JP2021527522A - 手術ロボット外科手術のための人工知能 - Google Patents

手術ロボット外科手術のための人工知能 Download PDF

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Abstract

ロボット外科手術のための装置は、治療される患者から患者データを受信し、複数の治療される患者毎に手術ロボット工学データを受信し、患者データおよび手術ロボット工学データに応答して、治療されるべき患者の治療計画を出力する命令を伴って構成される、プロセッサを備える。本アプローチは、改良された治療転帰を提供するように、患者および外科的システムパラメータの間の個人差に適応する利点を有する。第１の側面では、ロボット外科手術のための装置は、治療される患者から患者データを受信し、複数の治療される患者毎に手術ロボット工学データを受信し、患者データおよび手術ロボット工学データに応答して、治療されるべき患者の治療計画を出力する命令を伴って構成される、プロセッサを備える。本アプローチは、改良された治療転帰を提供するように、患者および外科的システムパラメータの間の個人差に適応する利点を有する。

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、その開示全体が参照することによって組み込まれる、２０１８年６月２１日に出願され、「ＡＲＴＩＦＩＣＩＡＬ ＩＮＴＥＬＬＩＧＥＮＣＥ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＲＯＢＯＴＩＣ ＳＵＲＧＥＲＹ」と題された、米国仮出願第６２／６８８，３４９号の利益を主張する。
本願の主題は、参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる、２０１５年９月４日に出願され、「ＰＨＹＳＩＣＩＡＮ ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＤ ＴＩＳＳＵＥ ＲＥＳＥＣＴＩＯＮ ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ ＷＩＴＨ ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ ＭＡＰＰＩＮＧ ＯＦ ＴＡＲＧＥＴ ＯＲＧＡＮ ＩＭＡＧＥＳ」と題された、第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０４８６９５号、２０１５年９月４日に出願され、「ＧＥＮＥ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ＡＮＤ ＧＥＮＥＲＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＴＥＭ ＣＥＬＬ ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」と題された、第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０４８６８７号、２０１５年６月３０日に出願され、「ＦＬＵＩＤ ＪＥＴ ＴＩＳＳＵＥ ＲＥＳＥＣＴＩＯＮ ＡＮＤ ＣＯＬＤ ＣＯＡＧＵＬＡＴＩＯＮ （ＡＱＵＡＢＬＡＴＩＯＮ） ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」と題された、第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０３８６０５号、２０１５年６月２４日に出願され、「ＴＩＳＳＵＥ ＳＡＭＰＬＩＮＧ ＡＮＤ ＣＡＮＣＥＲ ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」と題された、第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０３７５２１号、および２０１５年９月５日に出願され、「ＡＵＴＯＭＡＴＥＤ ＩＭＡＧＥ−ＧＵＩＤＥＤ ＴＩＳＳＵＥ ＲＥＳＥＣＴＩＯＮ ＡＮＤ ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ」と題された、第ＰＣＴ／ＵＳ２０１４／０５４４１２号に関連する。
手術ロボット工学は、新しい外科的手技および以前の外科的手技の改良につながった。しかしながら、ロボット外科手術のための以前の方法および装置は、少なくともいくつかの側面では準理想的であり得る。例えば、以前のアプローチは、組織アブレーション率および治癒等の個人差に準理想的に対処し得る。また、外科的設定時間および治療時間等の付加的因子が、転帰に関連し得、以前の方法および装置を用いて準理想的に対処され得る。
少なくともいくつかの以前の外科的手技は、個々の患者の具体的所望に合わせて外科的手技をカスタマイズするために準理想的に適し得る。例えば、良性前立腺肥大（ＢＰＨ）のための外科手術等の前立腺外科手術では、手技の有効性と可能性として考えられる副作用との間にトレードオフが存在し得る。前立腺の外科手術は、典型的には、男性の性機能のために重要である、精丘等の繊細な組織構造の近傍のＢＰＨ組織を切断またはアブレートすることを伴い得る。本開示に関連する研究は、患者特有の選好に関連して、除去されるべきＢＰＨ組織の場所および量を決定することが役立ち得ることを示唆する。
上記を踏まえて、外科的手技のための改良された方法および装置が、役立つであろう。理想的には、そのような法および装置は、以前の手技の欠点のうちの少なくともいくつかを改良するであろう。
第１の側面では、ロボット外科手術のための装置は、治療される患者から患者データを受信し、複数の治療される患者毎に手術ロボット工学データを受信し、患者データおよび手術ロボット工学データに応答して、治療されるべき患者の治療計画を出力する命令を伴って構成される、プロセッサを備える。本アプローチは、改良された治療転帰を提供するように、患者および外科的システムパラメータの間の個人差に適応する利点を有する。
（参照による組み込み）
本明細書に述べられる全ての出版物、特許、および特許出願は、各個々の出版物、特許、または特許出願が、参照することによって組み込まれるように具体的かつ個別に示された場合と同一の程度に、参照することによって本明細書に組み込まれる。
本発明の新規の特徴が、添付された請求項において詳細に説明される。本発明の原理が利用される、例証的実施形態を記載する以下の発明を実施するための形態、および添付図面を参照することにより、本発明の特徴ならびに利点のより深い理解が得られるであろう。
図１は、いくつかの実施形態による、尿道内前立腺組織減量術を実施するために好適なデバイスの概略図である。
図２Ａ−２Ｄは、前立腺組織減量術を実施する際の図１のデバイスの使用を図示する。 図２Ａ−２Ｄは、前立腺組織減量術を実施する際の図１のデバイスの使用を図示する。 図２Ａ−２Ｄは、前立腺組織減量術を実施する際の図１のデバイスの使用を図示する。 図２Ａ−２Ｄは、前立腺組織減量術を実施する際の図１のデバイスの使用を図示する。
図３Ａおよび３Ｂは、いくつかの実施形態による、患者を治療するためのシステムを示す。 図３Ａおよび３Ｂは、いくつかの実施形態による、患者を治療するためのシステムを示す。
図４Ａは、いくつかの実施形態による、実質的に一定の圧力および可変流量を用いた手術部位の圧力調整を示す。
図４Ｂは、いくつかの実施形態による、実質的に固定された流体流量および実質的に一定の圧力を提供するポンプを用いた手術部位の流量調整を示す。
図５Ａは、多くの実施形態による、組み込むために好適な器官を示す。
図５Ｂは、多くの実施形態による、装置を用いて治療された図５Ａの前立腺を示す。
図６Ａは、いくつかの実施形態による、ヒトの眼に可視的な切除炎域を示す。
図６Ｂは、図６Ａのような切除炎域の高速画像を示す。
図７は、いくつかの実施形態による、複数の重複場所で円滑な制御された組織浸食を提供する、複数の飛散パルスおよび切除ジェットの掃引を示す。
図８Ａは、いくつかの実施形態による、取付デバイスを示す。
図８Ｂは、取付デバイスのコンポーネントを示す。
図８Ｃは、部分的後退位置に結合部を伴う取付デバイスのコンポーネントと、結合部を通して伸長支持体の遠位端に向かって延在するエネルギー源を備える、伸長キャリアとを示す。
図８Ｄは、伸長支持体およびその上に搭載された結合部を有する伸長管の遠位部分を示す。
図８Ｅ１−８Ｅ４は、いくつかの実施形態による、結合部を示す。
図８Ｆは、いくつかの実施形態による、キャリッジの下面図を示す。
図８Ｇは、いくつかの実施形態による、キャリッジの端面図を示す。
図８Ｈは、いくつかの実施形態による、隔離されている内視鏡を示す。
図８Ｉ１は、いくつかの実施形態による、内視鏡の側面図を示す。図８Ｉ２は、図８Ｉ１のような断面ＡＡに沿った側面図を示す。図８Ｉ３は、図８Ｉ１の内視鏡の断面ＢＢを示す。図８Ｉ４は、図８Ｉ１のような内視鏡の上面図を示す。図８Ｉ５は、図８Ｉ１のような内視鏡の遠位端を示す。
図８Ｊは、本明細書に説明されるようなキャリッジの筐体を示す。
図８Ｋは、本明細書に説明されるような取付デバイスの端面図を示す。
図８Ｌは、取付デバイスに結合するように構成されるアームのコンポーネントを示す。
図８Ｍは、いくつかの実施形態による、取付デバイスの上側の図を示す。
図８Ｎは、いくつかの実施形態による、アームのコンポーネントを示す。
図８Ｏ１および図８Ｏ２は、図８Ｎに示されるアームコンポーネントの内部構造を示す。
図８Ｐは、いくつかの実施形態による、取付デバイスの連鎖部を示す。
図８Ｑは、キャリアの近位端上に搭載されたエンコーダを示す。
図８Ｒ１は、いくつかの実施形態による、エンコーダを示す。図８Ｒ２は、複数の光検出器を用いて測定された異なる遷移の座標基準を示す、表を示す。
図８Ｓは、いくつかの実施形態による、支持体の遠位端上の吸引ポートを示す。
図８Ｔは、いくつかの実施形態による、コンソールを示す。
図９Ａおよび９Ｂは、それぞれ、いくつかの実施形態による、撮像プローブの矢状面との治療プローブ軸の整合の側面ならびに上面図を示す。 図９Ａおよび９Ｂは、それぞれ、いくつかの実施形態による、撮像プローブの矢状面との治療プローブ軸の整合の側面ならびに上面図を示す。
図９Ｃおよび９Ｄは、それぞれ、いくつかの実施形態による、矢状画像面視野を横断する治療プローブの側面ならびに上面図を示す。 図９Ｃおよび９Ｄは、それぞれ、いくつかの実施形態による、矢状画像面視野を横断する治療プローブの側面ならびに上面図を示す。
図１０Ａ−１０Ｔは、いくつかの実施形態による、装置の治療画面を示す。 図１０Ａ−１０Ｔは、いくつかの実施形態による、装置の治療画面を示す。 図１０Ａ−１０Ｔは、いくつかの実施形態による、装置の治療画面を示す。 図１０Ａ−１０Ｔは、いくつかの実施形態による、装置の治療画面を示す。 図１０Ａ−１０Ｔは、いくつかの実施形態による、装置の治療画面を示す。 図１０Ａ−１０Ｔは、いくつかの実施形態による、装置の治療画面を示す。 図１０Ａ−１０Ｔは、いくつかの実施形態による、装置の治療画面を示す。 図１０Ａ−１０Ｔは、いくつかの実施形態による、装置の治療画面を示す。 図１０Ａ−１０Ｔは、いくつかの実施形態による、装置の治療画面を示す。 図１０Ａ−１０Ｔは、いくつかの実施形態による、装置の治療画面を示す。 図１０Ａ−１０Ｔは、いくつかの実施形態による、装置の治療画面を示す。 図１０Ａ−１０Ｔは、いくつかの実施形態による、装置の治療画面を示す。 図１０Ａ−１０Ｔは、いくつかの実施形態による、装置の治療画面を示す。 図１０Ａ−１０Ｔは、いくつかの実施形態による、装置の治療画面を示す。 図１０Ａ−１０Ｔは、いくつかの実施形態による、装置の治療画面を示す。 図１０Ａ−１０Ｔは、いくつかの実施形態による、装置の治療画面を示す。 図１０Ａ−１０Ｔは、いくつかの実施形態による、装置の治療画面を示す。 図１０Ａ−１０Ｔは、いくつかの実施形態による、装置の治療画面を示す。 図１０Ａ−１０Ｔは、いくつかの実施形態による、装置の治療画面を示す。 図１０Ａ−１０Ｔは、いくつかの実施形態による、装置の治療画面を示す。
図１１は、いくつかの実施形態による、患者を治療する方法を示す。
図１２は、いくつかの実施形態による、切断の最大組織浸透深度およびノズルを通した流率を示す。
図１３は、いくつかの実施形態による、組織の選択的除去のモデルとして、ブタ血管がジャガイモの切開にわたって位置付けられた、ジャガイモの選択的除去を示す。
図１４は、いくつかの実施形態による、ユーザ入力に基づく所定の治療プロファイルおよび治療テーブルを用いて治療されたジャガイモを示す。
図１５は、いくつかの実施形態による、人工知能または機械学習を用いて患者を治療する方法を示す。 図１５は、いくつかの実施形態による、人工知能または機械学習を用いて患者を治療する方法を示す。
図１６は、いくつかの実施形態による、プロセッサシステムを示す。
図１７Ａ−１７Ｃは、いくつかの実施形態による、装置のユーザインターフェース画面を示す。 図１７Ａ−１７Ｃは、いくつかの実施形態による、装置のユーザインターフェース画面を示す。 図１７Ａ−１７Ｃは、いくつかの実施形態による、装置のユーザインターフェース画面を示す。
図１８は、いくつかの実施形態による、装置のユーザインターフェース画面を示す。
図１９Ａ−１９Ｄは、いくつかの実施形態による、患者の治療の表現を示す。 図１９Ａ−１９Ｄは、いくつかの実施形態による、患者の治療の表現を示す。 図１９Ａ−１９Ｄは、いくつかの実施形態による、患者の治療の表現を示す。 図１９Ａ−１９Ｄは、いくつかの実施形態による、患者の治療の表現を示す。
図２０は、いくつかの実施形態による、患者を治療する方法を示す。
図２１は、いくつかの実施形態による、例示的畳み込みニューラルネットワークを示す。
図２２は、いくつかの実施形態による、分類子を訓練および使用する方法を示す。
本開示される方法および装置は、前立腺外科手術等の多くのタイプの外科手術および関連方法ならびに装置との組み合わせのために非常に適している。本明細書に開示される方法および装置は、好適な治療パラメータを決定するために使用されることができ、機械エネルギー、放射線療法、水ジェット治療、放射線治療、レーザアブレーション、およびそれらの組み合わせ等の前立腺を治療するために使用されるエネルギーを使用する、デバイスとの組み合わせのために好適である。本開示される方法および装置は、治療画像誘導、多次元撮像、自律ロボット、および熱を含まない水ジェットアブレーション等のアブレーションを用いた手術ロボットシステムと併用されることができる。本開示される方法および装置は、継手ベースのロボットシステム、回転および発振シャフトシステム、ならびにユーザ入力に応答して人間の移動を模倣することが可能な継手を備えるシステム等の多くのタイプの手術ロボット手技を改良するために使用されることができる。これらのシステムは、外科的パラメータが治療に先立ってシステムに入力される、画像誘導に依拠することができる。本システムは、外科手術に先立ってオペレータによって設定されることができる。
本明細書に開示されるシステムおよび方法は、それぞれ、外科的手技および転帰を改良するように分析のために使用され得る、外科手術の前、間、および後のロボットシステムコンポーネントの状態を測定および記録することが可能である、複数のセンサを備える。例えば、手術ロボットシステムは、例えば、シャフトの角度、シャフトの縦方向位置、組織をアブレートするために使用されるエネルギーに関連するデータ（例えば、圧力または放射照度）、リアルタイム超音波撮像、およびリアルタイム内視鏡撮像（例えば、膀胱鏡撮像）等のシステムおよび関連付けられるコンポーネントの状態に関連する複数のパラメータを備えてもよい。治療の間のデータは、リアルタイムで記録され、治療の全体を通した手術ロボットシステムの状態に対応する複数のデータフレームを発生させるために使用されることができる。データフレームは、本明細書に説明されるような機械学習または人工知能を用いた処理のために好適な入力データを提供するために、フレームの間の固定された時間間隔、例えば、１秒に対応し得る。
本開示の実施形態は、具体的には前立腺の治療を対象とするが、本開示のある側面はまた、脳、心臓、肺、腸、眼、皮膚、腎臓、肝臓、膵臓、胃、子宮、卵巣、精巣、膀胱、耳、鼻、口、骨髄、脂肪組織、筋肉、腺および粘膜組織、脊髄および神経組織、軟骨等の軟組織、歯、骨等の硬質生物組織、ならびに洞、尿管、結腸、食道、肺通路、血管、および喉等の身体管腔および通路等の他の器官および組織を治療ならびに修正するために使用されてもよい。本明細書に開示されるデバイスは、既存の身体管腔を通して挿入される、または身体組織に作成される開口部を通して挿入されてもよい。
実施形態に関連する研究は、前立腺等の治療されるべき器官の人口統計データおよび画像データ等の入力患者データが、除去される組織の切断プロファイル等の転帰に関連し得ることを示唆する。生検データもまた、利用可能である場合、計画された外科的治療の適切な調節を決定することに役立ち得る。
本入力データは、多くのタイプの外科的システムから発生および記録されることができる。本開示される方法および装置は、手術ロボットに関連する多くの用途との組み合わせのために非常に適しており、２０１５年９月４日に出願され、「ＰＨＹＳＩＣＩＡＮ ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＤ ＴＩＳＳＵＥ ＲＥＳＥＣＴＩＯＮ ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ ＷＩＴＨ ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ ＭＡＰＰＩＮＧ ＯＦ ＴＡＲＧＥＴ ＯＲＧＡＮ ＩＭＡＧＥＳ」と題された、第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０４８６９５号、２０１５年９月４日に出願され、「ＧＥＮＥ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ＡＮＤ ＧＥＮＥＲＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＴＥＭ ＣＥＬＬ ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」と題された、第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０４８６８７号、２０１５年６月３０日に出願され、「ＦＬＵＩＤ ＪＥＴ ＴＩＳＳＵＥ ＲＥＳＥＣＴＩＯＮ ＡＮＤ ＣＯＬＤ ＣＯＡＧＵＬＡＴＩＯＮ （ＡＱＵＡＢＬＡＴＩＯＮ） ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」と題された、第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０３８６０５号、２０１５年６月２４日に出願され、「ＴＩＳＳＵＥ ＳＡＭＰＬＩＮＧ ＡＮＤ ＣＡＮＣＥＲ ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」と題された、第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０３７５２１号、および２０１５年９月５日に出願され、「ＡＵＴＯＭＡＴＥＤ ＩＭＡＧＥ−ＧＵＩＤＥＤ ＴＩＳＳＵＥ ＲＥＳＥＣＴＩＯＮ ＡＮＤ ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ」と題された、第ＰＣＴ／ＵＳ２０１４／０５４４１２号（その全開示は、参照することによって前述で組み込まれた）に説明されるような多くの以前のシステムのハードウェア、プロセッサ、およびソフトウェアを組み込むことができる。Ｐｒｏｃｅｐｔ ＢｉｏＲｏｂｏｔｉｃｓから市販されているＡＱＵＡＢＥＡＭ ＳＹＳＴＥＭのコンポーネントの多くが、本明細書に開示される実施形態による組み合わせのために非常に適している。
本明細書に開示される実施形態は、改良された治療を患者に提供するように、多くの方法で組み合わせられることができる。いくつかの図ではいくつかのコンポーネント、他の図では他のコンポーネントが参照されるが、これらのコンポーネントはそれぞれ、改良された治療を患者に提供するために、他のコンポーネントのうちのいずれか１つ以上のものと組み合わせられ得ることが検討される。
本明細書で使用されるように、装置と関連した用語「近位」および「遠位」は、近位が患者の外側のコンポーネントを指し得、遠位が患者の内側のコンポーネントを指し得るように、患者の外側の装置から参照されるような近位および遠位を指す。
本明細書で使用されるように、同様の言葉および文字は、同様の構造を表す。
本明細書で使用されるように、用語「キャリアプローブ」および「治療プローブ」は、同義的に使用される。
本明細書で使用されるように、用語「アブレーション」および「切除」は、同義的に使用される。
本明細書で使用されるように、「〜に基づいて」および「〜に応答して」は、同義的に使用される。
本明細書で使用されるように、用語「切断プロファイル」および「切除プロファイル」は、同義的に使用される。
図１から２Ｄおよび対応するテキストの主題は、２０１０年２月４日に出願され、「ＭＵＬＴＩ ＦＬＵＩＤ ＴＩＳＳＵＥ ＲＥＳＥＣＴＩＯＮ ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題され、第ＵＳ ２０１１０１８４３９１号として公開された、米国出願第１２／７００，５６８号、および２０１１年２月４日に出願され、２０１１年１１月８日に第ＷＯ２０１１０９７５０５号として公開され、「ＭＵＬＴＩ ＦＬＵＩＤ ＴＩＳＳＵＥ ＲＥＳＥＣＴＩＯＮ ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＤＥＶＩＣＥＳ」と題された、ＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０２３７８１号（その全開示は、参照することによって前述で組み込まれた）に説明されるように、参照することによって組み込まれている。
本明細書に開示される方法および装置は、多くの市販の外科的システムおよび手技との組み合わせのために非常に適しており、Ｐｒｏｃｅｐｔ ＢｉｏＲｏｂｏｔｉｃｓ Ｉｎｃ． ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮから市販されている、ＡＱＵＡＢＬＡＴＩＯＮ（登録商標）療法のための外科的システムの１つ以上のコンポーネントを備えてもよい。本明細書に開示されるいくつかの実施形態では、生理食塩水に浸漬された水ジェットが、組織を切除するために使用され、本明細書では「アクアアブレーション」と称される。
図１を参照すると、本発明の原理に従って構築される例示的前立腺組織減量術デバイス１０は、概して、遠位端１４および近位端１６を有するシャフト１２を含む、カテーテルアセンブリを備える。シャフト１２は、典型的には、近位端１６におけるハブ１８から遠位端１４の近傍の場所まで延在する、１、２、３、４本、以上の軸方向管腔を含む、ポリマー押出型材であろう。シャフト１２は、概して、１５ｃｍ〜２５ｃｍの範囲内の長さ、および１ｍｍ〜１０ｍｍ、通常、２ｍｍ〜６ｍｍの範囲内の直径を有するであろう。シャフトは、下記により詳細に説明されるように、男性の尿道を通して上向きに導入され得るように、十分な柱強度を有するであろう。
シャフトは、エネルギー送達領域２０内に位置付けられるエネルギー源を含み、その場合、エネルギー源は、下記により詳細に議論されるように、いくつかの具体的コンポーネントのうちのいずれか１つであり得る。エネルギー送達領域の遠位では、膨張式係留バルーン２４が、シャフトの遠位端１４に、またはそれの非常に近くに位置付けられるであろう。バルーンは、軸方向管腔のうちの１つを通して、ハブ１８を通して接続されたバルーン膨張源２６に接続されるであろう。エネルギー源２２およびバルーン膨張源２６に加えて、ハブは、随意に、注入／洗浄源２８、吸引（真空）源３０、および／または吹送（加圧ＣＯ２または他のガス）源３２のための接続をさらに含むであろう。例示的実施形態では、注入または洗浄源２８は、軸方向管腔（図示せず）を通して、バルーンアンカ２４の近位にあり、かつエネルギー送達領域２０の遠位にある、１つ以上の送達ポート３４に接続されることができる。吸引源３０が、通常、エネルギー送達領域２０の近位に位置付けられる、第２のポートまたは開口部３６に接続されることができる一方で、吹送源３２は、同様に、通常、エネルギー送達領域の近位に位置する、付加的なポート３８に接続されることができる。ポート３４、３６、および３８の場所は、重要ではないが、ある位置が、本明細書に説明される特定の利点をもたらし得ることと、例えば、シャフト１２にわたって位置付けられ得る同軸スリーブ、シース、および同等物を含む、付加的カテーテル、管、および同等物によって、管腔ならびに送達手段が提供され得ることとを理解されたい。
本実施形態は、ヒトの前立腺を参照して説明されるが、それらは、哺乳類の前立腺全般を治療するためにも使用され得ることを理解されたい。ここで、図２Ａ−２Ｄを参照すると、前立腺組織減量術デバイス１０は、男性の尿道Ｕを通して、膀胱Ｂの直接遠位に位置する前立腺Ｐ内の領域まで導入される。生体構造が、図２Ａに示されている。係留バルーン２４が膀胱頸部ＢＮ（図２Ｂ）のすぐ遠位に位置するように、いったんカテーテル１０が位置付けられると、バルーンは、好ましくは、図２Ｃに示されるように、実質的に膀胱の内部全体を占有するように、膨張されることができる。いったん係留バルーン２４が膨張されると、前立腺組織減量術デバイス１０の位置は、エネルギー送達領域２０が前立腺Ｐ内に位置付けられるように、尿道Ｕ内で固定および安定化されるであろう。エネルギー送達領域２０の適切な位置付けは、膀胱内の係留バルーン２４の膨張のみに依存することを理解されたい。前立腺が膀胱頸部ＢＮの直接近位に位置するにつれて、典型的には、０ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは、１ｍｍ〜３ｍｍの範囲内で、バルーンの近位端の非常に近くにエネルギー送達領域の遠位端を離間することによって、送達領域は、適切に位置することができる。係留バルーン２４が膨張された後に、エネルギーが、図２の矢印によって示されるように、減量術のために前立腺の中へ送達されることができる。いったんエネルギーがある時間にわたって所望の表面領域にわたって送達されると、エネルギー領域は、停止されることができ、前立腺は、図２Ｄに示されるように、尿道への圧力を緩和するように減量されるであろう。その時点で、洗浄流体が、図２Ｄに示されるように、ポート３４を通して送達され、ポート３６の中に吸引されてもよい。随意に、治療後、面積は、修正された、または別個のカテーテルデバイスを使用して配置され得る、焼灼バルーンおよび／またはステントを使用して焼灼され得る。
図３Ａおよび３Ｂは、実施形態による、患者を治療するためのシステムを示す。システム４００は、治療プローブ４５０を備え、随意に、撮像プローブ４６０を備えてもよい。治療プローブ４５０は、コンソール４２０および連鎖部４３０に結合される。撮像プローブ４６０は、撮像コンソール４９０に結合される。患者治療プローブ４５０および撮像プローブ４６０は、共通基部４４０に結合されることができる。患者は、患者支持体４４９を用いて支持される。治療プローブ４５０は、アーム４４２を用いて基部４４０に結合される。撮像プローブ４６０は、アーム４４４を用いて基部４４０に結合される。
患者は、治療プローブ４５０および超音波プローブ４６０が患者に挿入され得るように、患者支持体４４９の上に配置される。患者は、例えば、腹臥、仰臥、直立、もしくは傾斜等の多くの体位のうちの１つ以上のもので配置されることができる。多くの実施形態では、患者は、砕石位で配置され、例えば、あぶみが使用されてもよい。多くの実施形態では、治療プローブ４５０は、患者の第１の側面で第１の方向へ患者の中に挿入され、撮像プローブは、患者の第２の側面で第２の方向へ患者の中に挿入される。例えば、治療プローブは、患者の前側から患者の尿道の中に挿入されることができ、撮像プローブは、患者の後側から患者の腸の中に経直腸的に挿入されることができる。治療プローブおよび撮像プローブは、尿道組織、尿道壁組織、前立腺組織、腸組織、もしくは腸壁組織のうちの１つ以上のものがその間に延在する状態で、患者の中に配置されることができる。
治療プローブ４５０および撮像プローブ４６０は、多くの方法のうちの１つ以上の方法で患者に挿入されることができる。挿入中に、各アームは、プローブを患者の中に挿入するために、プローブが望ましく回転および平行移動され得るように、実質的に係止解除された構成を備えてもよい。プローブが所望の場所に挿入されたとき、アームは、係止されることができる。係止構成では、プローブは、例えば、平行、歪曲、水平、斜角、もしくは非平行等の多くの方法のうちの１つ以上の方法で相互に関連して配向されることができる。撮像プローブの画像データを治療プローブ座標基準にマップするために、本明細書に説明されるような角度センサを用いてプローブの配向を決定することが役立ち得る。組織画像データを治療プローブ座標基準空間にマップさせることは、医師等のオペレータによる治療のために識別される組織の正確な標的化および治療を可能にすることができる。
多くの実施形態では、治療プローブ４５０は、撮像プローブ４６０からの画像に基づいて治療をプローブ４５０と整合させるために、撮像プローブ４６０に結合される。結合は、示されるように共通基部４４０を用いて達成されることができる。代替として、または組み合わせて、治療プローブおよび／または撮像プローブは、患者の組織を通した整合でプローブを保持するように、磁石を備えてもよい。多くの実施形態では、アーム４４２は、治療プローブ４５０が患者内の所望の場所に位置付けられ得るように、移動可能かつ係止可能なアームである。プローブ４５０が、患者の所望の場所に位置付けられたとき、アーム４４２は、アームロック４２７を用いて係止されることができる。撮像プローブは、アーム４４４を用いて基部４４０に結合されることができ、治療プローブが定位置で係止されたときにプローブの整合を調節するために使用されることができる。アーム４４４は、例えば、撮像システム、またはコンソール、およびユーザインターフェースの制御下で、係止可能かつ移動可能なプローブを備えてもよい。移動可能アーム４４４は、撮像プローブ４４０が、例えば、治療プローブ４５０に関連して１ミリメートル程度のわずかな移動で調節され得るように、微細作動可能であり得る。
多くの実施形態では、治療プローブ４５０および撮像プローブ４６０は、治療が、撮像プローブ４６０および治療プローブ４５０の整合に基づいて制御され得るように、角度センサに結合される。角度センサ４９５は、支持体４３８を用いて治療プローブ４５０に結合される。角度センサ４９７は、撮像プローブ４６０に結合される。角度センサは、多くのタイプの角度センサのうちの１つ以上のものを備えてもよい。例えば、角度センサは、ゴニオメータ、加速度計、およびそれらの組み合わせを備えてもよい。多くの実施形態では、角度センサ４９５は、３次元で治療プローブ４５０の配向を決定するための３次元加速度計を備える。多くの実施形態では、角度センサ４９７は、３次元で撮像プローブ４６０の配向を決定するための３次元加速度計を備える。代替として、または組み合わせて、角度センサ４９５は、治療プローブの伸長軸に沿った治療プローブ４５０の角度を決定するためのゴニオメータを備えてもよい。角度センサ４９７は、撮像プローブ４６０の伸長軸に沿った撮像プローブ４６０の角度を決定するためのゴニオメータを備えてもよい。角度センサ４９５は、コントローラ４２４に結合される。撮像プローブの角度センサ４９７は、撮像システム４９０のプロセッサ４９２に結合される。代替として、角度センサ４９７は、コントローラ４２４に、また、組み合わせて結合されることができる。
コンソール４２０は、治療プローブ４５０を制御するために使用されるコンポーネントの中のプロセッサシステムに結合される、ディスプレイ４２５を備える。コンソール４２０は、メモリ４２１を有するプロセッサ４２３を備える。通信回路４２２は、プロセッサ４２３およびコントローラ４２２に結合される。通信回路４２２は、撮像システム４９０に結合される。コンソール４２０は、アンカ２４に結合される内視鏡３５のコンポーネントを備える。注入洗浄制御２８は、注入および洗浄を制御するようにプローブ４５０に結合される。吸引制御３０は、吸引を制御するようにプローブ４５０に結合される。内視鏡４２６は、コンソール４２０のコンポーネントであり得、内視鏡は、患者を治療するようにプローブ４５０を用いて挿入可能であり得る。コンソール４２０のアームロック４２７が、アーム４２２を係止するように、またはアーム４２２がプローブ４５０を患者の中に挿入するよう自由に移動可能であることを可能にするように、アーム４２２に結合される。
