JP2020072773A - ロボットアームの衝突を回避するための手術用ロボットの制御 - Google Patents
ロボットアームの衝突を回避するための手術用ロボットの制御 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020072773A JP2020072773A JP2019119631A JP2019119631A JP2020072773A JP 2020072773 A JP2020072773 A JP 2020072773A JP 2019119631 A JP2019119631 A JP 2019119631A JP 2019119631 A JP2019119631 A JP 2019119631A JP 2020072773 A JP2020072773 A JP 2020072773A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- surgical
- patient
- end effector
- robot arm
- robot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
- A61B34/35—Surgical robots for telesurgery
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
- A61B34/32—Surgical robots operating autonomously
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
- A61B34/37—Master-slave robots
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/03—Automatic limiting or abutting means, e.g. for safety
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/08—Accessories or related features not otherwise provided for
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
- A61B90/361—Image-producing devices, e.g. surgical cameras
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
- A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/39—Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B2017/00017—Electrical control of surgical instruments
- A61B2017/00115—Electrical control of surgical instruments with audible or visual output
- A61B2017/00119—Electrical control of surgical instruments with audible or visual output alarm; indicating an abnormal situation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B2017/00017—Electrical control of surgical instruments
- A61B2017/00115—Electrical control of surgical instruments with audible or visual output
- A61B2017/00119—Electrical control of surgical instruments with audible or visual output alarm; indicating an abnormal situation
- A61B2017/00123—Electrical control of surgical instruments with audible or visual output alarm; indicating an abnormal situation and automatic shutdown
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
- A61B2034/2046—Tracking techniques
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
- A61B2034/2046—Tracking techniques
- A61B2034/2051—Electromagnetic tracking systems
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
- A61B2034/2046—Tracking techniques
- A61B2034/2055—Optical tracking systems
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
- A61B2034/2046—Tracking techniques
- A61B2034/2063—Acoustic tracking systems, e.g. using ultrasound
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
- A61B2034/2074—Interface software
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/25—User interfaces for surgical systems
- A61B2034/252—User interfaces for surgical systems indicating steps of a surgical procedure
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/06—Measuring instruments not otherwise provided for
- A61B2090/061—Measuring instruments not otherwise provided for for measuring dimensions, e.g. length
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/06—Measuring instruments not otherwise provided for
- A61B2090/064—Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension
- A61B2090/065—Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension for measuring contact or contact pressure
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/08—Accessories or related features not otherwise provided for
- A61B2090/0801—Prevention of accidental cutting or pricking
- A61B2090/08021—Prevention of accidental cutting or pricking of the patient or his organs
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
- A61B90/361—Image-producing devices, e.g. surgical cameras
- A61B2090/3612—Image-producing devices, e.g. surgical cameras with images taken automatically
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
- A61B2090/363—Use of fiducial points
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
- A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
- A61B2090/371—Surgical systems with images on a monitor during operation with simultaneous use of two cameras
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
- A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
- A61B2090/373—Surgical systems with images on a monitor during operation using light, e.g. by using optical scanners
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
- A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
- A61B2090/376—Surgical systems with images on a monitor during operation using X-rays, e.g. fluoroscopy
- A61B2090/3762—Surgical systems with images on a monitor during operation using X-rays, e.g. fluoroscopy using computed tomography systems [CT]
- A61B2090/3764—Surgical systems with images on a monitor during operation using X-rays, e.g. fluoroscopy using computed tomography systems [CT] with a rotating C-arm having a cone beam emitting source
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/39—Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
- A61B2090/3937—Visible markers
- A61B2090/3941—Photoluminescent markers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/39—Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
- A61B2090/3966—Radiopaque markers visible in an X-ray image
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0252—Load cells
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0257—Proximity sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1674—Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
- B25J9/1676—Avoiding collision or forbidden zones
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Pathology (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Robotics (AREA)
- Gynecology & Obstetrics (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
この出願は、米国特許出願第15/609,334号の一部継続出願であり、これは、2016年5月18日に出願された米国特許出願第15/157,444号の一部継続出願であり、これは、2016年4月11日に出願された米国特許出願第15/095,883号の一部継続出願であり、これは、2013年10月24日に出願された米国特許出願第14/062,707号の一部継続出願であり、これは、2013年6月21日に出願された米国特許出願第13/924,505号の一部継続出願であり、これは、2012年6月21日に出願された仮出願第61/662,702号に対する優先権を主張し、および2013年3月15日に出願された仮出願第61/800,527号に対する優先権を主張し、これらの全ては、すべての目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、医療装置に関し、より詳細には、手術用ロボットシステムと関連方法および関連装置に関する。
