JP2022008110A - ロボット外科システムのための拘束および非拘束関節運動リミット - Google Patents
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Abstract
Description
科器具の現在の関節運動角度は影響を受けず、外科器具は非拘束関節運動リミットによって拘束されないままである。追加的または代替的に、外科器具の現在の関節運動角度が割り当てられた非拘束関節運動リミット以下である場合、この方法は、受信したユーザコマンドに基づいて、外科器具を新しい関節運動角度に関節運動させることと、外科器具の新しい関節運動角度が割り当てられた非拘束関節運動リミット未満である場合を判定することと、をさらに含む。追加的または代替的に、新しい関節運動角度が割り当てられた非拘束関節運動リミット未満ではないと判定された場合、外科器具の新しい関節運動角度は影響を受けず、外科器具は、非拘束関節運動リミットによって拘束されないままである。追加的または代替的に、新しい関節運動角度が割り当てられた非拘束関節運動リミット未満であると判定された場合、外科器具の新しい関節運動角度は影響を受けず、この方法は、非拘束関節運動リミットを拘束関節運動リミットに変換することをさらに含む。
本発明は、例えば以下の項目を提供する。
(項目1)
外科器具に対して関節運動リミットを選択的に拘束する方法であって、
前記外科器具の近位または遠位直線運動を検出することと、
前記近位または前記遠位直線運動後の前記外科器具のツール中心点と、遠隔動心との間の距離を計算することと、
前記検出された直線運動が遠位直線運動である場合、前記計算された距離に基づいて、前記外科器具に拘束関節運動リミットを割り当てることと、
前記検出された直線運動が近位直線運動である場合、前記計算された距離に基づいて、非拘束関節運動リミットを外科器具に割り当てることと、を含む、方法。
(項目2)
前記検出された直線運動が近位直線運動である場合、前記外科器具の現在の関節運動角度を判定することと、
前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミットよりも大きい場合を判定することと、をさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミットよりも大きい場合、前記外科器具の前記現在の関節運動角度は影響を受けず、前記外科器具は前記非拘束関節運動リミットによって拘束されないままである、項目2に記載の方法。
(項目4)
前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミット以下である場合、前記方法は、
受信したユーザコマンドに基づいて、前記外科器具を新しい関節運動角度に関節運動させることと、
前記外科器具の前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミット未満である場合を判定することと、をさらに含む、項目2に記載の方法。
(項目5)
前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミット未満ではないと判定された場合、前記外科器具の前記新しい関節運動角度は影響を受けず、前記外科器具は前記非拘束関節運動リミットによって拘束されないままである、項目4に記載の方法。
(項目6)
前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミット未満であると判定された場合、前記外科器具の前記新しい関節運動角度は影響を受けず、前記方法は、前記非拘束関節運動リミットを拘束関節運動リミットに変換することをさらに含む、項目4に記載の方法。
(項目7)
前記拘束関節運動リミットおよび前記非拘束関節運動リミットが、線形、二次、累乗曲線、または何らかの他の形状のうちの少なくとも1つを含む関節運動リミットランプに基づいている、項目1に記載の方法。
(項目8)
ロボット外科システムであって、
外科ロボットアームであって、その遠位部分に配設された外科器具を含む外科ロボットアームと、
前記外科ロボットアームに動作可能に結合されたコントローラと、を含み、前記コントローラが、
前記外科器具が挿入される患者の外科ポータルの場所に基づいて、前記外科ロボットアーム前記外科器具のソフトウェアベースの遠隔動心を確立することと、
前記外科器具の近位または遠位直線運動を検出することと、
前記近位または前記遠位直線運動後の前記外科器具のツール中心点と、前記遠隔動心との間の距離を計算することと、
前記検出された直線運動が遠位直線運動である場合、前記計算された距離に基づいて、関節運動リミットを前記外科器具に割り当てて拘束することと、
前記検出された直線運動が近位直線運動である場合、前記計算された距離に基づいて、非拘束関節運動リミットを前記外科器具に割り当てることと、を行うように構成されている、ロボット外科システム。
(項目9)
前記コントローラが、
前記検出された直線運動が近位直線運動である場合、前記外科器具の現在の関節運動角度を判定し、
前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミットよりも大きい場合を判定するようにさらに構成されている、項目8に記載のロボット外科システム。
(項目10)
前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミットよりも大きい場合、前記外科器具の前記現在の関節運動角度は影響を受けず、前記外科器具は前記非拘束関節運動リミットによって拘束されないままである、項目9に記載のロボット外科システム。
(項目11)
前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミット以下である場合、前記コントローラは、
受信したユーザコマンドに基づいて、前記外科器具を新しい関節運動角度に関節運動させることと、