コンソール４２０は、本明細書に説明されるようなキャリアおよびノズルに結合されるポンプ４１９を備えてもよい。
プロセッサ、コントローラ、および制御電子機器ならびに回路は、１つ以上のプロセッサ、１つ以上のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、および１つ以上のメモリ記憶デバイス等の多くの好適なコンポーネントのうちの１つ以上のものを含むことができる。多くの実施形態では、制御電子機器は、ユーザ規定治療パラメータに従って手技前計画を提供するように、ならびに手術に対するユーザ制御を提供するように、グラフィックユーザインターフェース（以降では「ＧＵＩ」）のコントロールパネルを制御する。
治療プローブ４５０は、アンカ２４を備える。アンカ２４は、エネルギーがプローブ４５０を用いてエネルギー送達領域２０に送達されている間に、プローブ４５０の遠位端を係留する。プローブ４５０は、本明細書に説明されるようなノズル２００を備えてもよい。プローブ４５０は、連鎖部４３０を用いてアーム４２２に結合される。
連鎖部４３０は、例えば、患者の画像に基づいて、エネルギー送達領域２０を患者の所望の標的場所に移動させるコンポーネントを備える。連鎖部４３０は、第１の部分４３２と、第２の部分４３４と、第３の部分４３６とを備える。第１の部分４３２は、実質的に固定された係留部分を備える。実質的に固定された係留部分４３２は、支持体４３８に固定される。支持体４３８は、連鎖部４３０の参照フレームを備えてもよい。支持体４３８は、アーム４４２を治療プローブ４５０に剛性または剛直性に結合するための剛性シャーシまたはフレームもしくは筐体を備えてもよい。第１の部分４３２が、実質的に固定されたままである一方で、第２の部分４３４および第３の部分４３６は、プローブ４５０から患者へエネルギーを指向するように移動する。第１の部分４３７は、アンカ２４までの実質的に一定の距離４３８に固定される。アンカ２４と連鎖部の固定された第１の部分４３２との間の実質的に固定された距離４３７は、治療が正確に配置されることを可能にする。第１の部分４２４は、プローブ４５０の伸長軸に沿った所望の軸方向位置で、治療領域２０内に高圧ノズルを正確に位置付けるための線形アクチュエータを備えてもよい。
プローブ４５０の伸長軸は、概して、連鎖部４３０の近傍のプローブ４５０の近位部分と、それに取り付けられたアンカ２４を有する遠位端との間に延在する。第３の部分４３６は、伸長軸の周囲の回転角を制御する。患者の治療の間に、治療領域２０と連鎖部の固定部分との間の距離４３９は、アンカ２４を参照して変動する。距離４３９は、アンカ２４に参照された治療プローブの伸長軸に沿って標的場所を設定するように、コンピュータ制御に応答して調節する。連鎖部の第１の部分が、固定されたままである一方で、第２の部分４３４は、軸に沿った治療領域の位置を調節する。連鎖部４３６の第３の部分は、治療の角度において軸に沿った距離が、アンカ２４を参照して、非常に正確に制御され得るように、コントローラ４２４に応答して軸の周囲の角度を調節する。プローブ４５０は、連鎖部４３０からアンカ２４までの距離が、治療の間に実質的に一定のままであるように、支持体４３８とアンカ２４との間に延在するスパイン等の剛直性部材を備えてもよい。治療プローブ４５０は、ジェットからの機械エネルギー、電極からの電気エネルギー、もしくはレーザ源等の光源からの光学エネルギー等の１つ以上の形態のエネルギーを用いた治療を可能にするように、本明細書に説明されるような治療コンポーネントに結合される。光源は、赤外線、可視光、または紫外線を備えてもよい。エネルギー送達領域２０は、意図した形態のエネルギーを患者の標的組織に送達するため等に、連鎖部４３０の制御下で移動されることができる。
撮像システム４９０は、メモリ４９３と、通信回路４９４と、プロセッサ４９２とを備える。対応する回路内のプロセッサ４９２は、撮像プローブ４６０に結合される。アームコントローラ４９１は、撮像プローブ４６０を精密に位置付けるようにアーム４４４に結合される。
図４Ａは、実質的に一定の圧力および可変流量を用いた手術部位の圧力調整を示す。生理食塩水バッグは、実質的に一定の圧力調整を提供する高さで配置される。生理食塩水のバッグは、約５０〜１００水銀柱ミリメートル（以降では「ｍｍＨｇ」）に対応する高さで配置されることができる。生理食塩水バッグは、本明細書に説明されるような洗浄ポートに結合される。収集バッグが、本明細書に説明されるような洗浄ポート、吸引ポート、もしくは吸上ポートのうちの１つ以上のものに結合される。収集バッグは、本明細書に説明されるような水ジェットアブレーションプローブ４５０を用いて除去される組織を収集する。
図４Ｂは、実質的に固定された流体流量を提供するポンプを用いた手術部位の流体流量調整を示す。ポンプは、実質的に固定された流率で手術部位から流体を除去する。ポンプは、例えば、蠕動ポンプを備えてもよい。ポンプは、手術部位における圧力蓄積を阻止するために、水アブレーションジェット生理食塩水流流率と実質的に同一である、以上の率で、流体を除去するように構成される。蠕動ポンプは、例えば、本明細書に説明されるような組織除去ポート４５６Ｃを備える、マニホールドの吸引ポートに結合されることができる。少なくとも組織アブレーションジェットの流率である流率を有する、ポンプを提供することは、そうでなければ組織除去開口部を遮断し得るアブレートされた組織として改良型吸上を提供し、チャネルは、そうでなければチャネルを遮断するであろう物質を除去するために、ポンプが実質的に固定された流率を維持するときに、より大量の圧力を受けることができる。
生理食塩水バッグからの洗浄流は、少なくとも２つの機能を提供する、すなわち、１）生理食塩水バッグの高さに基づいて圧力を維持する、および２）視覚的に個人にバッグに進入する流動がピンク色として見えることになるであろうことから、蠕動ポンプが正しく機能していない場合に安全逆止弁を提供するために、開放したままであってもよい。
代替実施形態では、ポンプの流量は、手術部位の近傍で患者内に実質的に一定の圧力を提供するために、可変率を含む。治療された器官の圧力およびポンプの可変流率の能動的感知は、閉ループ圧力調整システムを備えてもよい。ポンプは、圧力センサ等のセンサに結合されることができ、流率は、実質的に一定の圧力を維持するように変動されることができる。圧力センサは、例えば、治療プローブ上、プローブの吸引チャネル内、プローブの外面の陥凹内、手術部位に結合されたプローブの内面上、もしくはコンソール上のポンプへの入口の近傍等の多くの場所のうちの１つ以上のものに位置することができる。
図５Ａは、実施形態による、組み込むために好適な器官を示す。器官は、本明細書に説明されるような多くの器官のうちの１つ以上のもの、例えば、前立腺を含んでもよい。多くの実施形態では、器官は、例えば、被膜と、被膜内に含有される組織と、被膜の外部上に位置する被膜管および神経とを含む。多くの実施形態では、器官は、前立腺を含む。前立腺は、例えば、良性前立腺肥大等の肥大または癌、およびそれらの組み合わせを含み得る。多くの実施形態では、肥大組織は、癌が検出されていない場合がある、患者内に位置する組織を含み得る。多くの実施形態では、被膜管および神経は、前立腺の外部表面に沿って延在する。多くの実施形態では、肥大組織は、前立腺上で上位に位置することができる。多くの実施形態では、肥大組織は、組織が癌組織または良性組織を含むかどうかに関して、未知の特異性の組織を含み得る。
図５Ｂは、実施形態による装置を用いて治療された図５Ａの前立腺を示す。多くの実施形態では、前立腺の組織は、組織除去プロファイルに従って除去される。組織除去プロファイルは、例えば、本明細書に説明されるような画像誘導組織除去に基づく所定の組織除去プロファイルを備えてもよい。代替として、組織除去プロファイルは、手持ち式組織除去装置を用いて除去される組織の除去プロファイルを備えてもよい。多くの実施形態では、前立腺等の器官の組織は、例えば、組織除去可能プロファイルから被膜の外部までの距離を減少させるために、被膜内まで除去される。
組織除去のための装置は、流体流を送達するように構成されるノズルを備えてもよく、流体流は、液体もしくはガスのうちの１つ以上のものから成ってもよい。液体流体流は、例えば、水もしくは生理食塩水のうちの１つ以上のものから成ってもよい。液体流体流は、液体アブレーションジェットの形態でノズルから退出し、前立腺組織においてキャビテーションを引き起こし、組織を複数の断片に解離するように構成されてもよい。液体流体流は、本明細書に説明されるように飛散パルスを用いてキャビテーションを提供するために、ノズルが浸漬される液体の中に放出されることができる。ノズルが浸漬される液体は、例えば、水もしくは生理食塩水のうちの１つ以上のものから成ってもよい。
図６Ａは、実施形態による、ヒトの眼に可視的な切除炎域を示す。
図６Ｂは、図６Ａのような切除炎域の高速画像を示す。画像は、約１／４００秒の速度で撮影された。
図６Ａおよび６Ｂのデータは、切除炎域が、ノズルから放出されたときに切除流を伴って発生される複数の白色雲を含むことを示す。実施形態に関する研究は、キャビテーション雲が特徴的な飛散周波数でジェットから飛散し得ることを示している。各雲の長さ９９２は、雲の飛散周波数および速度に関連する。ジェットの比較的に低温の切除炎域は、本明細書に説明されるように組織を制御された深度まで切断するように調節され得る、ジェットの切断長に対応する長さ９９０を備える。多くの実施形態では、ジェットのノズルは、雲が組織を衝打することに先立って、飛散雲が実質的に形成されることを可能にするために、図６Ｂに示されるような非切断構成で飛散雲の長さ９９２の少なくとも約４分の１に配置される。より大きい断面サイズへの飛散雲の本発散はまた、雲がより広い組織の領域に分配され得るにつれて改良型組織除去を提供し、ジェットのパルス間で改良型重複を提供することもできる。
ジェットの衝撃圧力に加えて、画像の白色雲に対応する、高度乱流および侵襲的領域は、本明細書に説明されるような組織のアブレーションに実質的に寄与する。白色雲は、複数のキャビテーション領域を備える。加圧水が水に注入されるとき、小型キャビテーションが、ノズル出口の近傍で、剪断層内の低圧力の領域内で発生される。小型キャビテーションは、キャビテーション渦を含んでもよい。キャビテーション渦は、相互と合併し、高速画像内でキャビテーション雲として出現する、大型離散キャビテーション構造を形成する。これらのキャビテーション雲は、組織と相互作用するときに効果的なアブレーションを提供する。いずれの特定の理論によっても束縛されることなく、組織を衝打するキャビテーション雲は、組織を衝打するキャビテーションを画定する高速流体と組み合わせて、キャビテーションに関連する組織の実質的な浸食を引き起こすと考えられる。
本明細書に説明されるようなノズルおよび圧力は、本明細書で提供される教示に基づいて、例えば、当業者によるノズルの角度の制御により、脈動雲を提供するように構成されることができる。多くの実施形態では、流体送達要素のノズルは、組織のアブレーションを改良するために、キャビテーションジェットを備える。
流体送達要素ノズルおよび圧力は、組織の除去のために好適な飛散周波数を提供するように配列されることができる。
多くの実施形態では、「炎域」の「白色雲」は、周辺の水がジェットに引き込まれる、またはその中に「同伴される」、「同伴」領域を備える。実施形態に関する研究は、流体の同伴が飛散周波数に関連し得ることを示唆する。
ジェットから飛散される雲の飛散周波数およびサイズは、実施形態によると、組織アブレーションを提供するために使用されることができる。飛散周波数は、各雲が組織と相互作用する場所の重複を提供するように、縦軸の周囲のプローブの角度掃引率と組み合わせられることができる。
図７は、実施形態による、複数の重複場所９９７で円滑な制御された組織浸食を提供する、複数の飛散パルス９９５および切除ジェットの掃引を示す。本飛散周波数は、複数の飛散雲が脈動ポンプのパルス毎に提供されるように、ポンプが使用されるときにポンプ周波数より実質的に速くあり得る。プローブの掃引率は、例えば、重複パルスを提供するように構成される飛散雲を用いて、改良型組織除去を提供するように飛散周波数に関連し得る。
多くの実施形態では、本システムは、ポンプのパルス毎に複数の飛散パルスを提供するために、飛散パルスの周波数未満の周波数を有するポンプを備える。ポンプは、例えば、約５０Ｈｚ〜約２００Ｈｚの範囲内で、少なくとも約５０Ｈｚのパルス繰り返し数を有することができ、飛散パルスは、例えば、約１ｋＨｚ〜約１０ｋＨｚの範囲内で、少なくとも約５００Ｈｚの周波数を含む。
ポンプのパルスが例証されているが、パルス状雲の類似スキャンが、連続流ポンプを用いて提供されることができる。
ノズルは、多くの方法のうちの１つ以上のもので構成されることができるが、多くの実施形態では、ノズルは、約０．０２〜約０．３の範囲内、例えば、約０．１０〜約０．２５の範囲内、多くの実施形態では、約０．１４〜約０．２の範囲内のストローハル数（以降では「Ｓｔ」）を含む。
多くの実施形態では、ストローハル数は、以下によって定義される。
Ｓｔ＝（Ｆｓｈｅｄ）＊（Ｗ）／Ｕ
式中、Ｆｓｈｅｄは、飛散周波数であり、Ｗは、キャビテーションジェットの幅であり、Ｕは、出口におけるジェットの速度である。当業者は、本明細書に説明される実施形態による組み合わせのために好適な飛散周波数を取得するために、本明細書に説明されるようなノズルを修正することができ、実験が、組織除去のために好適な雲長および飛散周波数を決定するように行われることができる。
複数の飛散雲を提供するノズル構成は、本明細書に説明されるようなプローブのうちの１つ以上のものと併用するために好適である。
図８Ａは、実施形態による、取付デバイス８００を示す。取付デバイスは、本明細書に説明されるようなアームに取り付けられるように構成される。取付デバイスは、本明細書に説明されるように患者を治療するための外科的システムの１つ以上のコンポーネントを備える。多くの実施形態では、取付デバイスは、取付デバイスの遠位端を患者の中に挿入するために、外科医が係止解除位置におけるアームを用いて取付デバイスを操作するためのハンドピース８０２を備える。多くの実施形態では、取付デバイスは、本明細書に説明されるように、アームから回転のトルクを受容するように構成される回転可能本体を備える、連鎖部８０４を備える。
取付デバイスは、例えば、尿道等の患者の外科的アクセス部位内に嵌合するように定寸される複数のコンポーネントを備える。取付デバイスは、例えば、本明細書に説明されるように、伸長支持体８０６と、伸長管８０８と、結合部８１４とを備えてもよい。伸長支持体８０６は、患者の中に挿入するために構成される剛性支持体を備える。伸長支持体は、経路を拡張し、結合部の挿入を可能にして促進するために、アクセス経路に沿った患者の中への挿入を促進するために、丸みを帯びた遠位端を備えてもよい。伸長支持体は、手術部位から切除された組織を除去するように位置する、複数の吸引チャネルを備えてもよい。伸長支持体は、吸引ポート８２８から伸長支持体の遠位端上の開口部まで延在する、複数のチャネルを備えてもよい。
伸長管８０８は、第１の遠位部分８１０と、第２の近位部分８１２とを備える、伸縮式管を備えてもよい。第２の部分は、第１の部分を受容し、管の摺動を可能にするために、第１の部分より大きく定寸されることができる。管の遠位部分の遠位端上の結合部８１４は、内視鏡に接続されることができる。結合部に接続される内視鏡は、近位および遠位に移動されることができ、伸長管は、結合部が内視鏡の遠位先端８１８とともに近位および遠位に移動するにつれて、長さが短縮および減少することができる。
結合部８１４は、傾斜遠位表面８２０、または患者の中への結合部の挿入を促進するように成形される少なくとも１つの表面を備えてもよい。結合部は、取付デバイスが患者の中に挿入されるときに、伸長支持体の遠位端に隣接して配置されることができる。内視鏡先端８１８は、結合部の構造を用いて結合部に結合されることができる。例えば、結合部は、結合部が内視鏡先端と噛合し、効果的に内視鏡先端に適合および係止されるように、内視鏡先端上の対応する係合構造を受容するように成形される係合構造を備えてもよい。内視鏡の近位および遠位移動は、伸長管の長さの対応する減少または増加とともに、結合部を近位および遠位に移動させることができる。
取付デバイスは、洗浄ポート８２４と、吸引ポート８２６とを備える、ハブ８２２を備えてもよい。洗浄ポートは、生理食塩水等の流体を伸長管の遠位端上に位置する洗浄開口部８１６に指向するために、伸長管の内部チャネルに結合されることができる。洗浄開口部は、生理食塩水等の流体を手術部位に提供することができる。代替として、ガス等の流体が、吹送を用いて手術部位に提供されることができる。ハブ上の吸引ポートは、伸長支持体に沿って軸方向に延在するチャネルを伴って、伸長支持体上の開口部に接続されることができる。
内視鏡の伸長管８０８は、管の第１の遠位部分８１０と、伸長伸縮式管の第２の近位部分８１２とを備える。第２の近位部分は、第１の遠位部分を摺動可能に受容して、結合部が内視鏡とともに近位および遠位に移動することを可能にするために、第１の遠位部分より大きく定寸される。
取付デバイスは、デバイスの他のコンポーネントから独立して、医師等のユーザが内視鏡を調節することを可能にする、複数の構造を備える。多くの実施形態では、内視鏡は、内視鏡キャリッジ８２８に結合される。内視鏡キャリッジは、結合部に接続された内視鏡の遠位端を近位および遠位に移動させるために、前進および後退されることができる。取付デバイスは、内視鏡キャリッジが内視鏡キャリッジ上のノブ８３２の回転とともに近位および遠位に移動されることを可能にする、ピニオン歯車に結合されるラック８３０を備えてもよい。取付デバイスは、例えば、内視鏡キャリッジがノブの回転とともにレールに沿って摺動し得るように、内視鏡キャリッジに係合するためのレール８３４を備えてもよい。多くの実施形態では、取付デバイスは、連鎖部の制御下で治療エネルギー源を担持するキャリアとの高圧ケーブル８３６の接続を備える。
図８Ｂは、取付デバイス８００のコンポーネントを示す。内視鏡は、剛性遠位部分８３８と、可撓性近位部分８４０とを備えてもよい。内視鏡の剛性部分は、内視鏡キャリッジ８２８から内視鏡の遠位先端まで延在することができる。内視鏡の剛性部分は、手術部位から流体をシールおよび含有するために、シール８４２を通して延在することができる。内視鏡の剛性部分は、内視鏡の近位部分上の係合構造を用いてキャリッジに結合されることができる。内視鏡の剛性部分はまた、内視鏡の先端の近傍に位置する遠位係合構造を用いて結合部に結合されることができる。キャリッジと結合部との間に延在する内視鏡の剛性部分は、結合部および伸縮式管の遠位部分の近位および遠位運動を提供する。
多くの実施形態では、可撓性高圧生理食塩水管８３６は、取付デバイスまで延在し、外部ポンプから加圧流体を提供する。
多くの実施形態では、取付デバイスは、ユーザが内視鏡等のデバイスのコンポーネントを除去するために構成される。例えば、手術部位から内視鏡を除去するために、ユーザがレールからキャリジを近位に摺動させて外すことを可能にする、キャリッジ解放部８４４が、取付デバイスの近位端上に提供されることができる。
図８Ｃは、部分的後退位置に結合部８１４を伴う取付デバイス８００のコンポーネントと、結合部を通して伸長支持体８０６の遠位端に向かって延在するエネルギー源８４８を備える、伸長キャリア８４６とを示す。多くの実施形態では、内視鏡先端は、支持体内の治療プローブ８４６を視認するために、少なくとも部分的に後退されることができる。治療プローブを備える伸長キャリアは、エネルギーを治療部位に指向するように、その上に位置するエネルギー源を有することができる。伸長管８０８の遠位部分は、それに取り付けられた内視鏡先端を有する結合部が、治療部位を視認することを可能にするために、伸長管の近位部分内で後退されることができる。結合部は、例えば、近位場所へのノブの回転とともに近位に後退されることができる。
伸長支持体８０６は、剛性を追加するように、多くの方法のうちの１つ以上のものにおいて伸長管８０８に接続されることができる。例えば、伸長支持体は、剛性を伸長支持体および伸長管の組み合わせに追加するように、複数の場所８５０において伸長管の近位部分に溶接されることができる。
伸長管の溶接部分は、伸長管の遠位部分が管の近位固定部分に対して摺動するときに、伸長支持体に関して固定位置にとどまることができる。
図８Ｄは、伸長支持体８０６およびその上に搭載された結合部８１４を有する伸長管８０８の遠位部分を示す。伸長支持体は、尿道を通して等、外科的アクセス経路に沿った挿入を促進するために、丸みを帯びた遠位先端８５２等の圧力低減先端を備えてもよい。結合部の傾斜遠位表面８２０は、挿入を促進し、伸長支持体から離れるように組織を押勢することができる。多くの実施形態では、伸長支持体は、結合部の最遠位先端が圧力低減遠位先端の後ろの陥凹内に嵌合するように、結合部の一部を受容するように定寸される陥凹を備える。圧力低減遠位先端は、患者の中への取付デバイスのためのアクセス経路を画定することができ、結合部の傾斜遠位表面は、圧力低減先端を辿ることができ、結合部の先端は、圧力低減先端の経路を辿ることができる。圧力低減先端および傾斜遠位表面の本組み合わせは、挿入を促進することができる。
複数の開口部８１６を備える伸長管８０８は、結合部８１４とともに移動することができる。内視鏡の遠位先端を受容するための結合部は、内視鏡上の突出部を受容し、内視鏡に係止するチャネルまたはスロットを用いて等、内視鏡先端を受容するための多くの方法のうちの１つ以上のものにおいて構成されることができる。伸長伸縮式管の遠位部分は、結合部から締結具を受容するように、開口部８５４を備えてもよい。管の開口部を通して延在する結合部からの締結具は、結合部を管の遠位端に効果的に係止することができる。管の遠位端８１０は、複数の洗浄開口部８１６を備えてもよい。複数の洗浄開口部は、洗い流して内視鏡先端を用いた視認を促進するために、内視鏡先端とともに移動することができる。洗浄開口部の移動は、概して、流体が指向され得るように、手術部位に向かって流体を指向する。内視鏡先端とともに移動する洗浄開口部は、先端を洗い流し、例えば、治療プローブ先端が液体に浸漬されるときに、可視性を増加させるように流体を提供するという利点を有する。
図８Ｅ１−８Ｅ４は、実施形態による、結合部８１４を示す。図８Ｅ１は、断面端面図を示す。図８Ｅ２は、断面側面図を示す。図８Ｅ３は、側面図を示し、図８Ｅ４は、端面図を示す。結合部は、本明細書に説明されるように、キャリア上の治療プローブを受容するようにキャリアチャネル８５６を備える。キャリアチャネルは、結合部からの干渉を伴わずに、治療プローブを備えるキャリアが、近位に、遠位に、および回転して摺動することを可能にするように定寸される。キャリアチャネルは、整合および配置を促進し、エネルギー源を備えるキャリアの遠位端の場所を安定させる、ガイドを備えてもよい。結合部は、内視鏡を受容するように定寸される内視鏡チャネル８５８を備える。内視鏡チャネルは、内視鏡および内視鏡の係合構造を受容し、内視鏡の係合構造を結合部に係止するように構成されることができる。
図８Ｅ２に示される側面図では、内視鏡の視野８６０が示されている。内視鏡の視野は、例えば、７０°視野等の市販の内視鏡の視野であり得る。内視鏡は、内視鏡チャネル内から、手術部位、伸長支持体、およびキャリアの治療プローブを視認することができる。多くの実施形態では、結合部の遠位端の傾斜表面８２０は、内視鏡の視野の上側部分に沿って視野を画定するように、ある角度で傾斜している。
図８Ｅ３に示されるように、結合部８１４は、内視鏡上の突出部を受容するためのスロット８６２を備えてもよい。スロットは、例えば、突出部が内視鏡の回転とともにスロットに進入することを可能にするよう定寸されることができる。スロットが示されているが、内視鏡の剛性部分の遠位端上の係合構造を受容する、結合部の係合構造は、例えば、係止構造、ねじ山付き構造、ハブ、およびねじ山等の多くの方法のうちの１つ以上のものにおいて構成されることができる。
例えば、内視鏡先端は、結合部の内周の少なくとも一部に沿って配置される、対応する捕捉縁または先端の中へ嵌め込むように構成される、板ばねもしくは類似構造を備えてもよい。そのような機構を使用して、ユーザは、板ばねが捕捉縁に係合するまで、単純に結合部に内視鏡先端を押し込むことによって、内視鏡先端を結合部に係止してもよい。結合部からの内視鏡先端の分断を可能にするために、結合部の内周の一部は、板ばねが外へ摺動することを可能にするように構成される、傾斜縁を備えてもよい。結合部から内視鏡先端を分断するために、ユーザは、板ばねが傾斜縁と整合されるまで、内視鏡を回転させ、内視鏡を引き出してもよい。
また、図８Ｅ３には、管を通して延在する突出部８５５も示されている。
図８Ｅ４は、それぞれ、キャリアチャネル８５６および内視鏡チャネル８５８内で、鎖線を用いて治療プローブキャリア８４６および内視鏡８６６の近似寸法を示す。キャリアチャネルおよび内視鏡チャネルは、キャリアと内視鏡との間に隙間８６８を提供するように、定寸および離間されることができる。多くの実施形態では、内視鏡の剛性遠位先端は、本明細書に説明されるような突出部８６４を備える。突出部は、剛性遠位部分から半径方向距離に延在し、スロット８６２の中へ嵌合し、結合部に係合することができる。多くの実施形態では、突出部は、エネルギー源を備えるキャリアプローブがキャリアチャネルを通して延在するときに、結合部を内視鏡に係止するために、間隙を上回る距離に延在するように定寸される。本構成は、キャリアが除去された内視鏡から結合部の組立および分解を促進することができ、例えば、結合部の中に挿入されたキャリアとの結合部の係止を提供する。
図８Ｆは、実施形態による、キャリッジ８２８の下面図を示す。下面図は、内視鏡の剛性部分８３８と、内視鏡の近位係合構造８７０に結合された内視鏡の可撓性部分８４０とを示す。内視鏡の近位係合構造は、キャリッジの移動が、係合構造内で内視鏡の剛性部分を近位および遠位に移動させるように、キャリッジの係合構造８７２内に嵌合する。キャリッジの下面図は、ノブ８３２とともに回転するピニオン歯車８７４を示す。ピニオン歯車は、本明細書に説明されるようなラックに係合する。また、下面図には、本明細書に説明されるような取付デバイスのレールを受容する、キャリッジの片側のスロット８７６も示されている。キャリッジの係合構造８７２は、複数の突出部を備えてもよい。例えば、複数の突出部は、内視鏡を近位および遠位に移動させるために、キャリッジの近位側およびキャリッジの遠位側上に延在することができる。
図８Ｇは、実施形態による、キャリッジ８２８の端面図を示す。キャリッジは、取付デバイスのレールを受容するように定寸される複数のスロット８７６を備える。キャリッジはまた、内視鏡を受容するように定寸されるチャネル８７８も備える。
図８Ｆおよび８Ｇに示されるキャリッジは、取付デバイスのユーザ取扱を促進するために、薄型外形を有するように構成されてもよい。例えば、キャリッジは、比較的に短い高さを伴う筐体を有するように構成されることができ、ノブは、比較的に小さい直径および長い長さを有するように（すなわち、ユーザによるノブの握持を促進するように）成形および定寸されることができる。
図８Ｈは、実施形態による、隔離されている内視鏡８６６を示す。内視鏡は、外科医等のユーザが内視鏡の遠位端から手術部位を視認することを可能にする、接眼レンズ８８０を備え、接眼レンズは、内視鏡の近位端上に位置する。内視鏡は、高解像度カメラ等のカメラが内視鏡に結合されることを可能にする、照明ポート８８２を備える。内視鏡は、本明細書に説明されるような近位可撓性部分８４０を備える。内視鏡は、近位係合構造８７０を備える。近位係合構造は、内視鏡の可撓性近位部分８３８と内視鏡の剛性遠位部分８４０との間に位置する。内視鏡は、本明細書に説明されるような遠位係合構造８８４を備える。
図８Ｉ１は、内視鏡８６６の側面図を示す。図８Ｉ２は、図８Ｉ１のような断面ＡＡに沿った側面図を示す。図８Ｉ３は、図８Ｉ１の内視鏡の断面ＢＢを示し、断面ＢＢは、断面ＡＡに示されるものに類似する構造を備える。図８Ｉ４は、図８Ｉ１のような内視鏡の上面図を示す。図８Ｉ５は、図８Ｉのような内視鏡の遠位端を示す。内視鏡は、接眼レンズ８８０と、照明ポート８８２と、可撓性部分８４０と、近位係合構造８７０と、剛性遠位部分８３８と、本明細書に説明されるような内視鏡の遠位端８１８とを備える。図８Ｉ２および８Ｉ３は、内視鏡および係合構造に対する内視鏡の固定整合を提供する構造の断面図を示す。例えば、断面ＡＡおよび断面ＢＢに沿って示される平面は、近位係合構造を横断する寸法の最大値に対応する。内視鏡と固定整合している近位係合構造を有することは、整合を促進し、内視鏡が使用されるときに正確な基準系を確実にすることができる。上面図における図８Ｉ４は、断面Ｇに沿って遠位係合構造８８４を示す。図８Ｉ５の詳細Ｇは、遠位端から突出部８６４として延在する、遠位係合構造８８４を示す。
多くの実施形態では、近位係合構造は、取付デバイスに対して内視鏡の配向を画定する、横断する最大寸法等の基準構造を備える。近位係合構造を横断する最大寸法は、デバイスを組み立てるユーザまたは他の個人に、本明細書に説明されるような取付デバイスに対する内視鏡の基準系を知らせる。取付デバイスは、本明細書に説明されるような治療および外科手術のための基準系を備えてもよい。例えば、アクセスを中心とした治療プローブの角回転は、取付デバイスおよび本明細書に説明されるようなエンコーダ等の取付デバイスのコンポーネントに対して行われることができる。
図８Ｊは、本明細書に説明されるようなキャリッジの筐体８８６を示す。キャリッジの筐体は、例えば、射出成形プラスチックの単一の部品を備えてもよい。単一の部品は、キャリッジ筐体の組立を可能にするために、単一の部品の一対の部品等の２通りに提供されることができる。例えば、図８Ｊを参照すると、筐体の第１のコンポーネント８８８と同一の形状を有する、第２の筐体は、キャリッジを画定するように、２つの部品が、本明細書に説明されるようにノブおよびアクセルならびにピニオン歯車にわたってともにスナップ留めするように提供されることができる。
図８Ｋは、本明細書に説明されるような取付デバイス８００の端面図を示す。取付デバイスは、第１の回転可能コネクタ８９０および第２の回転可能コネクタ８９２等の複数の回転可能コネクタを備える。第１の回転可能コネクタは、患者を治療するためのエネルギー源の軸方向場所を決定する。第２の回転可能コネクタは、軸に対するエネルギー源の角度場所を決定する。例えば、エネルギー源は、受石の軸方向場所が第１の回転可能コネクタに対して決定され、軸に対する受石の角度が第２の回転可能コネクタに対して決定される、ハイポチューブ上に搭載された受石を備えてもよい。第１および第２の回転可能コネクタは、本明細書に説明されるように、回転およびエネルギー源の軸方向場所の両方を制御するために使用されることができる。ハンドピースを備える取付デバイスは、電気コネクタ８９４を備えてもよい。電気コネクタは、アーム上の電気コネクタに接続することができる。電気コネクタは、取付デバイスに、およびそこから、信号を伝送するために使用されることができる。電気コネクタを用いて伝送される信号は、エンコーダから、取付デバイスから離れたコントローラまでの電気信号を含むことができる。取付デバイスは、取付デバイスをアームに接続するために、その上に配置された電気コネクタを有する、プリント回路基板８９６を備えてもよい。電気コネクタは、業界で公知の標準コネクタを備えてもよい。プリント回路基板は、ハンドピースの回路８９８を備えてもよい。回路は、例えば、本明細書に説明されるような治療テーブル等の治療の側面と、例えば、流率および圧力等の機械パラメータとを記録するように構成される、不揮発性メモリ内に、プロセッサを備えてもよい。高圧生理食塩水管８３６は、ハンドピースの近位端の中に延在する可撓性管を備えてもよい。
