JP2021519142A - 位置センサの位置合わせのためのシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2018年3月28日に出願された米国特許仮出願第62/649,513号の利益を主張するものであり、これは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本明細書に開示されるシステム及び方法は、位置センサの位置合わせのためのシステム及び方法に関し、より具体的には、位置センサ座標系を別の座標系に位置合わせすることを目的とする。
本開示の態様は、腹腔鏡検査などの低侵襲性、及び内視鏡検査などの非侵襲性の両方の処置を含む、様々な医療処置を行うことができるロボット制御可能な医療システムに統合され得る。内視鏡検査処置のうち、システムは、気管支鏡検査、尿管鏡検査、胃鏡検査等を実行することができる。
ロボット制御可能な医療システムは、特定の処置に応じて様々な方法で構成され得る。図1は、診断及び/又は治療的気管支鏡検査処置のために配置された、カートベースのロボット制御可能なシステム10の実施形態を示す。気管支鏡検査の間、システム10は、気管支鏡検査のための処置特有の気管支鏡であり得る操縦可能な内視鏡13などの医療用器具を、診断及び/又は治療用具を送達するための自然オリフィスアクセスポイント(すなわち、本実施例ではテーブル上に位置決めされた患者の口)に送達するための1つ又は2つ以上のロボットアーム12を有するカート11を含み得る。図示のように、カート11は、アクセスポイントへのアクセスを提供するために、患者の上部胴体に近接して位置決めされ得る。同様に、ロボットアーム12は、アクセスポイントに対して気管支鏡を位置決めするために作動され得る。図1の配置はまた、胃腸管(gastro-intestinal、GI)処置を胃鏡、つまりGI処置のための特殊な内視鏡を用いて実行するときに利用され得る。図2は、カートの例示的な実施形態をより詳細に描写する。
ロボット制御可能な医療システムの実施形態はまた、患者のテーブルを組み込んでもよい。テーブルの組み込みは、カートを除去することによって手術室内の資本設備の量を低減し、患者へのより大きなアクセスを可能にする。図5は、気管支鏡検査処置のために構成されたこのようなロボット制御可能なシステムの実施形態を示す。システム36は、床の上にプラットフォーム38(「テーブル」又は「ベッド」として図示)を支持するための支持構造体又はカラム37を含む。カートベースのシステムと同様に、システム36のロボットアーム39のエンドエフェクタは、器具ドライバ42の線形整列から形成された仮想レール41を通して、又はそれに沿って、図5の気管支鏡40などの細長い医療用器具を操作するように設計された器具ドライバ42を含む。実際には、X線透視撮像を提供するためのCアームは、放射器及び検出器をテーブル38の周囲に置くことによって、患者の上部腹部領域の上方に配置されてもよい。
システムのロボットアームのエンドエフェクタは、(i)医療用器具を作動させるための電気機械的手段を組み込む器具ドライバ(代替的には、「器具駆動機構」又は「器具デバイスマニピュレータ」と呼ばれる)と、(ii)モータなどの任意の電気機械的構成要素を欠いていてもよい除去可能な又は取り外し可能な医療用器具と、を含む。この二分法は、医療処置に使用される医療用器具を滅菌する必要性、それらの複雑な機械的アセンブリ及繊細な電子機器により、高価な資本設備を十分に滅菌することができないことにより推進され得る。したがって、医療用器具は、医師又は医師のスタッフによる個々の滅菌又は廃棄のために、器具ドライバ(したがってそのシステム)から取り外され、除去され、及び交換されるように設計され得る。対照的に、器具ドライバは交換又は滅菌される必要がなく、保護のために掛け布がされ得る。
図13は、ペアにされた器具ドライバを備えた例示的な医療用器具を示す。ロボットシステムと共に使用するために設計された他の器具と同様に、医療用器具70は、細長いシャフト71(又は細長い本体)及び器具基部72を含む。医師による手動相互作用のために意図された設計により「器具ハンドル」とも呼ばれる器具基部72は、概して、ロボットアーム76の遠位端で器具ドライバ75上の駆動インターフェースを通って延在する駆動出力部74と嵌合するように設計された、回転可能な駆動入力部73、例えば、レセプタクル、プーリ、又はスプールを含んでもよい。物理的に接続され、ラッチされ、かつ/又は結合されるときに、器具基部72の嵌合された駆動入力部73は、器具ドライバ75における駆動出力部74と回転軸を共有してもよく、駆動出力部74から駆動入力部73へのトルクの伝達を可能する。いくつかの実施形態では、駆動出力部74は、駆動入力部73上のレセプタクルと嵌合するように設計されたスプラインを含んでもよい。