前記外科器具の前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミット未満である場合を判定することと、を行うようにさらに構成されている、項目9に記載のロボット外科システム。
(項目12)
前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミット未満ではないと判定された場合、前記外科器具の前記新しい関節運動角度は影響を受けず、前記外科器具は前記非拘束関節運動リミットによって拘束されないままである、項目11に記載のロボット外科システム。
(項目13)
前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミット未満であると判定された場合、前記外科器具の前記新しい関節運動角度は影響を受けず、前記コントローラは前記非拘束関節運動リミットを拘束関節運動リミットに変換する、項目11に記載のロボット外科システム。
(項目14)
非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、プロセッサによって実行されると、
外科器具の近位または遠位直線運動を検出することと、
前記近位または前記遠位直線運動後の前記外科器具のツール中心点と、遠隔動心との間の距離を計算することと、
前記検出された直線運動が遠位直線運動である場合、前記計算された距離に基づいて、関節運動リミットを前記外科器具に割り当てて拘束することと、
前記検出された直線運動が近位直線運動である場合、前記計算された距離に基づいて、非拘束関節運動リミットを前記外科器具に割り当てることと、を含む、方法を実行するプログラムで符号化されている、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
(項目15)
前記方法が、
前記検出された直線運動が近位直線運動である場合、前記外科器具の現在の関節運動角
度を判定することと、
前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミットよりも大きい場合を判定することと、をさらに含む、項目14に記載の非一時的なコンピュータ記憶媒体。
(項目16)
前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミットよりも大きい場合、前記外科器具の現在の関節運動角度は影響を受けず、前記外科器具は前記非拘束関節運動リミットによって拘束されないままである、項目15に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
(項目17)
前記外科器具の前記現在の関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミット以下である場合、前記方法は、
受信したユーザコマンドに基づいて、前記外科器具を新しい関節運動角度に関節運動させることと、
前記外科器具の前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミット未満である場合を判定することと、をさらに含む、項目15に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
(項目18)
前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミット未満ではないと判定された場合、前記外科器具の前記新しい関節運動角度は影響を受けず、前記外科器具は前記非拘束関節運動リミットに拘束されないままである、項目17に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
(項目19)
前記新しい関節運動角度が、前記割り当てられた非拘束関節運動リミット未満であると判定された場合、前記外科器具の前記新しい関節運動角度は影響を受けず、前記方法は前記非拘束関節運動リミットを拘束関節運動リミットに変換することをさらに含む、項目17に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
(項目20)
前記拘束関節運動リミットおよび前記非拘束関節運動リミットが、線形、二次、累乗曲線、または何らかの他の形状のうちの少なくとも1つを含む関節運動リミットランプに基づいている、項目14に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
。エンドエフェクタの構築および動作、ならびにロボット外科システムの他の態様の詳細な考察については、2014年10月20日に出願された国際出願第PCT/US2014/61329号、発明の名称「Wrist and Jaw Assemblies for Robotic Surgical Systems」を参照することができ、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
Claims (20)
- 外科器具の選択的ジョイントの関節運動を選択的に制限する方法であって、前記方法は、
前記外科器具の一部分とアクセスポートの一部分との間の距離を計算することであって、前記外科器具は、前記アクセスポートを通して位置づけられる、ことと、
前記計算された距離が第1の閾値距離未満である場合、前記外科器具の第1のジョイントおよび第2のジョイントの関節運動を制限することと、
前記計算された距離が第2の閾値距離未満であり、かつ前記第1の閾値距離未満ではない場合、前記外科器具の前記第2のジョイントの関節運動を制限し、前記外科器具の前記第1のジョイントの制限されない関節運動を可能にすることと
を含む、方法。 - 前記外科器具および前記アクセスポートの画像を分析することと、前記画像に基づいて、前記外科器具の前記一部分と前記アクセスポートの前記一部分との間の前記距離を計算することとをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記外科器具の位置および前記アクセスポートの位置を追跡することと、前記外科器具の前記追跡された位置および前記アクセスポートの前記追跡された位置に基づいて、前記外科器具の前記一部分と前記アクセスポートの前記一部分との間の前記距離を計算することとをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の閾値距離の値は、前記第1の閾値距離の値より大きい、請求項1に記載の方法。