図８Ｌは、取付デバイス８００に結合するように構成されるアーム９００のコンポーネントを示す。アームは、取付デバイスに結合し、定位置で取付デバイスを係止するように構成される、係止機械コネクタ９０２を備えてもよい。アームは、取付デバイスの回転可能コネクタに係合するように構成される複数の回転可能コネクタ９０４を備えてもよい。アームは、取付デバイスに接続するように構成される電気コネクタ９０６を備えてもよい。電気コネクタが示されているが、例えば、光ファイバまたは光学コネクタ等の他のコネクタも、使用されることができる。アームはまた、アームとの取付デバイスの接触を感知する、接触センサ９０８を備えてもよい。
アームおよび取付デバイスの回路は、アームへの取付デバイスの接続を促進するように、多くの方法のうちの１つ以上のものにおいて構成されることができる。代替として、または組み合わせて、取付デバイスは、単回使用デバイス等の消耗デバイスを備えるように構成されることができる。多くの実施形態では、接触センサは、取付デバイスに係合する接触センサに応答して、アーム上の回転可能コネクタを回転させるように構成される回路に結合される。接触センサが取付デバイスに係合するとき、回転可能コネクタは、取付デバイス上の回転可能コネクタとのアーム上の回転可能コネクタの噛合接続を可能にするために、所定の可動域を通して前後に回転する。多くの実施形態では、アーム上の回転可能コネクタは、複数の六角ソケットを備え、取付デバイスは、アームのソケットに係合するように、複数の六角断面突出部を備える。代替として、ソケットおよび突出は、ソケットが取付デバイス上に提供され、突出部がアーム上に提供される、またはそれらの組み合わせであるように、逆転されることができる。いったん回転可能コネクタが、取付デバイスの回転可能コネクタに係合すると、アーム内の回路は、取付デバイス上に位置するセンサで移動を検出し、取付デバイスへのアームの結合の完了に応じて、回転可能コネクタの回転を停止させることができる。
図８Ｍは、実施形態による、取付デバイス８００の上側の図を示す。取付デバイスの上側は、例えば、ラックおよびピニオンを有する側面の反対に位置することができる。取付デバイスは、測定尺度８０１と、治療プローブを備えるキャリアプローブ上のエネルギー源の場所を示すＬＥＤ等のインジケータ８０３とを備えてもよい。多くの実施形態では、インジケータは、患者を治療するために軸方向に移動する、内部連鎖部上に搭載される。プローブ上の本ＬＥＤインジケータは、ユーザに治療プローブの場所を知らせることができる。測定尺度は、多くの単位のうちの１つ以上のものを備えてもよく、概して、プローブ先端の運動とともに１対１のスケーリングを備える。測定尺度は、例えば、センチメートル、ミリメートル、または長さの他の単位等の単位であり得る。
図８Ｎは、実施形態による、アーム９００のコンポーネントを示す。アームのコンポーネントは、ユーザ入力デバイス９１０を備える、アームの取付可能コンポーネントを備えてもよい。ユーザ入力デバイスは、エネルギー源の強度を増加させるための第１の入力９１２と、エネルギー源の強度を減少させるための第２の入力９１４とを備えてもよい。例えば、エネルギー源が、液体流を備えるとき、エネルギー源の強度の増加は、エネルギー源の増加した流率および／またはエネルギー源の上昇した圧力を含んでもよい。エネルギー源の減少した強度は、例えば、エネルギー源の減少した流率または低下した圧力、およびそれらの組み合わせを含んでもよい。
図８Ｏ２および図８Ｏ１は、図８Ｎに示されるアームコンポーネントの内部構造を示す。図８Ｏ１は、コンポーネントの下側部分の回路９１６を示す。回路は、取付デバイスに結合するコネクタ９０６に結合されることができる。回路は、本明細書に説明されるような回路を備えてもよく、例えば、プロセッサ等の多くの公知の回路コンポーネント、ランダムアクセスメモリ等のメモリ、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ等のゲートアレイのうちの１つ以上のものを備えてもよい。回路は、モータを制御するために使用される多くの公知のコンポーネントのうちの１つ以上のものを備えてもよい。図８Ｏ２は、実施形態による、アームのモータ９１８を示す。モータは、手術器具を駆動することが可能な公知のモータコンポーネントを備えてもよい。モータは、本明細書に説明されるような回転可能コネクタの突出部まで延在する、シャフトを備えてもよい。モータは、取付デバイスがアームに接続されるときに、取付デバイスに係合することができる。
図８Ｏ１に示されるようなコネクタに結合される回路は、軸を中心とした意図された軸方向場所および回転角においてエネルギー源を位置付けるために、モータを制御するように使用されることができる。回路は、軸を中心として回転されるプローブの角度場所を測定するために、取付デバイス上に位置するエンコーダに信号を伝送する１つ以上の命令を備えてもよい。軸を中心としたエネルギー源の回転は、回路にフィードバックされることができ、回路は、本明細書に説明されるような治療テーブルの命令に従って、エネルギー源を複数の場所に駆動することができる。アーム上の再利用可能な場所に回路およびモータを位置付けることによって、ハンドピースを備える取付デバイスの費用および複雑性は、実質的に減少されることができる。
図８Ｐは、実施形態による、取付デバイス８００の連鎖部８０４を示す。図８Ｐに示される連鎖部は、治療プローブを備えるキャリア８４６上の遠位端上の所望の場所および角度にエネルギー源を指向するように構成される、１つ以上のコンポーネントを備えてもよい。遠位端の近傍にエネルギー源を担持するキャリアは、キャリアの端部上のエネルギー源の位置および角度を制御するように、連鎖部に結合される。キャリアは、例えば、ハイポチューブを備えてもよく、エネルギー源は、本明細書に説明されるような多くのエネルギー源のうちの１つ以上のものを備えてもよい。例えば、エネルギー源は、受石から成る材料に形成されたノズルを備えてもよい。ハイポチューブ上の受石は、ケーブル８３６から高圧流体を受容することができる。キャリアは、可撓性高圧管に沿って高圧生理食塩水等の媒体とともにエネルギーを受容する、可撓性導管に接続される。キャリアは、回路からのコマンドに応答して、キャリアが平行移動および回転するように、連鎖部に接続する。
連鎖部は、キャリアの伸長軸に沿ったＺ軸位置を制御するための第１の回転コネクタ８９０と、伸長軸に対するエネルギー源の角度を制御するための第２の回転可能コネクタ８９２とを備える。第１の回転可能コネクタ８９０は、複数のねじ山８８９に回転可能に接続されることができる。ねじ山の回転は、矢印８９１で示されるように、連鎖部を近位および遠位に駆動することができる。ねじ山は、回転されたときに、示されるように近位および遠位に移動するようにキャリア８４６を誘導することができる。キャリアが近位および遠位に移動するにつれて、第２の回転可能コネクタ８９２は、六角構造８９５等の伸長構造に沿って摺動することができる。軸方向へのキャリアの摺動は、例えば、最大約７ミリメートルまで、治療の範囲にわたって提供されることができる。第２の回転可能コネクタ８９２は、キャリアの回転を誘導するよう回転されることができる。例えば、第２の回転可能コネクタの回転は、回転矢印８９３で示されるように、キャリアの角回転を引き起こすことができる。第２の回転可能コネクタの回転は、キャリア８４６に結合される連鎖部の歯車８０５を回転させることができる。連鎖部の歯車は、キャリアの伸長軸を中心としたキャリアの回転を誘導するように、キャリアと同心円状であり得る。第２の回転可能コネクタは、キャリアと同心円状である歯車の回転を誘導するために、回転可能コネクタと同心円状である第２の歯車を備えることができる。連鎖部は、キャリアの伸長軸に対するエネルギー源の角回転を誘導するために、例えば、第１の歯車と第２の歯車との間に遊び歯車を備えてもよい。
図８Ｑは、キャリア８４６の近位端上に搭載されたエンコーダ８０７を示す。キャリアの近位端上のエンコーダは、エネルギー源の角度の正確な回転位置付けを可能にすることができる。キャリアは、エンコーダから測定される信号に応答して、標的位置まで回転されることができる。キャリアの近位端上のエンコーダは、多くの公知のエンコーダのうちの１つ以上のものを備えてもよい。多くの実施形態では、エンコーダは、求積測定を提供するように構成される、グレイエンコーダを備える。エンコーダは、例えば、エンコーダを添着するための正確な表面を提供するように、キャリアから延在する環状構造を伴って、キャリアの面上に提供されることができる。また、光検出器８０９は、キャリアプローブ軸の方向に沿って延在する線に配列されることができる。これは、エネルギー源の角度の測定を促進することができ、検出器がプリント回路基板の平面上に位置することを可能にすることができる。エンコーダは、キャリアプローブの面上に延在することができ、キャリアプローブは、除去可能キャリア治療プローブを備えてもよい。除去可能キャリア治療プローブは、本明細書に説明されるようにシールの中へ延在することができる。多くの実施形態では、エンコーダは、製造の間に正確な整合を確実にするように、プローブの遠位先端上に担持されるエネルギー源と整合され得る、整合構造を備える。例えば、エンコーダは、各縁が軸方向に延在する、複数の縁遷移を備えてもよい。縁のうちの１つ以上のものは、プローブの伸長軸から延在するエネルギー源の角度と整合するように、事前構成されることができる。例えば、エネルギー源は、縁がプローブから半径方向に延在するのと同一の角度で軸から半径方向に延在することができる、またはプローブから半径方向に延在する角度に沿って位置する。
図８Ｒ１は、実施形態による、エンコーダ８０７を示す。エンコーダとともに示されるように、縁８１１はそれぞれ、プローブに対する角度基準に対応する。例えば、０度基準８１３が、示されている。０度基準は、キャリアの遠位端から延在するエネルギー源と整合される。
図８Ｒ２は、複数の光検出器を用いて測定された異なる遷移の座標基準を示す、表８１５を示す。これらの位置は、ある範囲内のプローブの絶対位置を挙げることができる。本明細書に説明されるような回路は、図８Ｒ２に示される位置内で補間するように構成されることができる。補間は、多くの方法のうちの１つ以上のものにおいて実施されることができる。例えば、モータは、補間を提供するためのステッピングモータを備えてもよい。代替として、モータは、補間を提供するために使用され得る、エンコーダをモータ内に備えてもよい。
表８１５の白色領域が、エンコーダの鋼管部分に対応する一方で、黒色領域は、エンコーダの黒色プラスチック管部分に対応する。鋼管および黒色プラスチック管は、エンコーダの縦軸に沿って分配された複数の行を形成することができ、各行は、エンコーダの円周を中心として延在する。各行は、光検出器と整合されることができる。各光検出器Ａ（遠位）、Ｂ、Ｃ、およびＤ（近位）に関して、白色領域に対応するエンコーダの回転位置が、「オン」または「１」バイナリコードに対応することができる一方で、黒色領域に対応するエンコーダの回転位置は、「オフ」または「０」バイナリコードに対応することができる。
図８Ｑ、８Ｒ１、および８Ｒ２のエンコーダならびに光検出器の構成は、一例のみとして提供され、多くの他の構成が可能である。例えば、図８Ｑ、８Ｒ１、および８Ｒ２は、各行が４つの光検出器のうちの１つと整合された、４つの行を備えるエンコーダを示すが、エンコーダは、任意の適切な構成で任意の数の光検出器と整合された任意の数の行を有してもよい。エンコーダは、エンコーダの解像度を増加させ、それによって、モータ、故に、キャリアのより微調整可能な位置調節を提供するように、１つ以上の付加的な行と、各付加的エンコーダ行と整合させられた付加的な光検出器とを備えてもよい。
図８Ｓは、実施形態による、支持体８０６の遠位端８１９上の吸引ポート８１７を示す。支持体の遠位端は、手術部位から物質を吸引するための複数のポート８１７を備える。複数のポートは、エネルギー源８４８で切除された組織を受容するように定寸されることができる。ポートは、視覚ガイドをユーザに提供するように、所定の場所に位置付けられることができる。例えば、吸引ポートは、ユーザが標的部位における組織のサイズおよび場所を容易に決定し得るように、１センチメートル間隔で位置することができる。ユーザはまた、正確度を評価し、例えば、使用の間にプローブの正確度を検証することもできる。支持体は、例えば、２〜約１０の数で複数のポートを備えてもよい。複数のポートは、キャリア８４６に対面する支持体の下面上に位置することができる。支持体の凹形状は、整合を改良し、プローブを受容するための空間を提供することができる。支持体の遠位端上の吸引ポートは、例えば、ポートから複数のポートまで延在するチャネルを伴って、ハブの近傍で支持体の近位端上の吸引ポート（図８Ａの８２６）に流体的に結合されることができる。エネルギー源のキャリアは、治療の間に支持体の遠位端に向かって摺動することができる。ポートは、エネルギー源に対するキャリアの場所を決定するための基準構造を提供することができ、整合を促進するように治療の間に役立ち得る。支持体の遠位端上の複数のポートは、例えば、超音波を用いて見られることができ、例えば、本明細書に説明されるように、視野を有する内視鏡を用いて見られることができる。複数のポートは、遠位端上のボール形状部分と管の固定部分との間に位置することができる。本明細書に説明されるように、キャリアプローブは、支持体の遠位端まで前進され、後退されることができる。図８Ｓに示されるように、エネルギー源のキャリアは、後退位置で示されている。内視鏡を伸長管８０８に結合する結合構造８１４もまた、後退されて示されている。管の近位部分８１２は、洗浄ポート８２４の一部が管の近位部分で被覆されるように、管の遠位部分８１０がその中に受容された状態で示されている。本明細書に説明されるような結合部８１４は、本明細書に説明されるように、伸長管および内視鏡を前進させるために使用されることができる。エネルギー源を備えるキャリアは、例えば、管内の内視鏡および結合部から独立して移動されることができる。少なくともいくつかの実施形態では、本独立した運動は、治療のために役立ち得る。代替として、または組み合わせて、結合部は、エネルギー源からのシステムのユーザのための遮蔽体として作用するように、エネルギー源にわたって位置付けられることができる。例えば、本システムが、最初に設定されるとき、結合部は、エネルギー源を遮断するために、エネルギー源にわたって摺動されることができる。多くの実施形態では、結合部は、エネルギー源に耐えるために十分な機械的強度を備え、エネルギー源は、結合部がエネルギー源にわたって位置付けられるときに、組織を切除するように、また、結合部を破壊しないように構成される。
図８Ｔは、実施形態による、コンソール９２０を示す。コンソールは、ユーザが治療のためにシステムをプログラムすることを可能にする、ユーザインターフェースの複数の入力および複数の出力を備える。コンソールは、角度を増加させるための角度入力９２２と、角度を減少させるための第２の角度入力９２４とを備える。コンソールは、ポンプを下準備するための下準備入力９２６を備える。コンソールは、モードを設定するためのモード入力９２８を備える。コンソールは、吸引するための吸引入力９３０を備える。コンソールは、ドック構成９３２、アーム状態９３４、および欠陥状態９３６等の出力を備える。電力は、プラス９３８およびマイナス９４０とともに示されるように、エネルギー源へと増加または減少されることができる。フットペダル９４２および手動制御９４４のための入力が、示されている。フットペダルは、標準的な市販のフットペダルを備えてもよく、手動制御は、本明細書に説明されるようなアーム上にプラスおよびマイナス制御を備えてもよい。高圧管は、高圧ポンプに結合されたチャネルまたはコネクタ９４６に取り付けられることができる。
図９Ａおよび９Ｂは、それぞれ、撮像プローブの矢状面との治療プローブ軸の整合の側面ならびに上面図を示す。図９Ａは、撮像プローブ４６０に対して傾斜している治療プローブ４５０を示す。撮像プローブは、画像の基準を提供する、伸長軸４６１を備える。多くの実施形態では、撮像プローブは、伸長軸を備える。撮像プローブは、少なくとも部分的に矢状画像面９５０を画定する伸長軸を有する、超音波プローブを備えてもよい。多くの実施形態では、撮像プローブは、矢状画像視野を備え、治療プローブ４５０は、治療プローブが矢状画像の視野内にあるときに、撮像プローブの矢状面と実質的に整合させられる。
本明細書では経直腸超音波（ＴＲＵＳ）撮像プローブが参照されるが、撮像プローブは、例えば、非ＴＲＵＳプローブ、超音波プローブ、磁気共鳴プローブ、および内視鏡または蛍光透視法等の多くの公知のプローブのうちの１つ以上のものを備えてもよい。
ユーザは、治療プローブを撮像プローブと整合させるために、撮像プローブを用いて取得された治療プローブの画像を使用することができる。軸方向モードでは、治療プローブは、撮像プローブが治療プローブと十分に整合されていないときに、歪曲されて出現し得る。治療プローブの歪曲は、治療プローブの断面形状に依存し得る。例えば、円盤形状の断面プロファイルが、軸方向モードでは歪曲された三日月形状として出現し得る。矢状撮像モードでは、矢状視野を通して延在する伸長プローブの一部のみが、画像内に出現するであろう。ユーザは、例えば、軸方向モードでは、治療プローブの阻止された歪曲を伴って、矢状画像内では、プローブの実質的軸方向距離、例えば、５ｃｍに沿った、伸長治療プローブの像を伴って、治療プローブを視認するために、十分な整合が取得されるまで、プローブを整合させるようにプロンプトされることができる。
多くの実施形態では、図９Ｂに示されるように、伸長治療プローブ４５０の伸長軸４５０は、伸長治療プローブの実質的部分、例えば、５ｍｍが、矢状画像内で可視であるときに、矢状画像面９５０と実質的に整合される。
図９Ｃおよび９Ｄは、それぞれ、矢状画像面９５０視野を横断する治療プローブ４５０の側面ならびに上面図を示す。ユーザは、例えば、図９Ａおよび９Ｂに類似する構成への整合を改良するようにプロンプトされることができる。
撮像プローブを用いて測定される治療プローブの画像に応答して、プロセッサのソフトウェア命令で補正される残余整合誤差が存在し得る。多くの実施形態では、治療プローブの伸長軸は、画像内で回転されて出現し得る。システムソフトウェアは、回転を測定し、画像を回転させるように構成されることができる。例えば、ユーザは、撮像プローブの軸が基準として使用される、矢状画像を見るように訓練されることができる。しかしながら、治療を計画するために、治療プローブの伸長軸が、例えば、ユーザ画面上に水平に、または垂直に出現するときに、ユーザは、治療をより良好に可視化し得る。多くの実施形態では、ソフトウェアは、ＴＲＵＳ画像等の画像内の治療プローブの回転角を測定し、治療プローブの回転に応答して、画像を回転させる。例えば、システムソフトウェアは、回転の１度の角度を測定し、回転角がユーザに０度であるように見えるように、それに応じて画像を回転させてもよい。
図１０Ａ−１０Ｔは、実施形態による、装置の治療画面を示す。
図１０Ａは、実施形態による、下準備検証画面を示す。下準備検証画面は、下準備の完了に応じて、ユーザが継続ボタンを押すためのユーザ入力を備える。下準備は、ポンプを下準備するために実施される。これは、流体流等のエネルギー源を提供するために使用されることができる。ポンプが参照されるが、エネルギー源は、別のエネルギー源、または、例えば、電気エネルギー源等の代替エネルギー源を備え得る。下準備の完了に応じて、ユーザは、継続を押す。
図１０Ｂは、実施形態による、ドッキング待機画面を示す。図１０Ｂで、ユーザは、システムをドッキングするようにプロンプトされる。本システムは、本明細書に説明されるようなアーム上に取付部を配置することによって、ドッキングされることができる。いったん取付部がアームにドッキングされると、本システムは、自動的に次のステップに進む。
ドッキングステップの間の多くの実施形態では、アームの回転結合部が、アームの結合部を本明細書に説明されるハンドピースを備える取付部と整合させるために提供される。
図１０Ｃは、超音波が横断像内にあることをユーザが確認するためのプロンプトを示す。画面は、ユーザを配向し、超音波プローブが適切な横断像内にあることを確認するために、横断像の超音波画像を提供することができる。いったんユーザが超音波システムを見て、超音波が横断像内にあることを確認すると、ユーザインターフェースの画面は、ユーザが入力を提供するための継続ボタンを提供する。継続を入力することに応じて、ユーザは、次の画面でプロンプトされる。
図１０Ｄは、角度選択入力画面を示す。角度選択入力画面は、ユーザが治療角度を選択することを可能にする。入力画面は、複数のアイコン、すなわち、増加した角度を示す第１のアイコンと、減少した角度を示す第２のアイコンとを備える。ユーザは、適切なアイコンをクリックして角度を増加させるために、カーソルおよびマウス等の入力デバイスを使用する。例えば、ユーザが角度を増加させることを所望する場合、ユーザは、治療角度を増加させるために、外向きに延在する矢印を備える、アイコンをクリックする。いったん治療角度が選択されると、ユーザは、確認ボタンを押すことによって確認を入力することができる。横断像内の角度を選択することは、ユーザが治療角度を患者生体構造に合わせて調節することを可能にする。治療角度は、例えば、約１度〜約１８０度の範囲内にあり得る。多くの実施形態では、治療角度は、約１０度〜約１７０度の範囲内にある。
図１０Ｅは、実施形態に従って選択された角度を示す。図１０Ｅでは、例えば、８０度の選択された角度が、示されている。いったんユーザが所望の角度を選択すると、ユーザは、確認ボタンを押し、次のユーザ入力画面上に移動することができる。
図１０Ｆは、ユーザが超音波を矢状像に変更するためのプロントを示す。超音波を矢状像に変更することに応じて、ユーザは、マウスまたはタッチスクリーンディスプレイ等の入力デバイスを用いて、継続ボタンを押すことができる。ユーザに示される入力は、矢状像に対してユーザを配向するように、矢状超音波像を示すアイコンを示すことができる。
図１０Ｇは、プローブ尺度ユーザ入力画面を示す。プローブスケーリングユーザ入力画面は、超音波画像に関してプローブの尺度を設定するために使用されることができる。プローブは、矢状画像の右上隅で見られることができる。照準線は、プローブを識別するように、除去可能マークにわたって配置されることができる。多くの実施形態では、ユーザは、プローブ先端にわたって照準線を設置することによって、プローブ先端を識別するようにプロンプトされる。ユーザがプローブ先端にわたって照準線を設置したとき、器具は、プローブ先端が識別されたというコマンドを入力から受信する。
プローブ先端が、識別されたとき、器具は、キャリアプローブを遠位場所まで前進させる。
図１０Ｈは、遠位場所まで前進させられたキャリアプローブ先端を示す。キャリアプローブ先端は、キャリアプローブ先端の端部を識別するマーカを伴って見られることができる。
ユーザは、第２の構成におけるキャリアプローブ先端を識別するようにプロンプトされることができる。図１０Ｈに示されるように、キャリアプローブ先端の第１の位置は、マーカとともに示されるような近位場所であり、キャリアプローブ先端の第２の場所は、第２のマーカとともに示されるような遠位場所である。
キャリアは、本明細書に説明されるような治療の較正および画像誘導画定を実施するための多くの方法のうちの１つ以上のものにおいて構成されることができるが、多くの実施形態では、本明細書に説明されるような支持体を備えるプローブが、使用される。
再度、図１０Ｇを参照すると、プローブ先端は、実質的な差で遠位に延在する伸長支持体を伴って、近位場所で見られることができる。図１０Ｈから分かり得るように、プローブ先端は、本明細書に説明されるような伸長支持体の遠位端により近い、実質的距離に延在する。
ユーザが、マーカに満足しているとき、ユーザは、マークを容認するために容認入力を押すことができる。ユーザが、画像に示されるマークに満足していない場合、ユーザは、消去ボタンを押し、ステップを繰り返し、第１および第２の位置におけるプローブ上の適切なマークを識別することができる。
図１０Ｉに示されるように、プローブの較正は、繰り返される。ユーザ入力画面は、プローブ上のスケーリングを識別するために使用される、プローブ尺度アイコンを示し、ユーザは、再度、開始および終了位置を印付けるように、プローブにわたって照準線を設置する。いくつかの実施形態によると、合計３つの比較が要求され得る。複数回にわたるプローブ尺度の設定の完了の成功に応じて、尺度が、計算されることができる。
図１０Ｊは、ユーザが、尺度が計算されたことを知らされる、ユーザ入力画面を示す。ユーザは、次いで、継続ボタンを押して次の画面に進むようにプロンプトされる。
図１０Ｋは、尺度を確認するために、ディスプレイ上に示される画像を示す。根号が、較正により決定された尺度とともに超音波画像上に重ね合わせられて示されることができる。例えば、図１０Ｋに示されるように、尺度は、７０ミリメートルの距離に延在することができる。較正および使用されるマークもまた、ディスプレイ上に示された根号とともに示されることができる。例えば、近位マークおよび遠位マークが、ディスプレイ上に示されることができる。近位場所と遠位場所との間の距離が、約６０ミリメートルを備えるとき、ディスプレイは、例えば、ゼロ場所および６０ミリメートル場所にマークを示すことができる。超音波画像上に示される根号は、ユーザに提示され、ユーザは、尺度を容認またはリセットする機会を有する。ユーザが尺度をリセットすることを選定する場合、ユーザは、尺度を再度設定するようにプロンプトされる。ユーザが尺度を容認および確認する場合、ユーザは、次の画面に前進することを許可される。
図１０Ｌは、実施形態による、較正切断を示す画像を示す。較正切断は、治療を完了することに先立って、初期治療によるシステムの正確な較正を検証するために実施されることができる。ディスプレイ画面は、命令とともにユーザにプロンプトを示す。ユーザは、較正切断を実施するようにプロンプトされる。ユーザは、フットスイッチを押して保持し、切断を前進させるように、およびフットスイッチを持ち上げ、治療を一時停止または完了するように通知されることができる。図１０Ｌに示されるように、根号が、治療プローブと重ね合わせられて示される。ノズルを備える治療キャリアプローブは、最初に、例えば、本明細書に説明されるように精丘にわたって、ゼロ基準において整合されることができる。ジェットは、ノズルから放出されることができ、ジェットは、本明細書に説明されるような超音波、または、例えば、内視鏡等の他の画像診断法を用いて可視化されることができる。
図１０Ｍは、実施形態による、前進する較正切断を示す。図１０Ｍは、画面上にリアルタイムで較正切断の画像を示す。プローブは、自動的に前進され、ユーザは、フットスイッチを持ち上げ、治療を一時停止または完了するように命令され、ディスプレイウィンドウは、プローブが前進していることを示す。プローブは、本明細書に説明されるような装置にプログラムされる治療プロファイルに従って、前進することができる。切断は、例えば、図１０Ｍを参照して、治療のほぼ途中まで延在するように示されることができるが、ユーザにリアルタイムで示される実際の画像は、尺度に関して提供されることができる。図１０Ｍに示されるような切除されている前立腺等の器官の画像は、最初に治療の可変性にあまり敏感ではない組織を用いた治療を完了するように、システムが正確に設定されていることをユーザが決定することに役立ち得る。
図１０Ｎは、切断の遠位端の近傍の較正切断を示す。超音波画像上に示されるように、低温炎域を備えるジェットが、ゼロ基準点から約６０ミリメートルの位置まで前進している。リアルタイム画像に示されるように、組織は、実質的に標的較正切断で切除される。画面は、治療を確認するようにユーザに入力を提供し、ユーザは、確認ボタンを押すことによって、較正切断が完了したことを示すことができる。ユーザは、較正切断を再開または完了するようにプロンプトされる。ユーザが、較正切断が完了したことを確認するとき、ユーザは、次いで、次の入力画面を提供される。
図１０Ｏは、実施形態による、切断深度を決定するユーザインターフェース画面を示す。ディスプレイ上に示されるユーザインターフェースの切断深度を決定する入力は、ユーザが切断深度を設定することを可能にする。治療プローブへの超音波画像の拡大縮小が、前もって実施されているため、画像のピクセル座標基準は、治療プロファイルの座標基準等の付加的基準を設定するために使用されることができる。ユーザは、切断深度を示すために、複数の線でプロンプトされる。第１のアイコンは、第１の垂直矢印が上を指し示し、第２の垂直矢印が下を指し示している、垂直矢印を示し、ユーザが較正切断の深度をほぼ推定することを可能にするように、ユーザは、切断プロファイル上に画像オーバーレイを摺動させることを可能にされる。ユーザはまた、ユーザが較正切断測定をさらに調節することを可能にする、別の入力画面を提供されてもよい。いったんユーザが切断深度を確認すると、ユーザは、次のユーザ入力画面に進むようにプロンプトされる。多くの実施形態では、本システムは、較正切断深度が適切な機械境界内にあるかどうかを決定するための複数の閾値を備える。例えば、浅すぎる切断は、ユーザに警告をプロンプトし得、深すぎる切断は、ユーザに類似警告をプロンプトし得る。
ユーザインターフェース画面は、ユーザに利用可能である、いくつかの値を備えてもよい。例えば、圧力および時間が、標的角度とともにユーザに示されることができる。ユーザはまた、本明細書に説明されるようにポンプを下準備すること、およびドッキングすること等の設定ステップ等の手順を完了するように、手順のステップを示され得る。計画は、角度および尺度を含むことができ、切断は、較正切断およびプロファイルを備えることができ、治療は、例えば、治療プロファイルを備えることができる。
図１０Ｐは、実施形態による、調節可能プロファイルを示す。図１０Ｐは、ユーザの生体構造に成形された治療プロファイルを示す。ユーザに示される前立腺または他の器官の超音波画像を用いて、ユーザは、治療を調節するための複数の場所を選択することができる。例えば、図１０Ｐに示されるように、治療される器官は、前立腺肥大を備えてもよい。前立腺肥大は、例えば、膀胱頸部を越えて、または数字９で示されるように膀胱頸部の中に延在し得る。図８で示される膀胱頸部の狭い拘束は、ユーザの生体構造および測定プロファイルに従って調節されることができる。そして図１０は、例えば、被膜の近傍の前立腺の生体構造を示すことができ、ユーザは、それに応じて切断プロファイルを調節することができる。ユーザは、輪郭を調節および確認することを可能にされる。ユーザは、輪郭を調節および確認するメニューならびに命令を提供される。ユーザは、輪郭境界を調節し、確認して進むように告げられる。ユーザが、超音波画像上に示される治療プロファイルを確認したとき、ユーザは、進むために継続ボタンを押す。
図１０Ｑは、治療を開始する画面を示す。治療を開始する画面は、ユーザが治療を開始することを可能にする。ユーザは、治療を開始するために開始を押すように命令され、ユーザは、フットスイッチを押して保持し、切断を前進させるように命令される。本フットスイッチを持ち上げることは、治療を一時停止することができる。代替として、ユーザは、治療を完了することができる。ユーザによって提供されるプロファイルに基づいて適合される切断プロファイルは、ユーザに示される。標的切断プロファイルは、ユーザによって提供される、意図されたプロファイルの近似値を備えることができる。炎域の切断プロファイルは、多くの方法で構成されることができるが、多くの実施形態では、ジェットの出力は、白色炎域の距離および本明細書に説明されるようなキャビテーションが所望の標的距離まで延在し得るように、増加されることができる。
示されるような実施形態に対する研究上の関係では、ジェットの流率が、ジェットに流入する流体の流率に実質的に直線的に関連し得る半径方向距離を提供することができる。多くの実施形態では、手術部位が、生理食塩水で洗浄され、生理食塩水から成る流体流が、本明細書に説明されるように、複数の飛散パルスを形成するように高い圧力で放出される。白色低温炎域の距離が、切断距離に実質的に関連するため、ユーザは、切断深度プロファイルに関する視覚入力を提供されることができる。切断深度プロファイルが変化するにつれて、ジェットからの流体の流率は、切断深度プロファイルに対応するように変更されることができる。