技術の進歩により、近年、外科手術中の手術用ロボットシステムの使用が増大している。一般的に、手術用ロボットシステムは、外科手術を実行または外科手術を支援するために、外科医によって手動で制御される、および/またはコンピュータによって自律的に制御される、手術用ロボットを含む。手動で制御されるシステムでは、外科医は、マニピュレータおよび/またはコンピュータ制御のいずれかを介して手術用ロボットを制御し得る。例えば、外科医は、エンドエフェクタ上に配置されたロードセル(すなわち、環境と相互作用するように設計された手術用ロボットのロボットアームの端部にある装置)を手動で係合させて、エンドエフェクタに患者の切開を実行させ得る。対照的に、自律的に制御される手術用ロボットシステムは、コンピュータプログラムを使用して手術用ロボットを制御し、外科手術の所与の動作を実行する。いくつかの事例では、手術用ロボットシステムは、手動特性および自律特性の両方を有し得る。従来的な手術技術の代わりに手術用ロボットシステムを使用することによって、外科手術の動作が、高い安定性、精度、速度、および平滑性で実行され得る。この点に関し、ロボットシステムを使用する外科手術は、小さな切開、組織外傷の低減、失血の減少を達成し、輸血および瘢痕の低減、ならびに手術時間および治癒時間の短縮などの利益をもたらし得る。
詳細な説明に開示される態様は、ロボットアームの実際の衝突または予測される衝突を決定するのに応答して、手術用ロボットシステムにおいて是正措置を実行することを対象とする。外科手術中、手術用ロボットは、急角度で患者に近接させて手術用器具を操作する場合がある。こうした方法で手術用器具を位置決めすることは、手術用ロボットと患者との間の衝突をもたらし、患者に傷害、および/または手術用ロボットに損傷を引き起こす可能性がある。手術用ロボットのロボットアームは、手術用エンドエフェクタに対するその近接に起因する、こうした衝突に対する特定のリスクにある。
本出願の一部を構成し、本開示のさらなる理解を提供するために含まれる、添付の図面は、特許請求の範囲および本出願全体に列挙される非限定的な例示的実施形態を示す。この点に関し、本明細書に開示される図面は以下を対象とする。
以下の説明は、当業者が本開示の実施形態を作成し使用することを可能にするために提示される。図示した実施形態に対する様々な修正は、当業者にとって容易に明らかであろう。このように、当業者によって理解されるように、本明細書に開示される実施形態に関連する原則は、本開示の実施形態から逸脱することなく、他の実施形態および用途に容易に適用することができる。したがって、本明細書に開示される実施形態は、本明細書に示された実施形態のみに限定されることを意図するものではなく、本明細書に開示された原理および特徴と一致する最も広い範囲が与えられるべきである。この点に関し、以下の詳細な説明に開示される例示的な態様は、図面を参照して読まれるべきであり、異なる図における同様の要素は、同様の参照番号を有し得る。本明細書で使用される場合、「模範的」という語は、実施例、事例または例示の役割を果たすために使用される。本明細書に「模範的」として記載される任意の態様は、必ずしも他の態様に対して好ましいまたは有益と解釈されるべきではない。必ずしも縮尺通りではない図面は、選択された実施形態を示しており、実施形態の範囲を限定するものではない。当業者は、本明細書で提供される例が多くの有用な代替物を有し、実施形態の範囲内に入ることを認識するであろう。
ここで図面を参照すると、図1および図2は、例示的な実施形態による手術用ロボットシステム100を示す。手術用ロボットシステム100は、例えば、手術用ロボット102と、一つまたは複数のロボットアーム104と、基部106と、ディスプレイ110と、例えば、ガイドチューブ114(図2に図示する)を含むエンドエフェクタ112とを含む。手術用ロボットシステム100は、一つまたは複数の追跡マーカー118も含む患者追跡装置116を含むことができ、患者追跡装置116は、患者210に直接(例えば、患者210の骨に)固定される。手術用ロボットシステム100は、例えば、カメラスタンド202上に位置決めされたカメラ200を使用することもできる。カメラスタンド202は、カメラ200を所望の位置に移動させ、方向付けし、支持するための任意の適切な構成を有することができる。カメラ200は、カメラ200の視点から見ることができる所与の測定ボリューム内にある、例えば能動的および受動的な追跡マーカー118(図2の患者追跡装置116の一部として示され、図13A−13Bの拡大図に示される)を識別することができる、一つまたは複数の赤外線カメラ(例えば、二焦点カメラまたはステレオ写真カメラ)などの適切なカメラを含んでもよい。カメラ200は、所与の測定ボリュームを走査し、マーカー118から来る光を検出して、マーカー118の三次元での位置を識別し、決定することができる。例えば、能動マーカー118は、電気信号によって作動する赤外線発光マーカー(例えば、赤外線(IR)発光ダイオード(LED))を含むことができ、および/または、受動マーカー118は、例えば、カメラ200上の照明器または他の適切な装置によって発光される、IR光を反射する再帰反射マーカー(例えば、それらは、入射IR照射を入射光の方向へ反射する)を含むことができる。
Claims (20)
- ロボットアームおよびコントローラを備える手術用ロボットであって、前記ロボットアームが手術用エンドエフェクタに接続可能に構成され、かつ患者に対して前記手術用エンドエフェクタを位置付けるように構成される、手術用ロボットと、
前記ロボットアームが患者に隣接して位置付けられている間に、前記患者に対する前記ロボットアームの近接を示す近接信号を出力するように構成されるセンサと、
手術用制御コンピュータであって、
前記センサから前記近接信号を受信するように接続された少なくとも一つのプロセッサ、および、
前記少なくとも一つのプロセッサによって実行されて、
前記近接信号に基づいて、前記ロボットアームが前記患者と衝突した、または前記患者と衝突すると予測されるときを決定し、
前記決定に応答して是正措置を実行すること、を含む動作を実行する、プログラム命令を保存する少なくとも一つのメモリ、を含む手術用制御コンピュータと、を備える、手術用ロボットシステム。 - 前記決定に応答して前記是正措置を実行するための前記動作が、
表示装置を制御して衝突警告をオペレータに表示する、および/または音声発生装置を制御して可聴衝突警告を前記オペレータに出力することを含む、請求項1に記載の手術用ロボットシステム。 - コマンドに応答して前記ロボットアームを動作させるように接続されたモータをさらに備え、
前記決定に応答して前記是正措置を実行するための前記動作が、
前記ロボットアームが前記患者と衝突した、または前記患者と衝突すると予測される場所に向けた方向への前記ロボットアームの移動を阻止するコマンドを介して前記モータを制御することを含む、請求項1に記載の手術用ロボットシステム。 - 前記決定に応答して前記是正措置を実行するための前記動作が、
前記近接信号に応答して、前記ロボットアームを前記患者と衝突させることなく、前記エンドエフェクタを現在位置から前記患者に対する標的位置に向けて移動させることを可能にする、前記エンドエフェクタの並進移動を決定し、
前記決定された並進移動に基づいて、オペレータによる前記エンドエフェクタの移動をガイドするガイダンス情報を前記オペレータに表示することを含む、請求項1に記載の手術用ロボットシステム。 - 前記決定に応答して前記是正措置を実行する前記動作が、
前記近接信号に応答して、前記ロボットアームを前記患者に衝突させることなく、前記エンドエフェクタを前記患者に対する前記標的位置に向けてさらに移動させることを可能にする、前記エンドエフェクタの回転移動を決定することをさらに含み、