従来の内視鏡検査は、(例えば、Cアームを通して送達され得るような)蛍光透視法の使用、及び操作者の医師に腔内誘導を提供するための他の形態の放射線ベースの撮像モダリティの使用を伴うことがある。対照的に、本開示によって企図されるロボットシステムは、医師の放射線への曝露を低減し、手術室内の機器の量を低減するための非放射線ベースのナビゲーション及び位置特定手段を提供することができる。本明細書で使用するとき、用語「位置特定」は、基準座標系内のオブジェクトのポジションを判定及び/又は監視することを指すことがある。術前マッピング、コンピュータビジョン、リアルタイムEM追跡、及びロボットコマンドデータなどの技術は、放射線を含まない動作環境を達成するために個別に又は組み合わせて使用されてもよい。放射線ベースの撮像モダリティが依然として使用される場合、術前マッピング、コンピュータビジョン、リアルタイムEM追跡、及びロボットコマンドデータは、放射線ベースの撮像モダリティによってのみ取得される情報を改善するために、個別に又は組み合わせて使用されてもよい。
本開示の実施形態は、1つ又は2つ以上の位置センサによって使用される座標系を、解剖学的モデルによって使用される座標系などの別の座標系と位置合わせするためのシステム及び技法に関する。位置合わせは、位置センサデータに適用されて、位置センサデータを解剖学的モデルの座標系にマッピングすることができる変換を指し得る。したがって、位置合わせは、位置センサデータに基づいて解剖学的モデルに対する1つ又は2つ以上の位置センサの位置を判定するために、システムによって使用され得る。位置センサを使用して、医療処置中に器具の遠位端を解剖学的位置に位置特定することができる。位置センサは、器具の遠位端に若しくはその近くに位置決めされてもよく、又は器具の遠位端から離れて位置決めされてもよい。器具の遠位端に又はその近くに位置決めされ得る位置センサの例としては、EMセンサ、ビジョンベースの位置センサ(例えば、カメラ)、形状感知繊維等が挙げられる。器具の遠位端から離れて位置決めされ得る位置センサの例としては、X線透視撮像デバイス、1つ又は2つ以上の器具マニピュレータを介して器具のポジションを制御するために使用されるロボットデータ等が挙げられる。
以下、EMナビゲーション誘導気管支鏡処置で使用するためのEMセンサの位置合わせの実施形態に関して、位置センサの位置合わせについて説明する。しかしながら、本開示の態様はまた、対応する位置センサ座標系内に位置データを生成することができる他の位置センサ、並びに他の医療処置の医療タイプにも適用することができる。
上述のように、位置センサを使用して、医療処置中に器具が駆動される患者の解剖学的構造のモデルに対して器具の一部分(例えば、器具の遠位端)の位置を追跡することができる。モデルは、術前測定値に基づいて生成されてもよく、位置センサは、独立座標系に基づいて機能し得ることを理解されたい。位置センサを使用して器具の位置を正確に判定するために、位置センサ座標系は、モデル座標系に位置合わせされ、これは、位置センサからの測定に適用されて、モデル座標系内の対応するポジションに到達することができる変換を提供する。図17は、例えば、例示的な動作環境100内のコマンドコンソール105として使用することができる例示的なコマンドコンソール200を示す。コマンドコンソール200は、コンソールベース201、1つ又は2つ以上のディスプレイ202(例えば、モニタ)、及び1つ又は2つ以上の制御モジュール(例えば、キーボード203及びジョイスティック204)を含み得る。いくつかの実施形態では、コマンドコンソール200の機能のうちの1つ又は2つ以上は、ロボットシステム110の基部180、又はロボットシステム110に通信可能に結合された別のシステムに統合されてもよい。ユーザ205、例えば、医師は、コマンドコンソール200を使用して人間工学的な姿勢からロボットシステム110を遠隔制御する。
本開示の態様はまた、位置センサ位置合わせ処置に関連する命令及び/又は基準を判定することを伴い得る術前計画にも関する。図23は、本開示の態様による、術前計画のための、外科用ロボットシステム又はその構成要素によって動作可能な例示的方法を示すフローチャートである。術前計画のための処置800は、本開示の態様による術前計画のために、外科用ロボットシステム又はその構成要素によって動作可能であり得る。例えば、術前計画のための方法800の態様は、図17に例示されるコマンドコンソール200などのコマンドコンソールによって実行され得るか、又はコマンドコンソールの一部として含まれ得る、外科用ロボットシステムのプロセッサ(若しくはプロセッサのセット)によって実行され得る。便宜上、術前計画のための方法は、システムのプロセッサによって実行されるものとして記載される。ある特定の実施形態では、システムはまた、プロセッサのセットと通信し、患者の管腔網のモデルを記憶した、少なくとも1つのコンピュータ可読メモリを含んでもよい。モデルは、モデル座標系内のターゲット及びターゲットへの経路を含む。メモリはまた、プロセッサのセットに方法800を実行させるコンピュータ実行可能命令を記憶してもよい。