ステップを含む、図１０Ｑに示される切断深度プロファイルは、流率を変動させるステップに対応し得る。例えば、流率は、０〜１０の恣意的な整数値で設定されることができ、較正切断は、恣意的な尺度で３という流率で実施されることができる。ユーザの生体構造および切断プロファイルに基づいて、システムソフトウェアは、例えば、９という流率が最も深い切断のために適切であり、８という流率が、膀胱頸部の近傍で実施され得ることを決定することができる。切断の近位および遠位端の近傍で、流率は、例えば、切断の遠位端の近傍の約３の値から、膀胱頸部内の組織に対応する約８の値まで増加することができる。そして流率は、例えば、約３まで減少することができる。ジェットを備える治療プローブが近位に引き寄せられるにつれて、ポンプの出力は、切断プロファイルに対応して減少することができる。例えば、恣意的単位でのポンプの流率は、切断の近位端の近傍で約８から約３の値まで減少されることができる。
図１０Ｒは、近位に引き寄せられているプローブ上に担持された治療ノズルを用いて進む治療を示す。近位にキャリアプローブ上のエネルギー源を引き寄せることは、図１０Ｒおよび他の図に示されるように組織をリセットすることができる。治療プローブは、所定の体積の組織が除去されるまで、プローブ先端の回転および発振を伴って近位に引き寄せられ続ける。切断プロファイルによる所定の体積の組織の本除去は、非常に正確な組織除去を提供することができる。多くの実施形態では、例えば、被膜および神経等の前立腺の繊細な構造は、回避されることができる。多くの実施形態では、ユーザが見る画面は、役立ち得る付加的画面を備えることができる。例えば、治療の軸に関してキャリア上のエネルギー源の位置を示す、治療ガイドウィンドウが、提供されることができる。治療の伸長軸は、例えば、プログラムに基づいて、約０〜６ミリメートルに延在することができる。エネルギー源が近位に引き寄せられるにつれて、治療の現在の場所を示すインジケータが、画面上に示されることができる。画面上に示される本インジケータは、多くの実施形態では、本明細書に説明されるようなハンドピース上のインジケータに対応することができ、そうなるはずである。本冗長情報は、器具が正しく機能していることをユーザが検証することを可能にする。
本明細書に説明され、示されるように、ユーザは、画面上で、例えば、右側に、完了した一連のステップを示されることができる。例えば、ユーザは、治療としての現在のステップを示されることができ、ユーザはまた、いくつかの先行ステップを示されることもできる。先行ステップは、本明細書に説明されるような下準備およびドッキング等の設定ステップを含んでもよい。先行ステップは、本明細書に説明されるような角度および尺度を設定すること等の計画を含んでもよい。そして前のステップは、切断プロファイルまたは切断プロファイルの較正および画定等の切断に関連するパラメータを画定するステップを含んでもよい。
図１０Ｓは、治療完了画面を示す。事前プログラムされた治療の完了に応じて、ユーザは、治療完了画面を提示され、ユーザは、プロファイルを調節して組織の付加的切除を実施するように、または終了を入力して次の画面に移動するように戻るオプションを有する。
図１０Ｔは、データをエクスポートする画面を示す。ユーザは、データをエクスポートするようにプロンプトされる。プロセッサは、手技データを不揮発性メモリにエクスポートする命令を備えてもよい。
治療は、多くの方法のうちの１つ以上のものにおいて記憶されることができる。例えば、治療は、フラッシュドライブ等の不揮発性メモリ上に記憶されることができる。代替として、または組み合わせて、本明細書に説明されるような取付デバイスは、治療を記憶するための不揮発性メモリを備えてもよい。記憶される治療パラメータは、治療の圧力、治療の流率、および治療の間のプローブの場所等の測定された感知パラメータを備えてもよい。記憶された治療パラメータはまた、例えば、治療テーブルを備えてもよい。そして治療テーブルは、有用な情報を提供することができる。例えば、治療が治療テーブルに従って実施されていることを検証するために、治療の間のプローブの測定された場所と比較されるときである。ユーザが次の画面を押すとき、ユーザは、次の段階に移動するようにプロンプトされる。
図１０Ａ−１０Ｔのユーザインターフェース画面は、実施形態による、一連の画面の実施例として示される。当業者は、本明細書で提供される教示に基づく多くの変形例を認識するであろう。例えば、画面のうちのいくつかが、除去されることができる。他の画面が、追加されることができる。画面のうちのいくつかが、組み合わせられることができる。画面のうちのいくつかは、サブ画面を備えてもよい。さらに、画面は、異なる順序で提示されてもよい。
多くの実施形態では、他の整合画面が、提供されることができる。例えば、ユーザは、治療の基準軸を識別するために、治療プローブの軸を識別するように求められることができる。ユーザは、例えば、画面上に示されるマップされた治療との画面上に示される治療プローブ軸の平行移動整合を決定するために、治療プローブのマークを識別するように求められ得る。
図１１は、多くの実施形態による、患者を治療する方法１１００を示す。
ステップ１１０２では、撮像プローブ軸を有する撮像プローブが、提供される。
ステップ１１０４では、治療プローブ軸を有する治療プローブが、提供される。
ステップ１１０６では、撮像プローブ軸が、治療プローブ軸と整合される。
ステップ１１１０では、撮像プローブの矢状面に沿った治療プローブ軸の整合が、検証される。
ステップ１１１２では、残余誤差が、補正される。
ステップ１１１４では、撮像プローブを伴う治療プローブ軸の角度が、測定される。
ステップ１１１６では、その中にプローブが挿入された患者の画像が、角度に応答して回転される。
ステップ１１５２では、ユーザインターフェースは、治療プローブの下準備が完了したかどうかをユーザに問い合わせてもよい。
ステップ１１５４では、ユーザインターフェースは、ユーザインターフェースを操作するコンピュータとの治療プローブのドッキングを待ち構えてもよい。
ステップ１１５６では、ユーザインターフェースは、超音波撮像デバイスが横断像で対象を撮像していることをユーザと確認してもよい。そのような確認に応じて、ユーザインターフェースのメインメニュー画面が、示されてもよい。
ステップ１１５８では、ユーザインターフェースは、切断手技を実施するときに、ユーザが治療プローブの標的角度を選択することを可能にしてもよい。標的角度は、０〜１８０度に変動されてもよい。
ステップ１１６０では、ユーザインターフェースは、選択された切断角度をユーザと確認してもよい。
ステップ１１６２では、ユーザインターフェースは、超音波撮像デバイスが矢状像で対象を撮像していることをユーザと確認してもよい。
ステップ１１６４では、ユーザインターフェースは、プローブ先端が超音波画像によって示されるように後退位置から前進されるにつれて、プローブ先端の開始および終了位置を識別するようにユーザに求めることによって、治療プローブの拡大縮小または較正を促進してもよい。開始および終了位置は、それぞれ、ユーザインターフェースの画像表示部分上の開始および終了マーカの配置によって識別されてもよい。
ステップ１１６６では、ユーザインターフェースが、容認可能としてプローブ先端の印付けられた開始および終了位置をユーザと確認してもよい。
ステップ１１６８では、ユーザインターフェースが、プローブ先端の開始および終了位置の識別ならびに容認を繰り返してもよい。多くの実施形態では、これらのステップ、例えば、ステップ１１６６および１１６８は、プローブ先端の較正を検証するように３回繰り返される。
ステップ１１７０では、ユーザインターフェースが、プローブ先端の拡大縮小または較正をユーザと確認してもよい。
ステップ１１７２では、プローブ先端が、較正切断を実施してもよい。ユーザインターフェースは、プローブ先端を起動し、較正切断を実施することについて命令を提供してもよい。代替として、または組み合わせて、ユーザインターフェースは、治療プローブを動作させ、較正切断を実施するためのメニューまたはサブメニューを提供してもよい。ユーザインターフェースの表示部分は、較正切断が実施されるにつれて、標的組織の矢状像を示してもよい。治療プローブは、切断プロセスの間に一時停止および一時停止解除されてもよい。
ステップ１１７４では、ユーザインターフェースは、較正切断が完了したことをユーザと確認してもよい。
ステップ１１７６では、ユーザインターフェースは、ユーザが較正切断の切断深度を決定および確認することを可能にしてもよい。ユーザインターフェースは、ユーザがドラッグして切断場所およびプローブ場所に配置し、切断深度を確認するためのマーカを提供してもよい。
ステップ１１７８では、ユーザインターフェースは、ユーザが最終切断の輪郭境界を調節し、次いで、確認することを可能にしてもよい。ユーザインターフェースは、ユーザがドラッグして所望の輪郭境界点に配置し、所望に応じて輪郭境界を修正するための１つ以上のマーカを提供してもよい。
ステップ１１８０では、治療プローブ先端が、最終切断を実施してもよい。ユーザインターフェースは、プローブ先端を起動し、最終切断を実施することについて命令を提供してもよい。代替として、または組み合わせて、ユーザインターフェースは、治療プローブを動作させ、最終切断を実施するためのメニューまたはサブメニューを提供してもよい。ユーザインターフェースの表示部分は、最終切断が実施されるにつれて、標的組織の矢状像を示してもよい。治療プローブは、切断プロセスの間に一時停止および一時停止解除されてもよい。
ステップ１１８２では、治療が完了してもよく、ユーザインターフェースが、治療を繰り返す、および／または修正する、ならびに／もしくは実施された治療の履歴、パラメータ、および他の情報を、例えば、ＵＳＢドライブ、ローカルデータ記憶デバイス、またはクラウドベースの記憶装置等の記憶媒体にエクスポートするオプションを提供してもよい。
方法１１００のステップは、図１０Ａ−１０Ｔの画面と組み合わせられることができる。
上記のステップは、多くの実施形態による治療プローブを動作させる方法１１００を示すが、当業者は、本明細書に説明される教示に基づく多くの変形例を認識するであろう。ステップは、異なる順序で完了されてもよい。ステップが、追加または省略されてもよい。ステップのうちのいくつかは、サブスステップを含んでもよい。ステップのうちの多くは、治療にとって有益であるほど頻繁に繰り返されてもよい。
例えば、（例えば、図１０Ｌ−１０Ｏの画面および／または方法１１００のステップ１１７２−１１７６に対応する）較正切断の実施と関連付けられるステップは、省略されてもよい。システム電力と結果として生じた切断の浸透深度との間に正確な相関を提供するためにシステム性能の十分なデータがある場合、較正ステップは、必要ではなくてもよく、システムは、治療切断に直接進むように構成されてもよい。
方法１１００の１つ以上のステップは、本明細書に説明されるような回路、例えば、本明細書に説明されるシステムのプロセッサもしくは論理回路のうちの１つ以上のものを用いて実施されてもよい。回路は、方法１１００の１つ以上のステップを提供するようにプログラムされてもよく、プログラムは、コンピュータ可読メモリ上に記憶されたプログラム命令、またはプログラマブルアレイ論理もしくはフィールドプログラマブルゲートアレイ等の論理回路のプログラムされたステップを含んでもよく、例えば、図１１は、実施形態による方法を示す。当業者は、本明細書に開示される教示による、多くの変形例および適合を認識するであろう。例えば、方法のステップは、除去されることができる。付加的ステップが、提供されることができる。ステップのうちのいくつかは、サブステップを含んでもよい。ステップのうちのいくつかは、繰り返されることができる。ステップの順序は、変更されることができる。
本明細書に説明されるようなプロセッサは、図１１の方法のステップのうちの１つ以上のものを実施するように、かつ本明細書に説明されるようなユーザインターフェース画面のうちの１つ以上のものを提供するように構成されることができる。多くの実施形態では、プロセッサは、ディスプレイ上に示されるユーザ入力に応答して、ステップのうちの１つ以上のものの少なくとも一部を実施するように構成され、プロセッサは、本明細書に説明されるようなユーザインターフェース画面を発生させて表示する命令を備えてもよい。
プロセッサはさらに、図１０Ａ−１０Ｔおよび１１に関して本明細書に説明される方法の各実施されたステップを記録するように構成されることができる。使用の別個の記録が、システムのユーザまたはオペレータ毎に保たれてもよく、方法の各ステップの間に提供される全てのオペレータ入力が、記録されることができる。オペレータ記録は、オペレータによる修正のためにアクセス不可能であるように構成されてもよい（例えば、読取専用ファイルとして記録される、制限アクセスデータベース内に記憶される、遠隔サーバにバックアップされる等）。全てのオペレータ入力および実施されるステップの記録は、向上したオペレータアカウンタビリティを提供し、システム改良および／またはトラブルシューティングのための有用な参照データを提供することができる。
実験
図１２は、実施形態による、切断の最大組織浸透深度およびノズルを通した流率を示す。最大浸透深度は、「低温」アクアアブレーション炎域を備える、ジェットのキャビテーション気泡の長さに実質的に対応する。アブレーションの最大組織浸透深度は、流率に直接対応し、多くの実施形態では、流率に直線的に関連する。
図１２の差し込み図は、実施形態による、前立腺ＢＰＨのモデルとして切断されたジャガイモを示す。ジャガイモの最大浸透深度は、ＢＰＨの最大切断深度に密接に対応する。ジャガイモは、本明細書に説明されるようなノズルおよび回転プローブを用いて、約５０ｍｌ／分〜約２５０ｍｌ／分の範囲内の率に対応する、１０個の異なる流動設定で切断されて示されている。最大浸透深度は、５０ｍｌ／分で約４ｍｍ〜約２５０ｍｌ／分で約２０ｍｍに及ぶ。
多くの実施形態では、キャビテーション雲の成長および長さは、本明細書に説明されるような適切に構成されたノズルについて、注入圧力に比例する流率の関数を含み、その逆も同様である。圧力が上昇するにつれて、最大浸食半径は、直線的に増加するように見え、これは、図１２の最大浸透深度として示されている。
高速キャビテーションジェットが、連続または脈動流のいずれかにおいてノズルを通して水を押進させるために、公知の高圧ポンプを使用することによって、作成されることができる。ポンプによって生成される流動タイプにかかわらず、キャビテーション現象は、蒸気空洞の不安定な性質に起因して脈動し、空洞形成は、本明細書に説明されるような連続流ジェットでさえも脈動するであろう。特定の理論に束縛されることなく、脈動および連続流水ジェットの両方が、所与の時間量にわたって同等量の物質浸食をもたらすであろうと考えられる。多くの実施形態では、ノズル幾何学形状は、本明細書に説明されるような流動力学およびキャビテーションプロセスを提供するように構成される。多くの実施形態では、ノズルは、ノズル自体の内側で起こり得るキャビテーションに関連し得る、水ジェット出口における緊密な収縮を阻止するように構成される。多くの実施形態では、鋭い角は、水を壁から分離させてノズル中心線に向かって集中させ、ノズル壁によって引き起こされる摩擦効果を同時に低減させながら、水ジェット経路をさらに収縮させる。これは、対応する圧力降下および蒸気空洞形成とともに、増加した速度をもたらす。蒸気空洞形成は、それらの最終的な圧潰が乱流をもたらし、浸食深度に影響を及ぼし得るため、全体的な流動力学に影響するであろう。当業者は、必要以上の実験を伴わずに、本明細書に説明されるような組織除去を提供するように、適切なノズル幾何学形状および流率を決定するための実験を行うことができる。
（アクアアブレーション）
本明細書に説明されるような水面下の水ジェット切断は、良性前立腺肥大（ＢＰＨ）がある患者を治療するためにキャビテーション現象を利用する能力を有する。ジェットは、圧潰した蒸気空洞によって引き起こされる圧力パルスおよびマイクロジェットを通して、ＢＰＨで見られる過剰な軟組織成長を除去する。水ジェット方向は、前後方向に沿ってノズルを平行移動させることによって、または、例えば、最大１８０度までノズルを回転させることによってのいずれかで、デバイスのノズルの場所および配向を変化させることによって操作されることができる。
蒸気空洞形成およびその浸食強度が、注入圧力および流動力学の両方の関数であるため、物質の深度が、圧力ならびにノズル幾何学形状を構成することによって制御されることができる。より大きい注入圧力が、より速い出口速度をもたらすであろう。本明細書に議論されるように、ノズル幾何学形状はさらに、収縮に応じて速度を増加させることができ、水ジェットがベンチュリ効果を通して退出するにつれて、圧力降下の程度に影響を及ぼすであろう。これらの要因は、圧潰して圧力パルスおよびマイクロジェットを放出する前に、キャビテーション雲が成長して進行することができる、より長い距離をもたらし得る。アクアアブレーションシステムのノズル幾何学形状および圧力設定は、ユーザに精密制御を与え、キャビテーションジェットが所望の良性組織成長のみを除去することを確実にするように最適化されている。
本明細書で提供される画像は、実施形態によると、組織浸食深度が圧力の関数である様子を示す。画像は、他の画像と比較して、より低い注入圧力のためのより小さいキャビテーション雲長および対応する組織切除深度を示す。
多くの実施形態では、本明細書に説明されるようなアクアアブレーションは、動脈および静脈の除去および損傷の阻止を伴って、過剰な組織成長、例えば、ＢＰＨを除去することが可能である。キャビテーションによって引き起こされる圧力パルスおよびマイクロジェットは、軟組織成長を浸食するために要求される閾値エネルギーを超え、はるかに高い閾値エネルギーを有する、血管のような他の構造に最小限の損傷を引き起こし得る。繰り返しの集中した圧力パルスおよびマイクロジェットは、血管系上で応力疲労を引き起こし、出血をもたらし得るが、本明細書に説明されるようなアクアアブレーションシステムアルゴリズムおよび治療命令は、そのような損傷を阻止するように設計されて構成される。
多くの実施形態では、有害な塞栓の発生が阻止される。蒸気空洞形成は、例えば、血流内に既に存在している微細な空気の核から利益を享受し得る。キャビテーションは、いかなる付加的な空気もシステムに導入されることなく、核の成長をもたらし得る。さらに、空気ポケットがそれらの元の核サイズに戻って縮小し得るように、いったん局所ジェット圧力が蒸気圧を超えると、空洞が圧潰するであろう。多くの実施形態では、キャビテーションが尿道を囲繞する生理食塩水から生じる微量の空気に依存し、かつそれに限定され得るにつれて、塞栓形成が阻止され、ジェット圧力が上昇し始めるにつれて、蒸気空洞が迅速に消散する。
本明細書に説明されるようなアクアアブレーションは、本現象を利用する。自然に自己制限的な浸食半径と、動脈等のより濃厚な細胞構造を伴う近くの構造への損傷を最小限にしながら、低い損傷閾値エネルギーで組織を正確に切除する独特の能力とが、本明細書に説明されるようなアクアアブレーションを、ＢＰＨを治療するための有用な手術道具にする。本明細書に説明されるようなキャビテーションのほぼ等温の性質と加味して、付随的損傷を軽減し、改良型治癒および改良型安全性プロファイルを提供することができる。
図１３は、組織の選択的除去のモデルとして、ブタ血管がジャガイモの切開にわたって位置付けられた、ジャガイモの選択的除去を示す。ブタ血管は、ジャガイモを除去するために、ブタ血管がキャビテーションを用いて水ジェットに暴露されるように、切開に先立ってジャガイモの上に配置された。アクアアブレーションは、ブタ血管に重度の損傷を引き起こすことなく、ＢＰＨで見られる良性組織成長のための密接な代理である、軟質ジャガイモ組織モデルを切除した。
図１４は、ユーザ入力に基づく所定の治療プロファイルおよび治療テーブルを用いて治療されたジャガイモを示す。
（人工知能および機械学習）
本開示は、機械学習アルゴリズムを訓練するために使用され得る、患者および手術ロボット工学データならびに機械学習のいくつかの実施例を提供し、本明細書に説明されるような任意のタイプの患者データおよび手術ロボット工学データが、使用されることができる。例えば、圧力およびノズルタイプ等の組織アブレーションパラメータが、被膜組織またはＢＰＨもしくは癌組織等のアブレートされるべき組織のタイプと組み合わせて、使用されることができる。付加的パラメータは、切断プロファイルの半径、角度、および縦方向位置等の治療計画プロファイルを含む。これは、超音波プローブ、ＴＲＵＳプローブ、内視鏡、膀胱鏡、および光学画像等の撮像デバイスからのリアルタイム撮像と組み合わせられることができる。画像は、尿道、膀胱頸部、および精丘等の組織構造の画像を備えてもよい。画像は、本明細書に説明されるような回転および発振プローブ等の手術器具の一部を備えてもよい。画像は、例えば、組織構造および手術器具の場所を決定するように、画像セグメンテーションを用いて処理されることができる。人工知能ソフトウェア命令は、組織構造および手術器具を自動的に識別し、それぞれの相対場所を決定するように構成されることができる。データは、ベクトル化され、例えば、機械学習分類子に入力されることができる。
撮像される組織構造は、例えば、図５Ｂを参照して本明細書に説明されるような任意の組織構造を含んでもよく、例えば、膀胱、被膜管、被膜、神経、ＢＰＨ、および被膜組織を含んでもよい。
センサデータ、位置データ、および記録された治療位置は、例えば、図３Ａおよび１０Ａ−１０Ｒのコンポーネントおよびセンサならびに要素を参照して本明細書に説明されるようなセンサデータ、位置データ、および記録された治療位置のうちのいずれかを備えてもよい。記録されたデータは、例えば、エネルギー源、ポンプ、注入／洗浄、吹送、内視鏡、バルーン膨張、吸引、光源、アームロック、アームコントローラ、連鎖部、角度センサのそれぞれ、患者支持体、または基部のデータを備えてもよい。
治療データは、例えば、図８Ａ−８Ｔを参照して、医師等のユーザが、デバイスの他のコンポーネントから独立して内視鏡を調節することを可能にする、複数の構造に対するプローブの位置等の設定データを備えてもよい。多くの実施形態では、内視鏡は、設定の間にキャリッジ上の内視鏡の位置を決定するように構成されるセンサを伴って、本明細書に説明されるような内視鏡キャリッジまたは連鎖部に結合される。内視鏡キャリッジは、結合部に接続される内視鏡の遠位端を近位および遠位に移動させるために、前進および後退されることができ、これらの位置は、設定の間に記録されることができる。
治療データは、例えば、図１０Ａ−１０Ｓを参照して本明細書に説明されるような計画された治療の任意のデータおよび画像を備えてもよい。治療データは、標的角度、計画された切断組織プロファイル、圧力、および本明細書に説明されるような他のパラメータを備えてもよい。
治療データは、例えば、図９Ａ−９Ｂおよび１０Ａ−１０Ｓを参照して、撮像プローブとの外科的治療プローブの整合に関連する設定データを備えてもよい。例えば、本明細書に説明されるような撮像プローブの矢状面との治療プローブ軸の整合が、記録され、入力として使用されることができる。本明細書に説明されるような撮像プローブの伸長軸に対する治療プローブの伸長軸の傾斜が、入力として使用されることができる。記録される画像は、治療プローブが、例えば、矢状画像の視野内にあるときに、本明細書に説明されるような治療プローブが撮像プローブの矢状面と実質的に整合される、矢状画像視野を備える、撮像プローブからの画像を備えてもよい。設定データは、例えば、下準備データ、ドッキングデータ、角度データ、尺度データ、較正データ、切断プロファイルデータ、これらのうちの１つ以上のものの対応する時間、および計画された治療時間を備えてもよい。
計画されたデータは、本明細書に説明されるような人工知能または機械学習を用いて修正されることができる。例えば、計画および修正された組織除去プロファイルは、本明細書に説明されるように組織の画像上に重ね合わせられてディスプレイ上に示されることができる。
図１５は、いくつかの実施形態による、人工知能または機械学習を用いて患者を治療する方法１５００を示す。本方法は、多くの方法で実施されることができるが、いくつかの実施形態では、患者データが、複数の治療される患者毎に受信される。複数の治療される患者毎のデータは、患者人口統計データ、除去されるべき組織の切断プロファイル、除去される組織の実際のプロファイル、除去されるべき組織の標的体積、除去される組織の実際の体積、または除去される量に対する除去のために標的化される組織の量の比のうちの１つ以上のものを備える。手術ロボット工学データが、複数の治療される患者毎に受信される。手術ロボット工学データは、治療の間に記録される複数の治療パラメータ、治療時間、設定時間、撮像時間、治療プローブが移動する時間、治療プローブの複数の場所および配向、組織の複数の画像、治療プローブをそれぞれ備える、組織の複数の画像、または組織を除去するためのエネルギー源の強度を備える。治療されるべき患者の治療計画が、患者データおよび手術ロボット工学データに応答して出力される。
ステップ１５０５では、患者人口統計データが、複数の治療される患者毎に記録される。複数の患者のそれぞれおよび治療されるべき患者に関する患者人口統計データは、患者年齢、体重、性別、または肥満度指数のうちの１つ以上のものを備える。
ステップ１５１０では、治療計画が、複数の治療される患者毎に記録される。治療計画は、本明細書に説明されるような治療計画のうちのいずれかを備えてもよい。
ステップ１５１５では、設定データが、複数の治療される患者毎に手術ロボットから記録される。設定データは、本明細書に説明されるような設定データのうちのいずれかを備えてもよい。
ステップ１５２０では、複数の患者がそれぞれ、治療計画に従って治療される。患者は、本明細書に説明されるようないずれか１つ以上の外科的方法ステップを用いて治療されてもよい。
ステップ１５２３では、データが、複数の治療される患者毎に治療の間に記録される。記録されたデータは、複数の患者のそれぞれの画像を備えてもよい。記録されたデータは、連続画像、例えば、本明細書に説明されるような画像のうちのいずれかの動画を備えてもよい。
治療の間に記録される複数の治療パラメータは、測定された治療時間、測定された設定時間、測定された撮像時間、治療プローブが移動する測定された時間、組織を除去するためのエネルギー源の測定された強度、治療プローブの複数の記録された位置、治療の間の組織の複数の記録された画像、治療プローブの複数の記録された配向、複数の記録された位置および配向のそれぞれに対応する複数の組織画像を備える。治療の間に記録される複数の治療パラメータは、複数の連続的に配列されたデータフレームを備え、複数の連続的に配列されたデータフレームはそれぞれ、組織の画像、治療されている組織に関連して位置付けられる治療プローブの画像、治療プローブの位置、治療プローブの配向、または治療プローブのエネルギーを備え、随意に、複数の連続的に配列されたデータフレームはそれぞれ、複数のフレームのそれぞれの間の実質的に固定された時間間隔に対応する。
ステップ１５２５では、データが複数の治療される患者毎の複数の画像のそれぞれに対応する、センサデータおよびロボットコンポーネントの治療データが、記録される。エネルギー源の強度は、水ジェット強度、光ビーム強度、無線周波数エネルギー強度、電離放射線強度、定位放射線強度、または超音波エネルギー強度を備える。
ステップ１５３０では、データフレームが、複数の治療される患者毎に、複数の画像およびセンサデータならびに治療データから発生される。データフレームは、フレームの間の１秒等の固定された間隔に対応する画像フレームを備えてもよい。代替として、または組み合わせて、ベクトル化されたデータが、画像フレームから発生されることができる。
ステップ１５３５では、治療前データが、複数の治療される患者毎に転帰パラメータに対応する、治療前データが、受信される。
ステップ１５４０では、治療後データが、複数の治療される患者毎に転帰パラメータに対応する、治療後データが、受信される。
ステップ１５４５では、手術ロボット工学データが、複数の治療される患者毎に受信される。
ステップ１５５０では、人工知能プロセッサ命令または機械学習分類子が、受信された治療される患者および外科的治療データに応答して、訓練される。人工知能プロセッサ命令は、機械学習、検索および数理最適化、人工ニューラルネットワーク、統計、確率、サポートベクターマシン学習、データ群のクラスタ化、画像分類、画像セグメンテーションのうちの１つ以上のものを備えてもよい。機械学習プロセッサ命令は、決定ツリー学習、関連ルール学習、人工ニューラルネットワーク、深層学習、帰納論理プログラミング、サポートベクターマシン、クラスタ化、ベイジアンネットワーク、強化学習、表現学習、類似性およびメトリック学習、スパースディクショナリ学習、遺伝的アルゴリズム、ルールベースの機械学習、または学習分類子システムのうちの１つ以上のものを備えてもよい。
ステップ１５５５では、訓練された人工知能または訓練された機械学習分類子が、正当性を立証される。
ステップ１５６０では、治療されるべき患者のデータが、訓練された人工知能または訓練された機械学習分類子に入力される。
ステップ１５６５では、治療されるべき患者の治療計画が、決定される。
ステップ１５７０では、治療されるべき患者の治療計画が、訓練された人工知能または機械学習分類子に入力される。
ステップ１５７５では、治療計画が、訓練された人工知能または機械学習分類子に応答して修正される。治療されるべき患者の治療計画の調節は、除去されるべき組織の切断プロファイル、除去される組織の実際のプロファイル、除去されるべき組織の標的体積、除去される組織の実際の体積、治療時間、設定時間、撮像時間、治療プローブが移動する時間、組織を除去するためのエネルギー源の強度、または除去される量に対する除去のために標的化される組織の量の比のうちの１つ以上のものの調節を含んでもよい。切断プロファイルは、治療軸を中心とした複数の角座標、軸に沿った複数の対応する軸方向座標、軸からの複数の半径方向距離を備える、複数の場所を備えてもよい。切断プロファイルの調節は、治療軸を中心とした複数の角座標、軸に沿った複数の対応する軸方向座標、軸からの複数の半径方向距離の調節を含んでもよい。
ステップ１５８０では、修正された治療計画が、出力され、手術ロボットシステムのプロセッサの中への入力として受信される。
ステップ１５８５では、初期切断プロファイルおよび修正された切断プロファイルが、治療されるべき組織の画像上に表示される。初期切断プロファイルが、ディスプレイ上の切除されるべき組織の画像上に重ね合わせられ、例えば、治療されるべき組織の画像上に調節された切断プロファイルを表示する。
ステップ１５９０では、患者が、修正された治療計画を用いて治療される。
ステップ１５９５では、修正された治療計画を用いて治療される患者からのデータが、記録される。
ステップ１５９７では、訓練された人工知能または訓練された機械学習分類子が、修正された治療計画を用いて治療される患者に応答して更新される。
方法１５００の１つ以上のステップが、本明細書に説明されるような回路またはプロセッサ命令、例えば、本明細書に説明されるシステムのプロセッサまたは論理回路のうちの１つ以上のものを用いて、実施されてもよい。回路は、方法１５００の１つ以上のステップを提供するようにプログラムされてもよく、プログラムは、例えば、プログラマブルアレイ論理またはフィールドプログラマブルゲートアレイを用いて等、コンピュータ可読メモリ上に記憶されたプログラム命令または論理回路のプログラムされたステップを備えてもよい。
図１５は、実施形態による、方法を示す。当業者は、本明細書に開示される教示による、多くの変形例および適合を認識するであろう。例えば、方法のステップは、除去されることができる。付加的ステップが、提供されることができる。ステップのうちのいくつかは、サブステップを含んでもよい。ステップのうちのいくつかは、繰り返されることができる。ステップの順序は、変更されることができる。
（デジタル処理デバイス）
いくつかの実施形態では、本明細書に説明されるプラットフォーム、システム、媒体、および方法は、デジタル処理デバイスまたは同一物の使用を含む。さらなる実施形態では、デジタル処理デバイスは、デバイスの機能を実行する、１つ以上のハードウェア中央処理ユニット（ＣＰＵ）もしくは汎用グラフィックス処理ユニット（ＧＰＧＰＵ）を含む。なおもさらなる実施形態では、デジタル処理デバイスはさらに、実行可能命令を実施するように構成される、オペレーティングシステムを備える。いくつかの実施形態では、デジタル処理デバイスは、随意に、コンピュータネットワークに接続される。さらなる実施形態では、デジタル処理デバイスは、随意に、ワールドワイドウェブにアクセスするように、インターネットに接続される。なおもさらなる実施形態では、デジタル処理デバイスは、随意に、クラウドコンピューティングインフラストラクチャに接続される。他の実施形態では、デジタル処理デバイスは、随意に、イントラネットに接続される。他の実施形態では、デジタル処理デバイスは、随意に、データ記憶デバイスに接続される。
