JP2020532383A - 手術ロボットシステムのためのカメラ制御 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (40)
- 手術ロボットシステムであって、
コンピューティング装置と、
複数のロボットアセンブリであって、前記複数のロボットアセンブリのうちの各ロボットアセンブリが、ロボットアームを含み、
前記複数のロボットアセンブリのうちの第1のロボットアセンブリのロボットアームが、画像捕捉装置に結合され、
前記第1のロボットアセンブリとは異なるロボットアセンブリの少なくともサブセットのロボットアームが、手術器具に結合される、複数のロボットアセンブリと、
複数のハンドルを含む外科医コンソールであって、前記複数のハンドルのうちの各ハンドルが、手術器具に結合されたロボットアームを含むロボットアセンブリに通信可能に結合され、前記外科医コンソールが、前記複数のハンドルのうちの少なくとも1つのハンドルの移動に関連するデータを含む1つ以上のパケットを、コンピューティング装置に送信するように構成されている、外科医コンソールと、を備え、
前記コンピューティング装置が、少なくとも1つのハンドルの前記移動に関連する前記データに少なくとも部分的に基づいて、前記画像捕捉装置の新しい位置を計算し、かつ前記画像捕捉装置を前記新しい位置に移動させる命令を、前記第1のロボットアセンブリに送信するように構成されている、手術ロボットシステム。 - 少なくとも1つのハンドルの前記移動に関連する前記データが、前記少なくとも1つのハンドルが進行した距離に関連するデータを含み、前記画像捕捉装置の前記新しい位置が、前記少なくとも1つのハンドルが進行した前記距離に関連する前記データに少なくとも部分的に基づいて計算される、請求項1に記載の手術ロボットシステム。
- 前記画像捕捉装置の前記新しい位置が、前記少なくとも1つのハンドルが進行した前記距離に関連する前記データ、および前記少なくとも1つのハンドルが進行した前記距離に適用される倍率に少なくとも部分的に基づいて計算される、請求項2に記載の手術ロボットシステム。
- 前記距離に適用される前記倍率が、複数の倍率のうちのものであり、前記複数の倍率のうちの各倍率が、移動の方向に関連付けられている、請求項3に記載の手術ロボットシステム。
- 前記コンピューティング装置が、前記少なくとも1つのハンドルが進行した方向に少なくとも基づいて、前記倍率を選択するようにさらに構成されている、請求項4に記載の手術ロボットシステム。
- 少なくとも1つのハンドルの前記移動に関連する前記データが、前記少なくとも1つのハンドルが進行した方向に関連するデータを含み、前記画像捕捉装置の前記新しい位置が、前記少なくとも1つのハンドルが進行した前記方向に関連する前記データに少なくとも部分的に基づいて計算される、請求項1に記載の手術ロボットシステム。
- 前記画像捕捉装置の現在位置に対する前記画像捕捉装置の前記新しい位置の方向が、前記少なくとも1つのハンドルが進行した方向と同じ方向である、請求項6に記載の手術ロボットシステム。
- 前記コンピューティング装置は、前記少なくとも1つのハンドルの前記移動の速度が移動閾値よりも大きいという決定に応じて、前記画像捕捉装置の前記新しい位置を計算するようにさらに構成されている、請求項1に記載の手術ロボットシステム。
- 前記コンピューティング装置は、前記少なくとも1つのハンドルの前記移動の速度が顕著な移動閾値よりも小さいという決定に応じて、前記画像捕捉装置の前記新しい位置を計算するようにさらに構成されている、請求項1に記載の手術ロボットシステム。
- 前記コンピューティング装置は、カルマンフィルタを使用して、前記少なくとも1つのハンドルの前記移動の前記速度が顕著な移動閾値よりも小さいかどうかを決定するようにさらに構成されている、請求項9に記載の手術ロボットシステム。
