JP2024513992A - System with a camera array deployable outside the channel of a tissue-penetrating surgical device - Google Patents

System with a camera array deployable outside the channel of a tissue-penetrating surgical device Download PDF

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Abstract

トロカールに統合されたカメラシステム。カメラシステムは、内部手術部位の広い視野及び腹腔鏡処置中の基準マーカの3Dマッピングを可能にする。患者の中に入ると、カメラシステムは、トロカールの遠位端部における陥凹位置から展開するように構成される。様々な態様では、内部カメラシステムは、トロカールポートを外科用器具に対して自由に保ち、外科職員に外科用環境の拡大された視界を提供するように構成される。A camera system integrated into the trocar. The camera system allows for a wide view of the internal surgical site and 3D mapping of fiducial markers during a laparoscopic procedure. Once inside the patient, the camera system is configured to deploy from a recessed position in the distal end of the trocar. In various aspects, the internal camera system is configured to keep the trocar port free for surgical instruments and provide surgical personnel with an expanded view of the surgical environment.

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、米国特許法第119条(e)の下で、2021年4月14日に出願された「HEADS UP DISPLAY」と題する米国仮特許出願第63/174,674号、及び2021年11月30日に出願された「INTRAOPERATIVE DISPLAY FOR SURGICAL SYSTEMS」と題する米国仮特許出願第63/284,326号に対する利益を主張するものであり、これらの各々の開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
(Cross reference to related applications)
This application is filed under 35 U.S.C. 119(e) in U.S. Provisional Patent Application No. 63/174,674, entitled "HEADS UP DISPLAY," filed on April 14, 2021, and filed on November 1, 2021. No. 63/284,326, entitled ``INTRAOPERATIVE DISPLAY FOR SURGICAL SYSTEMS,'' filed May 30, 2013, the disclosures of each of which are incorporated herein by reference in their entirety. incorporated into the book.

本開示は、外科的処置中に拡張現実インタラクティブ体験を提供するための装置、システム、及び方法に関する。外科的処置中に、実世界に存在するオブジェクトが、時には視覚、聴覚、触覚、体性感覚、及び嗅覚を含む複数の感覚モダリティにわたって、コンピュータ生成された知覚情報をオーバーレイすることによって強化される、実世界環境の拡張現実インタラクティブ体験を提供することが望ましいであろう。本開示の文脈では、術野並びに術野に現れる外科用器具及び他のオブジェクトの画像は、コンピュータ生成された視覚、聴覚、触覚、体性感覚、嗅覚、又は他の感覚情報を、術野並びに術野に現れる器具又は他のオブジェクトの実世界画像上にオーバーレイすることによって強化される。画像は、リアルタイムでストリーミングされてもよいし、静止画像であってもよい。 The present disclosure relates to devices, systems, and methods for providing augmented reality interactive experiences during surgical procedures. During surgical procedures, objects present in the real world are sometimes enhanced by overlaying computer-generated sensory information across multiple sensory modalities, including visual, auditory, tactile, somatosensory, and olfactory senses. It would be desirable to provide an augmented reality interactive experience of a real world environment. In the context of this disclosure, images of the surgical field and surgical instruments and other objects appearing in the surgical field may include computer-generated visual, auditory, tactile, somatosensory, olfactory, or other sensory information about the surgical field and Enhanced by overlaying onto real-world images of instruments or other objects appearing in the surgical field. Images may be streamed in real time or may be static images.

実世界の外科用器具は、エネルギー、ステープラ、又はエネルギーとステープラとの組み合わせを含む、種々の外科用デバイスを含む。エネルギーベースの医療デバイスは、限定ではないが、とりわけ、無線周波数(RF)ベースの単極及び双極電気外科用器具、超音波外科用器具、RF電気外科用器具と超音波器具との組み合わせ、RF電気外科用ステープラと機械的ステープラとの組み合わせを含む。外科用ステープラデバイスは、肥満、胸部、結腸直腸、産婦人科、泌尿器科、及び一般外科を含む、種々の外科的処置において組織を切断及びステープル留めするために使用される外科用器具である。 Real-world surgical instruments include a variety of surgical devices that include energy, staplers, or a combination of energy and staplers. Energy-based medical devices include, among others, but not limited to, radio frequency (RF)-based monopolar and bipolar electrosurgical instruments, ultrasound surgical instruments, combinations of RF electrosurgical instruments and ultrasound instruments, RF Includes a combination of an electrosurgical stapler and a mechanical stapler. Surgical stapler devices are surgical instruments used to cut and staple tissue in a variety of surgical procedures, including bariatric, thoracic, colorectal, obstetrics and gynecology, urology, and general surgery.