本明細書の説明によると、好適なデジタル処理デバイスは、非限定的実施例として、サーバコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、サブノートブックコンピュータ、ネットブックコンピュータ、ネットパッドコンピュータ、セットトップコンピュータ、メディアストリーミングデバイス、ハンドヘルドコンピュータ、インターネットアプライアンス、モバイルスマートフォン、タブレットコンピュータ、携帯情報端末、ビデオゲーム機、および車両を含む。当業者は、多くのスマートフォンが本明細書に説明されるシステムで使用するために好適であることを認識するであろう。当業者はまた、随意のコンピュータネットワークコネクティビティを伴う厳選したテレビ、ビデオプレーヤ、およびデジタル音楽プレーヤが、本明細書に説明されるシステムで使用するために好適であることも認識するであろう。好適なタブレットコンピュータは、当業者に公知である、ブックレット、スレート、および転換型構成を伴うものを含む。
いくつかの実施形態では、デジタル処理デバイスは、実行可能命令を実施するように構成されるオペレーティングシステムを含む。オペレーティングシステムは、例えば、デバイスのハードウェアを管理し、アプリケーションの実行のためのサービスを提供する、プログラムおよびデータを含む、ソフトウェアである。当業者は、好適なサーバオペレーティングシステムが、非限定的実施例として、ＦｒｅｅＢＳＤ、ＯｐｅｎＢＳＤ、ＮｅｔＢＳＤ（登録商標）、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）、Ａｐｐｌｅ（登録商標） Ｍａｃ ＯＳ Ｘ Ｓｅｒｖｅｒ（登録商標）、Ｏｒａｃｌｅ（登録商標） Ｓｏｌａｒｉｓ、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標） Ｓｅｒｖｅｒ、および Ｎｏｖｅｌｌ（登録商標） ＮｅｔＷａｒｅ（登録商標）を含むことを認識するであろう。当業者は、好適なパーソナルコンピュータオペレーティングシステムが、非限定的実施例として、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標） Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）、Ａｐｐｌｅ（登録商標） Ｍａｃ ＯＳ Ｘ（登録商標）、ＵＮＩＸ（登録商標）（登録商標）、およびＧＮＵ／Ｌｉｎｕｘ（登録商標）等のＵＮＩＸ（登録商標）様オペレーティングシステムを含むことを認識するであろう。いくつかの実施形態では、オペレーティングシステムは、クラウドコンピューティングによって提供される。当業者はまた、好適なモバイルスマートフォンオペレーティングシステムが、非限定的実施例として、Ｎｏｋｉａ（登録商標） Ｓｙｍｂｉａｎ（登録商標） ＯＳ、Ａｐｐｌｅ（登録商標） ｉＯＳ（登録商標）、Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎ Ｍｏｔｉｏｎ ＢｌａｃｋＢｅｒｒｙ ＯＳ（登録商標）、Ｇｏｏｇｌｅ（登録商標） Ａｎｄｒｏｉｄ（登録商標）、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標） Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標） Ｐｈｏｎｅ（登録商標） ＯＳ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標） Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標） Ｍｏｂｉｌｅ（登録商標） ＯＳ、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）、およびＰａｌｍ（登録商標） ＷｅｂＯＳ（登録商標）を含むことも認識するであろう。当業者はまた、好適なメディアストリーミングデバイスオペレーティングシステムが、非限定的実施例として、Ａｐｐｌｅ ＴＶ（登録商標）、Ｒｏｋｕ（登録商標）、Ｂｏｘｅｅ（登録商標）、Ｇｏｏｇｌｅ ＴＶ（登録商標）、Ｇｏｏｇｌｅ Ｃｈｒｏｍｅｃａｓｔ（登録商標）、Ａｍａｚｏｎ Ｆｉｒｅ（登録商標）、およびＳａｍｓｕｎｇ（登録商標） ＨｏｍｅＳｙｎｃ（登録商標）を含むことも認識するであろう。当業者はまた、好適なビデオゲーム機オペレーティングシステムが、非限定的実施例として、Ｓｏｎｙ（登録商標） ＰＳ３（登録商標）、Ｓｏｎｙ（登録商標） ＰＳ４（登録商標）、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標） Ｘｂｏｘ ３６０、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｘｂｏｘ Ｏｎｅ、Ｎｉｎｔｅｎｄｏ（登録商標） Ｗｉｉ（登録商標）、Ｎｉｎｔｅｎｄｏ（登録商標） Ｗｉｉ Ｕ（登録商標）、およびＯｕｙａ（登録商標）を含むことも認識するであろう。
いくつかの実施形態では、本デバイスは、記憶および／またはメモリデバイスを含む。記憶および／またはメモリデバイスは、一時的または恒久的基準でデータもしくはプログラムを記憶するために使用される、１つ以上の物理的装置である。いくつかの実施形態では、本デバイスは、揮発性メモリであり、記憶された情報を維持するために電力を要求する。いくつかの実施形態では、本デバイスは、不揮発性メモリであり、デジタル処理デバイスが給電されていないときに記憶された情報を留保する。さらなる実施形態では、不揮発性メモリは、フラッシュメモリを備える。いくつかの実施形態では、不揮発性メモリは、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）を備える。いくつかの実施形態では、不揮発性メモリは、強誘電体ランダムアクセスメモリ（ＦＲＡＭ（登録商標））を備える。いくつかの実施形態では、不揮発性メモリは、相変化ランダムアクセスメモリ（ＰＲＡＭ）を備える。他の実施形態では、本デバイスは、非限定的実施例として、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリデバイス、磁気ディスクドライブ、磁気テープドライブ、光学ディスクドライブ、およびクラウドコンピューティングベースの記憶装置を含む、記憶デバイスである。さらなる実施形態では、記憶装置および／またはメモリデバイスは、本明細書に開示されるもの等のデバイスの組み合わせである。
いくつかの実施形態では、デジタル処理デバイスは、視覚情報をユーザに送信するためのディスプレイを含む。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、陰極線管（ＣＲＴ）である。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である。さらなる実施形態では、ディスプレイは、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）である。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイである。種々のさらなる実施形態では、ＯＬＥＤディスプレイは、パッシブマトリクスＯＬＥＤ（ＰＭＯＬＥＤ）またはアクティブマトリクスＯＬＥＤ（ＡＭＯＬＥＤ）ディスプレイである。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、プラズマディスプレイである。他の実施形態では、ディスプレイは、ビデオプロジェクタである。なおもさらなる実施形態では、ディスプレイは、本明細書に開示されるもの等のデバイスの組み合わせである。
いくつかの実施形態では、デジタル処理デバイスは、ユーザから情報を受信するための入力デバイスを含む。いくつかの実施形態では、入力デバイスは、キーボードである。いくつかの実施形態では、入力デバイスは、非限定的実施例として、マウス、トラックボール、トラックパッド、ジョイスティック、ゲームコントローラ，またはスタイラスを含む、ポインティングデバイスである。いくつかの実施形態では、入力デバイスは、タッチスクリーンまたはマルチタッチスクリーンである。他の実施形態では、入力デバイスは、音声または他の音入力を捕捉するためのマイクロホンである。他の実施形態では、入力デバイスは、運動または視覚入力を捕捉するためのビデオカメラまたは他のセンサである。さらなる実施形態では、入力デバイスは、Ｋｉｎｅｃｔ、Ｌｅａｐ Ｍｏｔｉｏｎ、または同等物である。なおもさらなる実施形態では、入力デバイスは、本明細書に開示されるもの等のデバイスの組み合わせである。
図１６を参照すると、特定の実施形態では、例示的デジタル処理デバイス１６０１は、人工知能または機械学習を使用し、手術ロボット手技を設定、計画、または実施するようにプログラムもしくは別様に構成される。デバイス１６０１は、本明細書に説明されるように、治療されるべき患者のデータ、および前もって治療された患者ならびに前の外科的手技からのデータに応答して、例えば、切断プロファイルの決定等の本開示の機械学習および人工知能の種々の側面を調整することができる。本実施形態では、デジタル処理デバイス１６０１は、単一コアまたはマルチコアプロセッサ、もしくは並列処理のための複数のプロセッサであり得る、中央処理ユニット（ＣＰＵ、また、本明細書では「プロセッサ」および「コンピュータプロセッサ」）１６０５を含む。デジタル処理デバイス１６０１はまた、メモリまたはメモリ場所１６１０（例えば、ランダムアクセスメモリ、読取専用メモリ、フラッシュメモリ）と、電子記憶ユニット１６１５（例えば、ハードディスク）と、１つ以上の他のシステムと通信するための通信インターフェース１６２０（例えば、ネットワークアダプタ）と、キャッシュ、他のメモリ、データ記憶装置、および／または電子ディスプレイアダプタ等の周辺デバイス１６２５とを含む。メモリ１６１０、記憶ユニット１６１５、インターフェース１６２０、および周辺デバイス１６２５は、マザーボード等の通信バス（実線）を通してＣＰＵ１６０５と通信する。記憶ユニット１６１５は、データを記憶するためのデータ記憶ユニット（またはデータリポジトリ）であり得る。デジタル処理デバイス１６０１は、通信インターフェース１６２０の助けを借りてコンピュータネットワーク（「ネットワーク」）１６３０に動作可能に結合されることができる。ネットワーク１６３０は、インターネット、インターネットおよび／またはエクストラネット、もしくはインターネットと通信するイントラネットおよび／またはエクストラネットであり得る。ネットワーク１６３０は、ある場合には、電気通信および／またはデータネットワークである。ネットワーク１６３０は、クラウドコンピューティング等の分散コンピューティングを可能にし得る、１つ以上のコンピュータサーバを含むことができる。ネットワーク１６３０は、ある場合には、デバイス１６０１の助けを借りて、デバイス１６０１に結合されるデバイスがクライアントまたはサーバとして挙動することを可能にし得る、ピアツーピアネットワークを実装することができる。
図１６を参照し続けると、ＣＰＵ１６０５は、プログラムまたはソフトウェアで具現化され得る、一連の機械可読命令を実行することができる。命令は、メモリ１６１０等のメモリ場所に記憶されてもよい。命令は、続いて、本開示の方法を実装するようにＣＰＵ１６０５をプログラムまたは別様に構成し得る、ＣＰＵ１６０５に指向されることができる。ＣＰＵ１６０５によって実施される動作の実施例は、フェッチ、復号、実行、およびライトバックを含むことができる。ＣＰＵ１６０５は、集積回路等の回路の一部であり得る。デバイス１６０１の１つ以上の他のコンポーネントが、回路の中に含まれることができる。ある場合には、回路は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）である。
図１６を参照し続けると、記憶ユニット１６１５は、ドライバ、ライブラリ、および保存されたプログラム等のファイルを記憶することができる。記憶ユニット１６１５は、ユーザデータ、例えば、ユーザ選好およびユーザプログラムを記憶することができる。デジタル処理デバイス１６０１は、ある場合には、イントラネットまたはインターネットを通して通信する遠隔サーバ上に位置する等の外部にある、１つ以上の付加的データ記憶ユニットを含むことができる。
図１６を参照し続けると、デジタル処理デバイス１６０１は、ネットワーク１６３０を通して１つ以上の遠隔コンピュータシステムと通信することができる。例えば、デバイス１６０１は、ユーザの遠隔コンピュータシステムと通信することができる。遠隔コンピュータシステムの実施例は、パーソナルコンピュータ（例えば、ポータブルＰＣ）、スレートもしくはタブレットＰＣ（例えば、Ａｐｐｌｅ（登録商標） ｉＰａｄ（登録商標）、Ｓａｍｓｕｎｇ（登録商標） Ｇａｌａｘｙ Ｔａｂ）、電話、スマートフォン（例えば、Ａｐｐｌｅ（登録商標） ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、Ａｎｄｒｏｉｄ対応デバイス、Ｂｌａｃｋｂｅｒｒｙ（登録商標））、または携帯情報端末を含む。
本明細書に説明されるような方法は、例えば、メモリ１６１０または電子記憶ユニット１６１５上等のデジタル処理デバイス１６０１の電子記憶場所上に記憶された機械（例えば、コンピュータプロセッサ）実行可能コードを介して、実装されることができる。機械実行可能または機械可読コードは、ソフトウェアの形態で提供されることができる。使用の間に、コードは、プロセッサ１６０５によって実行されることができる。ある場合には、コードは、記憶ユニット１６１５から読み出され、プロセッサ１６０５による容易なアクセスのためにメモリ１６１０上に記憶されることができる。いくつかの状況では、電子記憶ユニット１６１５は、除外されることができ、機械実行可能命令は、メモリ１６１０上に記憶される。
（非一過性のコンピュータ可読記憶媒体）
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるプラットフォーム、システム、媒体、および方法は、随意にネットワーク化されたデジタル処理デバイスのオペレーティングシステムによって実行可能な命令を含む、プログラムで符号化される１つ以上の非一過性のコンピュータ可読記憶媒体を含む。さらなる実施形態では、コンピュータ可読記憶媒体は、デジタル処理デバイスの有形コンポーネントである。なおもさらなる実施形態では、コンピュータ可読記憶媒体は、随意に、デジタル処理デバイスから除去可能である。いくつかの実施形態では、コンピュータ可読記憶媒体は、非限定的実施例として、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリデバイス、ソリッドステートメモリ、磁気ディスクドライブ、磁気テープドライブ、光ディスクドライブ、クラウドコンピューティングシステムおよびサービス、ならびに同等物を含む。ある場合には、プログラムおよび命令は、媒体上に恒久的に、実質的に恒久的に、半恒久的に、または非一過性に符号化される。
（コンピュータプログラム）
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるプラットフォーム、システム、媒体、および方法は、少なくとも１つのコンピュータプログラムまたは同一物の使用を含む。コンピュータプログラムは、規定タスクを実施するように書き込まれる、デジタル処理デバイスのＣＰＵにおいて実行可能な一連の命令を含む。コンピュータ可読命令は、特定のタスクを実施する、または特定の抽象データタイプを実装する、機能、オブジェクト、アプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）、データ構造、および同等物等のプログラムモジュールとして実装されてもよい。本明細書で提供される開示を踏まえて、当業者は、コンピュータプログラムが種々の言語の種々のバージョンで記述され得ることを認識するであろう。
コンピュータ可読命令の機能性は、種々の環境内で所望に応じて組み合わせられる、または分散されてもよい。いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、命令の１つのシーケンスを備える。いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、命令の複数のシーケンスを備える。いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、１つの場所から提供される。他の実施形態では、コンピュータプログラムは、複数の場所から提供される。種々の実施形態では、コンピュータプログラムは、１つ以上のソフトウェアモジュールを含む。種々の実施形態では、コンピュータプログラムは、部分的に、もしくは全体的に、１つ以上のウェブアプリケーション、１つ以上のモバイルアプリケーション、１つ以上の独立型アプリケーション、１つ以上のウェブブラウザプラグイン、拡張、アドイン、もしくはアドオン、またはそれらの組み合わせを含む。
（ウェブアプリケーション）
いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、ウェブアプリケーションを含む。本明細書で提供される開示を踏まえて、当業者は、ウェブアプリケーションが、種々の実施形態では、１つ以上のソフトウェアフレームワークおよび１つ以上のデータベースシステムを利用することを認識するであろう。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）．ＮＥＴまたはＲｕｂｙ ｏｎ Ｒａｉｌｓ（ＲｏＲ）等のソフトウェアフレームワーク上に作成される。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、非限定的実施例として、関係、非関係、オブジェクト指向、連想、およびＸＭＬデータベースシステムを含む、１つ以上のデータベースシステムを利用する。さらなる実施形態では、好適な関係データベースシステムは、非限定的実施例として、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標） ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ、ｍｙＳＱＬＴＭ、およびＯｒａｃｌｅ（登録商標）を含む。当業者はまた、ウェブアプリケーションが、種々の実施形態では、１つ以上の言語の１つ以上のバージョンで記述されることも認識するであろう。ウェブアプリケーションは、１つ以上のマークアップ言語、提示定義言語、クライアント側スクリプト言語、サーバ側コーディング言語、データベースクエリ言語、もしくはそれらの組み合わせで記述されてもよい。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、ある程度、ハイパーテキストマークアップ言語（ＨＴＭＬ）、拡張可能ハイパーテキストマークアップ言語（ＸＨＴＭＬ）、または拡張可能マークアップ言語（ＸＭＬ）等のマークアップ言語で記述される。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、ある程度、カスケーディングスタイルシート（ＣＳＳ）等の提示定義言語で記述される。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、ある程度、Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標） ａｎｄ ＸＭＬ（ＡＪＡＸ）、Ｆｌａｓｈ（登録商標） Ａｃｔｉｏｎｓｃｒｉｐｔ、Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）、またはＳｉｌｖｅｒｌｉｇｈｔ（登録商標）等のクライアント側スクリプト言語で記述される。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、ある程度、Ａｃｔｉｖｅ Ｓｅｒｖｅｒ Ｐａｇｅｓ（ＡＳＰ）、ＣｏｌｄＦｕｓｉｏｎ（登録商標）、Ｐｅｒｌ、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｊａｖａ（登録商標）Ｓｅｒｖｅｒ Ｐａｇｅｓ（ＪＳＰ）、Ｈｙｐｅｒｔｅｘｔ Ｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｏｒ（ＰＨＰ）、ＰｙｔｈｏｎＴＭ、Ｒｕｂｙ、Ｔｃｌ、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、ＷｅｂＤＮＡ（登録商標）、またはＧｒｏｏｖｙ等のサーバ側コーディング言語で記述される。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、ある程度、構造化クエリ言語（ＳＱＬ）等のデータベースクエリ言語で記述される。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、ＩＢＭ（登録商標） Ｌｏｔｕｓ Ｄｏｍｉｎｏ（登録商標）等の企業サーバ製品を統合する。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、メディアプレーヤ要素を含む。種々のさらなる実施形態では、メディアプレーヤ要素は、非限定的実施例として、Ａｄｏｂｅ（登録商標） Ｆｌａｓｈ（登録商標）、ＨＴＭＬ ５、Ａｐｐｌｅ（登録商標） ＱｕｉｃｋＴｉｍｅ（登録商標）、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標） Ｓｉｌｖｅｒｌｉｇｈｔ（登録商標）、Ｊａｖａ（登録商標）、およびＵｎｉｔｙ（登録商標）を含む、多くの好適なマルチメディア技術のうちの１つ以上のものを利用する。
（モバイルアプリケーション）
いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、モバイルデジタル処理デバイスに提供されるモバイルアプリケーションを含む。いくつかの実施形態では、モバイルアプリケーションは、それが製造される時間にモバイルデジタル処理デバイスに提供される。他の実施形態では、モバイルアプリケーションは、本明細書に説明されるコンピュータネットワークを介して、モバイルデジタル処理デバイスに提供される。
本明細書で提供される開示に照らして、モバイルアプリケーションは、当技術分野で公知であるハードウェア、言語、および開発環境を使用して、当業者に公知である技法によって作成される。当業者は、モバイルアプリケーションがいくつかの言語で記述されることを認識するであろう。好適なプログラミング言語は、非限定的実施例として、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ−Ｃ、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）、Ｐａｓｃａｌ、Ｏｂｊｅｃｔ Ｐａｓｃａｌ、ＰｙｔｈｏｎＴＭ、Ｒｕｂｙ、ＶＢ．ＮＥＴ、ＷＭＬ、およびＣＳＳの有無別のＸＨＴＭＬ／ＨＴＭＬ、またはそれらの組み合わせを含む。
好適なモバイルアプリケーション開発環境は、いくつかのソースから入手可能である。市販の開発環境は、非限定的実施例として、ＡｉｒｐｌａｙＳＤＫ、ａｌｃｈｅＭｏ、Ａｐｐｃｅｌｅｒａｔｏｒ（登録商標）、Ｃｅｌｓｉｕｓ、Ｂｅｄｒｏｃｋ、Ｆｌａｓｈ Ｌｉｔｅ、．ＮＥＴ Ｃｏｍｐａｃｔ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ、Ｒｈｏｍｏｂｉｌｅ、およびＷｏｒｋＬｉｇｈｔ Ｍｏｂｉｌｅ Ｐｌａｔｆｏｒｍを含む。非限定的実施例として、Ｌａｚａｒｕｓ、ＭｏｂｉＦｌｅｘ、ＭｏＳｙｎｃ、およびＰｈｏｎｅｇａｐを含む、他の開発環境が、無償で入手可能である。また、モバイルデバイス製造業者は、非限定的実施例として、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）およびｉＰａｄ（登録商標）（ｉＯＳ）ＳＤＫ、ＡｎｄｒｏｉｄＴＭ ＳＤＫ、ＢｌａｃｋＢｅｒｒｙ（登録商標） ＳＤＫ、ＢＲＥＷ ＳＤＫ、Ｐａｌｍ（登録商標） ＯＳ ＳＤＫ、Ｓｙｍｂｉａｎ ＳＤＫ、ｗｅｂＯＳ ＳＤＫ、およびＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標） Ｍｏｂｉｌｅ ＳＤＫを含む、ソフトウェア開発者キットを配布する。
当業者は、非限定的実施例として、Ａｐｐｌｅ（登録商標） Ａｐｐ Ｓｔｏｒｅ、Ｇｏｏｇｌｅ（登録商標） Ｐｌａｙ、Ｃｈｒｏｍｅ ＷｅｂＳｔｏｒｅ、ＢｌａｃｋＢｅｒｒｙ（登録商標） Ａｐｐ Ｗｏｒｌｄ、Ｐａｌｍデバイス用Ａｐｐ Ｓｔｏｒｅ、ｗｅｂＯＳ用Ａｐｐ Ｃａｔａｌｏｇ、モバイル用Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標） Ｍａｒｋｅｔｐｌａｃｅ、Ｎｏｋｉａ（登録商標）デバイス用Ｏｖｉ Ｓｔｏｒｅ、Ｓａｍｓｕｎｇ（登録商標） Ａｐｐｓ、およびＮｉｎｔｅｎｄｏ（登録商標） ＤＳｉ Ｓｈｏｐを含む、いくつかの市販フォーラムがモバイルアプリケーションの配布のために利用可能であることを認識するであろう。
（独立型アプリケーション）
いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、既存のプロセスへのアドオンではない、例えば、プラグインではない、独立したコンピュータプロセスとして起動されるプログラムである、独立型アプリケーションを含む。当業者は、独立型アプリケーションが、多くの場合、コンパイルされることを認識するであろう。コンパイラは、プログラミング言語で記述されるソースコードを、アセンブリ言語または機械コード等のバイナリオブジェクトコードに変換する、コンピュータプログラムである。好適なコンパイラ型プログラミング言語は、非限定的実施例として、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ−Ｃ、ＣＯＢＯＬ、Ｄｅｌｐｈｉ、Ｅｉｆｆｅｌ、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｌｉｓｐ、ＰｙｔｈｏｎＴＭ、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ、およびＶＢ．ＮＥＴ、またはそれらの組み合わせを含む。コンパイルは、多くの場合、少なくとも部分的に実行可能プログラムを作成するように実施される。いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、１つ以上の実行可能なコンパイルされたアプリケーションを含む。
（ウェブブラウザプラグイン）
いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、ウェブブラウザプラグイン（例えば、拡張等）を含む。コンピューティングでは、プラグインは、具体的機能性をより大きいソフトウェアアプリケーションに追加する、１つ以上のソフトウェアコンポーネントである。ソフトウェアアプリケーションのメーカは、第三者開発者が、アプリケーションを拡張する能力を作成すること、新しい特徴を容易に追加することをサポートすること、およびアプリケーションのサイズを縮小することを可能にするためのプラグインをサポートする。サポートされたとき、プラグインは、ソフトウェアアプリケーションの機能性をカスタマイズすることを可能にする。例えば、プラグインは、ビデオを再生し、双方向性を生成し、ウイルススキャンし、特定のファイルタイプを表示するために、ウェブブラウザで一般的に使用される。当業者は、Ａｄｏｂｅ（登録商標） Ｆｌａｓｈ（登録商標） Ｐｌａｙｅｒ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標） Ｓｉｌｖｅｒｌｉｇｈｔ（登録商標）、およびＡｐｐｌｅ（登録商標） ＱｕｉｃｋＴｉｍｅ（登録商標）を含む、いくつかのウェブブラウザプラグインに精通するであろう。いくつかの実施形態では、ツールバーは、１つ以上のウェブブラウザ拡張、アドイン、もしくはアドオンを備える。いくつかの実施形態では、ツールバーは、１つ以上のエクスプローラバー、ツールバンド、もしくはデスクバンドを備える。
本明細書で提供される開示に照らして、当業者は、非限定的実施例として、Ｃ＋＋、Ｄｅｌｐｈｉ、Ｊａｖａ（登録商標）、ＰＨＰ、Ｐｙｔｈｏｎ（登録商標）、およびＶＢ．ＮＥＴ、またはそれらの組み合わせを含む、種々のプログラミング言語でのプラグインの開発を可能にする、いくつかのプラグインフレームワークが、利用可能であることを認識するであろう。
ウェブブラウザ（インターネットブラウザとも呼ばれる）は、ワールドワイドウェブ上で情報リソースを読み取り、提示し、トラバースするためのネットワーク接続型デジタル処理デバイスと併用するために設計される、ソフトウェアアプリケーションである。好適なウェブブラウザは、非限定的実施例として、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標） Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｘｐｌｏｒｅｒ（登録商標）、Ｍｏｚｉｌｌａ（登録商標） Ｆｉｒｅｆｏｘ（登録商標）、Ｇｏｏｇｌｅ（登録商標） Ｃｈｒｏｍｅ、Ａｐｐｌｅ（登録商標） Ｓａｆａｒｉ（登録商標）、Ｏｐｅｒａ Ｓｏｆｔｗａｒｅ（登録商標） Ｏｐｅｒａ（登録商標）、およびＫＤＥ Ｋｏｎｑｕｅｒｏｒを含む。いくつかの実施形態では、ウェブブラウザは、モバイルウェブブラウザである。モバイルウェブブラウザ（マイクロブラウザ、ミニブラウザ、および無線ブラウザとも呼ばれる）は、非限定的実施例として、ハンドヘルドコンピュータ、タブレットコンピュータ、ネットブックコンピュータ、サブノートブックコンピュータ、スマートフォン、音楽プレーヤ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、およびハンドヘルドビデオゲームシステムを含む、モバイルデジタル処理デバイス上で使用するために設計される。好適なモバイルウェブブラウザは、非限定的実施例として、Ｇｏｏｇｌｅ（登録商標） Ａｎｄｒｏｉｄ（登録商標）ブラウザ、ＲＩＭ ＢｌａｃｋＢｅｒｒｙ（登録商標）ブラウザ、Ａｐｐｌｅ（登録商標） Ｓａｆａｒｉ（登録商標）、Ｐａｌｍ（登録商標） Ｂｌａｚｅｒ、Ｐａｌｍ（登録商標） ＷｅｂＯＳ（登録商標）ブラウザ、モバイル用Ｍｏｚｉｌｌａ（登録商標） Ｆｉｒｅｆｏｘ（登録商標）、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標） Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｘｐｌｏｒｅｒ（登録商標） Ｍｏｂｉｌｅ、Ａｍａｚｏｎ（登録商標） Ｋｉｎｄｌｅ（登録商標） Ｂａｓｉｃ Ｗｅｂ、Ｎｏｋｉａ（登録商標）ブラウザ、Ｏｐｅｒａ Ｓｏｆｔｗａｒｅ（登録商標） Ｏｐｅｒａ（登録商標） Ｍｏｂｉｌｅ、およびＳｏｎｙ（登録商標） ＰＳＰＴＭブラウザを含む。
（ソフトウェアモジュール）
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるプラットフォーム、システム、メディア、および方法は、ソフトウェア、サーバ、および／またはデータベースモジュール、もしくは同一物の使用を含む。本明細書で提供される開示に照らして、ソフトウェアモジュールは、当業者に公知である機械、ソフトウェア、および言語を使用して、当業者に公知である技法によって作成される。本明細書に開示されるソフトウェアモジュールは、多数の方法で実装される。種々の実施形態では、ソフトウェアモジュールは、ファイル、コードのセクション、プログラミングオブジェクト、プログラミング構造、またはそれらの組み合わせを備える。さらなる種々の実施形態では、ソフトウェアモジュールは、複数のファイル、コードの複数のセクション、複数のプログラミングオブジェクト、複数のプログラミング構造、またはそれらの組み合わせを備える。種々の実施形態では、１つ以上のソフトウェアモジュールは、非限定的実施例として、ウェブアプリケーション、モバイルアプリケーション、および独立型アプリケーションを備える。いくつかの実施形態では、ソフトウェアモジュールは、１つのコンピュータプログラムまたはアプリケーションの中にある。他の実施形態では、ソフトウェアモジュールは、１つを上回るコンピュータプログラムまたはアプリケーションの中にある。いくつかの実施形態では、ソフトウェアモジュールは、１つの機械上でホストされる。他の実施形態では、ソフトウェアモジュールは、１つを上回る機械上でホストされる。さらなる実施形態では、ソフトウェアモジュールは、クラウドコンピューティングプラットフォーム上でホストされる。いくつかの実施形態では、ソフトウェアモジュールは、１つの場所において１つ以上の機械上でホストされる。他の実施形態では、ソフトウェアモジュールは、１つを上回る場所において１つ以上の機械上でホストされる。