前記オペレータに表示される前記ガイダンス情報が、前記並進移動および決定された前記回転移動に基づく前記オペレータによる前記エンドエフェクタの移動をガイドする、請求項4に記載の手術用ロボットシステム。 - 前記手術用制御コンピュータによる前記動作が、
前記センサからの前記近接信号に基づいて、前記ロボットアームと前記患者との間の距離をマッピングするデータ構造を生成し、
前記エンドエフェクタの現在位置から前記患者に対する前記エンドエフェクタの前記標的位置までの経路を決定することをさらに含み、前記経路の前記決定が、前記ロボットアームを前記患者に衝突させることを回避するために前記データ構造の内容に基づいて拘束され、
前記エンドエフェクタの前記並進移動が、決定された前記経路に基づいて決定される、請求項4に記載の手術用ロボットシステム。 - 並進コマンドに応答して前記ロボットアームを並進移動させるよう接続された少なくとも一つのモータをさらに備え、
前記決定に応答して前記是正措置を実行するための前記動作が、
前記近接信号に応答して、前記ロボットアームを前記患者に衝突させることなく、前記エンドエフェクタを前記患者に対する標的位置に移動させることを可能にする、前記エンドエフェクタの並進移動を決定すること、および、
決定された前記並進移動に基づいて、前記少なくとも一つのモータが前記ロボットアームを並進移動させるための並進コマンドを生成すること、を含む、請求項1に記載の手術用ロボットシステム。 - 回転コマンドに応答して前記ロボットアームを回転運動させるように接続された少なくとも一つのモータをさらに備え、
前記決定に応答して前記是正措置を実行するための前記動作が、
前記近接信号に応答して、前記ロボットアームを前記患者と衝突させることなく、前記エンドエフェクタを前記患者に対する前記標的位置に向けてさらに移動させることを可能にする、前記エンドエフェクタの回転移動を決定すること、および、
決定された前記回転移動に基づいて、前記少なくとも一つの他のモータが前記ロボットアームを回転移動させるための回転コマンドを生成すること、をさらに含む、請求項7に記載の手術用ロボットシステム。 - 前記手術用制御コンピュータによる前記動作が、
前記センサからの前記近接信号に基づいて、前記ロボットアームと前記患者との間の距離をマッピングするデータ構造を生成し、
前記エンドエフェクタの現在位置から前記患者に対する前記エンドエフェクタの前記標的位置までの経路を決定することをさらに含み、前記経路の前記決定が、前記ロボットアームを前記患者に衝突させることを回避するために前記データ構造の内容に基づいて拘束され、
前記並進コマンドが、決定された前記経路に基づいて前記少なくとも一つのモータが前記ロボットアームを並進移動させるために生成される、請求項7に記載の手術用ロボットシステム。 - 前記センサが、前記ロボットアームの表面の少なくとも一部分に接続され、かつそれに沿って延在する圧力フィルムを備え、前記圧力フィルムが、力が前記圧力フィルムに加えられるのに応答して衝突が起こったことを示す前記近接信号を出力するように構成された回路に接続される、請求項1に記載の手術用ロボットシステム。
- 前記センサが、前記ロボットアームに接続されたロードセルおよび前記ロボットアームに接続されたスイッチのうちの少なくとも一つを備え、力が前記ロボットアームに接続された前記ロードセルおよび前記スイッチのうちの前記少なくとも一つに加えられるのに応答して、衝突が起こったことを示す前記近接信号を出力するように構成された回路に接続される、請求項1に記載の手術用ロボットシステム。
- 前記センサが、前記ロボットアームに沿って離間した光センサおよび光源を備え、前記光センサが、前記光源と前記センサとの間の光伝導性経路がブロックされていないときに前記光源から光を受け取り、前記経路がブロックされるのに応答して前記近接信号を提供するように構成される、請求項1に記載の手術用ロボットシステム。
- 前記センサが、第一の導電性パッドおよび第二の導電性パッドを含む導電性パッドシステムを備え、前記導電性パッドシステムが、前記ロボットアームの表面の少なくとも一部分に接続され、かつそれに沿って延在する前記第一および第二の導電性パッドの一方が前記患者の少なくとも一部分に接続され、かつそれに沿って延在する前記第一および第二の導電性パッドの他方に結合されるときに電流を生成するように構成され、
前記導電性パッドシステムが、電流が前記導電性パッドシステムによって生成されるのに応答して、衝突が起こったことを示す前記近接信号を提供するように構成された回路に接続される、請求項1に記載の手術用ロボットシステム。 - 前記センサが、前記ロボットアームの一部分と前記患者との間の距離の表示を提供する前記近接信号を出力する距離測定回路を備える、請求項1に記載の手術用ロボットシステム。
- 前記距離測定回路が、前記ロボットアームに接続され、前記ロボットアームから離れる方向の距離を決定するように構成される、請求項14に記載の手術用ロボットシステム。
- 前記距離測定回路が、
第一のタイプのエネルギーのパルスを放射するよう構成されたエミッタ、
前記パルスを受信するように構成された検出器、および、
放射と受信との間の前記パルスの伝送時間に基づいて前記パルスが伝送された距離を決定し、決定された前記距離に基づいて前記近接信号を生成するように構成されたプロセッサ、を備える飛行時間測定システムを備え、
前記第一のタイプのエネルギーが音波エネルギーまたは電磁エネルギーである、請求項14に記載の手術用ロボットシステム。 - 音波エネルギーが超音波周波数信号を含み、
電磁エネルギーが、無線周波数信号、マイクロ波周波数信号、赤外線周波数信号、可視周波数信号、および紫外線周波数信号のうちの一つを含む、請求項16に記載の手術用ロボットシステム。 - 前記エミッタおよび前記検出器が前記ロボットアームに接続される、請求項16に記載の手術用ロボットシステム。
- 前記センサが、前記患者の少なくとも一つの位置を測定するように構成されたプローブを備え、
前記手術用制御コンピュータによる前記動作が、
前記エンドエフェクタの前記現在位置から前記患者に対する前記エンドエフェクタの前記標的位置までの経路を決定し、
前記患者の前記少なくとも一つの位置に基づいて、前記経路が、前記ロボットアームと前記患者の衝突をもたらすかどうかを決定し、
前記経路が前記ロボットアームと前記患者の衝突をもたらすとの決定に応答して、前記ロボットアームが前記患者と衝突すると予測されることを示す近接信号を生成することをさらに含む、請求項1に記載の手術用ロボットシステム。 - 前記センサが、前記ロボットアームと前記患者上の追跡マーカーのアレイとの間の距離を決定し、決定された前記距離に基づいて前記近接信号を生成するように構成されたカメラシステムを備える、請求項1に記載の手術用ロボットシステム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/021,068 US20190000569A1 (en) | 2012-06-21 | 2018-06-28 | Controlling a surgical robot to avoid robotic arm collision |