様々な例において、本開示は、外科用システムであって、外科用デバイスであって、外径及び内径を画定する軸方向通路と、近位端部と、組織を貫通するように構成された遠位端部と、弾性接続部によってリング構成で接続された個々のカメラを備えるカメラアレイと、カメラアレイを、軸方向通路の遠位端部の内径からの第1の陥凹位置から、カメラアレイが軸方向通路の遠位端部の外径の周囲に円周方向に位置決めされた第2の展開位置まで延在させるように構成されている、着脱可能な取り付けトリガと、を備える、外科用デバイスと、拡張現実(AR)デバイスと、カメラアレイ及びARデバイスに通信可能に連結された外科用ハブであって、メモリに連結された制御回路を備える、外科用ハブと、を備え、制御回路は、カメラアレイから複数のビデオフィードを受信し、ビデオフィード上の物理マーカを識別し、物理的マーカをARディスプレイ上に表示するように構成されている、外科用システムを提供する。 In various examples, the present disclosure provides a surgical system comprising a surgical device comprising an axial passage defining an outer diameter and an inner diameter, a proximal end, a distal end configured to penetrate tissue, a camera array with individual cameras connected in a ring configuration by elastic connections, and a detachable attachment trigger configured to extend the camera array from a first recessed position from the inner diameter of the distal end of the axial passage to a second deployed position in which the camera array is positioned circumferentially around the outer diameter of the distal end of the axial passage; an augmented reality (AR) device; and a surgical hub communicatively coupled to the camera array and the AR device, the surgical hub comprising control circuitry coupled to a memory, the control circuitry configured to receive a plurality of video feeds from the camera array, identify physical markers on the video feeds, and display the physical markers on the AR display.

様々な例において、本開示は、外科用デバイスであって、弾性接続部によってリング構成で接続された個々のカメラを含むカメラアレイであって、外科用ハブに通信可能に連結可能である、カメラアレイと、近位端部と、組織貫通先端部を更に備える遠位端部とを有する細長い貫通部材と、細長い貫通部材及び組織貫通先端部を通る軸方向通路であって、軸方向通路の内径は、カメラアレイを第1の陥凹位置に収容するように寸法決めされている、軸方向通路と、カメラアレイを、細長い貫通部材の遠位端部の内径からの第1の陥凹位置から、カメラアレイが細長い貫通部材の遠位端部の外径の周囲に円周方向に位置決めされた第2の展開位置まで延在させるように構成されている、着脱可能な取り付けトリガと、を備える、外科用デバイスを提供する。 In various examples, the present disclosure provides a surgical device comprising: a camera array including individual cameras connected in a ring configuration by resilient connections, the cameras being communicatively connectable to a surgical hub; an elongate penetrating member having an array, a proximal end, a distal end further comprising a tissue penetrating tip, and an axial passageway through the elongate penetrating member and the tissue penetrating tip, the axial passageway having an inner diameter; an axial passageway dimensioned to receive the camera array in the first recessed position; and an axial passageway dimensioned to receive the camera array in the first recessed position; a removable attachment trigger configured to extend the camera array to a second deployment position circumferentially positioned about the outer diameter of the distal end of the elongated penetrating member; , provides surgical devices.

様々な例において、本開示は、患者の内部の手術場所を表示するための方法であって、外科用ハブによって、患者の内部に位置するカメラからビデオフィードを受信することと、外科用ハブによって、患者の内部の物理的マーカを識別することと、外科用ハブによって、物理的マーカとの関係に基づいて標的場所を判定することと、外科用ハブによって、標的場所に対応する仮想要素を生成することと、外科用ハブに連結された拡張現実(AR)デバイスによって、ビデオフィード上にオーバーレイされた仮想要素をARディスプレイ上に表示することと、を含む、方法を提供する。 In various examples, the present disclosure provides a method for displaying a surgical location inside a patient, the method including: receiving, by a surgical hub, a video feed from a camera located inside the patient; identifying, by the surgical hub, physical markers inside the patient; determining, by the surgical hub, a target location based on a relationship to the physical markers; generating, by the surgical hub, a virtual element corresponding to the target location; and displaying, by an augmented reality (AR) device coupled to the surgical hub, the virtual element overlaid on the video feed on an AR display.