（データベース）
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるプラットフォーム、システム、媒体、および方法は、１つ以上のデータベースもしくは同一物の使用を含む。本明細書で提供される開示に照らして、当業者は、多くのデータベースが本明細書に説明されるような患者情報および外科的情報の記憶および読み出しのために好適であることを認識するであろう。種々の実施形態では、好適なデータベースは、非限定的実施例として、関係データベース、非関係データベース、オブジェクト指向データベース、オブジェクトデータベース、エンティティ関係モデルデータベース、連想データベース、およびＸＭＬデータベースを含む。さらなる非限定的実施例は、ＳＱＬ、ＰｏｓｔｇｒｅＳＱＬ、ＭｙＳＱＬ、Ｏｒａｃｌｅ、ＤＢ２、およびＳｙｂａｓｅを含む。いくつかの実施形態では、データベースは、インターネットベースである。さらなる実施形態では、データベースは、ウェブベースである。なおもさらなる実施形態では、データベースは、クラウドコンピューティングベースである。
患者毎の患者データは、本明細書に説明されるようなデータベース上に記憶され、分類子を訓練するために入力として使用されることができる。患者データは、患者毎にいくつかのフィールドおよび画像を備えてもよく、治療のライブラリを備えてもよい。患者データは、本明細書に説明されるような患者毎の安全性および有効性パラメータの値を備えてもよい。
（例示的人工知能、分類子、ニューラルネットワーク、および関連付けられる入力ならびにユーザインターフェース）
患者治療の有効性および耐久性は、多くの方法で測定されることができる。治療の耐久性は、経時的な有効性パラメータの安定性に対応し得る。例えば、耐久性パラメータは、外科手術後の経時的な患者の尿道の開存性および尿流率に対応し得る。患者有効性の多くのメトリクスが、使用されることができるが、いくつかの実施形態では、国際前立腺症状スコア（「Ｉ−ＰＳＳ」）が、手技の有効性を決定するために使用される。質問表が、治療の前および後に患者に提供されることができ、結果が、本明細書に説明されるようなアルゴリズムを訓練するために使用されることができる。Ｉ−ＰＳＳスコアは、それぞれ、１〜５の尺度で段階的回答を伴う、７つの質問を有する。これらの段階的回答は、アルゴリズムを訓練するために入力として使用されることができる。質問は、不完全な排尿、頻尿、間欠性、切迫性、弱い流動、いきみ、および夜間頻尿を含む。「不完全な排尿」は、膀胱が空ではない感覚を指す。「頻尿」は、対象が２時間未満毎に排尿する必要がある頻度を指す。「間欠性」は、対象が、排尿の間に数回、排尿を停止し、再び開始した頻度を指す。「切迫性」は、対象が排尿を延期することを困難と見出した頻度を指す。「弱い流動」は、対象が弱い尿流を有した頻度を指す。「いきみ」は、対象が排尿を開始するためにいきむ必要があった頻度を指す。夜間頻尿は、対象が夜間に起きて排尿した回数を指す。これらの値の合計は、１−７：軽度、８−１９：中程度、および２０−３５：重度を伴う全体的スコアを決定するように加算されることができる。合計は、本明細書に説明されるような分類子またはニューラルネットワーク等のアルゴリズムへの入力として使用されることができる。
米国泌尿器（「ＡＵＡ」）症状指数等の他の試験も、使用されることができる。
国際勃起機能指数簡略質問表（「ＩＩＥＦ−５」）等のアルゴリズムへの別の入力が、前立腺外科手術に続く性機能に関連する患者結果であり得る。ＩＩＥＦ−５は、性機能に関連する５つの質問を有し、回答は、１〜５の値に及び、１が、非常に低く、５が、非常に高い。質問は、自信、堅さ、安定性、および勃起への対象満足度を対象とする。ＩＩＥＦ−５スコアは、合計スコアを提供するように組み合わせられることができる。個々の値および／または合計スコアは、分類子またはニューラルネットワークのうちの１つ以上のものを訓練するために、本明細書に説明されるようなアルゴリズムの中への入力として使用されることができる。
使用され得る付加的パラメータは、復職時間、尿流量データ、カテーテル挿入時間、カテーテル張力、フォーリーカテーテル張力、またはカテーテル張力デバイス方法のうちの１つ以上のものを含む。前立腺外科手術等の泌尿器手技では、患者内にフォーリーカテーテル等のカテーテルを設置し、泌尿器流量を維持することが役立ち得る。本開示に関連する研究は、患者の尿道内に設置されるカテーテルに張力を加えることが、出血を減少させ、カテーテルの設置を維持し得ることを示唆する。カテーテル挿入が、患者にとって若干不快であり得るため、尿道の開存性を維持し、出血を減少させながら、カテーテル挿入時間を短縮することが役立ち得る。多くのタイプのカテーテル張力が、使用されることができるため、使用されるカテーテル張力のタイプを入力として受信することが役立ち得る。カテーテル張力の実施例は、カテーテルに張力を加えるために使用され得る、重り、ばね、テープ、および他のアプローチを含む。
入力患者データは、組織ひずみ、組織弾性、組織引張張力、組織伸長、組織弾性率、または組織均質性のうちの１つ以上のもの等の患者の組織からの１つ以上の生物力学的パラメータを備えてもよい。これらの測定は、患者毎に行われ、入力として使用されることができる。例えば、超音波プローブが、これらのパラメータを測定するために使用されることができ、これらのパラメータは、超音波プローブのコンポーネントを備えてもよい。例えば、超音波プローブは、低周波数振動、ステップ、フリーハンド、生理学的変位、放射力（例えば、変位、インパルス、剪断波、および音響放射）、またはパルスエコーもしくはドップラ超音波のうちの１つ以上のものを用いて、組織を測定するように構成されることができる。組織パラメータを測定するための超音波プローブは、本明細書に説明されるようなＴＲＵＳプローブのコンポーネントを備えてもよい。
代替として、または組み合わせて、これらの生物力学的組織パラメータは、測定ツールを用いた物理的触診等の入力として決定および提供されることができる。いくつかの実施形態では、これらの値は、ルックアップテーブルを用いて決定されることができる。例えば、患者の年齢等の人口統計パラメータおよび患者毎の組織生物力学的パラメータは、分類子に入力され、患者人口統計データに応答して、組織パラメータに関するルックアップテーブルを発生させるために使用されることができる。
入力として使用される患者の画像は、例えば、組織境界識別、組織面識別、組織分化検出、蛍光透視法、ＣＴスキャン撮像、磁気共鳴映像法、放射能検出、または放射線不透過性撮像のうちの１つ以上のものを含んでもよい。いくつかの実施形態では、画像は、患者の組織の蛍光画像を備える。蛍光画像は、例えば、画像内の癌組織を識別するために、癌組織に結合するように構成される蛍光抗体で印付けられる組織の画像を備えてもよい。
入力患者データは、患者の１つ以上の画像内の癌組織の識別を備えてもよい。
いくつかの実施形態では、プロセッサは、ユーザが、安全性パラメータ値、有効性パラメータ値、または提案される組織切除プロファイルのうちの１つ以上のものを決定する使用される、１つ以上のパラメータを選択するための命令を伴って構成される。これは、例えば、医師が、特定の人口統計パラメータまたは別のパラメータが治療を計画すること、もしくは転帰を予測することに役立たないと考える場合に、ユーザ体験に基づいて具体的選好を適応させるために役立ち得る。
いくつかの実施形態では、プロセッサは、ユーザが外科手術システムから遠隔の第１のディスプレイ上で外科手術を計画し、計画された外科手術に関するパラメータを記憶し、パラメータを外科的システムのディスプレイに動作可能に結合されるプロセッサに提供するための命令を伴って構成される。これは、ユーザが、外科手術を事前計画するために役立ち得る。例えば、外科医は、患者治療を事前計画し、手術部位から遠隔の場所で、計画された治療のパラメータを外科的システム上にロードさせ、手術部位における準備時間を短縮することができる。
いくつかの実施形態では、ユーザは、患者データに応答して、指導を提供される。ユーザは、個々の、またはグループ分けされた人工知能「ＡＩ」アプローチに基づいて、異なる推奨治療計画の異なるアプローチを考慮し、可視化または事前計画レポートを選択することができる。ユーザは、危険性、回復、持続性、手技の長さ、具体的患者特性、または医師特性等の転帰を予測する際に、異なるアルゴリズムの強みを考慮することができる。
いくつかの実施形態では、ユーザは、例えば、選択されたアルゴリズムと併用するデータを選択する。これは、ユーザが、異なるシナリオに関して、例えば、所望の転帰対危険性を伴って、転帰尤度の困難および危険性を考慮することを可能にすることができる。
回転および平行移動治療プローブが参照されるが、本明細書に開示される方法、装置、および人工知能プログラムが、多くのタイプのロボット外科的手技との組み合わせのために非常に適している。ロボットシステムは、ロボットアーム等の連鎖部に動作可能に結合されるプロセッサを備えてもよい。例えば、外科的システムは、エンドエフェクタを伴う５〜７自由度ロボットアーム等のロボットアームを備えてもよい。ロボットアームは、外科手術の画像とともに、記録され得る継手状態を備えてもよい。エンドエフェクタは、組織切除プロファイルに合わせて組織を除去するための本明細書に説明されるようなエネルギー源を備えてもよい。エンドエフェクタは、本明細書に説明されるように記憶される画像内に存在し得る。画像、連鎖状態、切除プロファイル、または人口統計データ等の患者データのうちの１つ以上のものが、本明細書に説明されるような患者手技のライブラリを備える、データベース内に記録されることができ、本データベースは、本明細書に説明されるような分類子を訓練するために使用されることができる。訓練された分類子は、個々の患者からのデータおよび治療パラメータを決定するために使用される分類子の出力を入力として受信することができる。個々の患者のための治療は、本明細書に説明されるようなユーザインターフェースを用いて計画されることができる。
治療パラメータおよび安全性ならびに有効性データが、例えば、図１５を参照して本明細書に説明されるように、分類子またはニューラルネットワークのうちの１つ以上のものを訓練するために使用されることができる。いったん訓練されると、分類子および／またはニューラルネットワークは、ディスプレイ上に情報を提供し、外科医等のロボットシステムユーザが適切な組織切除または切断プロファイルを決定することを支援するために、使用されることができる。
ディスプレイ上に示される情報は、例えば、安全性パラメータと、有効性パラメータとを備えてもよい。システムユーザは、組織切除プロファイルを調節し、安全性パラメータと有効性パラメータとの間の適切な平衡を提供することができる。安全性パラメータは、外科手術後のある時間、例えば、外科手術後の１年における勃起障害の尤度、例えば、予測ＩＩＥ−５スコアを備えてもよい。有効性パラメータは、将来のある時間、例えば、今後５年における再治療の尤度を備えてもよい。有効性パラメータは、将来のある時間における予測Ｉ−ＰＳＳスコア、例えば、今後５年の予測Ｉ−ＰＳＳスコアを備えてもよい。
関連付けられるパラメータを伴ってこれらのプロファイルを表示することは、医師が患者にとって容認可能である治療計画による治療を計画するために役立ち得る。例えば、一部の患者は、再治療に反し、ある程度の性機能障害を自発的に容認し得る。代替として、一部の患者は、性機能障害に反し、より自発的に再治療を受容し得る。
いくつかの実施形態では、治療計画の一部として、医師は、コンピュータのディスプレイ上で標的安全性および有効性パラメータを患者に提示することができ、患者は、デジタル署名し、パラメータを容認することができる。例えば、ディスプレイは、５年における予測Ｉ−ＰＳＳスコアを患者に、１年における予測ＩＩＥＦ−５スコアをユーザに示すことができ、ユーザは、デジタル署名し、これらのパラメータを容認することができる。標的パラメータは、前立腺の画像および患者のデジタル署名とともにディスプレイ上に示されることができる。本データは、本明細書に説明されるようなプロセッサ上に記憶され、本明細書に説明されるような治療計画プロセスの一部として、ディスプレイ上で医師に提供されることができる。本データはまた、例えば、電子医療記録（「ＥＭＲ」）として、患者のための記録の一部として記憶されることもできる。
図１７Ａを参照すると、本明細書に説明されるデバイスおよび方法と併用可能であるサンプルユーザインターフェース１７００が、図示される。ユーザインターフェース１７００は、命令エリア１７０２および制御エリア１７０４等の２つの主要エリアを備えてもよい。当然ながら、図示されるユーザインターフェース１７００レイアウトは、例示的であり、情報および制御入力の任意の好適なレイアウトまたは配列が、本明細書の範囲から逸脱することなく利用されることができる。
命令エリア１７０２では、システムのユーザが、一連のステップの中の次の手順ステップに関してリマインドおよび／またはプロンプトされてもよい。例えば、図示されるように、命令エリア１７０２は、ＴＲＵＳプローブ等の撮像デバイスがスキャンウィンドウ１７０６内で前立腺をスキャンしていることを示す。スキャンウィンドウ１７０６は、以降に説明されるであろうように、スキャンされている、または現在の手順ステップのためにスキャンされるべきである、生体構造の面積を表示してもよい。提供された像は、前立腺の横断像である。
生体構造選択ウィンドウ１７０８が、作業プロファイルを確立するための生体構造の一部を選定する能力をユーザに提供する。図示されるように、ユーザは、作業プロファイルを設定するための生体構造の一部として、「前立腺」を選択した。
安全性および有効性パラメータウィンドウ１７５０が、切除プロファイルおよび超音波画像に応答して、対象に関して本明細書に説明されるような１つ以上の安全性もしくは有効性パラメータの値を示す。例えば、有効性値Ｘは、標的有効性値、または切除プロファイルおよび画像の構造に応答して決定される有効性値のうちの１つ以上のものを備えてもよい。例えば、ウィンドウ１７５０は、患者と相談して患者に関して決定される標的有効性値、および切除プロファイルならびに画像に応答して発生される予測有効性値を表示してもよい。ウィンドウ１７５０は、患者と相談して患者に関して決定される標的安全値、および切除プロファイルならびに画像に応答して発生される予測安全値を表示してもよい。これらの値は、ディスプレイ上に示される切除プロファイルおよび超音波画像の構造に応答して、リアルタイムで決定されることができる。安全性パラメータは、値Ｘを備えてもよく、有効性パラメータは、値Ｙを備えてもよい。ユーザが、切除プロファイルを調節するにつれて、ディスプレイ上に示されるＸおよびＹの値は、変化することができる。プロセッサは、超音波画像、および患者ならびに医師によって前もって同意されている場合がある標的安全性および有効性値に応答して、初期切除プロファイルを発生させる命令を伴って構成されることができる。本初期切除プロファイルは、ディスプレイ上に提供され、ユーザによって調節されることができる。
生体構造の一部が選択されるにつれて、生体構造の選択された部分に対応する画像が、表示されてもよい。例えば、原位置撮像システムによって捕捉されるリアルタイム画像が、表示されてもよい。いくつかの事例では、ＴＲＵＳプローブが、患者の前立腺に近接して設置され、面積のリアルタイム撮像を提供するであろう。ユーザインターフェース１７００の制御エリア１７０４では、ユーザが、治療されるべき面積を規定することができるであろう。本システムは、適切な治療計画を選択する際にユーザを補助する、デフォルトでプログラムされる。例えば、ユーザが、図示されるように、前立腺を選択した場合、制御ウィンドウ１７０４は、最初に、角度１７１２と、半径１７１４とを有する、円弧１７１０を表示する。円弧１７１０は、円弧１７１０内の治療の面積が治療され、円弧１７１０の外側の面積が治療から除外される、組織切除プロファイルを画定する。円弧制御ハンドル１７１６ａ、１７１６ｂが、提供され、ユーザが円弧１７１０の各区画を制御し、角度１７１２を調節することを可能にする。ディスプレイが、選択された角度１７１２を示し、角度１７１２を精密に調節し、適切な治療面積を画定するために使用されることができる。最初にディスプレイ上に示される切除プロファイルは、所望の安全性および有効性値に応答して決定されるプロファイルを備えてもよい。円弧１７１０の頂点１７１８が、治療プローブの設置を示す。ある場合には、治療プローブが、エネルギー送達を提供し、罹患面積を治療する。ある場合には、治療プローブは、本明細書に説明されるような治療エネルギーを指向するために、その縦軸を中心として回転される。故に、治療面積は、エネルギー強度に相応する半径１７１４を有する、円弧１７１０に類似するであろう。円弧制御ハンドル１７１６Ａ、Ｂが、組織切除プロファイルおよび治療面積を画定するように調節されるにつれて、設定は、手技の間に以降で使用するために、かつエネルギー送達を伴う切除の間に治療プローブの回転度を制御するように、記憶される。
ユーザインターフェース１７００は、ユーザが、本明細書に開示されるような安全性および有効性パラメータのうちの１つ以上のものの値を決定するために使用されるモデルのパラメータを選択するためのユーザ入力１７６０を備えてもよい。パラメータの本選択は、ユーザが、特定の患者にとって他よりも役立ち得るパラメータを選ぶこと、および他ほど役立たない場合があるパラメータを除去することを可能にすることができる。例えば、ユーザが、年齢等のパラメータが転帰を予測するためにあまり役立たないと考える場合、ユーザは、転帰を予測するために使用される分類子モデルへの入力として、そのパラメータを選択解除することができる。代替として、ユーザが、年齢が役立つパラメータであると考える場合、ユーザは、分類子モデルへの入力として使用されるべきパラメータとして年齢を選択することができる。
ユーザインターフェース１７００は、ユーザがディスプレイ上に示されるべきデータを選択するためのユーザ入力１７７０を備えてもよい。ディスプレイ上に示されるデータは、例えば、可視化データを備えてもよい。いくつかの実施形態では、ユーザは、ユーザ調節後に患者の計画された治療プロファイルと重ね合わせられてディスプレイ上に提案される治療プロファイルを示すかどうかを選択することができる。これは、患者のための計画された治療プロファイルがアルゴリズムによって示唆されるプロファイルから逸脱する程度を決定するために、ユーザに役立ち得る。ユーザは、ディスプレイ上に示されるべき付加的タイプの可視化データを選択することができる。例えば、ユーザは、治療のためのエネルギー源の計画された軌道を選択することができる。
図１７Ｂを参照すると、ユーザインターフェース１７００は、生体構造の異なる部分が命令エリア１７０２内の生体構造選択ウィンドウ１７０８内で選択されたことを示す。示されるように、中葉が、生体構造選択ウィンドウ１７０８内で治療面積として選択され、制御エリア１７０４が、中葉生体構造と関連付けられる撮像を示すように更新された。以前のように、制御エリア１７０４は、画定される切除プロファイルの表示を、円弧１７１０を備える治療境界と重ね合わせる。円弧１７１０は、円弧制御ハンドル１７１６Ａ、Ｂを操作するために、いくつかの事例では、半径１７１４を規定することによって、ユーザによってカスタマイズ可能である。円弧１７１０は、切除プロファイルおよび治療の面積を画定し、異なる解剖学的面積のための異なる切除プロファイルおよび治療面積を提供することができる。例えば、示されるように、命令エリア１７０２は、ユーザが、生体構造選択ウィンドウ１７０８内で、前立腺、膀胱頸部、および中葉の間で選択することを可能にする。ウィンドウ１７５０は、安全性パラメータＸおよび有効性パラメータＹを表示することができ、これらの値は、ユーザが切除プロファイルを調節するにつれて、リアルタイムで変化することができる。
前立腺設定と同様に、中葉生体構造が、選択されるとき、治療面積の画像が、着目解剖学的特徴を撮像するように適切に位置するＴＲＵＳプローブ等によって、制御エリア１７０４内に示され、ユーザが、本解剖学的特徴のための治療面積を規定することができる。複数の切除プロファイルおよびユーザによって確立される対応する治療面積は、ヒトであるか、またはロボットであるかにかかわらず、外科医による実行のために治療計画を保存し得る、コンピュータの中にフィードされることができる。
図１７Ｃを参照すると、ユーザインターフェース１７００が、示されている。図示されるように、生体構造選択ウィンドウ１７０８では、前立腺が、選択され、制御エリア１７０４は、選択された生体構造のリアルタイム撮像データを示す。生体構造選択ウィンドウ１７０８はさらに、「精丘保護ゾーンを調節する」１７２０と標識されたオプションを選択するように更新された。これは、侵襲的切除から精丘（「ｖｅｒｕｍｏｎｔａｎｕｍ」または「ｖｅｒｕ」）を保護するように設計される治療計画を指す。精丘保護ゾーンは、多くの方法で構成されることができ、例えば、バタフライ切断プロファイルを備えてもよい。精丘保護ゾーンが参照されるが、保護ゾーンは、例えば、腫瘍または眼の網膜等の繊細な組織構造を保護するための１つ以上の保護ゾーンを備えてもよい。
示されるように、いったん「精丘保護ゾーンを調節する」１７２０ラジオボタンが選択されると、新しいオーバーレイが、制御エリア１７０４にわたって出現し、円弧１７１０の一部である、精丘円弧１７２２を画定する。精丘円弧１７２２は、頂点１７１８を共有し、半径１７１４長を円弧１７１０と共有してもよい。
精丘円弧１７２２は、精丘保護ゾーン１７２４と関連付けられる面積を画定する、治療プロファイルを備える。前立腺外科手術では、本明細書に説明されるように、手技の有効性と男性の性機能との間に危険性／報酬トレードオフが存在し得る。前立腺切除治療の侵襲性は、精丘への近接性に関連する。組織が、精丘のより近くで切除される場合、良性前立腺肥大のための前立腺治療の有効性は、増加し得る。しかしながら、男性の性機能障害もまた、増加し得る。安全性および有効性パラメータを提供するウィンドウ１７５０は、標的安全性および有効性メトリクスに対応するように、患者のための治療プロファイルを調節するために、ユーザに役立ち得る。
精丘（ｖｅｒｕｍｏｎｔａｎｕｍ）は、尿道の中への射精管の入口の近傍の解剖学的目印であり、また、ｓｅｍｉｎａｌ ｃｏｌｌｉｃｕｌｕｓとも称され得る。精丘の構造は、尿道壁からの平滑筋組織を編み込まれた、外括約筋の横紋筋線維から成る。本明細書の説明される実施形態のうちのいくつかは、精丘に近接近した前立腺組織の標的具体的治療を可能にする。図１７Ａ−１７Ｃに図示される実施形態によると、ユーザは、前立腺の種々の面積のための治療計画の切除プロファイルを規定することができる。例えば、前立腺、膀胱頸部、および中葉のための一意の治療と、精丘面積のための一意の計画とを含む、治療計画が、作成される。
ユーザは、ディスプレイ上に示される安全性および有効性パラメータに応答して、切除プロファイルを調節することができる。
図１７Ａ−１７Ｃは、外科的システムに結合されるディスプレイを指すが、いくつかの実施形態では、類似画像およびユーザ入力が、別の部屋または建物内等の手術器具から離れた遠隔場所における遠隔治療計画および事前計画のために使用されることができる。プロセッサは、ユーザが治療を計画するための命令を伴って構成されることができ、これらのパラメータは、記憶され、外科的システムのプロセッサ上にロードされることができる。例えば、患者の診断画像が、例えば、画像検査室内で、治療に先立って発生されることができる。画像は、モバイルデバイス上のディスプレイ上でユーザに示されることができ、治療プロファイルおよび治療の他の側面を調節することができる。いったん容認されると、治療パラメータ、例えば、切除プロファイルは、手術器具上にロードされることができる。
図１８を参照すると、矢状ユーザインターフェース１８００が、図の左に解剖学的に遠位の器官を伴って治療面積の矢状像を示す。ユーザインターフェースは、３Ｄ立体組織除去のために３次元で治療プロファイルを計画するための横断インターフェース１７００および矢状インターフェース１８００を備えてもよい。本画面は、本実施例では１３５度である、治療プローブ１８０２の回転角、および図示される実施例では２４．３ｍｍである、切除の深度１８０４等のすでに入力されている治療計画から情報を表示する。
ユーザインターフェース１８００は、治療プロファイル１８０６を操作することによって、治療計画のさらなる精緻化を可能にする。治療プロファイル１８０６は、概して、着目面積の解剖学的曲線適合１８０８を辿る。ある場合には、本システムは、画像分析、特徴認識、エッジ検出、またはある他のアルゴリズム、もしくはアルゴリズムの組み合わせ等の超音波撮像上で実行される１つ以上のアルゴリズムを通して等、解剖学的特徴を検出し、解剖学的特徴の推奨境界および／または切除プロファイルならびに治療面積の推奨境界を検出することができる。
本システムは、器官の解剖学的部分、命令、切除プロファイル、ならびに他の情報を含み得る情報のオーバーレイを、超音波撮像情報にわたって提示することができる。図示されるユーザインターフェース１８００では、オーバーレイは、中葉ゾーン１８１０、膀胱頸部ゾーン１８１２、および中間前立腺ゾーン１８１４に対応する面積を識別する。これらの識別されたゾーンはそれぞれ、それと関連付けられる異なる治療計画を有してもよい。例えば、中葉ゾーン１８１０は、中間前立腺ゾーン１８１４のための治療計画とも異なり得る、膀胱頸部ゾーン１８１２に特有の治療計画と異なり得る、切除の指定角度、切除の深度、および組織切除の平行移動距離を有してもよい。
プロセッサは、種々の解剖学的ゾーンを認識するだけではなくて、ゾーン毎に推奨および選定された治療計画に関する情報も記憶するように構成されることができる。例えば、以前の外科手術からの情報が、個々の器官または個々の器官の一部のための１つ以上の治療計画と対応するデータベース内に記憶されてもよい。以前の外科手術からの本情報は、本明細書に説明されるような分類子またはニューラルネットワークを訓練するために使用されることができる。訓練された分類子またはニューラルネットワークは、複数の組織切除プロファイルを備える、適切な推奨治療計画を発生させることができる。本推奨切除プロファイルは、発生され、ウィンドウ１７５０内で予測安全値Ｘおよび予測安全値Ｙとともにディスプレイ上に提示されることができる。複数の切断プロファイルを備える治療計画が、ユーザによって修正されるにつれて、プロセッサは、修正された治療計画、切断プロファイル、および超音波画像を受信してもよく、訓練された分類子またはニューラルネットワークは、ディスプレイ１７５０上に示される更新された安全性および有効性パラメータを発生させるために使用されることができる。訓練された分類子またはニューラルネットワークはまた、安全性および有効性パラメータの値を決定する際に、かつ治療計画を発生させる際に、年齢、身長、体重、症状、および本明細書に説明されるような他の情報等の患者情報を入力として受信してもよい。
ユーザインターフェース１８００は、ユーザが治療計画を調節することを可能にするための制御を含んでもよい。例えば、治療開始制御１８１６、治療終了制御１８１８、および精丘ゾーン開始制御１８２０である。これらの制御のうちのいずれかが、治療計画の切除プロファイルを修正するために、ユーザによって操作されてもよい。例えば、ユーザは、制御のうちの１つ以上のものを移動させ、切除の深度、切除開始制御１８１６の場所、または精丘開始ゾーン制御１８２０の場所を修正すること等によって、切除プロファイルを修正してもよい。ユーザインターフェース１８００においてユーザによって行われる変更が、手技の間の以降の実行のために、関連付けられるコンピューティングシステムのメモリ内に記憶される。ある場合には、手技は、切除境界限界に従って手技を実行するロボット機器によって実施される。
ユーザインターフェース１８００はさらに、指導をシステムのユーザに提供する、手技概要エリア１８２２等の情報および／または教育コンポーネントを有する。例えば、図示されるように、手技概要エリア１８２２は、ハンドピース１８２４を位置付けること、ＴＲＵＳプローブ１８２６を位置付けること、およびハンドピースならびにＴＲＵＳプローブ１８２６を整合させること等のユーザが実施するための手技設定ステップのリストを含む。
手技概要エリアはさらに、切除角１８３０、治療プローブの位置合わせ１８３２、および切断プロファイル１８３４を入力および／または修正する機会をユーザに提供すること等による、治療計画の作成ならびに／もしくは修正を含む。図１８に示されるように、設定ステップは、ハンドピース１８２４、ＴＲＵＳ１８２６、整合１８２８、角度１８３０、および位置合わせ１８３２の隣のチェックマークによって示されるように、手技のために完了した。図示される実施例における現在の段階では、ユーザは、依然として、プロファイル１８３４調節を完了する必要がある。ユーザインターフェース１８００内の設定ステップおよび計画ステップの完了に応じて、ユーザは、治療アイコン１８３６を選択することによって、手技が開始の準備ができていることを示すことができ、その時点で、本システムは、治療計画に従って手技を自律的に開始してもよい。
ある場合には、治療計画は、他の治療計画とともにデータベース内に記憶され、患者年齢、体重、身長、症状、症状の長さ、診断、過去の治療履歴、治療有効性、薬剤履歴、および同等物等の患者および治療計画に関するデータを含んでもよい。過去の治療計画は、複数の患者のための複数の履歴治療に関する角度および切除プロファイル等のデータを含み、履歴治療計画データとして記憶されてもよい。
履歴治療計画データは、人工知能アルゴリズム、教師あり機械学習、教師なし機械学習、ニューラルネットワーク、または畳み込みニューラルネットワークのうちの１つ以上のもの等の本明細書に説明されるような１つ以上の好適なアルゴリズムによって、分析されてもよい。ある場合には、履歴治療計画データは、１つ以上の機械学習アルゴリズムによって分析され、分類子を訓練するために使用されてもよい。例えば、ニューラルネットワークが、履歴治療データを分析し、１人以上の現在の患者のための推奨治療計画を提供してもよい。例えば、履歴治療データに基づいて、ニューラルネットワークが、履歴治療データを作成および標識することを含む、機械学習モデルを構築、訓練、および展開する、アルゴリズムを選定する、モデルを訓練する、モデルの正当性を立証する、モデルを同調させて最適化する、モデルを展開する、将来の治療計画について予測を行う、ならびに現在または将来の患者のための治療計画を提供するために、使用されてもよい。
いくつかの事例では、畳み込みニューラルネットワークが、ＴＲＵＳプローブからの超音波撮像等の視覚データを分析し、機械学習モデルの中にフィードするべきフィードバックを提供するように、実装されてもよい。視覚データ分析は、関連性がある位置、サイズ、形状、健全性、および他の情報とともに、解剖学的特徴を識別するステップを含んでもよい。
本明細書に説明されるようなプロセッサは、例えば、図１７Ａ−１８を参照して本明細書に説明されるように、ユーザインターフェース、画像、およびウィンドウを提供する命令を伴って構成されることができる。
図１９Ａを参照すると、切除手技が、図示される。示されるように、治療プローブ１９０２が、尿道を通して治療面積の遠位部分まで挿入される。図１９Ａ−１９Ｄの図示される実施例で使用されるとき、用語「近位」および「遠位」は、治療プローブの視点からである。したがって、治療プローブの遠位端は、患者の中に最も深く挿入されるプローブの一部である。
治療プローブ１９０２は、吸引ポート１９０４と、エネルギー治療プローブ１９０６とを含む。治療面積１９０８が、明確にするために、一連の図１９Ａ−１９Ｄの点線によって示されている。説明図に示されるように、切除手技が、開始し、エネルギー治療プローブ１９０６が、治療面積の一方の端部から近位に移動され、治療面積１９０８の遠位部分から組織をアブレートした。吸引ポートは、手技の間に流体およびアブレートされた組織を能動的に吸引し、流体管理システムのコンポーネントを備えてもよい。エネルギー治療プローブは、角度を通して回転され、上記に説明されるようなユーザインターフェース１８００内で規定される長さに沿って平行移動される。さらに、切除の深度もまた、ユーザインターフェース１８００の中へのユーザ入力に基づいて、制御される。
図１９Ｂを参照すると、エネルギー治療プローブ１９０６が、より大きい体積の組織をアブレートするように、さらに近位に移動されたことが分かり得る。エネルギー治療プローブ１９０６の平行移動の間に、切除エネルギーの強度は、切除が治療面積境界１９０８を密接に辿るように、治療計画に従って変動された。
ここで、図１９Ｃを参照すると、エネルギー治療プローブ１９０６は、治療面積１９０８の近位縁とほぼ整合する位置まで移動された。切除エネルギー１９１０は、比較的に低い強度においてエネルギー治療プローブ１９０６から生じて見られ得る。図示される治療計画では、組織が精丘１９１２の面積内に留保されたことが分かり得る。ユーザが、図１７Ｃに図示されるように、精丘保護ゾーン１７２４を確立するとき、侵襲的切除から本ゾーンを保護する治療計画が、作成される。いくつかの事例では、精丘保護ゾーン１７２４内の組織は、周辺組織と別個にアブレートされる。示されるように、精丘１９１２の隣の組織が、アブレートされたが、精丘の直上の組織は、アブレートされていない。精丘保護ゾーン１７２４が確立された治療計画に従って切除することは、精丘１９１２の上方に楔形の組織１９１４を残すであろう。楔形の組織１９１４は、楔形の組織１９１４をアブレートするために、平行移動および回転方向に複数の掃引を利用して、エネルギー治療プローブ１９０６から比較的に低いエネルギー強度を利用すること等によって、組織を緩やかにアブレートし得る、一意の治療計画に従ってアブレートされてもよい。
ある場合には、楔形の組織１９１４の片側の組織が、最初にアブレートされ、次いで、楔形の組織１９１４の反対側の組織が、アブレートされ、最終的に、楔形の組織１９１４が、侵襲的切除から精丘を保護するようにアブレートされる。
図１９Ｄを参照すると、エネルギー治療プローブ１９０６は、近位に移動し続け、精丘の上方の楔形の組織１９１４を切除している。説明図は、楔形の組織１９１４がエネルギー治療プローブ１９０６の単一の平行移動通過でアブレートされていることを示すが、エネルギー治療プローブ１９０６は、楔形の組織１９１４を適切に除去するために、複数の平行移動通過および／または複数の回転掃引を行い得ることを理解されたい。吸引ポート１９０４は、それを通して物質が治療場所から除去される、複数のポートまたはチャネルを含んでもよい。
図２０は、組織を切除する方法２０００を示す。
ステップ２００２では、患者有効性パラメータの標的値が、受信される。
ステップ２００４では、患者安全性パラメータの標的値が、受信される。
ステップ２００６では、患者の人口統計パラメータの値が、受信される。
ステップ２００８では、組織切除プロファイルが、発生される。本プロセスは、自動であり得る、または治療面積の切断プロファイルを修正すること等によって、ユーザ入力によって作成もしくは修正されてもよい。いくつかの実施形態では、切除プロファイルは、標的安全性および有効性パラメータの値に応答して、発生される。
ステップ２０１０では、切除されるべき器官の画像が、受信される。
ステップ２０１２では、器官の画像の繊細な組織構造が、画像から識別される。これは、とりわけ、エッジ検出、特徴認識、セグメンテーション、３Ｄモデル再構築等のいくつかの好適な画像分析アルゴリズムのうちのいずれかを採用して、畳み込みニューラルネットワークを適用することによる、画像特徴認識に基づいてもよい。
ステップ２０１４では、組織切除プロファイルが、画像の繊細な組織構造と比較される。
ステップ２０１６では、安全性パラメータおよび有効性パラメータの値が、本明細書に説明されるようなデータベースについて訓練されるニューラルネットワークまたは分類子のうちの１つ以上のものを用いて、発生される。これらの値は、超音波撮像を用いて等、画像特徴を分類する、訓練された畳み込みニューラルネットワークアプリケーションを用いて、発生されてもよい。
ステップ２０１８では、標的値および発生された値が、表示される。
ステップ２０２０では、切除面積のうちの１つ以上のものが、調節される。これは、例えば、膀胱頸部、中葉、および中間前立腺に関して別個の治療面積を決定するステップ等の単一の器官に関して異なる治療面積を決定するステップを含んでもよい。異なる治療ゾーンを決定することは、治療ゾーン毎に別個の治療計画を作成することを促進する。
ステップ２０２２では、切除角度が、調節される。治療角度は、例えば、図１７Ａ−１７Ｃを参照して上記で本明細書に説明されており、治療されるべき面積のリアルタイム撮像のオーバーレイに基づいてもよい。
ステップ２０２４では、切除プロファイルが、調節される。これは、ディスプレイ上に示される標的値および発生された値に応答して、ユーザによって行われてもよい。切除プロファイルは、１つ以上の治療面積毎に調節されてもよい。
ステップ２０２６では、繊細な組織構造保護ゾーンが、調節される。繊細な組織構造保護ゾーンは、例えば、精丘保護ゾーンを備えてもよい。
ステップ２０２８では、安全性および有効性パラメータに関する更新された値が、発生され、ユーザに表示される。
ステップ２０３０では、組織が、例えば、保護ゾーンから離れるように切除される。エネルギー治療プローブは、その縦軸に沿って平行移動してもよく、加えて、その縦軸を中心として回転してもよい。エネルギー治療プローブは、単一の通過で治療面積内の組織を横断して移動し、治療計画に従って組織をアブレートしてもよい、または治療計画に従って組織をアブレートするために、複数の通過を行ってもよい。
ステップ２０３２では、繊細な組織構造の近傍の組織が、保護ゾーンの第１の側面上で切除される。
ステップ２０３４では、繊細な組織構造保護ゾーンの第２の側面上の組織が、除去され、精丘の繊細な組織構造等の繊細な組織構造の上方に楔形の切除されていない組織を残し得る。組織は、切除エネルギーを組織に提供する、エネルギー治療プローブによって切除されてもよい。
ステップ２０３６では、治療データが、記憶され、治療のデータベースが、本明細書に説明されるように更新される。分類子またはニューラルネットワークのうちの１つ以上のものもまた、本明細書に説明されるように更新されてもよい。
図２０は、いくつかの実施形態による、前立腺組織等の器官の組織を切除する方法２０００を示すが、多くの変形例および適合が、当業者によって容易に認識されるであろうように行われることができる。例えば、ステップのうちのいくつかが、繰り返され、ステップのうちのいくつかが、省略されることができ、ステップは、異なる順序で実施されることができる。また、本明細書に説明されるような他のタイプの組織も、治療されることができる。
方法２０００のステップのうちの１つ以上のものが、方法１５００と組み合わせられることができる。例えば、分類子またはニューラルネットワークが、患者治療のデータベースを用いて訓練されることができる。いったん分類子またはニューラルネットワークが訓練されると、訓練された分類子またはニューラルネットワークは、方法２０００を参照して説明されるように、人口統計データ、超音波画像、および同等物に応答して、治療されている患者の安全性および有効性パラメータを決定するために使用されることができる。
方法１５００が、代替として、または本明細書に説明されるような分類子と組み合わせてのいずれかで、本明細書に説明されるようなニューラルネットワークを訓練するために使用されることができる。
本明細書に説明されるようなプロセッサは、方法１５００および方法２０００のステップ等の本明細書に開示される方法の１つ以上のステップを実施するように構成されることができる。
図２１を参照すると、２次元畳み込みニューラルネットワーク２１００の実施例が、示されている。以前の患者および手技からの履歴治療データからの画像を含み得る、データセット２１０２が、最初に提供される。畳み込み演算２１０４は、第２のデータセット２１０６内のデータをもたらし、これは、ひいては、提示の空間サイズをさらに凝縮するために、サブサンプルデータのプールされた層２１１０をもたらすように適用されるプーリング層２１０８を有する。サブサンプルデータは、サブサンプルデータ２１１８を提供するように適用される２１１６、プーリング層をさらに有し得る、第３のデータセット２１１４を生成するように畳み込まれてもよい２１１２。サブサンプルデータ２１１８は、分類マトリクス出力２１２４を発生させるように、第１の完全に接続された層２１２０および第２の完全に接続された層２１２２を通して通過されてもよい。１つ以上のフィルタが、異なるタイプの特徴抽出を提供するように、各畳み込み層において適用されることができる。モデルが画定された後、これは、コンパイルされてもよく、性能メトリクスとして特徴認識の正確度を利用してもよい。モデルは、訓練データとして履歴手技データを使用すること等によって、経時的に訓練され、モデルの予測に従って検証され、モデルの予測が真のデータと収束するまで経時的に検証されてもよい。
図２２は、いくつかの実施形態による、人工知能または機械学習分類子を訓練および使用する方法２２００を示す。本方法は、多くの方法で実施されることができるが、いくつかの実施形態では、分類子が、解剖学的目印および解剖学的目印と関連付けられる複数の切除プロファイルを認識するように訓練される。本方法は、過去の患者の切除プロファイルを、解剖学的目印および転帰データならびに人口統計データ等の本明細書に説明されるような患者データと比較するステップを含む。切除プロファイルは、治療からの画像上に重ね合わせられる過去の実際の切除プロファイル、またはいくつかある入力タイプの中でも機械学習アルゴリズム、データ点の加重、患者データに基づく、発生および提案されたプロファイルを備えてもよい。
データセットが、発生され、実際の履歴データのライブラリを備え得る、履歴情報を備える、データベース内に記憶されてもよい。患者データのライブラリは、本明細書に説明されるように、患者毎の一意の患者識別子および患者毎の関連付けられるデータによって指示されるデータベース内に記憶されることができる。データベースは、一意の患者識別子によって指示される関係データベースを備えてもよい。患者毎に記憶される履歴データは、データベースの患者毎に、外科手術からのロボット工学データ、外科手術からの画像、術前質問表データ、術後質問表データ、再治療データ、および性機能データを備えてもよい。データベースは、少なくとも１００人の患者、および少なくとも１，０００人の患者、少なくとも１０，０００人の患者、いくつかの実施形態では、１０，０００〜１，０００，０００人の患者等の任意の好適な数の患者からのデータを備えてもよい。本明細書に説明されるようなデータ入力に基づいて、本方法は、適切なモデルを利用し、分類子を訓練するために使用される予測転帰データを発生させる。データを用いて立証された分類子は、反復訓練を受け得る。立証された分類子は、次いで、実際の患者から入力を受信し、本明細書に説明されるような標的安全性および有効性パラメータの値に応答して、提案される切除プロファイル等の有用な情報を出力するために使用される。入力データは、患者の画像と、標的安全性および有効性パラメータと、本明細書に説明されるような他の患者データとを備えてもよい。代替として、または組み合わせて、入力データは、標的組織切除プロファイルと、本明細書に説明されるような予測安全性および有効性パラメータの値とを備えてもよい。いくつかの実施形態では、患者データは、各患者の引張強度、弾性率、弾性、血管分布、バイオマーカデータ、薬剤履歴、または遺伝的データのうちの１つ以上のものを備える。
ステップ２２０２では、分類子が、複数の画像からの複数の解剖学的目印について訓練される。これは、畳み込みニューラルネットワーク等の分類子が、画像データとともに表示される解剖学的特徴を決定することを可能にする、１つ以上の画像分析アルゴリズムによって実施されてもよい。分類子は、多くの方法で訓練されることができるが、いくつかの実施形態では、放射線科医または外科医等の訓練を受けた専門家が、目印を識別し、タッチパッド等のユーザインターフェースを用いて解剖学的目印の場所およびタイプを入力する。解剖学的目印は、例えば、精丘、眼の網膜、または腫瘍等の本明細書に説明されるような１つ以上の繊細な組織構造を備えてもよい。本訓練は、例えば、治療のライブラリからのいくつかの画像に関して完了されることができる。
ステップ２２０４では、分類子が、複数の切除プロファイルについて訓練される。切除プロファイルは、画像がデータベース上に記憶された、本明細書に説明されるような画像上に重ね合わせられる標的切除プロファイルを備えてもよい。代替として、または組み合わせて、分類子は、本明細書に説明されるような超音波画像等の画像から切除プロファイルを識別するように、ユーザ入力を用いて訓練されることができる。例えば、治療専門家は、タッチパッド等の入力デバイスを用いた画像の場所へのユーザ入力を用いて、切除の場所およびプロファイルを識別することができ、ユーザは、入力デバイスを用いて切除プロファイルの線を描き、分類子を訓練することができる。
ステップ２２０６では、切除プロファイルが、解剖学的目印と比較される。例えば、切除プロファイルと解剖学的目印との間の距離が、比較されることができる。解剖学的目印は、本明細書に説明されるような１つ以上の繊細な組織構造と、複数の患者のうちの患者毎に比較される切除プロファイルと解剖学的目印との間の距離とを備えてもよい。ある場合には、切除プロファイルは、本明細書に説明されるような敏感な組織構造を保護するための１つ以上の保護ゾーンを備える。保護ゾーンから繊細な組織構造までの距離は、複数の患者毎に比較される。
ステップ２２０８では、本方法は、解剖学的構造の場所と解剖学的構造の切除プロファイルとの間のデータセットを発生させる。これは、切除プロファイルに基づく治療の有効性を示す、実際の履歴データに基づいてもよい。
ステップ２２１０では、患者人口統計データが、受信される。患者人口統計データは、本明細書に説明されるような患者についての情報を提示する、豊富な数のデータタイプのうちのいずれかを含んでもよい。非限定的実施例として、人口統計データは、年齢、体重、肥満度指数、薬剤履歴、手技履歴、流量、性機能、地理、人種、症状、食生活、家族構成、および同等物に関する情報を含んでもよい。
ステップ２２１２では、予測転帰データが、発生され、分類子を訓練するために使用される。例えば、本方法は、実際の履歴データに対して比較され得る、予測転帰データを発生させてもよい。予測転帰データと履歴データからの実際の転帰データとの間に識別される間隙が存在する場合、分類子は、修正されてもよく、訓練は、予測転帰データが閾値量以内で実際の履歴データに合致するまで反復されてもよい。
ステップ２２１４では、訓練された分類子が、正当性を立証される。説明されるように、これは、実際のデータに対して予測データを比較する反復プロセスであってもよく、分類子は、予測データが実際のデータに向かって収束するまで修正されることができる。
ステップ２２１６では、個々の患者からのデータが、受信される。これは、切除プロファイルを発生させるために十分な情報を分類子に提供する、他のデータタイプとともに、説明される人口統計データのうちのいずれかを含んでもよい。
ステップ２２１８では、安全性パラメータおよび有効性パラメータが、個々の患者に関して発生される。これらは、ユーザ入力に基づいてもよい、または起こり得るもしくは所望の転帰に基づいて自動的に発生されてもよい。
ステップ２２２０では、提案される切除プロファイルが、個々の患者に関して決定される。換言すると、入力データに基づいて、訓練された分類子は、個々の患者に関して提案される切除プロファイルを発生させ、出力する。切除プロファイルは、保護ゾーンまたは本明細書に説明されるような他のゾーン内の切除の量または切除攻撃性を低減させるように、本明細書に説明されるように修正されてもよい。代替として、切除プロファイルは、組織切除の侵襲性を増加させるように修正されることができる。
提案される切除プロファイル、実際の切除プロファイル、および実際の手技転帰は、データベース内に記憶され、分類子および他の機械学習アルゴリズムを精緻化するために使用されることができる。手技パラメータは、手技毎に記録されることができ、測定された治療時間、測定された設定時間、測定された撮像時間、治療プローブが移動する測定された時間、組織を除去するためのエネルギー源の測定された強度、治療プローブの複数の記録された位置、治療の間の組織の複数の記録された画像、治療プローブの複数の記録された配向、または複数の記録された位置および配向のそれぞれに対応する複数の組織画像のうちの１つ以上のもの等の本明細書に説明されるような任意のパラメータを含んでもよい。治療の間に記録される複数の治療パラメータは、複数の連続的に配列されたデータフレームを含んでもよく、複数の連続的に配列されたデータフレームはそれぞれ、組織の画像、治療されている組織に関連して位置付けられる治療プローブの画像、治療プローブの位置、治療プローブの配向、または治療プローブのエネルギーを備え、随意に、複数の連続的に配列されたデータフレームはそれぞれ、複数のフレームのそれぞれの間の実質的に固定された時間間隔に対応する。これらのパラメータのそれぞれの値は、本明細書に説明されるようなデータベース内に記憶された複数の患者毎の治療のライブラリ内に記憶されることができる。
説明される人工知能および機械学習システムは、人工知能、検索および数理最適化、人工ニューラルネットワーク、統計、確率、サポートベクターマシン学習、データ群のクラスタ化、画像分類、画像セグメンテーションのうちの１つ以上のものを実施するように構成される、命令を有する、プロセッサを備えてもよい。命令は、決定ツリー学習、関連ルール学習、人工ニューラルネットワーク、深層学習、帰納論理プログラミング、サポートベクターマシン、クラスタ化、ベイジアンネットワーク、強化学習、表現学習、類似性およびメトリック学習、スパースディクショナリ学習、遺伝的アルゴリズム、ルールベースの機械学習、または学習分類子システムのうちの１つ以上のものを備えてもよい。
方法２２００の１つ以上のステップが、本明細書に説明されるようなプロセッサを用いて実施されることができる。方法２２００の１つ以上のステップが、本明細書に説明されるような回路またはプロセッサ命令、例えば、本明細書に説明されるシステムのプロセッサまたは論理回路のうちの１つ以上のものを用いて、実施されてもよい。回路は、方法２２００の１つ以上のステップを提供するようにプログラムされてもよく、プログラムは、例えば、プログラマブルアレイ論理またはフィールドプログラマブルゲートアレイを用いて等、コンピュータ可読メモリ上に記憶されたプログラム命令または論理回路のプログラムされたステップを備えてもよい。
図２２は、いくつかの実施形態による、方法を示す。当業者は、本明細書に開示される教示による、多くの変形例および適合を認識するであろう。例えば、方法のステップのうちのいくつかは、除去されることができる。付加的ステップが、提供されることができる。ステップのうちのいくつかは、サブステップを含んでもよい。ステップのうちのいくつかは、繰り返されることができる。ステップの順序は、変更されることができる。
畳み込みニューラルネットワークは、画像データを分離するために使用されてもよく、本または代替機械学習アルゴリズムは、推奨治療プロファイルの発生をもたらすように適用されてもよい。機械学習ニューラルネットワークモデルは、履歴治療データならびにモデルから出力される推奨治療計画の修正を利用することによって、経時的に訓練されてもよい。結果は、機械学習モデルの継続的訓練に基づいて経時的に改良する、推奨治療計画の発生をもたらす。
エネルギー源は、機械エネルギー、水ジェット、電磁エネルギー、レーザエネルギー、無線周波数（ＲＦ）エネルギー、放射線療法（ＲＴ）エネルギー、または超音波エネルギー、蒸気、水蒸気、加熱水蒸気、もしくは組織をアブレート、切除、または除去するための任意の他のタイプの好適なエネルギー源、およびそれらの組み合わせのうちの１つ以上のものを備えてもよい。
本明細書は、本開示の一部である、以下の付番された付記を含む。
（付記１）
ロボット外科手術のための装置であって、
複数の治療される患者毎に患者データを受信し、複数の治療される患者毎のデータは、患者人口統計データ、除去されるべき組織の切断プロファイル、除去される組織の実際のプロファイル、除去されるべき組織の標的体積、除去される組織の実際の体積、または除去される量に対する除去のために標的化される組織の量の比のうちの１つ以上のものを備え、
複数の治療される患者毎に手術ロボット工学データを受信し、手術ロボット工学データは、治療の間に記録される複数の治療パラメータ、治療時間、設定時間、撮像時間、治療プローブが移動する時間、治療プローブの複数の場所および配向、組織の複数の画像、治療プローブをそれぞれ備える、組織の複数の画像、または組織を除去するためのエネルギー源の強度を備え、
患者データおよび手術ロボット工学データに応答して、治療されるべき患者の治療計画を出力する、
命令を伴って構成されるプロセッサを備える、
装置。
（付記２）
命令はさらに、治療されるべき患者の治療計画の調節を受信する命令を備え、治療されるべき患者の治療計画の調節は、除去されるべき組織の切断プロファイル、除去される組織の実際のプロファイル、除去されるべき組織の標的体積、除去される組織の実際の体積、治療時間、設定時間、撮像時間、治療プローブが移動する時間、組織を除去するためのエネルギー源の強度、または除去される量に対する除去のために標的化される組織の量の比のうちの１つ以上のものの調節を含む、付記１に記載の装置。
（付記３）
切断プロファイルは、治療軸を中心とした複数の角座標、軸に沿った複数の対応する軸方向座標、軸からの複数の半径方向距離を備える、複数の場所を備え、切断プロファイルの調節は、治療軸を中心とした複数の角座標、軸に沿った複数の対応する軸方向座標、軸からの複数の半径方向距離の調節を含む、付記２に記載の装置。
（付記４）
プロセッサは、ディスプレイ上に切除されるべき組織の画像上に重ね合わせられる初期切断プロファイルを表示し、治療されるべき組織の画像上に調節された切断プロファイルを表示する命令を伴って構成される、付記１に記載の装置。
（付記５）
治療の間に記録される複数の治療パラメータは、測定された治療時間、測定された設定時間、測定された撮像時間、治療プローブが移動する測定された時間、組織を除去するためのエネルギー源の測定された強度、治療プローブの複数の記録された位置、治療の間の組織の複数の記録された画像、治療プローブの複数の記録された配向、複数の記録された位置および配向のそれぞれに対応する複数の組織画像を備える、付記１に記載の装置。
（付記６）
治療の間に記録される複数の治療パラメータは、複数の連続的に配列されたデータフレームを備え、複数の連続的に配列されたデータフレームはそれぞれ、組織の画像、治療されている組織に関連して位置付けられる治療プローブの画像、治療プローブの位置、治療プローブの配向、または治療プローブのエネルギーを備え、随意に、複数の連続的に配列されたデータフレームはそれぞれ、複数のフレームのそれぞれの間の実質的に固定された時間間隔に対応する、付記５に記載の装置。
（付記７）
複数の患者のそれぞれおよび治療されるべき患者に関する患者人口統計データは、患者年齢、体重、性別、肥満度指数、人種、地理、食生活、または家族構成のうちの１つ以上のものを備える、前記付記のいずれか１つに記載の装置。
（付記８）
エネルギー源の強度は、水ジェット強度、光ビーム強度、無線周波数エネルギー強度、電離放射線強度、定位放射線強度、または超音波エネルギー強度を備える、付記１に記載の装置。
（付記９）
患者データおよび手術ロボット工学データに応答した、治療されるべき患者の治療計画は、人工知能または機械学習のうちの１つ以上のものを含む、プロセッサ命令を用いて決定される、付記１に記載の装置。
（付記１０）
治療計画は、人工知能プロセッサ命令を用いて決定され、人工知能プロセッサ命令は、機械学習、検索および数理最適化、人工ニューラルネットワーク、統計、確率、サポートベクターマシン学習、データ群のクラスタ化、画像分類、または画像セグメンテーションのうちの１つ以上のものを備える、付記９に記載の装置。
（付記１１）
治療計画は、機械学習プロセッサ命令を用いて決定され、機械学習プロセッサ命令は、決定ツリー学習、関連ルール学習、人工ニューラルネットワーク、深層学習、帰納論理プログラミング、サポートベクターマシン、クラスタ化、ベイジアンネットワーク、強化学習、表現学習、類似性およびメトリック学習、スパースディクショナリ学習、遺伝的アルゴリズム、ルールベースの機械学習、または学習分類子システムのうちの１つ以上のものを備える、付記９に記載の装置。
（付記１２）
命令はさらに、プロセッサに、人間との相互作用を受信させ、入力を提供させ、複数のＡＩツールのうちの１つ以上のものを使用して、ＡＩアプローチを選択すること、異なる推奨治療計画の可視化を選択すること、または治療計画を発生させるために使用されるデータの重要性を変更することのうちの１つ以上のものを行わせる、付記１１に記載の装置。
（付記１３）
人工知能または機械学習は、複数の治療される患者毎の患者データおよび複数の治療される患者毎の手術ロボット工学データについて訓練され、治療されるべき患者の治療計画は、治療される患者データおよび手術ロボット工学データに応答して訓練される、人工知能または機械学習に応答して決定される、前記付記のいずれか１つに記載の装置。
（付記１４）
除去されるべき組織の標的体積は、除去のために標的化される組織の全体積を備え、除去される組織の実際の体積は、除去される組織の実際の全体積を備える、前記付記のいずれか１つに記載の装置。
（付記１５）
人工知能（「ＡＩ」）または機械学習は、複数の治療される患者の複数の治療計画および患者転帰（随意に、医師または患者報告情報に基づく）についてＡＩまたは機械学習アルゴリズムを訓練し、治療されるべき患者の治療計画を決定するように構成される、前記付記のいずれか１つに記載の装置。
（付記１６）
治療されるべき複数の治療計画は、生活の質スコア、性機能、治療の耐久性、または流率のうちの１つ以上のものを備える、対応する転帰に結合され、ＡＩまたは機械学習は、半自動計画を提供し、治療されるべき患者の患者の前立腺生体構造に基づいて治療輪郭を最適化するように構成される、付記１５に記載の装置。
（付記１７）
複数の治療される患者の転帰データは、ＡＩまたは機械学習分類子を訓練するために入力として使用され、随意に、転帰データは、ヘモグロビン損失、合併症、疼痛スコア、復職時間、尿流量データ、カテーテル挿入時間、入院、随意調節までの日数、止血方法、性機能測定値、バルーンモデル、バルーン技法、カテーテル張力、フォーリーカテーテル張力、カテーテル張力デバイス方法、外科医症例記録、使用される麻酔、鎮痛剤の使用、または事前および事後の尿流動態のうちの１つ以上のものを備え、随意に、ＡＩまたは機械学習は、計算を実施し、調節された治療計画を決定し、臨界転帰測定値を改良するように構成され、随意に、調節された治療計画は、調節された治療プロファイルを備え、随意に、調節された治療プロファイルは、最適化された治療プロファイルを備える、前記付記のいずれか１つに記載の装置。
（付記１８）
ＡＩまたは機械学習は、複数の治療される患者について訓練されるＡＩまたは機械学習に応答して、治療の間の患者の治療の間の組織画像の撮像パラメータの画像認識に基づいて、浸透深度を自動調節するように訓練され、随意に、自動調節は、実際の浸透深度と比較して、意図された浸透深度を備え、ＡＩまたは機械学習は、不一致である場合に切断プロファイルを自動調節する、または組織密度に基づいて源の強度を変動させるように構成される、前記付記のいずれか１つに記載の装置。
（付記１９）
切断プロファイルは、患者から測定される生物力学的組織パラメータの値に応答して調節される、付記１８に記載の装置。
（付記２０）
ＡＩまたは機械学習は、前立腺被膜、膀胱頸部、括約筋、精丘、管、中葉、側葉等の識別される器官組織面および解剖学的特徴の査読された識別を伴うチャートからの多くの超音波画像のライブラリを備える、基準データを用いて訓練され、ＡＩまたは機械学習は、治療されるべき患者のデータに応答して、治療されるべき患者の医師の支援による指導を提供するように構成され、ＡＩまたは機械学習は、基準データを用いて訓練される、前記付記のいずれか１つに記載の装置。
（付記２１）
精丘を有する患者の前立腺外科手術に関する組織除去プロファイルを決定するための装置であって、
前立腺の画像を表示し、
前立腺の画像上に組織除去プロファイルを表示し、
有効性パラメータ、性機能の減少の確率、または切断プロファイルおよび前立腺の画像を用いた前立腺の再治療の確率のうちの１つ以上のものを表示する、
命令を伴って構成されるプロセッサを備える、
装置。
（付記２２）
プロセッサは、有効性パラメータ、性機能の減少の確率、または再治療の確率のうちの１つ以上のものを容認する患者からデジタル署名を受信する命令を備える、付記２１に記載の装置。
（付記２３）
プロセッサは、前立腺の画像、切断プロファイル、有効性パラメータ、性機能の減少の確率、または再治療の確率のうちの１つ以上のものとともに、デジタル署名を表示する命令を備える、付記２２に記載の装置。
（付記２４）
精丘を有する患者の前立腺外科手術のための治療計画を決定するための装置であって、
患者にとっての性行為の重要性に対応する性的重要性パラメータと、患者の第２の前立腺外科手術の患者の耐容性に対応する容認パラメータとを備える、ユーザ入力を受信し、
治療計画を出力し、治療計画は、精丘からの距離まで組織を除去するための命令を備え、距離は、性的重要性パラメータが性行為の重要性の増加に対応し、容認パラメータが第２の前立腺外科手術手技の容認の増加に対応するときに、精丘からさらに遠く、距離は、性行為パラメータが性行為の重要性の減少および第２の前立腺外科手術手技の容認に対応するときに、精丘により近い、
命令を伴って構成されるプロセッサを備える、
装置。
（付記２５）
治療計画は、組織除去プロファイルを備え、プロセッサは、ユーザ入力に応答して、組織除去プロファイルを発生させる命令を備える、付記２４に記載の装置。
（付記２６）
組織除去プロファイルは、精丘までの距離を備え、距離は、重要性および容認の増加とともに増加し、重要性および容認の減少とともに減少する、付記２５に記載の装置。
（付記２７）
プロセッサは、前立腺の画像上に組織除去プロファイルを表示する命令を備え、随意に、画像は、患者の前立腺の画像を備える、付記２４に記載の装置。
（付記２８）
画像は、超音波撮像、磁気共鳴映像法、コンピュータ断層（ＣＴ）スキャン撮像、または膀胱鏡検査撮像のうちの１つ以上のものを含む、付記２７に記載の装置。
（付記２９）
超音波撮像は、パルス超音波、エコー超音波、ドップラ超音波、または剪断波弾性撮像のうちの１つ以上のものを含む、付記２８に記載の装置。
（付記３０）
前立腺の画像は、前立腺の矢状画像または横断画像のうちの１つ以上のものを備える、付記２７に記載の装置。
（付記３１）
前立腺の画像はさらに、傍矢状画像、冠状画像、傍冠状画像、または３次元画像のうちの１つ以上のものを備える、付記３０に記載の装置。
（付記３２）
画像は、前立腺の精丘を備え、随意に、前立腺の精丘は、患者の精丘の画像を備える、付記２７に記載の装置。
（付記３３）
プロセッサは、重要性の増加および容認の増加に応答して、精丘からより遠く、重要性の減少および容認の増加に応答して、精丘により近く、ディスプレイ上に示される除去プロファイルを移動させる命令を備える、付記２７に記載の装置。
（付記３４）
プロセッサは、第２の前立腺外科手術の容認に関連して、性行為の重要性のランキングに対応するランキングパラメータを受信する命令を備え、精丘までの距離は、性行為が第２の前立腺外科手術の容認を上回る重要性に対応することを示す、ランキングパラメータに応答して、性行為の重要性の増加および第２の前立腺外科手術の容認の減少とともに増加し、精丘までの距離は、性行為が第２の手技の容認を下回る重要性に対応することを示す、ランキングパラメータに応答して、性行為の重要性の増加および第２の前立腺外科手術の容認の減少とともに減少する、付記２４に記載の装置。
（付記３５）
プロセッサは、性行為の第１の重要性および第２の前立腺外科手術の第１の容認に応答して、第１の前立腺組織除去プロファイル、ならびに性行為の第２の性的重要性および第２の前立腺外科手術の第２の容認に応答して、第２の前立腺組織除去プロファイルを発生させる命令を備える、付記２４に記載の装置。
（付記３６）
第１の前立腺組織除去プロファイルは、第１の前立腺組織除去プロファイルに沿った精丘までの第１の距離を備え、第２の前立腺組織除去プロファイルは、第２の前立腺組織除去プロファイルに沿った精丘までの第２の距離を備える、付記３５に記載の装置。
（付記３７）
第１の距離は、第１の重要性および第１の容認が第２の重要性および第２の容認未満であるときに、第２の距離を上回り、第１の距離は、第１の重要性および第１の容認が第２の重要性および第２の容認未満であるときに、第２の距離未満である、付記３６に記載の装置。
（付記３８）
プロセッサは、治療計画に従ってエネルギー源を移動させるための治療命令を発生させ、ユーザが第１の重要性および第１の容認または第２の重要性および第２の容認を入力することに応答して、第１の距離または第２の距離まで前立腺組織を除去する命令を備える、付記３７に記載の装置。
（付記３９）
患者の器官の組織を切除するための装置であって、
ディスプレイと、
ディスプレイに動作可能に結合される、プロセッサであって、
患者に関する安全性または有効性パラメータのうちの１つ以上のものを受信し、
器官の画像を受信し、
画像および安全性または有効性パラメータのうちの１つ以上のものに応答して、器官の切除プロファイルを決定し、
ディスプレイ上に画像とともに切除プロファイルを表示する、
命令を伴って構成される、プロセッサと、
を備える、装置。
（付記４０）
器官は、繊細な組織構造を備え、切除プロファイルは、保護ゾーンを備え、除去プロファイルの保護ゾーンは、器官の画像および安全性プロファイルまたは有効性プロファイルのうちの１つ以上のものに応答して、決定される、付記３９に記載の装置。
（付記４１）
器官は、前立腺を備え、繊細な組織構造は、前立腺の精丘を備える、付記４０に記載の装置。
（付記４２）
繊細な組織構造は、癌組織を備える、付記４０に記載の装置。
（付記４３）
保護ゾーンは、複数の保護ゾーンのうちの１つであり、除去プロファイルの複数の保護ゾーンは、少なくとも、器官の画像および安全性プロファイルまたは有効性プロファイルのうちの１つ以上のものに応答して、決定される、付記４０に記載の装置。
（付記４４）
複数の保護ゾーンのうちの１つ以上のものは、少なくとも部分的に、繊細な組織構造への損傷を回避すること、または病原性組織の障害を回避することのうちの１つ以上のものに基づいて決定される、切除プロファイルと関連付けられる、付記４３に記載の装置。
（付記４５）
器官の画像は、矢状像および横断像で切除プロファイルとともにディスプレイ上に示され、切除プロファイルは、３次元立体切除プロファイルを備える、付記４０に記載の装置。
（付記４６）
プロセッサは、矢状像、傍矢状像、横断像、冠状像、傍冠状像、または３次元像のうちの１つ以上のもので切除プロファイルとともに器官の画像を表示する命令を伴って構成される、付記４０に記載の装置。
（付記４７）
プロセッサは、ディスプレイ上に安全性パラメータおよび有効性パラメータを表示する命令を伴って構成される、付記４６に記載の装置。
（付記４８）
プロセッサは、ユーザ入力を受信し、ディスプレイ上に示される切除プロファイルを調節し、調節された切除プロファイルを発生させ、ユーザ調節された切除プロファイルに応答して、ディスプレイ上の安全性または有効性パラメータのうちの１つ以上のものの第２の値を決定する命令を伴って構成される、付記４６に記載の装置。
（付記４９）
プロセッサは、ディスプレイ上に安全性パラメータおよび有効性パラメータを表示する命令を伴って構成される、付記３９に記載の装置。
（付記５０）
プロセッサは、標的安全性パラメータの値、標的有効性パラメータの値、調節された安全性パラメータ、および調節された有効性パラメータを表示する命令を伴って構成され、調節された安全性パラメータおよび調節された有効性パラメータは、ユーザが切除プロファイルを調節することに応答して、リアルタイムで更新され、ディスプレイ上に示される、付記３９に記載の装置。
（付記５１）
器官は、前立腺を備え、プロセッサは、前立腺の精丘の場所を識別する命令を伴って構成される、付記３９に記載の装置。
（付記５２）
器官の画像は、組織境界識別、組織面識別、組織分化検出、蛍光透視法、ＣＴスキャン撮像、磁気共鳴映像法、放射能検出、または放射線不透過性撮像のうちの１つ以上のものを含む、付記３９に記載の装置。
（付記５３）
患者の器官の組織を切除するための装置であって、
ディスプレイと、
ディスプレイに動作可能に結合される、プロセッサであって、
器官の画像を受信し、
器官の切除プロファイルを受信し、
切除プロファイルおよび画像に応答して、安全性パラメータまたは有効性パラメータのうちの１つ以上のものの値を表示する、
命令を伴って構成される、プロセッサと、
を備える、装置。
（付記５４）
器官は、繊細な組織構造を備え、プロセッサは、切除プロファイルに関連して繊細な組織構造の場所を決定し、繊細な組織構造の場所および除去プロファイルに応答して、安全性パラメータまたは有効性パラメータのうちの１つ以上のものの値を表示する命令を伴って構成される、付記５３に記載の装置。
（付記５５）
器官は、前立腺を備え、繊細な組織構造は、前立腺の精丘を備える、付記５４に記載の装置。
（付記５６）
繊細な組織構造は、癌組織を備える、付記５４に記載の装置。
（付記５７）
切除プロファイルは、少なくとも部分的に、繊細な組織構造への損傷を減少させること、または病原性組織の障害を回避することのうちの１つ以上のものに基づいて決定される、１つ以上の保護ゾーンを備える、付記５４に記載の装置。
（付記５８）
器官の画像は、矢状像および横断像で切除プロファイルとともにディスプレイ上に示され、切除プロファイルは、３次元立体切除プロファイルを備える、付記５３に記載の装置。
（付記５９）
プロセッサは、矢状像および横断像で切除プロファイルと重ね合わせられる器官の画像を表示する命令を伴って構成される、付記５３に記載の装置。
（付記６０）
プロセッサは、ディスプレイ上に安全性パラメータおよび有効性パラメータを表示する命令を伴って構成される、付記５９に記載の装置。
（付記６１）
プロセッサは、ユーザ入力を受信し、ディスプレイ上に示される切除プロファイルを調節し、調節された切除プロファイルを発生させ、ユーザ調節された切除プロファイルに応答して、ディスプレイ上の安全性または有効性パラメータのうちの１つ以上のものの第２の値を決定する命令を伴って構成される、付記５３に記載の装置。
（付記６２）
プロセッサは、ディスプレイ上に安全性パラメータおよび有効性パラメータを表示する命令を伴って構成される、付記５３に記載の装置。
（付記６３）
プロセッサは、標的安全性パラメータの値、標的有効性パラメータの値、調節された安全性パラメータ、および調節された有効性パラメータを表示する命令を伴って構成され、調節された安全性パラメータおよび調節された有効性パラメータは、ユーザが切除プロファイルを調節することに応答して、リアルタイムで更新され、ディスプレイ上に示される、付記５３に記載の装置。
（付記６４）
器官は、前立腺を備え、プロセッサは、前立腺の精丘の場所を識別する命令を伴って構成される、付記５３に記載の装置。
（付記６５）
切除プロファイルは、切断プロファイルを備える、前記付記のいずれか１つに記載の装置。
（付記６６）
切除プロファイルまで組織を切除するためのエネルギー源は、機械エネルギー、水ジェット、電磁エネルギー、レーザエネルギー、無線周波数（ＲＦ）エネルギー、放射線療法（ＲＴ）エネルギー、超音波エネルギー、蒸気、水蒸気エネルギー、加熱水蒸気エネルギー、または蒸気エネルギーのうちの１つ以上のものを備える、前記付記のいずれか１つに記載の装置。
（付記６７）
患者データは、引張強度、弾性率、弾性、血管分布、バイオマーカデータ、または遺伝的データのうちの１つ以上のものを備える、前記付記のいずれか１つに記載の装置。
（付記６８）
プロセッサは、ユーザが、安全性パラメータ値、有効性パラメータ値、または提案される組織切除プロファイルのうちの１つ以上のものを決定するために使用される、１つ以上のパラメータを選択するための命令を伴って構成される、前記付記のいずれか１つに記載の装置。
（付記６９）
プロセッサは、ユーザが、外科手術システムから遠隔の第１のディスプレイ上で外科手術を計画し、計画された外科手術に関するパラメータを記憶し、パラメータを外科的システムのディスプレイに動作可能に結合されるプロセッサに提供するための命令を伴って構成される、前記付記のいずれか１つに記載の装置。
（付記７０）
ロボット外科手術の方法であって、前記付記のいずれか１つに記載のプロセッサ命令のステップを実施するステップを含む、方法。
本発明の好ましい実施形態が、本明細書に示され、説明されているが、そのような実施形態は、一例のみとして提供されることが当業者に明白となるであろう。多数の変形例、変更、および代用が、ここで、本発明から逸脱することなく当業者に想起されるであろう。本明細書に説明される本発明の実施形態の種々の代替案が、本発明を実践する際に採用され得ることを理解されたい。以下の請求項は、本発明の範囲を定義し、これらの請求項およびそれらの均等物の範囲内の方法ならびに構造が、それによって対象となることが意図される。

Claims (70)

  1. ロボット外科手術のための装置であって、前記装置は、
    プロセッサであって、前記プロセッサは、
    複数の治療される患者毎に患者データを受信することであって、前記複数の治療される患者毎のデータは、患者人口統計データ、除去されるべき組織の切断プロファイル、除去される組織の実際のプロファイル、除去されるべき組織の標的体積、除去される組織の実際の体積、または除去される量に対する除去のために標的化される組織の量の比のうちの１つ以上のものを備える、ことと、
    前記複数の治療される患者毎に手術ロボット工学データを受信することであって、前記手術ロボット工学データは、治療の間に記録される複数の治療パラメータ、治療時間、設定時間、撮像時間、治療プローブが移動する時間、治療プローブの複数の場所および配向、組織の複数の画像、前記治療プローブをそれぞれ備える、前記組織の複数の画像、または組織を除去するためのエネルギー源の強度を備える、ことと、
    前記患者データおよび前記手術ロボット工学データに応答して、治療されるべき患者の治療計画を出力することと
    を行うための命令を伴って構成される、プロセッサ
    を備える、装置。
  2. 前記命令はさらに、治療されるべき前記患者の治療計画の調節を受信することを備え、治療されるべき前記患者の治療計画の調節は、除去されるべき組織の切断プロファイル、除去される組織の実際のプロファイル、除去されるべき組織の標的体積、除去される組織の実際の体積、治療時間、設定時間、撮像時間、治療プローブが移動する時間、組織を除去するためのエネルギー源の強度、または除去される量に対する除去のために標的化される組織の量の比のうちの１つ以上のものの調節を含む、請求項１に記載の装置。
  3. 前記切断プロファイルは、治療軸を中心とした複数の角座標、前記軸に沿った複数の対応する軸方向座標、前記軸からの複数の半径方向距離を備える複数の場所を備え、前記切断プロファイルの調節は、治療軸を中心とした前記複数の角座標、前記軸に沿った前記複数の対応する軸方向座標、または前記軸からの前記複数の半径方向距離の調節を含む、請求項２に記載の装置。
  4. 前記プロセッサは、ディスプレイ上に切除されるべき組織の画像上に重ね合わせられる初期切断プロファイルを表示し、治療されるべき前記組織の画像上に調節された切断プロファイルを表示する命令を伴って構成される、請求項１に記載の装置。
  5. 治療の間に記録される前記複数の治療パラメータは、測定された治療時間、測定された設定時間、測定された撮像時間、前記治療プローブが移動する測定された時間、組織を除去するための前記エネルギー源の測定された強度、前記治療プローブの複数の記録された位置、治療の間の前記組織の複数の記録された画像、前記治療プローブの複数の記録された配向、前記複数の記録された位置および配向のそれぞれに対応する複数の組織画像を備える、請求項１に記載の装置。
  6. 治療の間に記録される前記複数の治療パラメータは、複数の連続的に配列されたデータフレームを備え、前記複数の連続的に配列されたデータフレームはそれぞれ、前記組織の画像、治療されている前記組織に関連して位置付けられる前記治療プローブの画像、前記治療プローブの位置、前記治療プローブの配向、または前記治療プローブのエネルギーを備え、随意に、前記複数の連続的に配列されたデータフレームはそれぞれ、前記複数のフレームのそれぞれの間の実質的に固定された時間間隔に対応する、請求項５に記載の装置。
  7. 前記複数の患者のそれぞれおよび治療されるべき前記患者に関する前記患者人口統計データは、患者年齢、体重、性別、肥満度指数、人種、地理、食生活、または家族構成のうちの１つ以上のものを備える、前記請求項のいずれか１項に記載の装置。
  8. 前記エネルギー源の強度は、水ジェット強度、光ビーム強度、無線周波数エネルギー強度、電離放射線強度、定位放射線強度、または超音波エネルギー強度を備える、請求項１に記載の装置。
  9. 前記患者データおよび前記手術ロボット工学データに応答した、治療されるべき前記患者の治療計画は、人工知能または機械学習のうちの１つ以上のものを含むプロセッサ命令を用いて決定される、請求項１に記載の装置。
  10. 前記治療計画は、前記人工知能プロセッサ命令を用いて決定され、前記人工知能プロセッサ命令は、機械学習、検索および数理最適化、人工ニューラルネットワーク、統計、確率、サポートベクターマシン学習、データ群のクラスタ化、画像分類、または画像セグメンテーションのうちの１つ以上のものを備える、請求項９に記載の装置。
  11. 前記治療計画は、前記機械学習プロセッサ命令を用いて決定され、前記機械学習プロセッサ命令は、決定ツリー学習、関連ルール学習、人工ニューラルネットワーク、深層学習、帰納論理プログラミング、サポートベクターマシン、クラスタ化、ベイジアンネットワーク、強化学習、表現学習、類似性およびメトリック学習、スパースディクショナリ学習、遺伝的アルゴリズム、ルールベースの機械学習、または学習分類子システムのうちの１つ以上のものを備える、請求項９に記載の装置。
  12. 前記命令はさらに、前記プロセッサに、人間との相互作用を受信させ、入力を提供させ、複数のＡＩツールのうちの１つ以上のものを使用して、ＡＩアプローチを選択すること、異なる推奨治療計画の可視化を選択すること、または前記治療計画を発生させるために使用されるデータの重要性を変更することのうちの１つ以上のものを行わせる、請求項１１に記載の装置。
  13. 前記人工知能または機械学習は、前記複数の治療される患者毎の患者データおよび前記複数の治療される患者毎の手術ロボット工学データについて訓練され、治療されるべき前記患者の治療計画は、前記治療される患者データおよび前記手術ロボット工学データに応答して訓練される前記人工知能または機械学習に応答して決定される、前記請求項のいずれか１項に記載の装置。
  14. 除去されるべき組織の前記標的体積は、除去のために標的化される組織の全体積を備え、除去される組織の実際の体積は、除去される組織の実際の全体積を備える、前記請求項のいずれか１項に記載の装置。
  15. 前記人工知能（「ＡＩ」）または機械学習は、前記複数の治療される患者の複数の治療計画および患者転帰（随意に、医師または患者報告情報に基づく）について前記ＡＩまたは機械学習アルゴリズムを訓練し、治療されるべき前記患者の治療計画を決定するように構成される、前記請求項のいずれか１項に記載の装置。
  16. 治療されるべき前記複数の治療計画は、生活の質スコア、性機能、治療の耐久性、または流率のうちの１つ以上のものを備える対応する転帰に結合され、前記ＡＩまたは機械学習は、半自動計画を提供し、治療されるべき患者の患者の前立腺生体構造に基づいて治療輪郭を最適化するように構成される、請求項１５に記載の装置。
  17. 前記複数の治療される患者の転帰データは、前記ＡＩまたは機械学習分類子を訓練するために入力として使用され、随意に、前記転帰データは、ヘモグロビン損失、合併症、疼痛スコア、復職時間、尿流量データ、カテーテル挿入時間、入院、随意調節までの日数、止血方法、性機能測定値、バルーンモデル、バルーン技法、カテーテル張力、フォーリーカテーテル張力、カテーテル張力デバイス方法、外科医症例記録、使用される麻酔、鎮痛剤の使用、または事前および事後の尿流動態のうちの１つ以上のものを備え、随意に、前記ＡＩまたは機械学習は、計算を実施し、調節された治療計画を決定し、臨界転帰測定値を改良するように構成され、随意に、前記調節された治療計画は、調節された治療プロファイルを備え、随意に、前記調節された治療プロファイルは、最適化された治療プロファイルを備える、前記請求項のいずれか１項に記載の装置。
  18. 前記ＡＩまたは機械学習は、複数の治療される患者について訓練される前記ＡＩまたは機械学習に応答して、治療の間の患者の治療の間の組織画像の撮像パラメータの画像認識に基づいて、浸透深度を自動調節するように訓練され、随意に、前記自動調節は、実際の浸透深度と比較して、意図された浸透深度を備え、前記ＡＩまたは機械学習は、不一致である場合に切断プロファイルを自動調節する、または組織密度に基づいて源の強度を変動させるように構成される、前記請求項のいずれか１項に記載の装置。
  19. 前記切断プロファイルは、前記患者から測定される生物力学的組織パラメータの値に応答して調節される、請求項１８に記載の装置。
  20. 前記ＡＩまたは機械学習は、前立腺被膜、膀胱頸部、括約筋、精丘、管、中葉、側葉等の識別される器官組織面および解剖学的特徴の査読された識別を伴うチャートからの多くの超音波画像のライブラリを備える基準データを用いて訓練され、前記ＡＩまたは機械学習は、治療されるべき患者のデータに応答して、治療されるべき前記患者の医師の支援による指導を提供するように構成され、前記ＡＩまたは機械学習は、前記基準データを用いて訓練される、前記請求項のいずれか１項に記載の装置。
  21. 精丘を有する患者の前立腺外科手術に関する組織除去プロファイルを決定するための装置であって、前記装置は、
    プロセッサであって、前記プロセッサは、
    前立腺の画像を表示することと、
    前記前立腺の画像上に組織除去プロファイルを表示することと、
    有効性パラメータ、性機能の減少の確率、または前記切断プロファイルおよび前記前立腺の画像を用いた前記前立腺の再治療の確率のうちの１つ以上のものを表示することと
    を行うための命令を伴って構成される、プロセッサ
    を備える、装置。
  22. 前記プロセッサは、前記有効性パラメータ、前記性機能の減少の確率、または前記再治療の確率のうちの１つ以上のものを容認する前記患者からデジタル署名を受信する命令を備える、請求項２１に記載の装置。
  23. 前記プロセッサは、前記前立腺の画像、前記切断プロファイル、前記有効性パラメータ、前記性機能の減少の確率、または前記再治療の確率のうちの１つ以上のものとともに、前記デジタル署名を表示する命令を備える、請求項２２に記載の装置。
  24. 精丘を有する患者の前立腺外科手術のための治療計画を決定するための装置であって、前記装置は、
    プロセッサであって、前記プロセッサは、
    前記患者にとっての性行為の重要性に対応する性的重要性パラメータと、前記患者の第２の前立腺外科手術の前記患者の耐容性に対応する容認パラメータとを備える、ユーザ入力を受信することと、
    前記治療計画を出力することであって、前記治療計画は、前記精丘からの距離まで組織を除去するための命令を備え、前記距離は、前記性的重要性パラメータが性行為の重要性の増加に対応し、前記容認パラメータが前記第２の前立腺外科手術手技の容認の増加に対応するときに、前記精丘からさらに遠く、前記距離は、前記性行為パラメータが性行為の重要性の減少および前記第２の前立腺外科手術手技の容認に対応するときに、前記精丘により近い、ことと
    を行うための命令を伴って構成される、プロセッサ
    を備える、装置。
  25. 前記治療計画は、組織除去プロファイルを備え、前記プロセッサは、前記ユーザ入力に応答して、前記組織除去プロファイルを発生させる命令を備える、請求項２４に記載の装置。
  26. 前記組織除去プロファイルは、前記精丘までの距離を備え、前記距離は、重要性および容認の増加とともに増加し、重要性および容認の減少とともに減少する、請求項２５に記載の装置。
  27. 前記プロセッサは、前記前立腺の画像上に組織除去プロファイルを表示する命令を備え、随意に、前記画像は、前記患者の前立腺の画像を備える、請求項２４に記載の装置。
  28. 前記画像は、超音波撮像、磁気共鳴映像法、コンピュータ断層（ＣＴ）スキャン撮像、または膀胱鏡検査撮像のうちの１つ以上のものを含む、請求項２７に記載の装置。
  29. 前記超音波撮像は、パルス超音波、エコー超音波、ドップラ超音波、または剪断波弾性撮像のうちの１つ以上のものを含む、請求項２８に記載の装置。
  30. 前記前立腺の画像は、前記前立腺の矢状画像または横断画像のうちの１つ以上のものを備える、請求項２７に記載の装置。
  31. 前記前立腺の画像はさらに、傍矢状画像、冠状画像、傍冠状画像、または３次元画像のうちの１つ以上のものを備える、請求項３０に記載の装置。
  32. 前記画像は、前立腺の精丘を備え、随意に、前記前立腺の精丘は、前記患者の精丘の画像を備える、請求項２７に記載の装置。
  33. 前記プロセッサは、重要性の増加および容認の増加に応答して、精丘からより遠く、重要性の減少および容認の増加に応答して、精丘により近く、前記ディスプレイ上に示される前記除去プロファイルを移動させる命令を備える、請求項２７に記載の装置。
  34. 前記プロセッサは、前記第２の前立腺外科手術の容認に関連して、前記性行為の重要性のランキングに対応するランキングパラメータを受信する命令を備え、前記精丘までの前記距離は、性行為が前記第２の前立腺外科手術の容認を上回る重要性に対応することを示す前記ランキングパラメータに応答して、性行為の重要性の増加および前記第２の前立腺外科手術の容認の減少とともに増加し、前記精丘までの前記距離は、性行為が前記第２の手技の容認を下回る重要性に対応することを示す前記ランキングパラメータに応答して、性行為の重要性の増加および前記第２の前立腺外科手術の容認の減少とともに減少する、請求項２４に記載の装置。
  35. 前記プロセッサは、性行為の第１の重要性および前記第２の前立腺外科手術の第１の容認に応答して、第１の前立腺組織除去プロファイル、および性行為の第２の性的重要性および前記第２の前立腺外科手術の第２の容認に応答して、第２の前立腺組織除去プロファイルを発生させる命令を備える、請求項２４に記載の装置。
  36. 前記第１の前立腺組織除去プロファイルは、前記第１の前立腺組織除去プロファイルに沿った前記精丘までの第１の距離を備え、前記第２の前立腺組織除去プロファイルは、前記第２の前立腺組織除去プロファイルに沿った前記精丘までの第２の距離を備える、請求項３５に記載の装置。
  37. 前記第１の距離は、前記第１の重要性および前記第１の容認が前記第２の重要性および前記第２の容認未満であるときに、前記第２の距離を上回り、前記第１の距離は、前記第１の重要性および前記第１の容認が前記第２の重要性および前記第２の容認未満であるときに、前記第２の距離未満である、請求項３６に記載の装置。
  38. 前記プロセッサは、前記治療計画に従ってエネルギー源を移動させるための治療命令を発生させ、前記ユーザが前記第１の重要性および前記第１の容認または前記第２の重要性および前記第２の容認を入力することに応答して、前記第１の距離または前記第２の距離まで前記前立腺組織を除去する命令を備える、請求項３７に記載の装置。
  39. 患者の器官の組織を切除するための装置であって、前記装置は、
    ディスプレイと、
    前記ディスプレイに動作可能に結合されるプロセッサであって、前記プロセッサは、
    前記患者に関する安全性または有効性パラメータのうちの１つ以上のものを受信することと、
    前記器官の画像を受信することと、
    前記画像および前記安全性または有効性パラメータのうちの１つ以上のものに応答して、前記器官の切除プロファイルを決定することと、
    前記ディスプレイ上に前記画像とともに前記切除プロファイルを表示することと
    を行うための命令を伴って構成される、プロセッサと
    を備える、装置。
  40. 前記器官は、繊細な組織構造を備え、前記切除プロファイルは、保護ゾーンを備え、前記除去プロファイルの保護ゾーンは、前記器官の画像および前記安全性プロファイルまたは前記有効性プロファイルのうちの１つ以上のものに応答して、決定される、請求項３９に記載の装置。
  41. 前記器官は、前立腺を備え、前記繊細な組織構造は、前記前立腺の精丘を備える、請求項４０に記載の装置。
  42. 前記繊細な組織構造は、癌組織を備える、請求項４０に記載の装置。
  43. 前記保護ゾーンは、複数の保護ゾーンのうちの１つであり、前記除去プロファイルの複数の保護ゾーンは、少なくとも、前記器官の前記画像および前記安全性プロファイルまたは前記有効性プロファイルのうちの１つ以上のものに応答して、決定される、請求項４０に記載の装置。
  44. 前記複数の保護ゾーンのうちの１つ以上のものは、少なくとも部分的に、繊細な組織構造への損傷を回避すること、または病原性組織の障害を回避することのうちの１つ以上のものに基づいて決定される切除プロファイルと関連付けられる、請求項４３に記載の装置。
  45. 前記器官の画像は、矢状像および横断像で前記切除プロファイルとともに前記ディスプレイ上に示され、切除プロファイルは、３次元立体切除プロファイルを備える、請求項４０に記載の装置。
  46. 前記プロセッサは、矢状像、傍矢状像、横断像、冠状像、傍冠状像、または３次元像のうちの１つ以上のもので前記切除プロファイルとともに前記器官の画像を表示する命令を伴って構成される、請求項４０に記載の装置。
  47. 前記プロセッサは、前記ディスプレイ上に前記安全性パラメータおよび前記有効性パラメータを表示する命令を伴って構成される、請求項４６に記載の装置。
  48. 前記プロセッサは、ユーザ入力を受信し、前記ディスプレイ上に示される前記切除プロファイルを調節し、調節された切除プロファイルを発生させ、ユーザ調節された切除プロファイルに応答して、前記ディスプレイ上の安全性または有効性パラメータのうちの１つ以上のものの第２の値を決定する命令を伴って構成される、請求項４６に記載の装置。
  49. 前記プロセッサは、前記ディスプレイ上に前記安全性パラメータおよび前記有効性パラメータを表示する命令を伴って構成される、請求項３９に記載の装置。
  50. 前記プロセッサは、標的安全性パラメータの値、標的有効性パラメータの値、調節された安全性パラメータ、および調節された有効性パラメータを表示する命令を伴って構成され、前記調節された安全性パラメータおよび前記調節された有効性パラメータは、前記ユーザが前記切除プロファイルを調節することに応答して、リアルタイムで更新され、前記ディスプレイ上に示される、請求項３９に記載の装置。
  51. 前記器官は、前立腺を備え、前記プロセッサは、前記前立腺の精丘の場所を識別する命令を伴って構成される、請求項３９に記載の装置。
  52. 前記器官の画像は、組織境界識別、組織面識別、組織分化検出、蛍光透視法、ＣＴスキャン撮像、磁気共鳴映像法、放射能検出、または放射線不透過性撮像のうちの１つ以上のものを含む、請求項３９に記載の装置。
  53. 患者の器官の組織を切除するための装置であって、前記装置は、
    ディスプレイと、
    前記ディスプレイに動作可能に結合されるプロセッサであって、前記プロセッサは、
    前記器官の画像を受信することと、
    前記器官の切除プロファイルを受信することと、
    前記切除プロファイルおよび前記画像に応答して、安全性パラメータまたは有効性パラメータのうちの１つ以上のものの値を表示することと
    を行うための命令を伴って構成される、プロセッサと
    を備える、装置。
  54. 前記器官は、繊細な組織構造を備え、前記プロセッサは、前記切除プロファイルに関連して前記繊細な組織構造の場所を決定し、前記繊細な組織構造の場所および前記除去プロファイルに応答して、前記安全性パラメータまたは前記有効性パラメータのうちの１つ以上のものの値を表示する命令を伴って構成される、請求項５３に記載の装置。
  55. 前記器官は、前立腺を備え、前記繊細な組織構造は、前記前立腺の精丘を備える、請求項５４に記載の装置。
  56. 前記繊細な組織構造は、癌組織を備える、請求項５４に記載の装置。
  57. 前記切除プロファイルは、少なくとも部分的に、前記繊細な組織構造への損傷を減少させること、または病原性組織の障害を回避することのうちの１つ以上のものに基づいて決定される１つ以上の保護ゾーンを備える、請求項５４に記載の装置。
  58. 前記器官の画像は、矢状像および横断像で前記切除プロファイルとともに前記ディスプレイ上に示され、切除プロファイルは、３次元立体切除プロファイルを備える、請求項５３に記載の装置。
  59. 前記プロセッサは、矢状像および横断像で前記切除プロファイルと重ね合わせられる前記器官の画像を表示する命令を伴って構成される、請求項５３に記載の装置。
  60. 前記プロセッサは、前記ディスプレイ上に前記安全性パラメータおよび前記有効性パラメータを表示する命令を伴って構成される、請求項５９に記載の装置。
  61. 前記プロセッサは、ユーザ入力を受信し、前記ディスプレイ上に示される前記切除プロファイルを調節し、調節された切除プロファイルを発生させ、ユーザ調節された切除プロファイルに応答して、前記ディスプレイ上の安全性または有効性パラメータのうちの１つ以上のものの第２の値を決定する命令を伴って構成される、請求項５３に記載の装置。
  62. 前記プロセッサは、前記ディスプレイ上に前記安全性パラメータおよび前記有効性パラメータを表示する命令を伴って構成される、請求項５３に記載の装置。
  63. 前記プロセッサは、標的安全性パラメータの値、標的有効性パラメータの値、調節された安全性パラメータ、および調節された有効性パラメータを表示する命令を伴って構成され、前記調節された安全性パラメータおよび前記調節された有効性パラメータは、前記ユーザが前記切除プロファイルを調節することに応答して、リアルタイムで更新され、前記ディスプレイ上に示される、請求項５３に記載の装置。
  64. 前記器官は、前立腺を備え、前記プロセッサは、前記前立腺の精丘の場所を識別する命令を伴って構成される、請求項５３に記載の装置。
  65. 前記切除プロファイルは、切断プロファイルを備える、前記請求項のいずれか１項に記載の装置。
  66. 切除プロファイルまで組織を切除するためのエネルギー源は、機械エネルギー、水ジェット、電磁エネルギー、レーザエネルギー、無線周波数（ＲＦ）エネルギー、放射線療法（ＲＴ）エネルギー、超音波エネルギー、蒸気、水蒸気エネルギー、加熱水蒸気エネルギー、または蒸気エネルギーのうちの１つ以上のものを備える、前記請求項のいずれか１項に記載の装置。
  67. 前記患者データは、引張強度、弾性率、弾性、血管分布、バイオマーカデータ、薬剤履歴、または遺伝的データのうちの１つ以上のものを備える、前記請求項のいずれか１項に記載の装置。
  68. 前記プロセッサは、前記ユーザが、安全性パラメータ値、有効性パラメータ値、または提案される組織切除プロファイルのうちの１つ以上のものを決定するために使用される１つ以上のパラメータを選択するための命令を伴って構成される、前記請求項のいずれか１項に記載の装置。
  69. 前記プロセッサは、ユーザが、外科手術システムから遠隔の第１のディスプレイ上で外科手術を計画し、前記計画された外科手術に関するパラメータを記憶し、パラメータを外科的システムのディスプレイに動作可能に結合されるプロセッサに提供するための命令を伴って構成される、前記請求項のいずれか１項に記載の装置。
  70. ロボット外科手術の方法であって、前記請求項のいずれか１項に記載のプロセッサ命令のステップを実施するステップを含む、方法。
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