- 前記コンピューティング装置は、ローパスフィルタを使用して、前記少なくとも1つのハンドルの前記移動の前記速度が顕著な移動閾値よりも小さいかどうかを決定するようにさらに構成されている、請求項9に記載の手術ロボットシステム。
- 手術ロボットシステムであって、
コンピューティング装置と、
複数のロボットアセンブリであって、前記複数のロボットアセンブリのうちの各ロボットアセンブリが、ロボットアームを含み、
前記複数のロボットアセンブリのうちの第1のロボットアセンブリのロボットアームが、画像捕捉装置に結合され、
前記第1のロボットアセンブリとは異なるロボットアセンブリの少なくとも1つのサブセットのロボットアームが、手術器具に結合される、複数のロボットアセンブリと、を備え、
前記手術器具に結合された前記ロボットアームを有するロボットアセンブリの前記少なくとも1つのサブセットが、前記手術器具に結合された前記ロボットアームの運動学的データを、前記コンピューティング装置に送信するように構成され、
前記コンピューティング装置が、前記手術器具に結合された前記ロボットアームの前記運動学的データに少なくとも部分的に基づいて、前記画像捕捉装置の新しい位置を計算し、かつ前記画像捕捉装置を前記新しい位置に移動するための命令を、前記第1のロボットアセンブリに送信するように構成されている、手術ロボットシステム。 - 前記コンピューティング装置が、前記ロボットアームに結合された前記手術器具の各々の以前の位置を識別し、かつ前記手術器具の各々の前記以前の位置および前記受信された運動学的データに少なくとも部分的に基づいて、前記画像捕捉装置の前記新しい位置を計算するようにさらに構成されている、請求項12に記載の手術ロボットシステム。
- 前記コンピューティング装置が、
前記手術器具の各々の以前の位置および新しい位置に基づいて、前記手術器具の各々の位置の変化を計算し、
前記画像捕捉装置の現在の位置を識別し、
前記画像捕捉装置の前記現在の位置および前記手術器具の各々の位置の前記変化に少なくとも部分的に基づいて、画像捕捉装置の前記新しい位置を計算するようにさらに構成されている、請求項12に記載の手術ロボットシステム。 - 手術ロボットシステムであって、
コンピューティング装置と、
複数のロボットアセンブリであって、前記複数のロボットアセンブリのうちの各ロボットアセンブリが、ロボットアームを含み、
前記複数のロボットアセンブリのうちの第1のロボットアセンブリのロボットアームが、画像捕捉装置に結合され、前記画像捕捉装置が、1つ以上の画像を捕捉するように構成され、前記第1のロボットアセンブリが、前記1つ以上の捕捉された画像を前記コンピューティング装置に送信するように構成され、
前記第1のロボットアセンブリとは異なるロボットアセンブリの少なくとも1つのサブセットのロボットアームが、手術器具に結合される、複数のロボットアセンブリと、を備え、
前記コンピューティング装置が、前記1つ以上の画像内の前記手術器具を識別し、前記識別された手術器具に基づいて相対的な関心点を識別し、前記相対的な関心点に少なくとも部分的に基づいて前記画像捕捉装置の新しい位置を計算し、前記画像捕捉装置を前記新しい位置に移動するための命令を前記第1のロボットアセンブリに送信するように構成されている、手術ロボットシステム。 - 前記相対的な関心点が、前記1つ以上の画像内の前記手術器具の位置に基づいて計算された重心である、請求項15に記載の手術ロボットシステム。
- 前記相対的な関心点が、前記1つ以上の画像内の前記手術器具の位置に基づいて計算された中心点からの位置オフセットである、請求項15に記載の手術ロボットシステム。
- 前記コンピューティング装置が、前記画像捕捉装置の現在位置および前記相対的な関心点に少なくとも部分的に基づいて、前記画像捕捉装置の前記新しい位置を計算するようにさらに構成されている、請求項15に記載の手術ロボットシステム。