本明細書に開示される実施態様は、位置センサをモデル座標系に位置合わせするためのシステム、方法、及び装置を提供する。
(1) システムであって、
1つ又は2つ以上の位置センサのセットを含む器具であって、前記位置センサのセットが、位置センサ座標系内の前記位置センサのセットのポジションを示す位置データを生成するように構成された、器具と、
前記器具の遠位端の移動を制御するように構成された器具マニピュレータのセットと、
プロセッサのセットと、
前記プロセッサのセットと通信し、患者の管腔網のモデルを記憶した少なくとも1つのコンピュータ可読メモリと、を備え、前記モデルが、モデル座標系内のターゲット及び前記ターゲットへの経路を含み、前記メモリは、前記プロセッサのセットに、
前記器具を前記管腔網の第1の分岐に沿って駆動するように、第1のコマンドセットを前記器具マニピュレータのセットに提供することであって、前記第1の分岐が、前記ターゲットへの前記経路の外側にある、提供することと、
前記器具を前記第1の分岐に沿って駆動する間に、1つ又は2つ以上の位置合わせパラメータのセットを追跡することと、
前記位置合わせパラメータのセットが位置合わせ基準を満たすことを判定することと、
前記器具を前記経路に戻し、前記器具を第2の分岐に沿って駆動するように、第2のコマンドセットを前記器具マニピュレータのセットに提供することであって、前記第2の分岐が、前記ターゲットへの前記経路の一部である、提供することと、
前記位置センサ座標系と前記モデル座標系との間の位置合わせを、前記器具を前記第1の分岐及び前記第2の分岐に沿って駆動する間に、前記位置センサのセットから受信した前記位置データに基づいて判定することと、を行わせるための、コンピュータ実行可能命令を更に記憶している、システム。
(2) 前記位置合わせが、前記位置座標系と前記モデル座標系との間の並進及び回転のうちの少なくとも1つを含む、実施態様1に記載のシステム。
(3) 前記第1の分岐及び前記第2の分岐が、非対称である、実施態様1に記載のシステム。
(4) 前記第1の分岐が、前記ターゲットに対して前記管腔網の対側に位置する、実施態様1に記載のシステム。
(5) 前記位置センサ座標系と前記モデル座標系との間の前記位置合わせが、前記第1のコマンドセット及び前記第2のコマンドセットに更に基づく、実施態様1に記載のシステム。
前記メモリが、前記1つ又は2つ以上のユーザ入力デバイスから受信したユーザ入力に基づいて、前記プロセッサのセットに前記第1のコマンドセット及び前記第2のコマンドセットを生成させるための、コンピュータ実行可能命令を更に記憶している、実施態様1に記載のシステム。
(7) 前記メモリが、前記プロセッサのセットに、
前記器具を前記管腔網内の第1の位置に駆動するように、第3のコマンドセットを前記器具マニピュレータのセットに提供させるための、コンピュータ実行可能命令を更に記憶しており、
前記器具の前記遠位端が前記第1の位置から閾値距離内にある間は、前記位置センサ座標系と前記モデル座標系との間の前記位置合わせが、前記位置センサのセットから受信した前記位置データに更に基づく、実施態様1に記載のシステム。
(8) 前記メモリが、前記プロセッサのセットに、
前記第1の位置に到達した後に前記器具を後退させるように、第4のコマンドセットを前記器具マニピュレータのセットに提供させ、
前記第3のコマンドセット及び前記第4のコマンドに基づいて、前記モデル座標系内の前記第1の位置のポジションを判定させるための、コンピュータ実行可能命令を更に記憶しており、
前記位置センサ座標系と前記モデル座標系との間の前記位置合わせが、前記器具を前記第1の位置から後退させる前に受信された前記位置データに更に基づく、実施態様7に記載のシステム。
(9) 前記器具が、カメラを更に備え、
前記メモリは、前記プロセッサのセットに、
前記カメラから受信した画像の分析に基づいて、前記器具の前記遠位端のポジションを判定させ、
前記器具の前記遠位端の前記遠位端が、前記器具の前記遠位端の判定されたポジションに基づいて、前記第1の位置から閾値距離内にあることを判定させるための、コンピュータ実行可能命令を更に記憶している、実施態様7に記載のシステム。
(10) 前記メモリが、前記プロセッサのセットに、
前記器具を前記第1の分岐及び前記第2の分岐に沿って駆動する間に、前記位置座標系に対する前記器具の前記遠位端の前記位置を表す位置データ点のセットを生成させ、
前記第1のコマンドセット及び前記第2のコマンドセットに基づいて、前記モデル座標系に対する前記器具の前記遠位端の前記位置を表すモデル点のセットを生成させるための、コンピュータ実行可能命令を更に記憶しており、
前記位置座標系と前記モデル座標系との間の前記位置合わせが、前記位置座標系内の前記位置データ点のセットの、前記モデル座標系内の前記モデル点のセットへのマッピングに更に基づく、実施態様1に記載のシステム。