- 前記計算された距離が前記第1の閾値距離および前記第2の閾値距離未満ではない場合、前記外科器具の前記第1のジョイントおよび前記第2のジョイントの制限されない関節運動を可能にすることをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記外科器具の前記第1のジョイントは、前記外科器具のピッチ関節運動を可能にする、請求項1に記載の方法。
- 前記外科器具の前記第2のジョイントは、前記外科器具のヨー関節運動を可能にする、請求項1に記載の方法。
- 前記外科器具の前記一部分と前記アクセスポートの前記一部分との間の前記距離を計算することであって、前記外科器具は、前記アクセスポートを通して位置づけられる、ことは、前記外科器具の遠位部分と前記アクセスポートの遠位部分との間の距離を計算することであって、前記外科器具は、前記アクセスポートを通して位置づけられる、ことを含む、請求項1に記載の方法。
- ロボット外科システムであって、前記ロボット外科システムは、
外科ロボットアームであって、前記外科ロボットアームは、その遠位部分に配設されアクセスポートを通して延在する外科器具を含み、前記外科器具は、第1のジョイントと第2のジョイントとを含む、外科ロボットアームと、
前記外科ロボットアームに動作可能に結合されたコントローラと
を備え、前記コントローラは、
前記外科器具の一部分と前記アクセスポートの一部分との間の距離を計算することであって、前記外科器具は、前記アクセスポートを通して位置づけられる、ことと、
前記計算された距離が第1の閾値距離未満である場合、前記外科器具の前記第1のジョイントおよび前記第2のジョイントの関節運動を制限することと、
前記計算された距離が第2の閾値距離未満であり、かつ前記第1の閾値未満ではない場合、前記外科器具の前記第2のジョイントの関節運動を制限し、前記外科器具の前記第1のジョイントの制限されない関節運動を可能にすることと
を行うように構成される、ロボット外科システム。 - 前記コントローラは、前記外科器具および前記アクセスポートの画像を分析することと、画像分析に基づいて、前記外科器具の前記一部分と前記アクセスポートの前記一部分との間の前記距離を計算することとを行うようにさらに構成される、請求項9に記載のロボット外科システム。
- 前記コントローラは、前記外科器具の位置および前記アクセスポートの位置を追跡することと、前記外科器具の前記追跡された位置および前記アクセスポートの前記追跡された位置に基づいて、前記外科器具の前記一部分と前記アクセスポートの前記一部分との間の前記距離を計算することとを行うようにさらに構成される、請求項9に記載のロボット外科システム。
- 前記第2の閾値距離の値は、前記第1の閾値距離の値より大きい、請求項9に記載のロボット外科システム。
- 前記コントローラは、前記計算された距離が前記第1の閾値距離および前記第2の閾値距離未満ではない場合、前記外科器具の前記第1のジョイントおよび前記第2のジョイントの制限されない関節運動を可能にするようにさらに構成される、請求項9に記載のロボット外科システム。
- 前記外科器具の前記第1のジョイントは、前記外科器具のピッチ関節運動を可能にする、請求項9に記載のロボット外科システム。
- 前記外科器具の前記第2のジョイントは、前記外科器具のヨー関節運動を可能にする、請求項9に記載のロボット外科システム。
- 前記コントローラは、前記外科器具の遠位部分と前記アクセスポートの遠位部分との間の前記距離を計算するように構成される、請求項9に記載のロボット外科システム。
- プログラムで符号化された非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、前記プログラムは、プロセッサによって実行されると、方法を実行し、前記方法は、
外科器具の一部分とアクセスポートの一部分との間の距離を計算することであって、前記外科器具は、前記アクセスポートを通して位置づけられる、ことと、
前記計算された距離が第1の閾値距離未満である場合、前記外科器具の第1のジョイントおよび第2のジョイントの関節運動を制限することと、
前記計算された距離が第2の閾値距離未満であり、かつ前記第1の閾値未満ではない場合、前記外科器具の前記第2のジョイントの関節運動を制限し、前記外科器具の前記第1のジョイントの制限されない関節運動を可能にすることと
を含む、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記方法は、前記外科器具および前記アクセスポートの画像を分析することと、前記画像に基づいて、前記外科器具の前記一部分と前記アクセスポートの前記一部分との間の前記距離を計算することとをさらに含む、請求項17に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
- 前記方法は、前記計算された距離が前記第1の閾値距離および前記第2の閾値距離未満ではない場合、前記外科器具の前記第1のジョイントおよび前記第2のジョイントの制限されない関節運動を可能にすることをさらに含む、請求項17に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
- 前記外科器具の前記第1のジョイントは、前記外科器具のピッチ関節運動を可能にし、前記外科器具の前記第2のジョイントは、前記外科器具のヨー関節運動を可能にする、請求項17に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
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