構成及び操作方法の両方に関して本明細書で説明する様々な態様は、それらの更なる目的及び利点とともに、以下の説明を以下の添付図面と併せて参照することで最良に理解され得る。
本開示の一態様による、コンピュータ実装インタラクティブ外科用システムのブロック図である。 本開示の一態様による、手術室内で外科的処置を実行するために使用される外科用システムの図である。 本開示の一態様による、可視化システム、ロボットシステム、及びインテリジェント器具とペアリングされた外科用ハブである。 本開示の一態様による、医療施設の1つ以上の手術現場、又は外科手術のための専門設備を備えた医療施設内の任意の部屋に位置しているモジュール式デバイスをクラウドに接続するように構成されたモジュール式通信ハブを含む外科用データネットワークを示す図である。 本開示の一態様による、コンピュータ実装インタラクティブ外科用システムを示す図である。 本開示の一態様による、モジュール式制御タワーに連結された複数のモジュールを含む外科用ハブを示す図である。 本開示の一態様による、撮像モジュールと外科用ハブディスプレイとの間の通信経路内に配置された中間信号結合器を含む拡張現実(AR)システムを示す図である。 本開示の一態様による、撮像モジュールと外科用ハブディスプレイとの間の通信経路内に配置された中間信号結合器を含む拡張現実(AR)システムを示す図である。 本開示の一態様による、外科用ハブにデータを通信するために外科医によって装着される拡張現実(AR)デバイスを示す図である。 本開示の一態様による、拡張現実ディスプレイを使用して外科用器具情報を拡張するためのシステムを示す図である。 本開示の一態様による、状況認識外科的処置のタイムラインを示す図である。 本開示の一態様による、複数の基準マーカを備える構造表面を示す図である。 本開示の一態様による、患者の外部構造を基準マーカと表面整合させるためのプロセスを示す図である。 本開示の一態様による、患者の内部構造を基準マーカと表面整合させるためのプロセスを示す図である。 本開示の一態様による、外科的処置において外科医を支援するためのステレオタクティック(stereotactic)フレーム外部外科的整合器具を示す図である。 本開示の一態様による、外科的処置において外科医を支援するためのスターフィックス(starfix)プラットフォーム外部外科用整合器具を示す図である。 本開示の一態様による、外科的処置において外科医を支援するためのマイクロテーブル(microtable)外部外科用整合器具を示す図である。 本開示の一態様による、複数の位置合わせパラメータに基づいてオブジェクトを識別するためのフロー図である。 本開示の一態様による、既知及び未知のパラメータの部分情報に基づいて未知の外科用器具を分類するためのフロー図である。 本開示の一態様による、内部カメラシステムを備えるトロカールを示す図である。 本開示の一態様による、トロカールの近位端部に挿入し、トロカールの外径の周りにカメラシステムを展開及び後退させるように構成された再使用可能な取り付けツールを示す図である。 本開示の一態様による、術前コンピュータ断層撮影(CT)スキャンにおける、対象領域にタグ付けされた複数の基準マーカを示す図である。 本開示の一態様による、手術部位の位置を特定する際に外科医を支援する複数の基準マーカを利用する腹腔鏡外科的処置を示す図である。 本開示の一態様による、インドシアニン色素とともに患者の血管系への注射によって適用される物理的マーカを示す図である。 本開示の一態様による、色素が注入され、血管系を示すために照明された例示的な組織を更に示す図である。 本開示の一態様による、プローブによるインピーダンス測定に従って体腔内の圧力又は流体の変化をモニタリングするように構成されたシステムを示す図である。 本開示の一態様による、組織の治療領域上にIR光を方向付け、外科用環境内の温度差を識別するように構成された、IRカメラシステムを備える、赤外線(IR)熱検出システムを示す図である。 本開示の一態様による、組織を把持して横切開するように構成された3つのエンドエフェクタを採用する外科的処置を示す図である。 本開示の一態様による、第1の位置から第2の位置まで組織に沿って摺動する第3のエンドエフェクタを示す図である。 本開示の一態様による、第2のエンドエフェクタに隣接して位置決めされた第3のエンドエフェクタを示す図である。 本開示の一態様による、3つの静的クランプと、組織を静的クランプ間で移動させるように構成された動的クランプとを備える外科的処置を示す図である。 本開示の一態様による、患者の内部の手術場所を表示するプロセスの論理フロー図である。
The various aspects described herein, both as to construction and methods of operation, together with further objects and advantages thereof, may be best understood by reference to the following description in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.
1 is a block diagram of a computer-implemented interactive surgical system according to one aspect of the present disclosure. FIG. 1 is an illustration of a surgical system used to perform a surgical procedure within an operating room, according to one aspect of the present disclosure; FIG. 1 is a surgical hub paired with a visualization system, a robotic system, and an intelligent instrument, according to one aspect of the present disclosure. Connecting a modular device located in one or more surgical sites of a medical facility, or any room within a medical facility with specialized equipment for surgical procedures, to the cloud according to an aspect of the present disclosure. FIG. 1 illustrates a surgical data network including configured modular communication hubs. 1 illustrates a computer-implemented interactive surgical system according to one aspect of the present disclosure; FIG. FIG. 3 illustrates a surgical hub including multiple modules coupled to a modular control tower, according to one aspect of the present disclosure. FIG. 2 illustrates an augmented reality (AR) system including an intermediate signal combiner disposed in a communication path between an imaging module and a surgical hub display, according to an aspect of the present disclosure. FIG. 2 illustrates an augmented reality (AR) system including an intermediate signal combiner disposed in a communication path between an imaging module and a surgical hub display, according to an aspect of the present disclosure. FIG. 3 illustrates an augmented reality (AR) device worn by a surgeon to communicate data to a surgical hub, according to one aspect of the present disclosure. 