前記メモリは、前記プロセッサのセットに、
前記位置合わせパラメータのセットが、閾値挿入深さより大きい前記第1の分岐への前記挿入深さに応じて、前記位置合わせ基準を満たすことを判定させるための、コンピュータ実行可能命令を更に記憶している、実施態様1に記載のシステム。
(12) 非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、実行されると、少なくとも1つのコンピューティングデバイスに、
器具を管腔網の第1の分岐に沿って駆動するように、第1のコマンドセットを器具マニピュレータのセットに提供することであって、前記器具が、1つ又は2つ以上の位置センサのセットを含み、前記位置センサのセットが、位置センサ座標系内の前記位置センサのセットのポジションを示す位置データを生成するように構成されており、前記器具マニピュレータのセットが、前記器具の遠位端の移動を制御するように構成されており、メモリが、患者の管腔網のモデルを記憶しており、前記モデルが、モデル座標系内のターゲット及び前記ターゲットへの経路を含み、前記第1の分岐が、前記ターゲットへの前記経路の外側にある、提供することと、
前記器具を前記第1の分岐に沿って駆動する間に、1つ又は2つ以上の位置合わせパラメータのセットを追跡することと、
前記位置合わせパラメータのセットが、位置合わせ基準を満たすことを判定することと、
前記器具を前記経路に戻し、前記器具を第2の分岐に沿って駆動するように、第2のコマンドセットを前記器具マニピュレータのセットに提供することであって、前記第2の分岐が、前記ターゲットへの前記経路の一部である、提供することと、
前記器具を前記第1の分岐及び前記第2の分岐に沿って駆動する間に、前記位置センサのセットから受信した前記位置データに基づいて、前記位置センサ座標系と前記モデル座標系との間の位置合わせを判定することと、を行わせるための、命令を記憶している、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
(13) 前記位置合わせが、前記位置座標系と前記モデル座標系との間の並進及び回転のうちの少なくとも1つを含む、実施態様12に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
(14) 前記第1の分岐及び前記第2の分岐が、非対称である、実施態様12に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
(15) 前記第1の分岐が、前記ターゲットに対して前記管腔網の対側に位置する、実施態様12に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
(17) 実行されると、少なくとも1つのコンピューティングデバイスに、
1つ又は2つ以上のユーザ入力デバイスのセットから受信したユーザ入力に基づいて、前記プロセッサのセットに前記第1のコマンドセット及び前記第2のコマンドセットを生成させることを行わせる、命令を更に記憶している、実施態様12に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
(18) 実行されると、少なくとも1つのコンピューティングデバイスに、
前記器具を前記管腔網内の第1の位置に駆動するように、第3のコマンドセットを前記器具マニピュレータのセットに提供させる、命令を更に記憶しており、
前記器具の前記遠位端が前記第1の位置から閾値距離内にある間は、前記位置センサ座標系と前記モデル座標系との間の前記位置合わせが、前記位置センサのセットから受信した前記位置データに更に基づく、実施態様12に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
(19) 実行されると、少なくとも1つのコンピューティングデバイスに、
前記第1の位置に到達した後に前記器具を後退させるように、第4のコマンドセットを前記器具マニピュレータのセットに提供させ、
前記第3のコマンドセット及び前記第4のコマンドに基づいて、前記モデル座標系内の前記第1の位置のポジションを判定させる、命令を更に記憶しており、
前記位置センサ座標系と前記モデル座標系との間の前記位置合わせが、前記器具を前記第1の位置から後退させる前に受信された前記位置データに更に基づく、実施態様18に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
(20) 前記器具が、カメラを更に備え、
前記非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、実行されると、少なくとも1つのコンピューティングデバイスに、
前記カメラから受信した画像の分析に基づいて、前記器具の前記遠位端のポジションを判定することと、
前記器具の前記遠位端の前記遠位端が、前記器具の前記遠位端の判定されたポジションに基づいて、前記第1の位置から閾値距離内にあることを判定することと、を行わせる、命令を更に記憶している、実施態様18に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
前記器具を前記第1の分岐及び前記第2の分岐に沿って駆動する間に、前記位置座標系に対する前記器具の前記遠位端の前記位置を表す位置データ点のセットを生成させ、
前記第1のコマンドセット及び前記第2のコマンドセットに基づいて、前記モデル座標系に対する前記器具の前記遠位端の前記位置を表すモデル点のセットを生成させる、命令を更に記憶しており、
前記位置座標系と前記モデル座標系との間の前記位置合わせが、前記位置座標系内の前記位置データ点のセットの、前記モデル座標系内の前記モデル点のセットへのマッピングに更に基づく、実施態様12に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
(22) 前記1つ又は2つ以上の位置合わせパラメータのセットが、前記第1の分岐への挿入深さを含み、
前記非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、実行されると、少なくとも1つのコンピューティングデバイスに、
前記位置合わせパラメータのセットが、閾値挿入深さより大きい前記第1の分岐への前記挿入深さに応じて、前記位置合わせ基準を満たすことを判定させるための、命令を更に記憶している、実施態様12に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
(23) 1つ又は2つ以上の位置センサのセットを位置合わせする方法であって、
器具を管腔網の第1の分岐に沿って駆動するように、第1のコマンドセットを器具マニピュレータのセットに提供することであって、前記器具が、前記位置センサのセットを含み、前記位置センサのセットが、位置センサ座標系内の前記位置センサのセットのポジションを示す位置データを生成するように構成されており、前記器具マニピュレータのセットが、前記器具の遠位端の移動を制御するように構成されており、メモリが、患者の管腔網のモデルを記憶しており、前記モデルが、モデル座標系内のターゲット及び前記ターゲットへの経路を含み、前記第1の分岐が前記ターゲットへの前記経路の外側にある、提供することと、
前記器具を前記第1の分岐に沿って駆動する間に、1つ又は2つ以上の位置合わせパラメータのセットを追跡することと、
前記位置合わせパラメータのセットが、位置合わせ基準を満たすことを判定することと、
前記器具を前記経路に戻し、前記器具を第2の分岐に沿って駆動するように、第2のコマンドセットを前記器具マニピュレータのセットに提供することであって、前記第2の分岐が、前記ターゲットへの前記経路の一部である、提供することと、
前記器具を前記第1の分岐及び前記第2の分岐に沿って駆動する間に、前記位置センサのセットから受信した前記位置データに基づいて、前記位置センサ座標系と前記モデル座標系との間の位置合わせを判定することと、を含む、方法。
(24) 前記位置合わせが、前記位置座標系と前記モデル座標系との間の並進及び回転のうちの少なくとも1つを含む、実施態様23に記載の方法。
(25) 前記第1の分岐及び前記第2の分岐が、非対称である、実施態様23に記載の方法。
(27) 前記位置センサ座標系と前記モデル座標系との間の前記位置合わせが、前記第1のコマンドセット及び前記第2のコマンドセットに更に基づく、実施態様23に記載の方法。
(28) 1つ又は2つ以上のユーザ入力デバイスのセットから受信したユーザ入力に基づいて、前記プロセッサのセットに前記第1のコマンドセット及び前記第2のコマンドセットを生成させることを更に含む、実施態様23に記載の方法。
(29) 前記器具を前記管腔網内の第1の位置に駆動するように、第3のコマンドセットを前記器具マニピュレータのセットに提供することを更に含み、
前記器具の前記遠位端が前記第1の位置から閾値距離内にある間は、前記位置センサ座標系と前記モデル座標系との間の前記位置合わせが、前記位置センサのセットから受信した前記位置データに更に基づく、実施態様23に記載の方法。
(30) 前記第1の位置に到達した後に前記器具を後退させるように、第4のコマンドセットを前記器具マニピュレータのセットに提供することと、
前記第3のコマンドセット及び前記第4のコマンドに基づいて、前記モデル座標系内の前記第1の位置のポジションを判定することと、を更に含み、
前記位置センサ座標系と前記モデル座標系との間の前記位置合わせが、前記器具を前記第1の位置から後退させる前に受信された前記位置データに更に基づく、実施態様29に記載の方法。
Claims (30)
- システムであって、
1つ又は2つ以上の位置センサのセットを含む器具であって、前記位置センサのセットが、位置センサ座標系内の前記位置センサのセットのポジションを示す位置データを生成するように構成された、器具と、
前記器具の遠位端の移動を制御するように構成された器具マニピュレータのセットと、
プロセッサのセットと、
前記プロセッサのセットと通信し、患者の管腔網のモデルを記憶した少なくとも1つのコンピュータ可読メモリと、を備え、前記モデルが、モデル座標系内のターゲット及び前記ターゲットへの経路を含み、前記メモリは、前記プロセッサのセットに、
前記器具を前記管腔網の第1の分岐に沿って駆動するように、第1のコマンドセットを前記器具マニピュレータのセットに提供することであって、前記第1の分岐が、前記ターゲットへの前記経路の外側にある、提供することと、
前記器具を前記第1の分岐に沿って駆動する間に、1つ又は2つ以上の位置合わせパラメータのセットを追跡することと、
前記位置合わせパラメータのセットが位置合わせ基準を満たすことを判定することと、
前記器具を前記経路に戻し、前記器具を第2の分岐に沿って駆動するように、第2のコマンドセットを前記器具マニピュレータのセットに提供することであって、前記第2の分岐が、前記ターゲットへの前記経路の一部である、提供することと、
前記位置センサ座標系と前記モデル座標系との間の位置合わせを、前記器具を前記第1の分岐及び前記第2の分岐に沿って駆動する間に、前記位置センサのセットから受信した前記位置データに基づいて判定することと、を行わせるための、コンピュータ実行可能命令を更に記憶している、システム。 - 前記位置合わせが、前記位置座標系と前記モデル座標系との間の並進及び回転のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の分岐及び前記第2の分岐が、非対称である、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の分岐が、前記ターゲットに対して前記管腔網の対側に位置する、請求項1に記載のシステム。
- 前記位置センサ座標系と前記モデル座標系との間の前記位置合わせが、前記第1のコマンドセット及び前記第2のコマンドセットに更に基づく、請求項1に記載のシステム。
- 1つ又は2つ以上のユーザ入力デバイスのセットを更に備え、
前記メモリが、前記1つ又は2つ以上のユーザ入力デバイスから受信したユーザ入力に基づいて、前記プロセッサのセットに前記第1のコマンドセット及び前記第2のコマンドセットを生成させるための、コンピュータ実行可能命令を更に記憶している、請求項1に記載のシステム。 - 前記メモリが、前記プロセッサのセットに、
前記器具を前記管腔網内の第1の位置に駆動するように、第3のコマンドセットを前記器具マニピュレータのセットに提供させるための、コンピュータ実行可能命令を更に記憶しており、
前記器具の前記遠位端が前記第1の位置から閾値距離内にある間は、前記位置センサ座標系と前記モデル座標系との間の前記位置合わせが、前記位置センサのセットから受信した前記位置データに更に基づく、請求項1に記載のシステム。 - 前記メモリが、前記プロセッサのセットに、
前記第1の位置に到達した後に前記器具を後退させるように、第4のコマンドセットを前記器具マニピュレータのセットに提供させ、
前記第3のコマンドセット及び前記第4のコマンドに基づいて、前記モデル座標系内の前記第1の位置のポジションを判定させるための、コンピュータ実行可能命令を更に記憶しており、
前記位置センサ座標系と前記モデル座標系との間の前記位置合わせが、前記器具を前記第1の位置から後退させる前に受信された前記位置データに更に基づく、請求項7に記載のシステム。 - 前記器具が、カメラを更に備え、
前記メモリは、前記プロセッサのセットに、
前記カメラから受信した画像の分析に基づいて、前記器具の前記遠位端のポジションを判定させ、
前記器具の前記遠位端の前記遠位端が、前記器具の前記遠位端の判定されたポジションに基づいて、前記第1の位置から閾値距離内にあることを判定させるための、コンピュータ実行可能命令を更に記憶している、請求項7に記載のシステム。 - 前記メモリが、前記プロセッサのセットに、
前記器具を前記第1の分岐及び前記第2の分岐に沿って駆動する間に、前記位置座標系に対する前記器具の前記遠位端の前記位置を表す位置データ点のセットを生成させ、
前記第1のコマンドセット及び前記第2のコマンドセットに基づいて、前記モデル座標系に対する前記器具の前記遠位端の前記位置を表すモデル点のセットを生成させるための、コンピュータ実行可能命令を更に記憶しており、
前記位置座標系と前記モデル座標系との間の前記位置合わせが、前記位置座標系内の前記位置データ点のセットの、前記モデル座標系内の前記モデル点のセットへのマッピングに更に基づく、請求項1に記載のシステム。 - 前記1つ又は2つ以上の位置合わせパラメータのセットが、前記第1の分岐への挿入深さを含み、
前記メモリは、前記プロセッサのセットに、
前記位置合わせパラメータのセットが、閾値挿入深さより大きい前記第1の分岐への前記挿入深さに応じて、前記位置合わせ基準を満たすことを判定させるための、コンピュータ実行可能命令を更に記憶している、請求項1に記載のシステム。 - 非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、実行されると、少なくとも1つのコンピューティングデバイスに、
器具を管腔網の第1の分岐に沿って駆動するように、第1のコマンドセットを器具マニピュレータのセットに提供することであって、前記器具が、1つ又は2つ以上の位置センサのセットを含み、前記位置センサのセットが、位置センサ座標系内の前記位置センサのセットのポジションを示す位置データを生成するように構成されており、前記器具マニピュレータのセットが、前記器具の遠位端の移動を制御するように構成されており、メモリが、患者の管腔網のモデルを記憶しており、前記モデルが、モデル座標系内のターゲット及び前記ターゲットへの経路を含み、前記第1の分岐が、前記ターゲットへの前記経路の外側にある、提供することと、
前記器具を前記第1の分岐に沿って駆動する間に、1つ又は2つ以上の位置合わせパラメータのセットを追跡することと、
前記位置合わせパラメータのセットが、位置合わせ基準を満たすことを判定することと、
前記器具を前記経路に戻し、前記器具を第2の分岐に沿って駆動するように、第2のコマンドセットを前記器具マニピュレータのセットに提供することであって、前記第2の分岐が、前記ターゲットへの前記経路の一部である、提供することと、
前記器具を前記第1の分岐及び前記第2の分岐に沿って駆動する間に、前記位置センサのセットから受信した前記位置データに基づいて、前記位置センサ座標系と前記モデル座標系との間の位置合わせを判定することと、を行わせるための、命令を記憶している、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。 - 前記位置合わせが、前記位置座標系と前記モデル座標系との間の並進及び回転のうちの少なくとも1つを含む、請求項12に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
- 前記第1の分岐及び前記第2の分岐が、非対称である、請求項12に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
- 前記第1の分岐が、前記ターゲットに対して前記管腔網の対側に位置する、請求項12に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
- 前記位置センサ座標系と前記モデル座標系との間の前記位置合わせが、前記第1のコマンドセット及び前記第2のコマンドセットに更に基づく、請求項12に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
- 実行されると、少なくとも1つのコンピューティングデバイスに、
1つ又は2つ以上のユーザ入力デバイスのセットから受信したユーザ入力に基づいて、前記プロセッサのセットに前記第1のコマンドセット及び前記第2のコマンドセットを生成させることを行わせる、命令を更に記憶している、請求項12に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。 - 実行されると、少なくとも1つのコンピューティングデバイスに、
前記器具を前記管腔網内の第1の位置に駆動するように、第3のコマンドセットを前記器具マニピュレータのセットに提供させる、命令を更に記憶しており、
前記器具の前記遠位端が前記第1の位置から閾値距離内にある間は、前記位置センサ座標系と前記モデル座標系との間の前記位置合わせが、前記位置センサのセットから受信した前記位置データに更に基づく、請求項12に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。 - 実行されると、少なくとも1つのコンピューティングデバイスに、
前記第1の位置に到達した後に前記器具を後退させるように、第4のコマンドセットを前記器具マニピュレータのセットに提供させ、
前記第3のコマンドセット及び前記第4のコマンドに基づいて、前記モデル座標系内の前記第1の位置のポジションを判定させる、命令を更に記憶しており、
前記位置センサ座標系と前記モデル座標系との間の前記位置合わせが、前記器具を前記第1の位置から後退させる前に受信された前記位置データに更に基づく、請求項18に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。 - 前記器具が、カメラを更に備え、
前記非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、実行されると、少なくとも1つのコンピューティングデバイスに、
前記カメラから受信した画像の分析に基づいて、前記器具の前記遠位端のポジションを判定することと、
前記器具の前記遠位端の前記遠位端が、前記器具の前記遠位端の判定されたポジションに基づいて、前記第1の位置から閾値距離内にあることを判定することと、を行わせる、命令を更に記憶している、請求項18に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。 - 実行されると、少なくとも1つのコンピューティングデバイスに、
前記器具を前記第1の分岐及び前記第2の分岐に沿って駆動する間に、前記位置座標系に対する前記器具の前記遠位端の前記位置を表す位置データ点のセットを生成させ、
前記第1のコマンドセット及び前記第2のコマンドセットに基づいて、前記モデル座標系に対する前記器具の前記遠位端の前記位置を表すモデル点のセットを生成させる、命令を更に記憶しており、
前記位置座標系と前記モデル座標系との間の前記位置合わせが、前記位置座標系内の前記位置データ点のセットの、前記モデル座標系内の前記モデル点のセットへのマッピングに更に基づく、請求項12に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。 - 前記1つ又は2つ以上の位置合わせパラメータのセットが、前記第1の分岐への挿入深さを含み、
前記非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、実行されると、少なくとも1つのコンピューティングデバイスに、
前記位置合わせパラメータのセットが、閾値挿入深さより大きい前記第1の分岐への前記挿入深さに応じて、前記位置合わせ基準を満たすことを判定させるための、命令を更に記憶している、請求項12に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。 - 1つ又は2つ以上の位置センサのセットを位置合わせする方法であって、
器具を管腔網の第1の分岐に沿って駆動するように、第1のコマンドセットを器具マニピュレータのセットに提供することであって、前記器具が、前記位置センサのセットを含み、前記位置センサのセットが、位置センサ座標系内の前記位置センサのセットのポジションを示す位置データを生成するように構成されており、前記器具マニピュレータのセットが、前記器具の遠位端の移動を制御するように構成されており、メモリが、患者の管腔網のモデルを記憶しており、前記モデルが、モデル座標系内のターゲット及び前記ターゲットへの経路を含み、前記第1の分岐が前記ターゲットへの前記経路の外側にある、提供することと、
前記器具を前記第1の分岐に沿って駆動する間に、1つ又は2つ以上の位置合わせパラメータのセットを追跡することと、
前記位置合わせパラメータのセットが、位置合わせ基準を満たすことを判定することと、
前記器具を前記経路に戻し、前記器具を第2の分岐に沿って駆動するように、第2のコマンドセットを前記器具マニピュレータのセットに提供することであって、前記第2の分岐が、前記ターゲットへの前記経路の一部である、提供することと、
前記器具を前記第1の分岐及び前記第2の分岐に沿って駆動する間に、前記位置センサのセットから受信した前記位置データに基づいて、前記位置センサ座標系と前記モデル座標系との間の位置合わせを判定することと、を含む、方法。 - 前記位置合わせが、前記位置座標系と前記モデル座標系との間の並進及び回転のうちの少なくとも1つを含む、請求項23に記載の方法。
- 前記第1の分岐及び前記第2の分岐が、非対称である、請求項23に記載の方法。
- 前記第1の分岐が、前記ターゲットに対して前記管腔網の対側に位置する、請求項23に記載の方法。
- 前記位置センサ座標系と前記モデル座標系との間の前記位置合わせが、前記第1のコマンドセット及び前記第2のコマンドセットに更に基づく、請求項23に記載の方法。
- 1つ又は2つ以上のユーザ入力デバイスのセットから受信したユーザ入力に基づいて、前記プロセッサのセットに前記第1のコマンドセット及び前記第2のコマンドセットを生成させることを更に含む、請求項23に記載の方法。
- 前記器具を前記管腔網内の第1の位置に駆動するように、第3のコマンドセットを前記器具マニピュレータのセットに提供することを更に含み、
前記器具の前記遠位端が前記第1の位置から閾値距離内にある間は、前記位置センサ座標系と前記モデル座標系との間の前記位置合わせが、前記位置センサのセットから受信した前記位置データに更に基づく、請求項23に記載の方法。 - 前記第1の位置に到達した後に前記器具を後退させるように、第4のコマンドセットを前記器具マニピュレータのセットに提供することと、
前記第3のコマンドセット及び前記第4のコマンドに基づいて、前記モデル座標系内の前記第1の位置のポジションを判定することと、を更に含み、
前記位置センサ座標系と前記モデル座標系との間の前記位置合わせが、前記器具を前記第1の位置から後退させる前に受信された前記位置データに更に基づく、請求項29に記載の方法。
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