- 第2の画像捕捉装置に結合された前記複数のロボットアセンブリのうちの第2のロボットアセンブリのロボットアームであって、前記第2の画像捕捉装置が、前記手術器具および前記第1のロボットアセンブリに結合された前記画像捕捉装置を含む1つ以上の画像を捕捉するように構成され、前記第2のロボットアセンブリが、前記1つ以上の捕捉された画像を、前記コンピューティング装置に送信するように構成されている、ロボットアームをさらに備え、
前記コンピューティング装置が、前記第2の画像捕捉装置によって捕捉された前記1つ以上の画像内で、前記手術器具および前記第1のロボットアセンブリに結合された前記画像捕捉装置を識別し、前記第2の画像捕捉装置によって捕捉された前記1つ以上の画像を使用して、前記識別された手術器具に基づいて前記相対的な関心点を識別し、前記第2の画像捕捉装置によって捕捉された前記1つ以上の画像を使用して識別された前記相対的な関心点に基づいて前記画像捕捉装置の前記新しい位置を計算し、前記第1のロボットアセンブリに結合された前記画像捕捉装置を前記新しい位置に移動するための命令を、前記第1のロボットアセンブリに送信するようにさらに構成されている、請求項15に記載の手術ロボットシステム。 - 前記第2の画像捕捉装置のズームレンズは、前記第2の画像捕捉装置の画像フレームが、前記手術器具および前記第1のロボットアセンブリに結合された前記画像捕捉装置を含むように、広角視野に配置されている、請求項19に記載の手術ロボットシステム。
- 手術ロボットシステム内のカメラ制御のための方法であって、前記方法が、
外科医コンソールの複数のハンドルのうちの少なくとも1つのハンドルの移動に関連するデータを受信することと、
前記移動に関連する前記データに少なくとも部分的に基づいて、画像捕捉装置の新しい位置を計算することと、
前記画像捕捉装置を前記新しい位置に移動させるための命令を前記画像捕捉装置に結合された第1のロボットアセンブリに送信することと、を含む、方法。 - 少なくとも1つのハンドルの前記移動に関連する前記データが、前記少なくとも1つのハンドルが進行した距離に関連するデータを含み、前記画像捕捉装置の前記新しい位置が、前記少なくとも1つのハンドルが進行した前記距離に関連する前記データに少なくとも部分的に基づいて計算される、請求項21に記載の方法。
- 前記画像捕捉装置の前記新しい位置が、前記少なくとも1つのハンドルが進行した前記距離に関連する前記データ、および前記少なくとも1つのハンドルが進行した前記距離に適用される倍率に少なくとも部分的に基づいて計算される、請求項22に記載の方法。
- 前記距離に適用される前記倍率が、複数の倍率のうちのものであり、前記複数の倍率のうちの各倍率が、移動の方向に関連付けられている、請求項23に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのハンドルが進行した方向に少なくとも基づいて前記倍率を選択することをさらに含む、請求項24に記載の方法。
- 少なくとも1つのハンドルの前記移動に関連する前記データが、前記少なくとも1つのハンドルが進行した方向に関連するデータを含み、前記画像捕捉装置の前記新しい位置が、前記少なくとも1つのハンドルが進行した前記方向に関連する前記データに少なくとも部分的に基づいて計算される、請求項21に記載の方法。
- 前記画像捕捉装置の現在位置に対する前記画像捕捉装置の前記新しい位置の方向が、前記少なくとも1つのハンドルが進行した方向と同じ方向である、請求項26に記載の方法。
- 前記画像捕捉装置の前記新しい位置は、前記少なくとも1つのハンドルの前記移動の速度が移動閾値よりも大きいという決定に応じて計算される、請求項21に記載の方法。
- 前記画像捕捉装置の前記新しい位置は、前記少なくとも1つのハンドルの前記移動の速度が顕著な移動閾値よりも小さいという決定に応じて計算される、請求項21に記載の方法。
- カルマンフィルタを使用して、前記少なくとも1つのハンドルの前記移動の前記速度が顕著な移動閾値よりも小さいかどうかが決定される、請求項29に記載の方法。
- ローパスフィルタを使用して、前記少なくとも1つのハンドルの前記移動の前記速度が顕著な移動閾値よりも小さいかどうかが決定される、請求項29に記載の方法。