1 illustrates a system for augmenting surgical instrument information using an augmented reality display, according to one aspect of the present disclosure. FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a timeline of a context-aware surgical procedure, according to one aspect of the present disclosure. FIG. 3 illustrates a structured surface with a plurality of fiducial markers, according to an aspect of the present disclosure. FIG. 3 illustrates a process for surface aligning external structures of a patient with fiducial markers, according to one aspect of the present disclosure. FIG. 3 illustrates a process for surface matching internal structures of a patient with fiducial markers, according to one aspect of the present disclosure. FIG. 3 illustrates a stereotactic frame external surgical alignment instrument for assisting a surgeon in a surgical procedure, according to one aspect of the present disclosure. FIG. 3 illustrates a starfix platform external surgical alignment instrument for assisting a surgeon in a surgical procedure, according to one aspect of the present disclosure. FIG. 3 illustrates a microtable external surgical alignment instrument for assisting a surgeon in a surgical procedure, according to one aspect of the present disclosure. FIG. 3 is a flow diagram for identifying an object based on multiple alignment parameters, according to an aspect of the present disclosure. FIG. 3 is a flow diagram for classifying unknown surgical instruments based on partial information of known and unknown parameters, according to one aspect of the present disclosure. FIG. 3 illustrates a trocar with an internal camera system, according to one aspect of the present disclosure. FIG. 12 illustrates a reusable attachment tool inserted into the proximal end of a trocar and configured to deploy and retract the camera system around the outer diameter of the trocar, according to one aspect of the present disclosure. FIG. 3 is a diagram illustrating a plurality of fiducial markers tagged to a region of interest in a preoperative computed tomography (CT) scan, according to one aspect of the present disclosure. FIG. 3 illustrates a laparoscopic surgical procedure that utilizes multiple fiducial markers to assist a surgeon in locating a surgical site, in accordance with one aspect of the present disclosure. FIG. 3 illustrates a physical marker applied by injection into a patient's vasculature along with an indocyanine dye, according to one aspect of the present disclosure. FIG. 12 further illustrates exemplary tissue injected with dye and illuminated to show vasculature, according to one aspect of the present disclosure. FIG. 3 illustrates a system configured to monitor pressure or fluid changes within a body cavity according to impedance measurements by a probe, according to one aspect of the present disclosure. 1 illustrates an infrared (IR) thermal detection system comprising an IR camera system configured to direct IR light onto a treatment area of tissue and identify temperature differences within a surgical environment, according to an aspect of the present disclosure; It is a diagram. FIG. 3 illustrates a surgical procedure employing three end effectors configured to grasp and transect tissue in accordance with one aspect of the present disclosure. FIG. 6 illustrates a third end effector sliding along tissue from a first position to a second position, according to an aspect of the present disclosure. FIG. 6 illustrates a third end effector positioned adjacent to a second end effector, according to one aspect of the present disclosure. FIG. 3 illustrates a surgical procedure with three static clamps and a dynamic clamp configured to move tissue between the static clamps, according to one aspect of the present disclosure. FIG. 3 is a logical flow diagram of a process for displaying a surgical location within a patient, according to one aspect of the present disclosure.