US16/021,068 | 2018-06-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020072773A true JP2020072773A (ja) | 2020-05-14 |
JP6936282B2 JP6936282B2 (ja) | 2021-09-15 |
Family
ID=67105827
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019119631A Active JP6936282B2 (ja) | 2018-06-28 | 2019-06-27 | ロボットアームの衝突を回避するための手術用ロボットの制御 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3586782A1 (ja) |
JP (1) | JP6936282B2 (ja) |
CN (1) | CN110652359B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102403114B1 (ko) * | 2021-04-22 | 2022-05-30 | 고무생 | 치료 보조 기구 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111449666B (zh) * | 2020-03-09 | 2023-07-04 | 北京东软医疗设备有限公司 | 距离监测方法、装置、血管机、电子设备及存储介质 |
CN111588476B (zh) * | 2020-05-18 | 2021-07-30 | 北京水木东方医用机器人技术创新中心有限公司 | 一种能够实现多区位手术操作控制方法、系统及可读存储介质 |
WO2022003493A1 (en) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | Auris Health, Inc. | Robotic medical system with collision proximity indicators |
CN111821026A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-10-27 | 苏州理禾医疗技术有限公司 | 单点定位手术器械、标定工具及标定方法 |
KR20230079415A (ko) * | 2020-09-30 | 2023-06-07 | 아우리스 헬스, 인코포레이티드 | 비-접촉 정보에 기초한 수술 로봇의 충돌 회피 |
US20230302650A1 (en) * | 2020-10-15 | 2023-09-28 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Detection and mitigation of predicted collisions of objects with user control system |
CN113648066B (zh) * | 2021-08-20 | 2022-10-11 | 苏州康多机器人有限公司 | 一种碰撞检测方法、电子设备及主从手术机器人 |
WO2023180891A1 (en) * | 2022-03-25 | 2023-09-28 | Auris Health, Inc. | Physician console generating haptic vibration for teleoperation |
CN115229806B (zh) * | 2022-09-21 | 2023-03-03 | 杭州三坛医疗科技有限公司 | 一种机械臂控制方法、装置、系统、设备及存储介质 |
GB2625572A (en) * | 2022-12-20 | 2024-06-26 | Cmr Surgical Ltd | Control of a surgical robot arm |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002253574A (ja) * | 2001-03-01 | 2002-09-10 | Hitachi Ltd | 手術支援装置 |
US20120190981A1 (en) * | 2010-12-22 | 2012-07-26 | Veebot, Llc | Systems and methods for autonomous intravenous needle insertion |
JP2015036161A (ja) * | 2013-08-12 | 2015-02-23 | 国立大学法人富山大学 | 関節機構 |
JP2015100677A (ja) * | 2013-11-28 | 2015-06-04 | 国立大学法人東京工業大学 | 手術用ロボット |
JP2015521084A (ja) * | 2012-06-01 | 2015-07-27 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ, インコーポレイテッド | ゼロ空間を使用したマニピュレータアームと患者との衝突回避 |
WO2016013049A1 (en) * | 2014-07-25 | 2016-01-28 | Terumo Kabushiki Kaisha | Packaged acetaminophen injection solution preparation |
JP2016185225A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | 株式会社デンソー | 身体支持追従装置 |
JP2017176848A (ja) * | 2009-03-31 | 2017-10-05 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ, インコーポレイテッド | 手術ロボットの合成表現 |
JP2017223657A (ja) * | 2016-04-22 | 2017-12-21 | グローバス メディカル インコーポレイティッド | ロボット支援手術と共に使用するための赤外信号に基づく位置認識システム |
Family Cites Families (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0997109B1 (en) * | 1993-04-26 | 2003-06-18 | ST. Louis University | Indicating the position of a surgical probe |
US8353933B2 (en) | 2007-04-17 | 2013-01-15 | Gmedelaware 2 Llc | Facet joint replacement |
US7674296B2 (en) | 2005-04-21 | 2010-03-09 | Globus Medical, Inc. | Expandable vertebral prosthesis |
US10893912B2 (en) * | 2006-02-16 | 2021-01-19 | Globus Medical Inc. | Surgical tool systems and methods |