- 手術ロボットシステム内のカメラ制御のための方法であって、前記方法が、
手術器具に結合されたロボットアームの運動学的データを受信することと、
前記運動学的データに少なくとも部分的に基づいて、画像捕捉装置の新しい位置を計算することと、
前記画像捕捉装置を前記新しい位置に移動させるための命令を、前記画像捕捉装置に結合された第1のロボットアセンブリに送信することと、を含む、方法。 - 前記ロボットアームに結合された前記手術器具の各々の以前の位置を識別することをさらに含み、
前記画像捕捉装置の前記新しい位置が、前記手術器具の各々の前記以前の位置および前記受信された運動学的データに少なくとも部分的に基づいて計算される、請求項32に記載の方法。 - 前記手術器具の各々の以前の位置および新しい位置に基づいて、前記手術器具の各々の位置の変化を計算することと、
前記画像捕捉装置の現在の位置を識別することと、をさらに含み、
前記画像捕捉装置の前記新しい位置が、前記画像捕捉装置の前記現在の位置および前記手術器具の各々の位置の前記変化に少なくとも部分的に基づいて計算される、請求項32に記載の方法。 - 手術ロボットシステム内のカメラ制御のための方法であって、前記方法が、
複数のロボットアセンブリのうちの第1のロボットアセンブリのロボットアームに結合された画像捕捉装置によって捕捉された1つ以上の画像を受信することと、
前記1つ以上の画像内で、前記第1のロボットアセンブリとは異なる、前記複数のロボットアセンブリのうちのロボットアセンブリの少なくとも1つのサブセットのロボットアームに結合された手術器具を識別することと、
前記識別された手術器具に基づいて、相対的な関心点を識別することと、
前記相対的な関心点に少なくとも部分的に基づいて、前記画像捕捉装置の新しい位置を計算することと、
前記画像捕捉装置を前記新しい位置に移動するための命令を、前記第1のロボットアセンブリに送信することと、を含む、方法。 - 前記相対的な関心点が、前記1つ以上の画像内の前記手術器具の位置に基づいて計算された重心である、請求項35に記載の方法。
- 前記相対的な関心点が、前記1つ以上の画像内の前記手術器具の位置に基づいて計算された中心点からの位置オフセットである、請求項35に記載の方法。
- 前記画像捕捉装置の前記新しい位置が、前記画像捕捉装置の現在の位置および前記相対的な関心点に少なくとも部分的に基づいて計算される、請求項35に記載の方法。
- 前記複数のロボットアセンブリのうちの第2のロボットアセンブリのロボットアームに結合された第2の画像捕捉装置によって捕捉された1つ以上の画像を受信することであって、前記第2の画像捕捉装置によって捕捉された前記1つ以上の画像が、前記手術器具および前記第1のロボットアセンブリに結合された前記画像捕捉装置を含む、受信することと、
前記第2の画像捕捉装置によって捕捉された前記1つ以上の画像内で、前記手術器具および前記第1のロボットアセンブリに結合された前記画像捕捉装置を識別することと、
前記第2の画像捕捉装置によって捕捉された前記1つ以上の画像を使用して、前記識別された手術器具に基づいて前記相対的な関心点を識別することと、
前記第2の画像捕捉装置によって捕捉された前記1つ以上の画像を使用して識別された前記相対的な関心点に基づいて、前記画像捕捉装置の前記新しい位置を計算することと、
前記第1のロボットアセンブリに結合された前記画像捕捉装置を前記新しい位置に移動させるための命令を、前記第1のロボットアセンブリに送信することと、をさらに含む、請求項35に記載の方法。 - 前記第2の画像捕捉装置のズームレンズは、前記第2の画像捕捉装置の画像フレームが、前記手術器具および前記第1のロボットアセンブリに結合された前記画像捕捉装置を含むように、広角視野に配置されている、請求項39に記載の方法。
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