複数の図面を通して、対応する参照符号は対応する部分を示す。本明細書に記載された例示は、様々な開示された実施形態を一形態で示しており、そのような例示は、その範囲を限定するものとして決して解釈されるべきではない。 Corresponding reference characters indicate corresponding parts throughout the figures. The examples set forth herein are indicative of various disclosed embodiments, and such illustrations should not be construed as limiting the scope in any way.

本出願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、同時に出願された以下の米国特許出願を所有する。
・「METHOD FOR INTRAOPERATIVE DISPLAY FOR SURGICAL SYSTEMS」と題する米国特許出願;代理人整理番号END9352USNP1/210120-1M、
・「Utilization of surgical data values and situational awareness to control the overlay in surgical field view」と題する米国特許出願;代理人整理番号END9352USNP2/210120-2、
・「SELECTIVE AND ADJUSTABLE MIXED REALITY OVERLAY IN SURGICAL FIELD VIEW」と題する米国特許出願;代理人整理番号END9352USNP3/210120-3、
・「RISK BASED PRIORITIZATION OF DISPLAY ASPECTS IN SURGICAL FIELD VIEW」と題する米国特許出願;代理人整理番号END9352USNP4/210120-4、
・「SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING SURGICAL DATA OVERLAY」と題する米国特許出願;代理人整理番号END9352USNP5/210120-5、
・「SYSTEMS AND METHODS FOR CHANGING DISPLAY OVERLAY OF SURGICAL FIELD VIEW BASED ON TRIGGERING EVENTS」と題する米国特許出願;代理人整理番号END9352USNP6/210120-6、
・「CUSTOMIZATION OF OVERLAID DATA AND CONFIGURATION」と題する米国特許出願;代理人整理番号END9352USNP7/210120-7、
・「INDICATION OF THE COUPLE PAIR OF REMOTE CONTROLS WITH REMOTE DEVICES FUNCTIONS」と題する米国特許出願;代理人整理番号END9352USNP8/210120-8、
・「COOPERATIVE OVERLAYS OF INTERACTING INSTRUMENTS WHICH RESULT IN BOTH OVERLAYS BEING EFFECTED」と題する米国特許出願;代理人整理番号END9352USNP9/210120-9、
・「ANTICIPATION OF INTERACTIVE UTILIZATION OF COMMON DATA OVERLAYS BY DIFFERENT USERS」と題する米国特許出願;代理人整理番号END9352USNP10/210120-10、
・「MIXING DIRECTLY VISUALIZED WITH RENDERED ELEMENTS TO DISPLAY BLENDED ELEMENTS AND ACTIONS HAPPENING ON-SCREEN AND OFF-SCREEN」と題する米国特許出願;代理人整理番号END9352USNP11/210120-11、
・「SYSTEM AND METHOD FOR TRACKING A PORTION OF THE USER AS A PROXY FOR NON-MONITORED INSTRUMENT」と題する米国特許出願;代理人整理番号END9352USNP12/210120-12、
・「UTILIZING CONTEXTUAL PARAMETERS OF ONE OR MORE SURGICAL DEVICES TO PREDICT A FREQUENCY INTERVAL FOR DISPLAYING SURGICAL INFORMATION」と題する米国特許出願;代理人整理番号END9352USNP13/210120-13、
・「INTRAOPERATIVE DISPLAY FOR SURGICAL SYSTEMS」と題する米国特許出願;代理人整理番号END9352USNP15/210120-15、
・「ADAPTATION AND ADJUSTABILITY OR OVERLAID INSTRUMENT INFORMATION FOR SURGICAL SYSTEMS」と題する米国特許出願;代理人整理番号END9352USNP16/210120-16、及び、
・「MIXED REALITY FEEDBACK SYSTEMS THAT COOPERATE TO INCREASE EFFICIENT PERCEPTION OF COMPLEX DATA FEEDS」と題する米国特許出願;代理人整理番号END9352USNP17/210120-17。
The applicant of this application owns the following concurrently filed US patent applications, each of which is incorporated herein by reference in its entirety.
- United States patent application entitled "METHOD FOR INTRAOPERATIVE DISPLAY FOR SURGICAL SYSTEMS"; Attorney docket number END9352USNP1/210120-1M;
・U.S. patent application entitled “Utilization of surgical data values and situational awareness to control the overlay in surgical field view”; Attorney docket number E ND9352USNP2/210120-2,
- U.S. patent application entitled "SELECTIVE AND ADJUSTABLE MIXED REALITY OVERLAY IN SURGICAL FIELD VIEW"; Attorney docket number END9352USNP3/210120-3;
- U.S. patent application entitled "RISK BASED PRIORITIZATION OF DISPLAY ASPECTS IN SURGICAL FIELD VIEW"; Attorney docket number END9352USNP4/210120-4;
- United States patent application entitled "SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING SURGICAL DATA OVERLAY"; Attorney docket number END9352USNP5/210120-5;
・United States patent application entitled "SYSTEMS AND METHODS FOR CHANGING DISPLAY OVERLAY OF SURGICAL FIELD VIEW BASED ON TRIGGERING EVENTS"; Attorney docket number END9352USNP6 /210120-6,
- United States patent application entitled "CUSTOMIZATION OF OVERLAID DATA AND CONFIGURATION"; Attorney docket number END9352USNP7/210120-7;
- U.S. patent application entitled "INDICATION OF THE COUPLE PAIR OF REMOTE CONTROLS WITH REMOTE DEVICES FUNCTIONS"; attorney docket number END9352USNP8/210120-8;
・U.S. patent application entitled "COOPERATIVE OVERLAYS OF INTERACTING INSTRUMENTS WHICH RESULT IN BOTH OVERLAYS BEING EFFECTED"; Attorney docket number END9352USNP9/21012 0-9,
- United States patent application entitled "ANTICIPATION OF INTERACTIVE UTILIZATION OF COMMON DATA OVERLAYS BY DIFFERENT USERS"; Attorney docket number END9352USNP10/210120-10;
・“MIXING DIRECTLY VISUALIZED WITH RENDERED ELEMENTS TO DISPLAY BLENDED ELEMENTS AND ACTIONS HAPPENING ON-SCREEN AND OFF-S CREEN”; Attorney Docket No. END9352USNP11/210120-11;
・United States patent application entitled "SYSTEM AND METHOD FOR TRACKING A PORTION OF THE USER AS A PROXY FOR NON-MONITORED INSTRUMENT"; Attorney docket number END9352USNP12/2101 20-12,
・“UTILIZING CONTEXTUAL PARAMETERS OF ONE OR MORE SURGICAL DEVICES TO PREDICT A FREQUENCY INTERVAL FOR DISPLAYING SURGICAL US Patent Application entitled ``INFORMATION''; Attorney Docket No. END9352USNP13/210120-13;
- United States patent application entitled "INTRAOPERATIVE DISPLAY FOR SURGICAL SYSTEMS"; Attorney docket number END9352USNP15/210120-15;
・ US patent application entitled "ADAPTATATION ADJUSTABILITY or OVERLAID Instrument Instrument Informention for Surgical Systems" / 210120-16, and
・U.S. Patent Application entitled "MIXED REALITY FEEDBACK SYSTEMS THAT COOPERATE TO INCREASE EFFICIENT PERCEPTION OF COMPLEX DATA FEEDS"; Attorney docket number END9352USN P17/210120-17.