US9782229B2 (en) | 2007-02-16 | 2017-10-10 | Globus Medical, Inc. | Surgical robot platform |
EP1857070A1 (de) * | 2006-05-18 | 2007-11-21 | BrainLAB AG | Kontaktfreie medizintechnische Registrierung mit Distanzmessung |
US8992425B2 (en) | 2006-06-06 | 2015-03-31 | Globus Medical, Inc. | Surgical retractor system |
US8926664B1 (en) | 2006-11-07 | 2015-01-06 | Globus Medical, Inc. | Laminoplasty fixaction devices |
US8328872B2 (en) | 2008-09-02 | 2012-12-11 | Globus Medical, Inc. | Intervertebral fusion implant |
US8545566B2 (en) | 2008-10-13 | 2013-10-01 | Globus Medical, Inc. | Articulating spacer |
US8721723B2 (en) | 2009-01-12 | 2014-05-13 | Globus Medical, Inc. | Expandable vertebral prosthesis |
US8882803B2 (en) | 2009-04-01 | 2014-11-11 | Globus Medical, Inc. | Orthopedic clamp and extension rod |
US9402656B2 (en) | 2009-09-11 | 2016-08-02 | Globus Medical, Inc. | Spinous process fusion devices |
US8709086B2 (en) | 2009-10-15 | 2014-04-29 | Globus Medical, Inc. | Expandable fusion device and method of installation thereof |
US8685098B2 (en) | 2010-06-25 | 2014-04-01 | Globus Medical, Inc. | Expandable fusion device and method of installation thereof |
US8062375B2 (en) | 2009-10-15 | 2011-11-22 | Globus Medical, Inc. | Expandable fusion device and method of installation thereof |
US8968363B2 (en) | 2010-03-11 | 2015-03-03 | Globus Medical, Inc. | Tissue retractor and methods of use |
US8491659B2 (en) | 2010-09-03 | 2013-07-23 | Globus Medical, Inc. | Expandable fusion device and method of installation thereof |
US8845734B2 (en) | 2010-09-03 | 2014-09-30 | Globus Medical, Inc. | Expandable fusion device and method of installation thereof |
WO2014121262A2 (en) * | 2013-02-04 | 2014-08-07 | Children's National Medical Center | Hybrid control surgical robotic system |
US9456906B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-10-04 | Globus Medical, Inc. | Expandable intervertebral implant |
US9440076B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-09-13 | Globus Medical, Inc. | Spinal cord stimulator system |
DE102013012840B4 (de) * | 2013-08-02 | 2018-11-29 | Abb Schweiz Ag | Robotersystem |
US10959783B2 (en) * | 2015-04-15 | 2021-03-30 | Mobius Imaging, Llc | Integrated medical imaging and surgical robotic system |
US10219868B2 (en) * | 2016-01-06 | 2019-03-05 | Ethicon Llc | Methods, systems, and devices for controlling movement of a robotic surgical system |
JP2017177297A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | ソニー株式会社 | 制御装置及び制御方法 |
-
2019
- 2019-06-27 JP JP2019119631A patent/JP6936282B2/ja active Active
- 2019-06-27 EP EP19182796.3A patent/EP3586782A1/en active Pending
- 2019-06-28 CN CN201910573484.1A patent/CN110652359B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002253574A (ja) * | 2001-03-01 | 2002-09-10 | Hitachi Ltd | 手術支援装置 |
JP2017176848A (ja) * | 2009-03-31 | 2017-10-05 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ, インコーポレイテッド | 手術ロボットの合成表現 |
US20120190981A1 (en) * | 2010-12-22 | 2012-07-26 | Veebot, Llc | Systems and methods for autonomous intravenous needle insertion |
JP2015521084A (ja) * | 2012-06-01 | 2015-07-27 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ, インコーポレイテッド | ゼロ空間を使用したマニピュレータアームと患者との衝突回避 |
