JP2020520004A - 手術室デバイス、方法、及びシステム - Google Patents

Abstract

手術室デバイス、方法、及びシステムを開示する。一方法は、患者に関連付けられたデータを処理ユニットで受信する段階と、処理ユニットを用いて患者に対する処置を決定する段階と、処理ユニットを用いて（ｉ）処理ユニットと通信しており、かつ（ｉｉ）処置を実行するように作動可能である１又は２以上の処置デバイスに関連付けられた制御設定値を識別する段階と、処理ユニットを用いて制御設定値とデータの少なくとも１つのビューとを含む表示を発生させる段階とを含む。関連のデバイス及びシステムも開示する。【選択図】図１

Description

本発明の開示の態様は、一般的に手術室デバイス、方法、及びシステムに関する。一部の態様は、泌尿器科手順に適している。

典型的な泌尿器科手順では、病状を診断し、処置（例えば、腎臓結石管理、ＢＰＨ処置、前立腺切除、腫瘍切除、子宮筋腫管理のような）を実施するために多くの処置デバイスが使用される場合がある。各処置デバイス（例えば、流体ソース又はレーザソース）は、特定の入力（例えば、流量又は電力レベル）に頼る場合がある。これらの入力は、典型的には、手術室の外に位置付けられたソースモジュール（例えば、流体ソース又はレーザソース）に取り付けられたキーパッドのようなデバイス固有の制御器を用いて提供される。

ある一定の処置を実行するのに、外科医は、これらの処置デバイスの各々を個々に及び／又は組合せで構成して作動させることを要求される場合がある。例えば、単一泌尿器科手順は、独自のディスプレイ及び制御器を各々が有する複数のスコープと、独自のディスプレイ及び制御器を各々が有する複数の処置デバイスと、独自のディスプレイ及び制御器を各々が有する複数の患者モニタデバイスとを使用する場合があり、その全ては、典型的な手順の様々なステージ中に連係させなければならない。手順の非効率性は、各ステージでのこれらのデバイス間の通信の欠如に帰する可能性があり、手術時間及びコストを増大させる。例えば、外科医は、多くのデバイスの熟知を必要とする各デバイスを別々に作動させること、及び／又はコミュニケーション負荷を増大させる助手を利用してデバイスのうちの１又は２以上を作動させることのいずれかが要求される場合がある。手順後の管理効率も、例えば、各デバイスの使用を別々に記録することをスタッフに要求することによって低減する可能性があり、労力及びコストを更に増大させる。

本明細書に説明する手術室デバイス、方法、及びシステムの態様は、これらの問題及び／又は当業技術の他の欠陥に対処することができる。

１つの開示する態様は方法である。例えば、本方法は、患者に関連付けられたデータを処理ユニットで受信する段階と、処理ユニットを用いて患者に対する処置を決定する段階と、処理ユニットを用いて、（ｉ）処理ユニットと通信しており、かつ（ｉｉ）処置を実行するように作動可能である１又は２以上の処置デバイスに関連付けられた制御設定値を識別する段階と、処理ユニットを用いて、制御設定値とデータの少なくとも１つのビューとを含む表示を発生させる段階とを含むことができる。ここで例示的方法の多くの態様を説明する。

一部の態様により、データは、患者の一部分の３次元モデルを含むことができ、受信する段階は、データソースから３次元モデルを処理ユニットで受信する段階と、処理ユニットを用いて３次元モデルから少なくとも１つのビューを選択する段階とを含むことができる。データは、患者の画像を含む場合があり、受信する段階は、データソースから画像を処理ユニットで受信する段階、及び／又は処理ユニットを用いて画像から患者の３次元モデルを発生させる段階を含むことができる。決定する段階は、処理ユニットを用いて患者に対する可能な処置を識別する段階と、処理ユニットを用いて、１又は２以上の処置デバイスが可能な処置を実行するように作動可能であるか否かを決定する段階と、処理ユニットを用いて１又は２以上の処置デバイスによって実行可能な可能な処置のリストを含むように表示を発生させる段階とを更に含むことができる。

一部の態様では、識別する段階は、処理ユニットを用いて１又は２以上の処置デバイスから制御設定値を取得する段階を含むことができる。例えば、識別する段階は、１又は２以上の処置デバイスからデバイス識別子を処理ユニットで受信する段階と、デバイス識別子をデータソースに処理ユニットを用いて送出する段階と、データソースから制御設定値を処理ユニットで受信する段階とを含むことができる。１又は２以上の処置デバイスは、処理ユニットと通信している第１の処置デバイスと、処理ユニットと通信している第２の処置デバイスとを含むことができる。従って、識別する段階は、第１の処置デバイスに対する第１の制御設定値と第２の処置デバイスに対する第２の制御設定値とを処理ユニットで受信する段階と、処理ユニットを用いて、処置を実行するために第１の処置デバイスと第２の処置デバイスとを連係方式で作動させるための１又は２以上のコンピュータアプリケーションを識別する段階とを更に含むことができる。例えば、１又は２以上のコンピュータアプリケーションを識別する段階は、第１及び第２の制御設定値をデータソースに処理ユニットを用いて送出する段階と、第１及び第２のデバイスを同時に作動させるように構成された１又は２以上のアプリケーションをデータソースから受信する段階とを含むことができる。

少なくとも１つのビューは、第２のビューとは異なる第１のビューを含むことができ、発生させる段階は、１又は２以上の処置デバイスの遠位端を患者に位置決めする段階と、処理ユニットを用いて第１及び第２のビュー内でこの遠位端を位置付ける段階とを含むことができる。例えば、この処置の遠位端は、ロケータビーコンを含むことができ、処理ユニットは、第１及び第２のビュー内でロケータビーコンを識別するように構成された追跡モジュールを含むことができる。データは、患者の内部面の画像を含むことができ、第１のビューは、これらの内部面を含むことができ、本方法は、処理ユニットを用いて、患者の第１のビューに描かれた内部面の上にグリッドを重ねる段階と、グリッドによって定められた少なくとも１つの区域を処理ユニットを用いてタグ付けする段階と、患者の第２のビュー内でこの少なくとも１つの区域を処理ユニットを用いて位置付ける段階とを含むことができる。

一部の態様により、本方法は、処理ユニットを用いて、処理ユニットと通信している入力デバイスから入力を受信する段階と、この入力及び制御設定値に従って処置デバイスを処理ユニットを用いて作動させる段階とを含むことができ、この入力は、聴覚信号、触覚信号、及び視覚信号のうちの少なくとも１つを含むユーザ発生信号である。本方法は、患者内の物体を処理ユニットを用いて識別する段階と、少なくとも１つのビュー内でこの物体を処理ユニットを用いて位置付ける段階とを更に含むことができる。発生させる段階は、処理ユニットを用いて、少なくとも１つのセンサを用いて物体の特性を決定する段階と、この特性に基づいて入力又は制御設定値を処理ユニットを用いて修正する段階とを更に含むことができる。これに加えて、本方法は、制御設定値及び入力を含む１又は２以上の報告を処理ユニットを用いて発生させる段階と、１又は２以上の報告を処理ユニットを用いて出力する段階とを更に含むことができる。

別の開示する態様は方法である。例えば、本方法は、処置デバイスに対する制御設定値を含む表示と、患者に関連付けられたデータの少なくとも１つのビューとを処理ユニットを用いて発生させる段階と、（ｉ）処置部位、（ｉｉ）処置部位への経路、及び（ｉｉｉ）経路上の処置デバイスの場所の描写を少なくとも１つのビューの上に処理ユニットを用いて重ねる段階と、表示に応答して処置デバイスを経路に沿って移動し、かつ処置デバイスの場所が処置部位に到達するまでこれらの移動に応答して表示を処理ユニットを用いて継続的に更新する段階と、制御設定値に応答して入力を入力デバイスから処理ユニットを用いて取得する段階と、この入力と制御設定値とに従って処置部位に処置エネルギを印加するように処置デバイスを処理ユニットを用いて作動させる段階とを含むことができる。ここで例示的方法の多くの態様を説明する。

一部の態様により、入力は、聴覚信号、触覚信号、及び視覚信号のうちの少なくとも１つを含むユーザ発生信号を含むことができ、本方法は、ユーザ発生信号を制御信号に処理ユニットを用いて変換する段階と、この制御信号を処置デバイスに処理ユニットを用いて出力する段階とを更に含むことができる。本方法は、処理ユニットを用いて、１又は２以上のセンサを用いて物体の特性又は処置エネルギを決定する段階と、処理ユニットを用いて、決定された特性に基づいて制御信号を修正する段階とを更に含むことができる。例えば、本方法は、処理ユニットを用いて、１又は２以上のセンサとの併用に向けて構成されたコンピュータアプリケーションを取得する段階と、処理ユニットを用いてコンピュータアプリケーション及び１又は２以上のセンサの特性を決定する段階とを含むことができる。物体は、１又は２以上の結石を含む場合があり、特性は、１又は２以上の結石に関連付けられた結石負荷、結石サイズ、又は結石のタイプの尺度を含むことができ、コンピュータアプリケーションは、この尺度に基づいて制御信号を修正するように構成することができる。特性は、１又は２以上の結石の組成を含むことができ、コンピュータアプリケーションは、この組成に基づいて制御信号を修正するように構成することができる。一部の態様では、処置エネルギはレーザエネルギを含むことができ、特性は、レーザエネルギの尺度を含むことができ、コンピュータアプリケーションは、レーザエネルギの尺度に基づいて制御信号を修正するように構成することができる。

別に開示する態様はシステムである。例えば、システムは、１又は２以上の処置デバイスと通信している処理ユニットと、患者に関連付けられたデータの少なくとも１つのビュー及び１又は２以上の処置デバイスに対する制御設定値を含むように処理ユニットを用いて発生されたディスプレイと、制御設定値に応答して入力を受信し、かつ１又は２以上の処置デバイスを起動するようにディスプレイと共に作動可能な入力デバイスとを含むことができる。ここで例示的システムの多くの態様を説明する。

一部の態様により、処理ユニットは、データソースからデータを取得し、かつ処置デバイス又はデータソースから制御設定値を取得するように構成することができる。データは、患者の一部分の３次元モデルを含むことができ、処理ユニットは、この３次元モデルに基づいて少なくとも１つのビューを発生させるように構成することができる。例えば、データは患者の画像を含むことができ、処理ユニットは、画像から３次元モデルを発生させるように構成されたコンピュータアプリケーションをデータソースから取得し、及び／又はこのアプリケーションによって３次元モデルを発生させるように構成することができる。

処理ユニットは、１又は２以上の処置デバイスに関連付けられた機能を識別し、識別された機能に基づいてコンピュータアプリケーションをデータソースから取得し、かつこのコンピュータアプリケーションによって制御設定値を発生させるように構成することができる。１又は２以上の処置デバイスは、第１の処置デバイスと第２の処置デバイスを含むことができ、制御設定値は、処置を実行するために第１の処置デバイスと第２の処置デバイスを連係方式で作動させるための少なくとも１つのオプションを含むことができる。例えば、第１の処置デバイスは、レーザソースとすることができ、第２の処置デバイスは、流体ソースとすることができ、少なくとも１つのオプションは、レーザソースと流体ソースとを予め決められたシーケンスに従って作動させるように構成することができる。

別に開示する態様は、入力デバイスである。例えば、処置デバイスは、ハンドルを含むことができ、入力デバイスは、ハンドル上に装着されて少なくとも１つのビューを用いて作動可能なディスプレイアクチュエータを含むことができる。処置デバイスは、スコープとすることができ、ハンドルは、ディスプレイアクチュエータと、スコープのステアリング可能部分を作動させるように構成された１又は２以上のスコープアクチュエータとを含むことができる。入力デバイスは、聴覚信号、触覚信号、及び視覚信号のうちの少なくとも１つを含むユーザ発生信号を受信するように構成することができる。例えば、入力デバイスは、触覚信号を受信するように構成された１又は２以上のボタンを有するディスプレイアクチュエータのようなユーザ発生信号を受信するように構成された１又は２以上のセンサ、又はディスプレイアクチュエータ又はユーザの移動を追跡することによって視覚信号を受信するように構成された移動センサを含むことができる。一態様では、上述したシステムのうちの１つは、表示を面の上に出力するように構成されたプロジェクタを更に含み、入力デバイスは、この面に対するユーザの少なくとも一方の眼球の移動を追跡することによって視覚信号を受信するように構成された眼球移動センサを含むことができる。例えば、面及び／又は眼球移動センサは、表示とセンサとを少なくとも一方の目の視野内に位置決めするために頭部装着式である場合がある。

上述の概要と以下の詳細説明の両方は例示的で説明的なものに過ぎず、下記で主張する本発明を限定するものでもないことは理解される。

添付図面は、本明細書に組み込まれてその一部を構成する。これらの図面は、本明細書の書面説明と共に本発明の開示を解説するのに寄与する本発明の開示の態様を示すものである。各図面は、以下のように本発明の開示による１又は２以上の例示的態様を描いている。

例示的システムの態様を描く図である。 例示的方法の態様を描く図である。 例示的方法の態様を描く図である。 例示的方法の態様を描く図である。 例示的表示の態様を描く図である。 例示的表示の追加の態様を描く図である。 例示的表示の追加の態様を描く図である。 例示的表示の追加の態様を描く図である。 例示的処理ユニットの態様を描く図である。 例示的処置デバイスの態様を描く図である。 例示的入力デバイスの態様を描く図である。 別の例示的制御デバイスの態様を描く図である。

手術室デバイス、方法、及びシステムに関して本発明の開示の態様をここで説明する。一部の態様は、身体内の体腔（例えば、腎臓の腎杯）からの望ましくない物体（例えば、結石）の除去に向けて処置デバイス（例えば、スコープ）を体内の経路又は通路を通して前進させることができる泌尿器科手順に関して説明する。泌尿器科手順のような特定のタイプの手順、スコープのような処置デバイス、結石のような望ましくない物質、又は尿管のような身体区域への言及は便宜的に提供するものであり、本発明の開示を限定するように意図していない。従って、本明細書に説明するデバイス、方法、及びシステムは、医療又は他のあらゆる類似目的で利用することができる。

本発明の開示では、「近位」及び「遠位」という用語、並びにそのそれぞれの頭文字「Ｐ」及び「Ｄ」は、「平行」及び「横断方向」等と共に相対的態様を説明するのに利用することができる。近位は、体外に近い（又はユーザに近い）位置を意味し、それに対して遠位は、体内に近い（又はユーザから遠い）位置を意味する。要素番号に頭文字「Ｐ」又は「Ｄ」を添付することにより、近位又は遠位の場所又は方向を示している。本明細書に使用する「細長」という用語は、幅よりも少なくとも２倍長い長さを有する物体のような幅に対して長さが実質的に長いあらゆる物体を意味する。しかし、主張しない限り、これらの用語は、便宜的に提供するものであり、本発明の開示を特定の場所、方向、又は向きに限定するように意図していない。

本明細書に使用する場合に、「含む」、「含んでいる」のような用語又は類似の変形は、非限定的包含を網羅するように意図しており、従って、列記する要素を含むあらゆる態様は、これらの要素又は段階を含むだけではなく、明示的に列記しないか又はこれらの実施形態に内在する要素又は段階を含むことができる。別途説明しない限り、「例示的」という用語は、「理想的」ではなく「例」の意味に使用する。それとは逆に、「構成される」及び「構成されている」という用語は、限定的包含を網羅するように意図しており、列記する要素から構成される態様は、これらの要素のみを含む。本明細書に使用する場合に、「約」、「実質的に」、「近似的に」のような用語又は類似の変形は、説明する値の±５％以内の値範囲を示すことができる。

ハードウエア及びソフトウエアの態様を開示する。従って、一部の態様は、完全にハードウエア、完全にソフトウエア、又はハードウエアとソフトウエアの組合せとすることができる。一部の態様は、コンピュータ使用可能データストレージ媒体又はデータソース上に格納されたコンピュータプログラム製品のようなコンピュータアプリケーションとして説明することができる。そのようなアプリケーションは、データソースと通信している１又は２以上のプロセッサによって実行することができる。ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光学ストレージデバイス、又は他の電子、磁気、光、電磁、赤外線、又は半導体のシステム、装置、デバイス、又は類似の伝播媒体を含むあらゆるデータソースを利用することができる。

説明するアプリケーションを実行するために、本明細書に説明する組合せを含むデータの処理及び格納のためのローカル又はリモートのリソースのあらゆる組合せを使用することができる。処理パワーの有利な進歩をもたらすために、これらのリソースの相対的な場所を最適化することができる。例えば、１又は２以上のプロセッサを滅菌野の背後のような手術室にローカルなものとすることができ、データソースを何マイルも距離を置いて位置付けられたサーバファームのような手術室からリモートなものとすることができる。従って、説明する一部の態様は、泌尿器科手順中などで大量のデータをデータソースから実時間で取得する時に特に有利である。しかし、主張しない限り、これらの用語は、便宜的に提供するものであり、本発明の開示を特定の場所及び／又は相対性に限定するように意図していない。

一部の態様は、図２Ａ〜図２Ｃに示す例示的方法段階のような概念図及び／又は流れ図を用いて説明することができる。そのような図は連続描写を含む場合があるが、図２Ａ〜図２Ｃのものを含む多くの段階を並列に実施する、同時に実施する、又は完全に除外することができる。これらの段階の順序は、再編成することができる。本方法は、最後の段階が実施された時に終了することができるが、本明細書に説明する中間段階、及び／又は技術の手順又は使用の有効性に内因的に関連付けられたいずれかの構成段階を含む追加段階を有する場合もある。説明する方法及び／又は方法段階のうちの一部は、１又は２以上のプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラなど）によって実行可能なコンピュータアプリケーションとして実現することができ、一方、他の方法及び／又は方法段階は、人間のオペレータ又はユーザ（例えば、外科医）によって実行可能な手術法として実現することができる。他の方法及び／又は段階は、これらの組合せとして実現することができる。

ここで本発明の開示の多くの態様を基本システム１００に関して説明する。例示的基本システム１００を図１に示している。基本システム１００は、下記で説明する例示的方法２００、３００、及び４００を含む多くの手術室方法を実施するために使用することができる。図示のように、基本システム１００の複数の態様は、ディスプレイ１０と、１又は２以上のコンピュータアプリケーションを用いてディスプレイ１０を発生させるように構成された処理ユニット５０と、ディスプレイ１０を作動させるように構成された入力デバイス８０とを含むことができる。図１には、手２、マスク３、及び眼鏡４を有するユーザ１（例えば、外科医）も示している。ここで基本システム１００の多くの態様を説明し、更に方法２００、３００、及び４００、追加態様システム１００、及び入力デバイス８０の追加態様の詳細説明を続ける。

ディスプレイ１０は、患者に関連付けられたデータの少なくとも１つのビュー、及び１又は２以上の処置デバイスに関連付けられた１又は２以上の制御設定値の少なくとも１つのビューを含むことができる。図１では、例えば、ディスプレイ１０は、患者の第１の又はナビゲーションビュー２０と、患者の第２の又はマップビュー３０と、処置デバイスに対する制御設定値の第３の又は制御ビュー４０とを含む。少なくとも１つのビューは、患者に関連付けられたあらゆるデータに基づくとすることができる。例示的データタイプは、（ｉ）１又は２以上の撮像デバイス６９によって発生された患者の静止フレーム又はビデオのような画像データと、（ｉｉ）１又は２以上のセンサ６１によって決定された患者の体内の物体の特性のような知覚データと、（ｉｉｉ）患者の少なくとも一部分に関連付けられたあらゆる画像及び／又はセンサデータに基づく３次元モデルのような幾何学データとを含むことができる。いずれのタイプのデータも、処理ユニット５０が実時間で受信する（例えば、ライブビデオフィードにアクセスする）、及び／又はシステム１００に対してローカル又はリモートないずれかのデータソースから事前に受信する（例えば、リモートサーバからダウンロードする）ことができる。

ナビゲーションビュー２０及びマップビュー３０は、同じか又は異なるタイプのデータから発生させることができる。例えば、図４Ａに示すように、ナビゲーションビュー２０は、患者の蛍光透視画像から発生させることができ、一方、マップビュー３０は、患者の３次元モデルの第１のビューから発生させることができる。ディスプレイ１０の更に別の例を図４Ｂに示しており、この場合、ナビゲーションビュー２０は、患者を通って延びる経路の実時間ビデオフィードから発生させることができ、マップビュー３０は、患者の３次元モデルの第２のビューから発生させることができ、図４Ｃでは、ナビゲーションビュー２０は、この経路に位置付けられた１又は２以上のセンサ６１からの出力によって発生させることができ、マップビュー３０は、患者の３次元モデルの第３のビューから発生される。データタイプは、少なくとも１つのビューを発生させるためにグループ分け及び／又は層状にすることができる。ディスプレイ１０は、様々なビュー、タイプ、グループ分け、及び／又は層の間で切り換えを行うように更に構成することができる。例えば、図４Ａ〜図４Ｃに示すように、各ナビゲーションビュー２０及びマップビュー３０は、そのそれぞれのトグルスイッチ２３及び３３を用いて様々なデータタイプの間で切換可能にすることができる。

制御ビュー４０は、処理ユニット５０により、いずれかのデバイスに関連付けられたデータを用いて発生させることができる。図４Ａに示すように、制御ビュー４０は、起動スイッチ４２、性能インジケータ４４、及びステータスインジケータ４６を含めることによって処置デバイス６２との併用に向けて構成することができる。例えば、図４Ａの制御ビュー４０では、１又は２以上の処置デバイス６２は、流体ソース（例えば、流体ポンプ又は生理食塩水バッグの上に取り付けられた加圧バッグ）を含むことができ、スイッチ４２は、流体ソースを起動することができ、インジケータ４４は、１又は２以上のセンサ６１を用いて流体の圧力及び温度を継続的にモニタし、ステータスインジケータ４６は、流体ソースに関する作動モード（例えば、閉塞）を確認することができる。制御ビュー４０は、図１に示す及び／又は本明細書に説明するあらゆるデバイスを制御するように同じく構成することができる。例えば、ビュー４０は、いずれかの処置デバイス６２を制御する、いずれかのデバイス６２を別のデバイスと共に制御する、及び／又は流体、薬剤、真空圧のソースのようなデバイス６２に対するあらゆるソース要素６８を制御するように構成することができる。本明細書に説明するあらゆるデバイスは、一部の泌尿器科手順での処置デバイスと見なすことができる。

各処置デバイス６２は独自の制御設定値を有することができ、制御ビュー４０は、これらの制御設定値のうちの１又は２以上の設定の間で切り換えを行うためのトグルスイッチ４３を含むことができる。例えば、図４Ｂでは、１つの処置デバイス６２は、レーザソースとすることができ、このレーザソースを用いてレーザエネルギを発生させるように制御ビュー４０を切り換えることができ、従って、この場合、スイッチ４２は、レーザエネルギを発生させることができ、インジケータ４４は、レーザソースの電力レベルをモニタすることができ、ステータスインジケータ４６は、レーザソースに対する作動モード（例えば、手動）を確認することができる。制御ビュー４０の兼用の例を図４Ｃに示しており、この場合、制御ビュー４０は、流体ソースに関して、第１の起動スイッチ４２Ａによる第１の制御設定値４０Ａと、第１の性能インジケータ４４Ａと、第１のステータスインジケータ４６Ａとを含み、レーザソースに関して、第２の起動スイッチ４２Ｂによる第２の制御設定値４０Ｂと、第２の性能インジケータ４４Ｂと、第２のステータスインジケータ４６Ｂとを含む。これらの態様により、ビュー４０の他の多用途構成を用いてあらゆる個数のデバイスを制御することができる。

処理ユニット５０は、複数のデバイスと通信し、これらのデバイスのうちの１又は２以上からデータを受信し、データからディスプレイ１０を発生させ、ディスプレイ１０及び／又は入力デバイス８０を用いてこれらのデバイスのうちの１又は２以上を制御することができる。図１に示すように、複数のデバイスの非限定的なリストは、１又は２以上の表示デバイス６０（例えば、タッチ画面ディスプレイ）、１又は２以上のセンサ６１（例えば、超音波変換器、圧力センサ、又は温度センサ）、１又は２以上の処置デバイス６２（例えば、流体ソース又はレーザソース）、１又は２以上の患者モニタ６３（例えば、バイタルサインモニタ）、１又は２以上の手術室モニタ６４（例えば、手術室カメラ）、１又は２以上のデータソース６７（例えば、電子医療記録又は術前画像を格納し、これらにアクセスするためのリモートサーバ）、１又は２以上のソース要素６８（例えば、薬剤ソース）、及び／又は１又は２以上の撮像デバイス６９（例えば、フルオロスコープ）を含むことができる。このリスト及び／又は図１に示すものには、あらゆる均等なデバイスを同じく含めることができる。

処理ユニット５０に対する例示的回路アーキテクチャを図１に示している。方法２００、３００、及び／又は４００に関して下記で説明するいくつかの任意的な要素を含むこのアーキテクチャの追加の態様を図５に示している。図１に示すように、処理ユニット５０は、メモリ５２と、コンピュータアプリケーションを実行するように構成された１又は２以上のプロセッサ５３と、複数のデバイスと通信するように構成された送受信機５５とを含むことができる。メモリ５２及び／又はプロセッサ５３の一部分は、処理ユニット５０からリモートなものとすることができるが、依然として送受信機５５を通して処理ユニット５０と定常的に通信しているとすることができる。例えば、表示デバイス６０上に３次元のビューを表示するためのコードのようなコンピュータアプリケーションの１つの部分は、メモリ５２上にローカルに格納し、プロセッサ５３がローカルに実行することができ、一方、画像及び／又はセンサデータから３次元モデルを発生させるためのコードのようなこれらのコンピュータプログラムの別の部分は、リモートアプリケーションサーバを用いてデータソース６７がリモートに格納し、かつ実行することができる。送受信機５５は、処理ユニット５０といずれかのデバイスの間の通信を有線及び／又は無線のあらゆる公知の技術を用いて確立して維持するように構成することができる。

処理ユニット５０は、手術室内の滅菌野の背後での使用に向けて構成された基本システム１００に対するローカルな通信及び制御のハブとして機能することができる。ユニット５０は独立型デバイスとすることができる。例えば、図１に示すように、メモリ５２、１又は２以上のプロセッサ５３、及び送受信機５５の各々は、電源５４によって給電され、外部ハウジング５９内に密封することができる。電源５４は、バッテリ、電源コード、及び／又はローカル発電リソースを含むことができる。ハウジング５９は、密封シェル、及び／又は１又は２以上の密封可能ポートを含むことができ、処理ユニット５０を滅菌野内の使用前に滅菌する（例えば、拭浄する）ことを可能にする。これに代えて、ハウジング５９は、送受信機５５の性能を害することなく滅菌シェル（例えば、使い捨てのケース又はカバー）内に密封可能にすることができる。ハウジング５９は、支持構造（例えば、手術台）に係合可能なクランプ、又はユーザ１に係合可能であってユニット５０を着用可能にするクリップのような取り付け部分を含むことができる。

処理ユニット５０は、別のデバイスの一部とすることができる。例えば、処理ユニット５０は、センサ６１と一体形成されてセンサデータのより直接的な受信を可能にするか又は撮像デバイス６９と一体形成されて画像データのより直接的な受信（例えば、蛍光透視画像の実時間供給）を可能にすることができる。例えば、泌尿器科手順では、ユニット５０をバイタルモニタデバイスと一体形成して患者のバイタルに関するセンサデータ（例えば、ＥＫＧ信号）の直接受信を可能にするか又はフルオロスコープと一体形成して患者の蛍光透視画像を含む画像データの直接受信を可能にすることができる。処理ユニット５０は、別のデバイスに対する周辺付属品とすることができる。例えば、メモリ５２及びプロセッサ５３は、ＵＳＢスティックに収容することができ、送受信機５５は、ＷｉＦｉプロトコル及び／又はＵＳＢプロトコルを用いて１又は２以上のデバイスとの通信を確立するように構成することができる。処理ユニット５０は、本明細書に説明するあらゆるデバイス内に同じく組み込むことができる。

本明細書に説明する処理ユニット５０の多くの機能は、１又は２以上のコンピュータアプリケーションによって実施することができる。これらのアプリケーションのいくつかの部分は、メモリ５２上に格納することができる。データソース６７は、コンピュータアプリケーションの全て又は一部を提供及び／又は実行することによって処理ユニット５０及び／又はメモリ５２の機能を高めるために使用することができる。一部の態様では、データソース６７は、処理ユニット５０によるコンピュータアプリケーションの選択を拡張し、そのようなアプリケーションの既存の開発を支援するように構成されたアプリケーションストアとして機能することができる。処理ユニット５０と通信している各デバイスの様々な機能は、この選択を案内することができる。例えば、データソース６７は、メモリ５２上にローカルに格納され、処理ユニット５０と通信しているあらゆるデバイスの機能を識別するように構成されたコンピュータアプリケーションを提供及び／又は更新し、センサ６１、処置デバイス６２、及び／又は撮像デバイス６９のあらゆる組合せを含むユニット５０と通信している１又は２以上のデバイスの複合機能を利用するように構成された特殊アプリケーションを提供し、本明細書に説明する診断及びフィードバック制御法を含むプロセッサ５３のローカル機能を別途超えることになる解析アプリケーションを実行し、手術室の環境制御、在庫の追跡及び管理、手術室モニタのためのアプリケーションのような第三者コンピュータアプリケーションによって提供されるあらゆる機能にアクセスするために使用することができる。

１又は２以上の処置デバイス６２は、Ｂｏｓｔｏｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃによって商標名ＬｉｔｈｏＶｕｅ（登録商標）の下で販売されているあらゆる尿管スコープのような非侵襲的手順での使用に向けて構成されたスコープ７０を含む（又はそれを用いて送出する）ことができる。例えば、図６Ａに示すように、スコープ７０は、近位端７２Ｐと遠位端７２Ｄの間を延びるスコープ本体７２と、端部７２Ｄから遠位に延びるスコープシース７４とを含むことができる。作動チャネル７７が、スコープ本体７２上のポート７３からスコープ本体７２及びスコープシース７４を通って延びてシース７４の遠位端７４Ｄから延びて出ることができ、作動チャネル７７を通じた処置部位３２への１又は２以上の処置デバイス６２の送出を可能にする（例えば、図３）。１又は２以上のソース要素６８からの流体を作動チャネル７７を通して部位３２に送出することができる。同じく図６Ａに示すように、スコープ７０は、ステアリング可能部分７５のようなシース７４の一部分を作動させるように構成された１又は２以上のスコープアクチュエータ７１と、スコープ本体７２（チャネル７７の内側又は外側）に対して別のデバイス（例えば、細長ツール又はレーザファイバ）を移動するように構成された送出機構７６とを更に含むことができる。あらゆるセンサ６１、処置デバイス６２、及び／又は撮像デバイス６９は、シース７４の遠位端７４Ｄ上に設置することができる。例えば、図６Ａの遠位端７４Ｄは、撮像要素７８とロケータビーコン７９とを含む。スコープ７０に関する例示的な使用に対しては後に説明する。

図１には、例示的入力デバイス８０は、処理ユニット５０を通してディスプレイ１０を作動させるように構成されたものとして示している。図示のように、入力デバイス８０は、送受信機８２とディスプレイアクチュエータ８４とを含むことができる。送受信機８２は、送受信機５５と同様に、入力デバイス８０と処理ユニット５０の間の通信を有線又は無線のあらゆる公知の技術を用いて確立して維持するように構成することができる。ディスプレイアクチュエータ８４は、ユーザ発生信号に応答してディスプレイ１０を作動させるのに利用することができる。例えば、図１に示すように、ディスプレイアクチュエータ８４は、リモート制御器又はコンピュータマウスのようなユーザ発生触覚信号に応答してディスプレイ１０を作動させるように構成された複数のボタンを含むことができる。この例では、ディスプレイアクチュエータ８４は、１又は２以上のスコープアクチュエータ７１に隣接するように配置され、スコープアクチュエータ７１及びディスプレイアクチュエータ８４の片手使用を可能にする。

送受信機８２及び／又はディスプレイアクチュエータ８４は、スコープ本体７２上に装着することができる。例えば、図１では、送受信機８２及びアクチュエータ８４は、スコープ本体７２の近位端７２Ｐに着脱可能に装着された入力モジュール８８に取り付けられている。この構成では、入力モジュール８８は、複数のスコープ７０と共に入れ替える及び／又は交換可能に使用することができ、ユーザ１に入力デバイス８０を交換、アップグレード、及び／又はカスタム化する機会を与える。

本明細書に説明するように、基本システム１００は、本明細書に説明するあらゆるデバイスの機能を個々に及び／又は組合せで利用することによって手術室での利益をもたらすように固有に構成することができる。例えば、処理ユニット５０を利用してこれらのデバイスを作動させるための様々なコンピュータアプリケーション（例えば、データソース６７からの）を取得する及び／又はそれにアクセスすることにより、各デバイスの機能を利用及び／又は拡張するように、及び／又はこれらの機能の新しい組合せを発生させるようにシステム１００を更に構成することができる。更に別の例として、アプリケーションストア（例えば、データソース６７）を提供することにより、システム１００は、医療の進歩を追求する医師及び技術の進歩を追求するソフトウエア開発者を含む優れた開発集団によってこれらのコンピュータアプリケーションの開発及びサポートを促進する。システム１００の様々な利益は、泌尿器科手順のような手順の術前ステージ、術中ステージ、及び術後ステージの間にもたらすことができる。次に、方法２００、３００、及び４００に関して多くの例示的な利益を説明する。

最初に、基本システム１００に関する例示的な使用を術前の方法とすることができる方法２００に関して説明する。図２Ａに示すように、方法２００は、（２１０）患者に関連付けられたデータを処理ユニット５０で受信する段階と、（２２０）患者に対する処置を処理ユニット５０によって決定する段階と、（２３０）（ｉ）処理ユニット５０と通信しており、かつ（ｉｉ）処置を実行するように作動可能である１又は２以上の処置デバイス６２に関連付けられた制御設定値を処理ユニット５０によって識別する段階と、（２４０）制御設定値と少なくとも１つのデータビューとを含むようにディスプレイ１０を処理ユニット５０によって発生させる段階とを含むことができる。

方法２００は、１又は２以上のデータソースからデータを受信するための中間段階を含むことができる。上述のように、ディスプレイ１０は、（ｉ）画像データ、（ｉｉ）センサデータ、及び（ｉｉｉ）幾何学データというデータタイプのうちの１又は２以上を含む患者に関連付けられたあらゆるデータに基づくとすることができ、処理ユニット５０は、ローカル又はリモートのあらゆるデータソースから実時間で又は事前にデータを受信するように構成することができる。従って、受信する段階２１０は、処理ユニット５０とデータソースの間に通信を確立するのに必要とされるあらゆる中間段階を含むいずれかのデータソースからデータを受信する段階を含むことができる。例えば、段階２１０は、データソース６７との通信を確立する段階と、そこからデータを取得する段階とを含むことができる。

受信する段階２１０は、データ収集段階を含むことができる。例えば、受信する段階２１０は、手順に先だって１又は２以上の撮像ソース６９によって画像データ（例えば、Ｘ線画像）を発生させる段階、撮像ソース６９及び／又はデータソース６７上に画像データを格納する段階、及び／又はソース６９及び／又は６７から画像データを取得する段階を含むことができる。画像データを実時間で受信すべきである場合に、受信する段階２１０は、撮像デバイス６９（例えば、スコープ７０の撮像要素７８）との通信を確立する段階と、そこから画像データを受信する（例えば、実時間ビデオフィードとして）段階とを含むことができる。センサデータは、１又は２以上のセンサ６１から同じく取得することができ、従って、受信する段階２１０は、１又は２以上のセンサ６１との通信を確立する段階と、これらのセンサ６１からセンサデータを受信する段階とを含む。例えば、センサ６１は、センサデータを出力するように各々が構成された超音波変換器、圧力センサ、光センサ、照射センサ、又は類似のセンサのうちの１又は２以上を含むことができ、受信する段階２１０は、データを受信する段階を含む。

受信する段階２１０で幾何学データを受信するか又は発生させることができる。例えば、患者又はその一部分の３次元モデルを含む幾何学データを手順に先だって発生させてデータソース６７上に格納することができ、従って、受信する段階２１０は、データソース６７から３次元モデルを受信する段階と、３次元モデルから少なくとも１つのビューを選択する段階とを含む。処理ユニット５０は、上述した画像又はセンサデータのような患者に関連付けられたデータから３次元モデルを発生させるように構成されたグラフィックモジュール５７（例えば、図５）を含むことができる。従って、受信する段階２１０は、患者に関連付けられた画像又はセンサデータを受信する段階と、これらのデータに基づいてグラフィックモジュール５７によって３次元モデルを発生させる段階とを含むことができる。例えば、画像データは、各々が様々な位置及び／又は角度で撮影された患者の複数のＸ線画像を含むことができ、受信する段階２１０は、腎臓（例えば、図３）の場所のような患者の１又は２以上の基準点に対して複数のＸ線画像を貼り合わせることによって３次元モデルを発生させる段階を含むことができる。更に別の例として、センサデータは、患者を通って延びる経路（例えば、図３の経路２２）の局所表現を出力するように構成された超音波変換器からの出力を含むことができ、段階２１０は、局所表現を組み合わせることによって３次元モデルを発生させる段階を含むことができる。

段階２１０は、１又は２以上のコンピュータアプリケーションを用いて３次元モデルを発生させる段階を含むことができる。例えば、受信する段階２１０は、画像及び／又はセンサデータを用いて患者の３次元モデルを発生させるように構成されたコンピュータアプリケーションを識別するためにこれらのデータを解析する段階と、識別されたアプリケーションをデータソース６７から取得する段階と、このアプリケーションを用いてこれらのデータから３次元モデルを発生させる段階とを含むことができる。例えば、グラフィックモジュール５７は、メモリ５２に対してローカル又はリモートに格納された画像及び／又はセンサデータを用いてこのコンピュータアプリケーションを実行するように構成することができる。

方法２００は、３次元モデルを強化するのに利用することができる。例えば、受信する段階２１０は、処理ユニット５０と通信している１又は２以上のセンサ６１及び／又は撮像ソース６９の機能を識別する段階と、識別された機能を用いて３次元モデルに対する層を発生させるように構成された１又は２以上のコンピュータアプリケーションを識別する段階と、これらの層をモデル内に組み込む段階とを含むことができる。例えば、泌尿器科手順では、段階２１０は、センサ６１及びデバイス６９の機能を識別する段階と、識別された機能を用いて処置部位３２にある各結石の場所及び特性をマッピングするように構成された結石識別アプリケーションを識別する段階と、この結石識別アプリケーションを用いてマッピングされた場所及び特性を含む層を発生させる段階と、この層をマップビュー３０内に組み込む段階とを含むことができる。更に別の例を下記で説明する。

決定する段階２２０は、中間計画段階を含むことができる。例えば、図３に示すように、段階２２０は、選択部分３０Ａ及び計画部分３０Ｂを含むようにマップビュー３０を拡張する段階を含むことができる。選択部分３０Ａは、患者の３次元モデルに基づくものであり、かつ処置部位３２を識別するように作動可能とすることができ、計画部分３０Ｂは、計画部分３０Ａに基づくものであり、かつ処置部位３２の特性及びそれに対する可能な処置を識別するように作動可能とすることができる。例えば、図３では、４つの例示的な処置部位３２Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、及び３４Ｄが選択部分３０Ａ内で識別されており、計画部分３０Ｂは、各処置部位３２Ａ〜３２Ｄに対する可能なレーザエネルギ処置のリスト３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、及び３４Ｄを含む。従って、段階２２０は、処置部位３２を識別する段階と、部位３２において１又は２以上の物体（例えば、腎臓結石）の場所を決定する段階と、場所が決定された各物体の組成を決定する段階と、組成に基づいて可能な処置のリストを発生させる段階とを更に含むことができる。

決定する段階２２０の態様は、表示デバイス６０を用いた作動部分３０Ａに対する第１の触覚信号、及び／又は入力デバイス８０を用いた作動部分３０Ｂに対する第２の触覚信号のようなユーザ発生信号に応答するとすることができる。決定する段階２２０のいずれかの部分を実施するのにコンピュータアプリケーションを使用することができる。例えば、各処置部位３２Ａ〜３２Ｄにおいて画像及び／又はセンサデータに基づいて結石を自動的に識別してその場所を決定するために上述した結石識別プログラムを使用することができる。段階２２０でのいずれかの点で、追加情報３５（例えば、手順註記）を各処置部位３２Ａ〜３２Ｄ及び／又は可能な処置３４Ａ〜３４Ｄのリストに自動及び／又は手動で関連付けることができる。

段階２２０は、中間構成段階を含むことができる。例えば、本明細書に説明する他の方法段階の場合と同様に、決定する段階２２０は、処理ユニット５０と通信している１又は２以上のセンサ６１の機能を識別する段階、識別された機能を利用するように構成された１又は２以上のコンピュータアプリケーションを識別する段階、及び／又は１又は２以上のコンピュータアプリケーションを取得する段階を含むことができる。例えば、泌尿器科手順では、段階２２０は、処置部位３２において熱及び放射線を検出するように構成されたあらゆるセンサ６１の機能を識別する段階と、検出された熱及び放射線に応答してレーザエネルギの放出を制御するように構成されたレーザ処置アプリケーションを識別する段階と、このレーザ処置アプリケーションをデータソース６７から取得する段階とを含むことができる。本明細書に説明するあらゆるデバイスに対して、同様に構成された段階を実施することができる。追加の構成段階は、計画ビュー３４Ａ〜３４Ｄを更新する段階、上述のコンピュータアプリケーションに対する追加の入力を取得する段階、及び／又は表示デバイス６０及び／又は入力デバイス８０を用いて可能な処置を選択するか又はこの選択を可能にする段階を含むことができる。

識別する段階２３０は、１又は２以上の処置デバイス６２に対する制御設定値を受信するための中間段階を含むことができる。制御設定値は、各デバイス６２から直接受信することができる。例えば、段階２３０は、処理ユニット５０との通信を確立するために実施されるハンドシェイク処理中に各処置デバイス６２から制御設定値を直接受信する段階を含むことができる。一部の態様では、制御設定値は、１又は２以上のデータソース６７から取得することができる。例えば、段階２３０は、各処置デバイス６２からデバイス識別子を取得する（例えば、ハンドシェイク処理中に）段階と、このデバイス識別子をデータソース６７に送出する段階と、そこから制御設定値を受信する段階とを含むことができる。デバイス識別子は、追加の設定値の開発を促進するために使用することもできる。例えば、識別子は、新しい制御設定値を開発するために第三者開発者を利用することができるデバイス仕様に関連付けることができ、処理ユニット５０は、これらの開発資料をソース６７を通じた即時使用に向けて利用可能にするように構成することができる。

制御設定値を決定するためにコンピュータアプリケーションを使用することができる。例えば、識別する段階２３０は、処理ユニット５０と通信している１又は２以上の処置デバイス６２の機能を識別する段階、識別された機能に基づいて手順固有の制御設定値セットを発生させるように構成された１又は２以上のコンピュータアプリケーションを識別する段階、及び／又は１又は２以上のコンピュータアプリケーションを取得する段階を含むことができる。例えば、泌尿器科手順では、識別する段階２３０は、処置部位３２に流体を送出するように構成された流体ソースの機能を識別する段階、この流体ソースを制御するための制御設定値を発生させるように構成された泌尿器科固有の流体管理アプリケーションを識別する段階、及び／又はこの流体管理アプリケーションをデータソース６７から取得する段階を含むことができる。このようにして新しい機能及び／又は複合機能をもたらすことができる。例えば、段階２３０は、特定の処置を実行するために第１の処置デバイス６２を第２の処置デバイス６２と共に作動させるための制御設定値をこれらのコンピュータアプリケーションを利用して発生させることができる。上述の泌尿器科の例に合わせて、段階２３０は、処置部位３２にレーザエネルギを放出するように構成されたレーザソースの機能を識別する段階と、処置を実行するためにこのレーザソースをこの流体ソースと共に制御するための制御設定値を発生させるように構成された処置アプリケーションを識別する段階と、この処置アプリケーションをデータソース６７から取得する段階とを更に含むことができる。

発生させる段階２４０は、ディスプレイ１０を発生させるための中間段階を含むことができる。一部の態様では、段階２４０は、ディスプレイ１０の少なくとも１つのビュー内で処置デバイス６２の場所２４（例えば、図４Ａ）を識別する段階と、この少なくとも１つのビュー内で識別された場所２４の移動を追跡する段階とを含むことができる。場所２４を識別するのにスコープ７０のロケータビーコン７９を使用することができる。例えば、図５に示すように、処理ユニット５０は、ロケータビーコン７９を識別して追跡するように構成された追跡モジュール５８を含むことができ、従って、段階２４０は、モジュール５８とビーコン７９の間に通信を確立する段階と、それを用いて場所２４を識別する段階とを含む。段階２４０においてロケータビーコン７９を用いて又は用いずに場所２４を確立するために、１又は２以上のセンサ６１及び／又は１又は２以上の撮像デバイス６９を利用することができる。例えば、スコープ７０のシース７４の一部分は、フルオロスコープを用いて追跡することができる放射線不透過性材料を含むことができる。表示デバイス６０での使用に向けてディスプレイ１０を構成するための追加の段階を実施することができる。

次に、システム１００に関する他の使用を手術中の方法とすることができる図２Ｂの方法３００に関して説明する。図示のように、方法３００は、（３１０）処置デバイス６２に対する制御設定値（例えば、制御ビュー４０）を含むディスプレイ１０と患者に関連付けられたデータの少なくとも１つのビュー（例えば、ナビゲーションビュー２０又はマップビュー３０）とを処理ユニット５０によって発生させる段階と、（３２０）（ｉ）処置部位３２、（ｉｉ）処置部位３２への経路２２、及び（ｉｉｉ）経路２２上の処置デバイス６２の場所２４の描写を少なくとも１つのビューの上に処理ユニット５０によって重ねる段階と、（３３０）ディスプレイ１０に応答して処置デバイス６２を経路２２に沿って移動し、場所２４が処置部位３２に到達するまでこれらの移動に応答してディスプレイ１０を処理ユニット５０によって継続的に更新する段階と、（３４０）制御設定値に応答して入力を処理ユニット５０によって取得する段階と、（３５０）入力と制御設定値とに従ってデバイス６２を処理ユニット５０によって作動させる段階とを含むことができる。

発生させる段階３１０は、方法２００の発生させる段階２４０に関して上述したいずれかの段階を含むディスプレイ１０を構成するための中間段階を含むことができる。例えば、発生させる段階３１０は、場所２４を識別する段階、追跡モジュール５８とロケータビーコン７９の間に通信を確立する段階、及び／又は１又は２以上の表示デバイス６０での使用に向けてディスプレイ１０を構成する段階を含むことができる。

重ねる段階３２０は、ディスプレイ１０を拡張するのに利用することができる。例えば、図４Ａのナビゲーションビュー２０は、患者の蛍光透視画像から発生された背景層を含むことができる。この例では、重ねる段階３２０は、処置部位３２、経路２２、及び場所２４のグラフィック描写を含む前景層を発生させる段階と、この前景層を背景層の上に重ねる段階とを含むことができる。別の例は、３次元モデルのビューから発生された背景層と、経路２２及び処置部位３２Ａ〜３２Ｄのグラフィック描写を含む前景層とを含む図４Ｂのマップビュー３０によって提供している。経路２２及び処置部位３２Ａ〜３２Ｄの場所は、段階３２０で決定することができる。例えば、経路２２及び処置部位３２の場所は、上述した方法２００の段階２２０を用いて決定することができ、及び／又はこの目的で処理ユニット５０がコンピュータアプリケーションを取得することができる。上述のように、場所２４を確立して追跡するために、ロケータビーコン７９、センサ６１、及び／又は撮像デバイス６９を使用することができる。

重ねる段階３２０は、ディスプレイ１０の一部分を選択又は「タグ付け」するための中間段階を含むことができる。背景層がスコープ７０の撮像要素７８によって出力されたビデオフィードから発生され、前景層が経路２２の内部面のワイヤフレーム描写を含む一例を図４Ｂに提供している。この例では、段階３２０は、複数の面区域２６を定めるために経路２２の内部面の上にワイヤフレームグリッド２５を重ねる段階と、面区域２６の１又は２以上を選択する段階と、ナビゲーションビュー２０及び／又はマップビュー３０内で選択区域を識別する段階とを含むことができる。段階３２０では、１又は２以上の面区域２６を自動的にタグ付けするために１又は２以上のセンサ６１を使用することができる。例えば、段階３２０は、各面区域２６を走査する段階と、予め決められた走査基準を満たす各面区域２６をタグ付けする段階とを更に含むことができる。例えば、泌尿器科手順では、重ねる段階２３０は、結石と結石を取り囲む組織との間で区別するために各面２６をセンサ６１によって走査する段階と、予め決められた最大値よりも大きい結石密度を有する各区域２６をタグ付けする段階とを含むことができる。上記と同様に、処理ユニット５０は、センサ６１、撮像デバイス６９、又は類似のデバイスによって各面区域２６を走査する段階のような段階３２０の態様を実行するように作動可能な１又は２以上のコンピュータアプリケーションを取得するように更に構成することができる。

移動する段階３３０は、ディスプレイ１０を用いて処置デバイス６２の移動を案内するための中間段階を含むことができる。例えば、図４Ｂに示すように、段階３３０は、処置部位３２Ａ〜３２Ｄのうちの１つに向う経路２２を定める段階と、場所２４の移動を追跡することによって経路２２に沿って処置デバイス６２を移動する段階とを含むことができる。処置デバイス６２を移動し、同時に移動に応答してディスプレイ１０を更新するために、処理ユニット５０とビーコン７９、１又は２以上のセンサ６１、又は他の追跡手段との間の連続通信を必要とする場合がある。従って、段階３３０は、そのような通信を確立するための中間段階を更に含むことができる。

移動する段階３３０は、スコープ７０及び／又は送出機構７６を作動させるための中間段階を更に含むことができる。例えば、図６Ａに示すように、スコープ７０は、シース７４のステアリング部分７５を操作するように構成されたスコープアクチュエータ７１と、スコープ７０に対してレーザファイバのような処置デバイスを移動するように構成された送出機構７６とを含む。アクチュエータ７１及び／又は送出機構７６は電気アクチュエータを含むことができ、従って、方法段階３３０は、ディスプレイ１０及び／又は入力デバイス８０から移動信号を受信する段階と、この移動信号に従ってこれらの電気アクチュエータを作動させることによってデバイス６２を経路２２に沿って部位３２に向けて移動する段階とを含む。上記と同様に、運動信号を発生させるのに１又は２以上のコンピュータアプリケーションを使用することができ、従って、段階３３０は、アクチュエータ７１及び／又は送出機構７６に関する移動機能を識別し、これらの機能を用いて処置デバイス６２を移動するように構成された１又は２以上のコンピュータアプリケーションを識別するためのいずれかの中間段階を更に含む。例えば、泌尿器科手順では、１つのコンピュータアプリケーションは、経路２２に関連付けられた幾何学データを運動信号に変換し、この運動信号に基づいてアクチュエータ７１及び／又は機構７６を作動させることによってデバイス６２を経路２２を通して自動的に移動するように構成することができる。

取得する段階３４０は、処置デバイス６２（又は本明細書に説明する他のデバイス）を作動させるのに必要な全ての入力を取得するのに利用することができる。例えば、取得する段階３４０は、聴覚信号、触覚信号、及び視覚信号のうちの少なくとも１つを含む入力をユーザ１から受信する段階と、この入力を制御信号に変換する段階と、この制御信号を出力する段階とを含むことができる。各信号は、ユーザ発生信号、及び／又は処置のタイプ、電力レベル、回数、又は類似の量に固有の信号とすることができる。一部の態様では、ディスプレイ１０及び／又は入力デバイス８０は、入力を受信するように構成することができる。例えば、制御ビュー４０は、表示デバイス６０に出力することができ、ディスプレイアクチュエータ８４の構成は、類似の触覚信号を受信するためにディスプレイ１０又は入力デバイス８０のいずれかを利用することができるように制御ビュー４０の構成に対応することができる。１又は２以上のセンサ６１は、入力を受信するように構成することができる。例えば、センサ６１は、ディスプレイアクチュエータ８４及び／又はユーザ１の一部分の移動を追跡することによって視覚信号を受信するように構成された移動センサを含むことができる。

取得する段階３４０は、制御信号を修正するための中間段階を含むことができる。例えば、取得する段階３４０は、処置部位３２にある物体を識別する段階と、識別された物体の特性を１又は２以上のセンサ６１を用いて決定する段階と、決定された特性に基づいて制御信号を修正する段階とを含むことができる。段階３４０の範囲であらゆる特性を決定して利用することができ、これらの決定を行う上であらゆる個数のコンピュータアプリケーションを使用することができる。一例を図４Ｃに描写しており、この例は、撮像要素７８によって部位３２Ａにある結石の接写ビューを含むように発生された背景層と、センサ６１によって結石負荷尺度３５（例えば、部位３２Ａにある各結石の外形として示す）、結石サイズ３６の測定値（例えば、各結石の中心に対する測定値として示す）、及び／又は結石タイプの表示（例えば、各結石の場所にあるか又はそれに隣接するインジケータとして示す）を含むように発生された前景層とを含む。この例では、センサ６１は、体内又は体外に位置付けられた超音波変換器を含むことができ、結石負荷尺度３５、結石サイズ３６、及び／又は結石タイプは、処理ユニット５０により、変換器との併用に向けて構成された結石識別アプリケーションを用いて発生させることができる。従って、段階３４０は、結石負荷尺度３５、サイズ３６、及び／又はタイプに基づいて制御信号を修正する段階を含むことができる。他のアプリケーションを用いて他の特性に基づいて信号を修正することができる。

作動させる段階３５０は、処置エネルギを印加するのに利用することができる。方法３００でのこの時点で、制御設定値の全ては決定されたとすることができ、従って、段階３５０は、制御ビュー４０の起動スイッチ４２及び／又は入力デバイス８０のディスプレイアクチュエータ８４を用いて処置デバイス６２を起動する段階と、処置エネルギを処置部位３２にある物体に向けて放出する段階とを含む。上記と同様に、作動させる段階３５０は、中間修正段階を含むことができる。例えば、図４Ｂの制御ビュー４０を用いて、両方共に処置エネルギの特定の態様を調整するように構成された調節ボタン４５Ａ及び４５Ｂの操作によって段階３５０で処置エネルギを手動で調節することができる。例えば、泌尿器科手順では、処置デバイス６２は、レーザエネルギを送出するように構成することができ、調節ボタン４５Ａを用いてレーザエネルギに関する電力レベルを制御することができ、調節ボタン４６Ａを用いてレーザエネルギの周波数、パルス速度、又は他の特性を制御することができる。

方法３００は、センサ６１によって発生されたフィードバック信号に応答して処置デバイス６２の出力を修正するフィードバック制御ループのような１又は２以上の処置デバイス６２に対する制御ループを確立するのに利用することができる。例えば、作動させる段階３５０は、１又は２以上のセンサ６１を用いてターゲット物体の特性を決定する段階と、決定された特性に基づいて処置エネルギを修正する段階とを含むことができる。例えば、泌尿器科手順では、処置デバイス６２は、処置部位３２に位置する結石に向けてレーザエネルギを放出するように構成することができ、作動させる段階３５０は、結石及び／又は部位３２からのレーザエネルギの反射部分を受信する段階と、１又は２以上のセンサ６１を用いて反射部分を解析する段階と、センサ６１からの出力に応答してレーザエネルギを修正する段階とを含むことができる。この例では、フィードバック制御ループは、結石が破壊されたことをセンサ６１からの出力が示した場合／時にレーザエネルギの放出を停止又は漸減することによって望ましくない組織損傷を防止することができる。本明細書に説明するあらゆるデバイスに対して類似の制御ループを確立することができる。上述の泌尿器科の例を続けると、ソース要素６８は、流体又は薬剤ソースを含むことができ、段階３５０は、センサ６１のうちの１つを用いて内圧又は照射レベルのような部位３２の特性を解析する段階と、センサ６１からの出力に応答して流体又は薬剤の流量を修正する段階とを含むことができる。フィードバック制御ループを確立するのに１又は２以上のコンピュータアプリケーションを使用することができ、従って、作動させる段階３５０は、アプリケーションを識別、取得、及び利用するためのあらゆる中間段階を含むことができる。

ここでシステム１００に関する更に他の例示的な使用を手術後の方法とすることができる方法４００に関して説明する。例えば、図２Ｃに示すように、方法４００は、（４１０）実行された処置に関するデータを記録する段階と、（４２０）記録されたデータに基づいて１又は２以上の報告を発生させる段階と、（４３０）１又は２以上の報告をデータソース６７に出力する段階とを含むことができる。

記録する段階４１０は、例えば、方法２００及び３００の実施中に発生したあらゆるデータを記録するための中間段階を含むことができる。記録されたデータは、あらゆる形式を取ることができる。例えば、記録する段階４１０は、手順中のディスプレイ１０のビデオストリームを発生させ、それによってディスプレイ１０に対する各選択、入力、又は出力を記録する段階を含むことができる。ディスプレイ１０は、患者に関連付けられたデータの少なくとも１つのビュー（例えば、ナビゲーションビュー２０及び／又はマップビュー３０）と、関連の制御設定値のビュー（例えば、制御ビュー４０）とを含むので、このビデオストリームを用いてユーザ１及び／又はシステム１００によるいずれかの回数の決定を記録保存することができる。記録データは、１又は２以上の患者モニタ６３（例えば、バイタルサインモニタ）、及び／又は１又は２以上の手術室モニタ６４（例えば、観察カメラ）によって発生されたあらゆるデータを含むことができる。例えば、段階４１０では、１つの手術室モニタ６４は、手術室内の各デバイスの使用及び／又は重量を追跡することによって手順中に使用される材料の量を記録するように構成することができる。

報告する段階４２０は、記録データを用いて様々な記録保存機能を実施するのに利用することができる。例えば、報告する段階４２０は、記録データを解析する段階と、そこから１又は２以上の報告を発生させる段階とを含むことができる。一態様では、１又は２以上の報告を利用して、例えば、手術室の利益をもたらすためにそのいずれかを利用することができる処置、処置時間、結果、及び類似の実施機能尺度を自動的に要約することによって手術室の効率を改善することができる。これらの報告は、在庫管理目的に使用することができる。例えば、報告する段階４２０は、手順中に使用された材料の量に基づいて報告を発生させる段階と、これらの材料の自動補充に向けてこの報告を第三者に送出する段階とを含むことができる。材料の量は、ユーザ入力から又は上述のように１又は２以上の手術室モニタ６４を用いて決定することができる。

送信する段階４３０は、記録データ及び／又は１又は２以上の報告を将来の使用に向けて記録保存するのに利用することができる。例えば、段階４３０は、記録データ及び／又は１又は２以上の報告をメモリ５２及び／又はデータソース６７に社会保障番号のような患者の電子医療記録に関する参照番号のような患者識別子と共に送る段階を含むことができる。記録データ及び／又は１又は２以上の報告の一部分は、様々な統計報告での使用に向けて患者識別子を伴わずにデータソース６７に出力することができる。

ここでシステム１００の追加の態様を両方共に処理ユニット５０を通してディスプレイ１０を作動させるように構成された図６Ｂの入力デバイス１８０及び図７の入力デバイス２８０に関して説明する。図６Ｂに示すように、入力デバイス１８０は、送受信機１８２と、第１のディスプレイアクチュエータ１８４と、第２のディスプレイアクチュエータ１８８とを含むことができる。送受信機１８２は、入力デバイス１８０と処理ユニット５０の間の通信を有線又は無線のあらゆる公知の技術を用いて確立して維持するように構成することができる。第１及び第２のディスプレイアクチュエータ１８４及び１８８は、ユーザ１からの入力に応答してディスプレイ１０を作動させるように構成される。図６Ｂに示すように、第１のアクチュエータ１８４は、ディスプレイアクチュエータ８４と同様に、スコープ本体７２上に装着された複数のボタンを含むことができ、ディスプレイ１０の全般的な制御を可能にし、それに対して第２のディスプレイアクチュエータ１８８は、タッチ感知画面を含むことができ、ディスプレイ１０の特殊制御を可能にする。例えば、図６Ｂでは、処置エネルギ（例えば、レーザエネルギ）を起動するための様々な手段は、制御ビュー４０を用いて描くことができ、一方、処置エネルギを修正するための様々な手段は、第２のアクチュエータ１８８を用いて描くことができる。別の例では、制御ビュー４０を様々な処置デバイス６２に対する制御設定値の間で切換可能にすることができ、それに対して第２のアクチュエータ１８８は、１つのデバイスに対する制御設定値特定のままに留まる。

入力デバイス２８０の態様は、滅菌野でのディスプレイ１０のハンズフリー作動に向けて構成することができる。例えば、図７に示すように、入力デバイス２８０は、聴覚センサ２８４、動作センサ２８６、及び／又は視覚センサ２８８のうちの１又は２以上のようなセンサ６１の一部分を含むことができる。図７では、１つの聴覚センサ２８４は、マスク３上に装着されたマイクロフォンであり、スイッチ４２に対応する起動指令のような音声指令を受信するように構成される。図示のように、動作センサ２８６は、手２の指に関連付けられてナビゲーションビュー２０をズームインするのに利用されるつまみ運動のような指の移動を追跡することによって視覚信号を受信するように構成された運動センサを含む。動作センサ２８６は、手２を視覚的に観察することによって手の合図を受信するように構成されたあらゆるタイプのカメラ又は運動センサを含むことができる。一態様では、センサ２８６は、マスク３、眼鏡４、又はユーザ１の別の部分の上に装着されて手２に視準されたカメラを含む。例えば、手２は、運動追跡パターンを有するグローブを含むことができ、センサ２８６は、パターンを認識し、それによって手２の相対移動を追跡することによって運動信号を出力するように構成することができる。

視覚センサ２８８は、あらゆるタイプの表示デバイス６０と共とそのいずれも作動可能とすることができるあらゆるタイプのカメラ又は運動センサを含むことができる。例えば、図７に示すように、表示デバイス６０は、眼鏡４上に装着されてディスプレイ１０をユーザ１の少なくとも一方の目の視野内に出力するように構成されたプロジェクタを含むことができる。プロジェクタは、図７の場合のようにディスプレイ１０を眼鏡４の内部面４Ｓ上に出力するか又は少なくとも一方の目の中に直接に出力すること、例えば、網膜内に直接に出力することができる。視覚センサ２８８は、眼球の移動を追跡することによって視覚信号を発生させるように構成された眼球移動センサを含むことができる。例えば、眼球をディスプレイ１０の一部分の上に予め決められた期間にわたって集中させることによって視覚選択信号を決定することができる。図７の眼鏡４の描写は例示的であり、ディスプレイ１０が見える状態に留まることを保証するのにあらゆるタイプのヘッドマウントを使用することができる。スコープ７０に係合可能なあらゆる装着構造と同じく天井マウント又は壁マウントを使用することができる。

本明細書に説明する手術室デバイス、方法、及びシステムの態様を用いて多くの利益をもたらすことができる。例えば、システム１００の態様は、望ましい成果を全く犠牲にすることなく手術室の効率を高め、手術室助手及び運用管理者に課せられる負担を軽減し、患者の安全性を改善するように構成することができる。本発明の開示により、一部の利益は、システム１００を手術室に対してローカル又はリモートな複数のデバイスと通信するように構成されたハブとして利用し、ディスプレイ１０を滅菌野の背後のような手術室内の位置からこれらのデバイスの少なくとも一部を制御するための１つの手段として発生させることによって実現することができる。他の利益は、患者に関連付けられたデータを発生させるためにいずれも使用することができるセンサ６１、処置デバイス６２、及び／又は撮像デバイス６９のようなシステム１００と通信している各デバイスの固有の機能に対処し、これらのデータを用いて患者の３次元モデルを生成又は修正し、データの一部分を解析し、及び／又は類似の機能を実施するようにシステム１００の機能を拡張することによって実現することができ、これらの段階のうちのいずれも、１又は２以上のコンピュータアプリケーションの使用によって更に拡張することができる。

本明細書で本発明の開示の原理を特定の用途に関する例示的態様に関して説明したが、本発明の開示はこれらの態様に限定されない。当業技術と本明細書に提供する教示へのアクセスとを有する当業者は、全てが本明細書に説明する態様の範囲に収まる追加の修正、用途、態様、及び均等物の置換を認識するであろう。従って、本発明の開示は、以上の説明によって制限されるように考えないものとする。

１ ユーザ
１０ ディスプレイ
４０ 制御ビュー
７２ スコープ本体
１００ 基本システム

Claims (15)

1. 患者に関連付けられたデータを処理ユニットで受信する段階と、
   前記患者に対する処置を前記処理ユニットを用いて決定する段階と、
   前記処理ユニットを用いて、（ｉ）該処理ユニットと通信しており、かつ（ｉｉ）前記処置を実行するように作動可能である１又は２以上の処置デバイスに関連付けられた制御設定値を識別する段階と、
   前記制御設定値と前記データの少なくとも１つのビューとを含むディスプレイを前記処理ユニットを用いて発生させる段階と、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記データは、前記患者の一部分の３次元モデルを含み、
   請求項１に記載の前記受信する段階は、
   データソースから前記３次元モデルを前記処理ユニットで受信する段階と、
   前記３次元モデルから前記少なくとも１つのビューを前記処理ユニットを用いて選択する段階と、
   を含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記データは、前記患者の画像を含み、
   請求項１に記載の前記受信する段階は、
   データソースから前記画像を前記処理ユニットで受信する段階と、
   前記画像から前記患者の３次元モデルを前記処理ユニットを用いて発生させる段階と、
   を含む、
   ことを特徴とする請求項１から請求項２のいずれか１項に記載の方法。
4. 請求項１に記載の前記決定する段階は、
   前記患者に対する可能な処置を前記処理ユニットを用いて識別する段階と、
   前記１又は２以上の処置デバイスが前記可能な処置のいずれかを実行するように作動可能であるか否かを前記処理ユニットを用いて決定する段階と、
   前記処理ユニットを用いて、前記１又は２以上の処置デバイスによって実行可能な前記可能な処置のリストを含むように前記ディスプレイを発生させる段階と、
   を更に含む、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の方法。
5. 請求項１に記載の前記識別する段階は、前記処理ユニットを用いて前記１又は２以上の処置デバイスから前記制御設定値を取得する段階を更に含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の方法。
6. 請求項１に記載の前記識別する段階は、
   前記１又は２以上の処置デバイスからデバイス識別子を前記処理ユニットで受信する段階と、
   前記デバイス識別子をデータソースに前記処理ユニットを用いて送出する段階と、
   前記データソースから前記制御設定値を前記処理ユニットで受信する段階と、
   を更に含む、
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記１又は２以上の処置デバイスは、前記処理ユニットと通信する第１の処置デバイスと該処理ユニットと通信する第２の処置デバイスとを含み、
   請求項１に記載の前記識別する段階は、
   前記第１の処置デバイスに対する第１の制御設定値と前記第２の処置デバイスに対する第２の制御設定値とを前記処理ユニットで受信する段階と、
   処置を実行するために連係方式で前記第１及び第２の処置デバイスを作動させるための１又は２以上のコンピュータアプリケーションを前記処理ユニットを用いて識別する段階と、
   を更に含む、
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記１又は２以上のコンピュータアプリケーションを識別する前記段階は、
   前記第１及び第２の制御設定値をデータソースに前記処理ユニットを用いて送出する段階と、
   前記１又は２以上のアプリケーションを前記データソースから受信する段階と、
   を含む、
   ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記ディスプレイの前記少なくとも１つのビューは、第２のビューとは異なる第１のビューを含み、
   請求項１に記載の前記発生させる段階は、
   前記１又は２以上の処置デバイスの遠位端を前記患者内に位置決めする段階と、
   前記処理ユニットを用いて前記第１及び第２のビュー内で前記遠位端を位置付ける段階と、
   を含む、
   ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の方法
10. 前記データは、前記患者の内部面の画像を含み、前記第１のビューは、該内部面を含み、
    方法が、
    前記処理ユニットを用いて、前記第１のビューに描かれた前記内部面の上にグリッドを重ねる段階と、
    前記処理ユニットを用いて、前記グリッドによって定められた１又は２以上の区域をタグ付けする段階と、
    前記処理ユニットを用いて前記第２のビュー内で１又は２以上の区域を位置付ける段階と、
    を含む、
    ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記処理ユニットを用いて該処理ユニットと通信する入力デバイスから入力を受信する段階と、
    前記処理ユニットを用いて前記入力及び前記制御設定値に従って前記１又は２以上の処置デバイスを作動させる段階と、
    を更に含み、
    前記入力は、聴覚信号、触覚信号、及び視覚信号のうちの少なくとも１つを含むユーザ発生信号である、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記処理ユニットを用いて前記患者内の物体を識別する段階と、
    前記処理ユニットを用いて前記少なくとも１つのビュー内で前記物体を位置付ける段階と、
    を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 請求項１に記載の前記発生させる段階は、少なくとも１つのセンサを用いて前記物体の特性を前記処理ユニットによって決定する段階を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記処理ユニットを用いて、前記特性に基づいて前記入力又は前記制御設定値を修正する段階を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 前記制御設定値及び前記入力を含む１又は２以上の報告を前記処理ユニットを用いて発生させる段階と、
    前記１又は２以上の報告を前記処理ユニットを用いて出力する段階と、
    を更に含むことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の方法。

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