JP2020506436A5 - - Google Patents

Claims (18)

1. 外科的訓練のための器械であって、
   近位端がハンドルに取り外し可能に連結されたシャフト組立体であって、遠位端にツール要素を有し、前記ハンドルのところでの作動が前記ツール要素を作動させるシャフト組立体と、
   前記ハンドル組立体に直接取り付けられ、訓練手技中、訓練環境に関する前記器械の関連データを取得し伝送するよう構成された少なくとも１つのセンサと、
   前記少なくとも１つのセンサに接続され、前記少なくとも１つのセンサから前記関連データを受け取り、記憶し、そして処理するコンピュータシステムと、を備え、
   前記コンピュータシステムは、前記機器の先端部の経路長を計算し、同じ訓練過程を行なった他のユーザの平均経路長で除し、
   前記コンピュータシステムは、
   隣接する配向ベクトルのドット積を取り、これによって、配向の際の複数の変化角を提供し、
   前記ドット積データシーケンス中の複数の変化角度の各々の角度を前記ツール要素の長さと乗じて、該ツール要素が動いた円弧長を得て、
   どれだけ前記ツール要素が移動したかに対応する一連の前記円弧長の合計に基づいて総円弧長を算出する、ことによって、前記関連データから前記経路長を算出する、
   ことを特徴とする器械。
2. 外科的訓練のための器械であって、
   近位端がハンドルに取り外し可能に連結されたシャフト組立体であって、遠位端にツール要素を有し、前記ハンドルのところでの作動が前記ツール要素を作動させるシャフト組立体と、
   前記ハンドル組立体に直接取り付けられ、訓練手技中、訓練環境に関する前記器械の関連データを取得し伝送するよう構成された少なくとも１つのセンサと、
   前記少なくとも１つのセンサに接続され、前記少なくとも１つのセンサから前記関連データを受け取り、記憶し、そして処理するコンピュータシステムと、を備え、
   前記コンピュータシステムは、前記機器の動作の滑かさを計算し、
   前記コンピュータシステムは、
   前記ツール要素の位置を決定し、
   前記器械の横方向へのスイーピング動作に関連した疑似２Ｄ位置を投影し、該疑似２Ｄ位置は、前記ツール要素の行程に対応し、
   曲率変化を計算し、
   前記動作の滑らかさを定量化する滑らかさ値を計算する、
   ことによって滑らかさを計算する、
   ことを特徴とする器械。
3. 前記シャフト組立体のハンドルが、遠位端と該ハンドルに作動的に連結された近位端とを有する運動アームを備え、
   前記シャフト組立体が、さらに、ルーメンと、遠位端と前記ツール要素に連結された近位端とを有するロッドと、を有し、
   前記ロッドが、前記ルーメン内に配置され、
   前記ロッドの近位端が前記移動アームの遠位端に連結されるように、前記シャフト組立体の近位端が前記ハンドルに取外し可能に連結され、
   前記ハンドルにおける作動が前記運動アームおよびロッドを動かし前記ツール要素を作動させる、
   請求項１または２に記載の器械。
4. 前記少なくとも１つのセンサが、前記運動アーム内に配置されて歪み計を備え、
   前記歪み計が、前記訓練運動に関連して前記ツール要素において前記ユーザにかかった力を計測するように構成されている、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載の器械。
5. 前記少なくとも１つのセンサは、加速度計、ジャイロスコープおよび磁石計を含む、
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載の器械。
6. 前記ロッドの前記近位端は、前記運動アームの前記遠位端に設けられた球形スロットに連結されるよう構成されたボール端を含む、
   請求項１ないし５のいずれか１項に記載の器械。
7. 前記ツール要素は、鋏、把持器、または切開用器として構成されている、
   請求項１ないし６のいずれか１項に記載の器械。
8. 前記訓練環境は、内部を備えた腹腔鏡訓練装置と、該腹腔鏡訓練装置の内部に納められた少なくとも１つの模擬組織を備えている、、
   請求項１ないし７のいずれか１項に記載の器械。
9. 前記コンピュータシステムは、
   前記ユーザが前記訓練手技を完了させるまでの時間と、
   熟練者が前記訓練手技を完了させるまでの時間と、
   前記訓練を完了させるまでの平均時間と、
   前記訓練手技に関するユーザの動作の無駄のなさと、
   前記訓練手技に関する熟練者の動作の無駄のなさと、
   前記訓練手技に関する全てのユーザの動作の無駄のなさの平均と、
   から成る群から選択された追加関連データを処理する、
   請求項１ないし８のいずれか１項に記載の器械。
10. 前記追加関連データは、前記ユーザによって前記訓練手技を完了させるまでの時間であり、該完了させるまでの時間は、前記器械の空き時間を含まない、
    請求項１ないし９のいずれか１項に記載の器械。
11. 前記訓練手技は、前記コンピュータ上に表示される複数の既定の訓練手技からユーザによって選択される、
    請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の器械。
12. 前記コンピュータシステムは、
    前記ユーザが前記訓練手技を完了させるまでの時間と、
    熟練者が前記訓練手技を完了させるまでの時間と、
    前記訓練を完了させるまでの平均時間と、
    前記訓練手技に関するユーザの動作の無駄のなさと、
    前記訓練手技に関する熟練者の動作の無駄のなさと、
    前記訓練手技に関する全てのユーザの動作の無駄のなさの平均と、
    前記訓練手技に関するユーザの動作の滑らかさと、
    前記訓練手技に関する熟練者の動作の滑らかさと、
    前記訓練手技に関する全てのユーザの動作の滑らかさの平均と、
    から成る群から選択される追加関連データを処理する、
    請求項１に記載の器械。
13. 前記コンピュータシステムは、
    前記ユーザが前記訓練手技を完了させるまでの時間と、
    熟練者が前記訓練手技を完了させるまでの時間と、
    前記訓練を完了させるまでの平均時間と、
    前記訓練手技に関するユーザの動作の無駄のなさと、
    前記訓練手技に関する熟練者の動作の無駄のなさと、
    前記訓練手技に関する全てのユーザの動作の無駄のなさの平均と、
    前記訓練手技に関するユーザの経路長によって除された熟練者の器械先端の経路長と、
    前記訓練手技に関する全てのユーザの平均経路長によって除された１又は２以上の熟練者の器械先端の経路長と、
    から成る群から選択された前記少なくとも１つのセンサからの追加関連データを処理する、
    請求項２に記載の器械。
14. 前記少なくとも１つのセンサが、前記器械の先端における力の出力に関し較正され、
    前記力の出力が、特定の手技中に、組織を傷つけまたは損傷させることに関連した所定値に対応している、
    請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の器械。
15. 前記訓練環境が、前記ユーザによって取られた行動を記録する内部カメラと、前記内部カメラによって捉えられた行動を表示する外部ビデオモニタを備えている、
    請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の器械。
16. 前記コンピュータシステムが、前記少なくとも１つのセンサによって提供された少なくとも１つの関連データに関する予備処理を実行し、
    前記コンピュータシステムによって実行される予備処理が、前記少なくとも１つのセンサに関して特定のエラーを特定し較正する工程を含む、
    請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の器械。
17. 前記少なくとも１つのセンサに関して特定のエラーを較正する工程が、前記特定のセンサから得られた関連データに関するエラーを補償するために使用される較正定数または１組の係数を生成することを含む、
    請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の器械。
18. 前記動作の滑らかさは、コンピュータシステムが、
    前記ツール要素の位置を決定し、
    前記機器の横方向へのスイーピング動作に関連した疑似２Ｄ位置を投影し、該疑似２Ｄ位置は、前記ツール要素の行程に対応し、
    曲率値（ｋ）＝
    

    

    を計算し、
    滑らかさ＝
    

    

    である動作の滑らかさ定量化する滑らか値を計算する、
    ことによって、動作の滑らかさを計算する、
    請求項２ないし１２のいずれか１項に記載の器械。