JP2015036161A (ja) * | 2013-08-12 | 2015-02-23 | 国立大学法人富山大学 | 関節機構 |
JP2015100677A (ja) * | 2013-11-28 | 2015-06-04 | 国立大学法人東京工業大学 | 手術用ロボット |
WO2016013049A1 (en) * | 2014-07-25 | 2016-01-28 | Terumo Kabushiki Kaisha | Packaged acetaminophen injection solution preparation |
JP2016185225A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | 株式会社デンソー | 身体支持追従装置 |
JP2017223657A (ja) * | 2016-04-22 | 2017-12-21 | グローバス メディカル インコーポレイティッド | ロボット支援手術と共に使用するための赤外信号に基づく位置認識システム |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102403114B1 (ko) * | 2021-04-22 | 2022-05-30 | 고무생 | 치료 보조 기구 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3586782A1 (en) | 2020-01-01 |
CN110652359B (zh) | 2023-08-01 |
JP6936282B2 (ja) | 2021-09-15 |
CN110652359A (zh) | 2020-01-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6840815B2 (ja) | 追跡マーカーを備えた手術用ロボットオートメーション | |
US20190000569A1 (en) | Controlling a surgical robot to avoid robotic arm collision | |
JP6936282B2 (ja) | ロボットアームの衝突を回避するための手術用ロボットの制御 | |
US11045267B2 (en) | Surgical robotic automation with tracking markers | |
US12004905B2 (en) | Medical imaging systems using robotic actuators and related methods | |
US11864839B2 (en) | Methods of adjusting a virtual implant and related surgical navigation systems | |
US20190029765A1 (en) | Surgical robotic systems providing transfer of registration and related methods and computer program products | |
JP7019658B2 (ja) | 追跡マーカーを備えた手術用ロボットオートメーション | |
JP6714737B2 (ja) | 標的軌道ずれを監視する手術用ロボットシステムおよび関連方法 | |
JP6704034B2 (ja) | レトラクタを有する手術用ロボットシステム | |
JP2018011938A (ja) | 追跡マーカを用いた外科用ロボット自動化 | |
JP6970154B2 (ja) | 追跡マーカーを備えた手術用ロボットオートメーション | |
JP7082090B2 (ja) | 仮想インプラントを調整する方法および関連する手術用ナビゲーションシステム | |
JP2019202130A (ja) | 外科手術のロボットガイダンスに関連するシステムおよび方法 | |
JP2021003552A (ja) | 追跡マーカーを備えた外科手術ロボットオートメーション | |
JP6751461B2 (ja) | 追跡マーカーを備えた手術用ロボットオートメーション | |
JP6979049B2 (ja) | 自然基準を使用した共登録を提供するロボットシステムおよび関連方法 | |
US20240148357A1 (en) | Medical imaging systems using robotic actuators and related methods | |
EP3636394A1 (en) | Robotic system for spinal fixation elements registration with tracking markers | |
CN112451097A (zh) | 手术机器人系统 | |
US20240197407A1 (en) | Methods of adjusting a virtual implant and related surgical navigation systems | |
US12016645B2 (en) | Surgical robotic automation with tracking markers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190627 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200616 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20200914 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201216 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20210202 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210602 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20210602 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20210602 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20210714 |
|
C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20210727 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210817 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210826 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6936282 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |