムからの追跡データを含む、ことと、
前記VRデバイスから受け取った前記入力データを処理して、前記患者内のターゲットを決定することと、
前記ロボットにより操作可能な前記少なくとも1つのエンドエフェクタが前記ターゲットに到達するための経路を、獲得された前記ライブ画像と処理された前記入力データとに基づいて決定することと、
ロボット制御信号を送信して、前記ロボットに、前記少なくとも1つのエンドエフェクタを、決定された前記経路を通して前記ターゲットまで誘導させることと、
を行うプロセッサを備える、制御ユニット。 - 前記VRデバイスは、前記ユーザによって装着されるヘッドピースを備えた頭部装着型ディスプレイ(HMD)デバイスである、請求項1に記載の制御ユニット。
- 前記VR追跡システムは頭部追跡システムを備え、
前記プロセッサはさらに、前記頭部追跡システムからの頭部追跡データを処理して前記ターゲットを選択し、前記頭部追跡データは前記ユーザの頭部の動きに対応している、請求項2に記載の制御ユニット。 - 前記VR追跡システムは目追跡システムを備え、
前記プロセッサはさらに、前記目追跡システムからの目追跡データを処理して前記ターゲットを選択し、前記目追跡データは前記ユーザの目の動きに対応している、請求項2に記載の制御ユニット。 - 前記ロボットにより操作可能な前記少なくとも1つのエンドエフェクタは、手術道具及び内視鏡カメラのうち少なくとも一方を備える、請求項1に記載の制御ユニット。
- 前記画像獲得デバイスから獲得された前記ライブ画像を受け取る第1の入力と、
獲得された前記ライブ画像を、前記プロセッサ及び前記VRデバイスのうち少なくとも一方に提供する第1の出力と、
前記VRデバイスから前記入力データを受け取る第2の入力と、
前記ロボットに前記ロボット制御信号を提供する第2の出力と、
を含む入力/出力(I/O)回路をさらに備える、請求項1に記載の制御ユニット。 - 前記VRデバイスの前記表示ユニットは、前記ビューワに表示された獲得された前記ライブ画像の特徴を強調表示するための移動可能なカーソルを提供する、請求項1に記載の制御ユニット。
- 前記プロセッサはさらに、入力装置からの確認信号を処理して、選択された前記ターゲットを確定する、請求項1に記載の制御ユニット。
- 前記プロセッサはさらに、前記HMDデバイスの入力からの起動信号を処理して、目の動き及びそれに対応する目追跡データの判定又は頭部の運動及びそれに対応する頭部追跡データの判定をそれぞれ含む、目追跡モード及び頭部追跡モードのうち一方を起動する、請求項2に記載の制御ユニット。
- 前記プロセッサはさらに、視覚的標識と共に前記VRデバイスに送信するために、獲得された前記ライブ画像を増強する、請求項1に記載の制御ユニット。
- 前記少なくとも1つの画像獲得デバイスは、前記少なくとも1つのロボットにより操作可能な前方視カメラを含み、
前記プロセッサはさらに、前記前方視カメラからの前方視画像を処理し、前記HMDデバイスからの判定された前記目追跡データ又は頭部追跡データを継続進行モードで処理し、前記ロボット制御信号を送信して、前記ロボットに、前記前方視画像と、判定された前記頭部追跡データ又は目追跡データとに基づいて、前記前方視カメラを前記継続進行モードで前記患者内を移動させる、請求項9に記載の制御ユニット。 - 患者内の手術部位に位置決めされた少なくとも1つのエンドエフェクタを操作するロボットと、
前記手術部位でライブ画像を獲得する少なくとも1つの画像獲得デバイスと、
獲得された前記ライブ画像を表示し、仮想現実(VR)デバイスを介してユーザの行為によって提供される追跡データを判定するVRデバイスと、
制御ユニットと、
を備える手術用ロボットシステムであって、前記制御ユニットは、
前記少なくとも1つの画像獲得デバイスから獲得された前記ライブ画像を受け取り、獲得された前記ライブ画像を表示のために前記VRデバイスに提供し、前記VRデバイスから判定された前記追跡データを受け取り、前記ロボットにロボット制御信号を提供する入力/出力(I/O)回路と、
プロセッサであって、
前記少なくとも1つの画像獲得デバイスから前記I/O回路を介して受け取られる獲得された前記ライブ画像を、前記VRデバイスに送信し、
前記VRデバイスからの判定された前記追跡データを処理して、前記患者内の前記手術部位でターゲットを選択し、
前記少なくとも1つのエンドエフェクタが選択された前記ターゲットに到達するための経路を、獲得された前記ライブ画像と、処理され判定された前記追跡データとに基づいて決定し、
前記ロボットに前記ロボット制御信号を送信して、少なくとも1つの器具を決定された前記経路を通して選択された前記ターゲットまで移動させる、プロセッサと、
を備える、手術用ロボットシステム。 - 前記VRデバイスは、前記ユーザによって装着される頭部装着型ディスプレイ(HMD)であり、
前記追跡データは、前記HMDによって検出された前記ユーザの頭部の運動に対応する頭部追跡データ、及び前記HMDによって検出された前記ユーザの目の動きに対応する目追跡データ、のうち少なくとも一方を含む、請求項12に記載の手術用ロボットシステム。 - 前記制御ユニットに結合された入力装置をさらに備え、前記プロセッサはさらに、前記入力装置からの確認信号を処理して、選択された前記ターゲットを確定する、請求項12に記載の手術用ロボットシステム。
- 前記プロセッサはさらに、前記入力装置からの起動信号を処理して、前記HMDによる前記頭部の運動の検出を含む頭部追跡モード、又は前記HMDによる前記目の動きの検出を含む目追跡モードのうち一方を起動する、請求項14に記載の手術用ロボットシステム。
- 前記少なくとも1つの画像獲得デバイスは立体視内視鏡を備える、請求項12に記載の手術用ロボットシステム。
- 前記ロボットは、前記少なくとも1つのエンドエフェクタを含む柔軟な遠位部分に結合された、硬い近位部分を備える、請求項12に記載の手術用ロボットシステム。
- 手術用ロボットシステムを操作するためにプロセッサにより実行可能な機械可読命令を記憶した非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、前記手術用ロボットシステムは、患者内の手術部位に位置決めされる少なくとも1つのエンドエフェクタを操作する少なくとも1つのロボットと、前記手術部位でライブ画像を獲得する少なくとも1つの画像獲得デバイスと、ユーザにより装着され、獲得された前記ライブ画像を表示すると共に、前記ユーザの頭部の運動又は前記ユーザの目の動きのうち少なくとも一方を判定する頭部装着型ディスプレイ(HMD)デバイスと、を含み、前記非一時的なコンピュータ可読媒体は、
前記少なくとも1つの画像獲得デバイスから受け取られた、獲得された前記ライブ画像を前記HMDデバイスへ送信させるための送信コードと、
前記HMDデバイスからの頭部追跡データ及び目追跡データのうち判定された少なくとも一方を処理して、前記患者内の前記手術部位でターゲットを選択するための処理コードと、
前記少なくとも1つのエンドエフェクタを含む前記ロボットの遠位部分が前記患者内の前記手術部位の選択された前記ターゲットに到達するための経路を、獲得された前記ライブ画像と、処理され判定された前記頭部追跡データ及び/又は目追跡データとに基づいて決定するための決定コードと、
前記ロボットにロボット制御信号を送信して、前記少なくとも1つのエンドエフェクタを、決定された前記経路を通して前記患者内の前記手術部位の選択された前記ターゲットまで移動させるためのロボット制御コードと、
を含む、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。 - 入力装置からの確認信号を処理して、選択された前記ターゲットをユーザが確定するための確認コードをさらに含む、請求項18に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
- 入力装置からの起動信号を処理して、前記HMDデバイスによる頭部の運動の感知を含む頭部追跡モード又は前記HMDデバイスによる目の動きの感知を含む目追跡モードを起動するための起動コードをさらに含む、請求項18に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
- 視覚的標識と共に前記HMDデバイスに送信するために、獲得された前記ライブ画像を増強するための増強コードをさらに含む、請求項18に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
- 前記ロボットにより制御可能な前記エンドエフェクタのうち1つに関連付けられた前方視カメラからの前方視画像を処理し、
前記HMDデバイスからの判定された前記頭部追跡データを継続進行モードで処理し、
前記ロボット制御信号を送信して、前記前方視画像と、判定された前記頭部追跡データとに基づいて、前記少なくとも1つのロボットを前記患者内の前記手術部位において前記継続進行モードで移動させるための前方視画像コードをさらに含む、請求項18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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