本出願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、以下の米国特許出願を所有する。
・「METHOD OF COMPRESSING TISSUE WITHIN A STAPLING DEVICE AND SIMULTANEOUSLY DISPLAYING THE LOCATION OF THE TISSUE WITHIN THE JAWS」と題する米国特許出願第16/209,423号(現在は、米国特許出願公開第2019/0200981-A1号)、
・「METHOD FOR CONTROLLING SMART ENERGY DEVICES」と題する米国特許出願第16/209,453号(現在は、米国特許出願公開第2019/0201046-A1号)。
The applicant of this application owns the following US patent applications, each of which is incorporated by reference in its entirety.
・“METHOD OF COMPRESSING TISSUE WITHIN A STAPLING DEVICE AND SIMULTANEOUSLY DISPLAYING THE LOCATION OF THE TISSUE WITHIN THE U.S. Patent Application No. 16/209,423 entitled “JAWS” (now U.S. Patent Application Publication No. 2019/0200981-A1) ,
- U.S. Patent Application No. 16/209,453 entitled "METHOD FOR CONTROLLING SMART ENERGY DEVICES" (now U.S. Patent Application Publication No. 2019/0201046-A1).

外科用デバイス及び発生器の様々な態様を詳細に説明する前に、例解的な実施例は、適用又は用途において、添付の図面及び説明において例解される部品の構造及び配置の詳細に限定されないことに留意されたい。例示の実施例は、他の態様、変形形態、及び修正形態で実装されるか、又はそれらに組み込まれてもよく、様々な方法で実施又は実行されてもよい。更に、特に明記しない限り、本明細書で用いられる用語及び表現は、読者の便宜のために例示の実施例を説明する目的で選択されたものであり、それらを限定するためのものではない。更に、以下に記述される態様、態様の表現、及び/又は実施例のうち1つ以上を、以下に記述される他の態様、態様の表現、及び/又は実施例のうち任意の1つ以上と組み合わせることができるものと理解されたい。 Before describing in detail various aspects of surgical devices and generators, the illustrative examples are limited to details of the construction and arrangement of parts, in applications or applications, that are illustrated in the accompanying drawings and description. Please note that this is not the case. The example embodiments may be implemented or incorporated into other aspects, variations, and modifications and may be practiced or carried out in various ways. Furthermore, unless otherwise stated, the terms and expressions used herein have been chosen for the convenience of the reader to describe the illustrative embodiments and are not intended to be limiting. Additionally, one or more of the aspects, expressions of aspects, and/or examples described below may be combined with any one or more of the other aspects, expressions of aspects, and/or examples described below. It should be understood that it can be combined with

様々な態様は、様々なエネルギー及び外科用ステープラベースの医療デバイスのための外科用システムのための画面上表示を対象とする。エネルギーベースの医療デバイスは、限定ではないが、とりわけ、無線周波数(RF)ベースの単極及び双極電気外科用器具、超音波外科用器具、RF電気外科用器具と超音波器具との組み合わせ、RF電気外科用ステープラと機械的ステープラとの組み合わせを含む。外科用ステープラデバイスは、電気外科用デバイス及び/又は超音波デバイスと組み合わされた外科用ステープラを含む。超音波外科用デバイスの態様は、例えば、外科的処置中に組織を横切開及び/又は凝固するように構成され得る。電気外科用デバイスの態様は、例えば、外科的処置中に、組織を横切開、凝固、封止、溶接及び/又は乾燥させるように構成され得る。外科用ステープラデバイスの態様は、外科的処置中に組織を横切開してステープル留めするように構成することができ、いくつかの態様では、外科用ステープラデバイスは、外科的処置中に組織にRFエネルギーを送達するように構成することができる。電気外科用デバイスは、治療用及び/又は非治療用RFエネルギーを組織に送達するように構成されている。外科用ステープラ、電気外科用デバイス、及び超音波デバイスの要素は、単一の外科用器具において組み合わせて使用され得る。 Various aspects are directed to on-screen displays for surgical systems for various energy and surgical stapler-based medical devices. Energy-based medical devices include, among others, but not limited to, radio frequency (RF)-based monopolar and bipolar electrosurgical instruments, ultrasound surgical instruments, combinations of RF electrosurgical instruments and ultrasound instruments, RF Includes a combination of an electrosurgical stapler and a mechanical stapler. Surgical stapler devices include surgical staplers combined with electrosurgical devices and/or ultrasound devices. Aspects of the ultrasonic surgical device may be configured, for example, to transect and/or coagulate tissue during a surgical procedure. Aspects of the electrosurgical device may be configured, for example, to transect, coagulate, seal, weld, and/or dry tissue during a surgical procedure. Embodiments of the surgical stapler device can be configured to transect and staple tissue during a surgical procedure, and in some embodiments, the surgical stapler device applies RF to tissue during a surgical procedure. Can be configured to deliver energy. Electrosurgical devices are configured to deliver therapeutic and/or non-therapeutic RF energy to tissue. The elements of a surgical stapler, electrosurgical device, and ultrasound device may be used in combination in a single surgical instrument.

様々な態様では、本開示は、外科的処置中にORチームにリアルタイム情報の画面上表示を提供する。本開示の様々な態様によれば、様々な視覚情報フィードバックを画面上でORチームに表示するために、多くの新しい固有の画面上表示が提供される。本開示によれば、視覚情報は、音を伴う又は伴わない様々な視覚媒体のうちの1つ以上を含むことができる。一般に、視覚情報は、静止写真、動画写真、ビデオ又はオーディオ記録、グラフィックアート、視覚補助、モデル、表示、視覚表現サービス、及びサポートプロセスを含む。視覚情報は、例えば、とりわけ、一次ORスクリーン、エネルギー又は外科用ステープラデバイス自体、タブレット、拡張現実眼鏡等の任意の数の表示オプション上で通信することができる。 In various aspects, the present disclosure provides an on-screen display of real-time information to the OR team during a surgical procedure. In accordance with various aspects of the present disclosure, a number of new unique on-screen displays are provided for displaying various visual information feedback to the OR team on-screen. According to this disclosure, visual information may include one or more of various visual media with or without sound. Generally, visual information includes still photographs, moving photographs, video or audio recordings, graphic art, visual aids, models, displays, visual representation services, and support processes. Visual information can be communicated on any number of display options, such as, for example, the primary OR screen, the energy or surgical stapler device itself, a tablet, augmented reality glasses, among others.

様々な態様では、本開示は、ORチームをあまりに多くの視覚情報で圧倒することなく、視覚情報をリアルタイムでORチームに通信するための潜在的オプションの多くのリストを提供する。例えば、種々の態様では、本開示は、外科医、又はORチームの他のメンバーが、豊富な視覚情報を管理するために、画面オプションを取り囲むアイコン等の画面上表示を選択的に起動することを可能にする、視覚情報の画面上表示を提供する。要因のうちの1つ又は組み合わせが、アクティブ表示を決定するために使用することができ、これらは、とりわけ、使用中のエネルギーベース(例えば、電気外科、超音波)又は機械ベース(例えば、ステープラ)外科用デバイス、所与の表示と関連付けられる推定リスク、外科医の経験レベル、及び外科医の選択を含んでもよい。他の態様では、視覚情報は、視覚情報を管理するために手術視野にオーバーレイ又は重畳された豊富なデータを含んでもよい。以下に説明する様々な態様では、データを適切にオーバーレイするためにビデオ解析及び追跡を必要とする重畳画像を含む。このように通信された視覚情報データは、静的アイコンとは対照的に、ORチームに対してより簡潔で理解しやすい方法で追加の有用な視覚情報を提供することができる。 In various aspects, this disclosure provides a long list of potential options for communicating visual information to the OR team in real time without overwhelming the OR team with too much visual information. For example, in various aspects, the present disclosure enables a surgeon, or other member of the OR team, to selectively activate on-screen displays, such as icons surrounding screen options, to manage rich visual information. Provides an on-screen display of visual information that enables. One or a combination of factors can be used to determine the active display, including the energy-based (e.g., electrosurgical, ultrasound) or mechanical-based (e.g., stapler) in use. It may include the surgical device, the estimated risk associated with a given indication, the surgeon's experience level, and the surgeon's selection. In other aspects, the visual information may include rich data overlaid or superimposed on the surgical field to manage the visual information. Various aspects described below involve overlapping images that require video analysis and tracking to properly overlay data. Visual information data communicated in this manner, as opposed to static icons, can provide additional useful visual information to the OR team in a more concise and understandable manner.

様々な態様では、本開示は、外科的処置中に視覚情報を管理するために、スクリーンを取り囲むアイコン等の画面上表示を選択的に起動するための技術を提供する。他の態様では、本開示は、要因のうちの1つ又は組み合わせを使用してアクティブ表示を決定するための技術を提供する。様々な態様では、本開示による技術は、とりわけ、アクティブ表示として使用中のエネルギーベース又は機械ベースの外科用デバイスを選択すること、所与の表示に関連付けられたリスクを推定すること、選択を行う外科医又はORチームの経験レベルを利用することを含み得る。 In various aspects, the present disclosure provides techniques for selectively activating on-screen displays, such as icons surrounding the screen, to manage visual information during a surgical procedure. In other aspects, the present disclosure provides techniques for determining active display using one or a combination of factors. In various aspects, techniques according to the present disclosure provide, among other things, selecting an energy-based or mechanical-based surgical device in use as an active display; estimating the risk associated with a given display; This may include taking advantage of the experience level of the surgeon or OR team.

他の態様では、本開示による技術は、視覚情報を管理するために、豊富なデータを手術視野上にオーバーレイ又は重畳することを含んでもよい。本開示によって説明されるいくつかの表示配置は、術野のライブストリーム上に外科用データの種々の視覚表現をオーバーレイすることを伴う。本明細書で使用される場合、オーバーレイという用語は、半透明オーバーレイ、部分的オーバーレイ、及び/又は移動オーバーレイを含む。グラフィカルオーバーレイは、透明グラフィック、半透明グラフィック、又は不透明グラフィック、あるいは透明、半透明、及び不透明の要素又は効果の組み合わせの形態であってもよい。更に、オーバーレイは、例えば、エンドエフェクタ及び/又は重要な外科用構造等の、術野におけるオブジェクト上に、又は少なくとも部分的にその上に、又はその近くに配置され得る。特定の表示配置は、表示優先度値の変化に基づいて、色、サイズ、形状、表示時間、表示場所、表示頻度、強調表示、又はそれらの組み合わせの変化を含む、オーバーレイの1つ以上の表示要素の変化を含み得る。グラフィカルオーバーレイは、アクティブ表示モニタの上にレンダリングされ、重要な情報を迅速かつ効率的にORチームに伝達する。 In other aspects, techniques according to the present disclosure may include overlaying or superimposing rich data onto the surgical field to manage visual information. Some display arrangements described by this disclosure involve overlaying various visual representations of surgical data onto a live stream of the surgical field. As used herein, the term overlay includes translucent overlays, partial overlays, and/or moving overlays. Graphical overlays may be in the form of transparent, translucent, or opaque graphics, or a combination of transparent, translucent, and opaque elements or effects. Additionally, the overlay may be placed on or at least partially on or near objects in the surgical field, such as, for example, end effectors and/or critical surgical structures. The particular display arrangement may include changes in the color, size, shape, display time, display location, display frequency, highlighting, or combinations thereof of one or more of the overlays based on the change in the display priority value. May include changes in elements. A graphical overlay is rendered on top of the active display monitor and conveys critical information to the OR team quickly and efficiently.

他の態様では、本開示による技術は、視覚情報データを適切にオーバーレイするためにビデオ解析及び追跡することを必要とする画像を重畳することを含み得る。他の態様では、本開示による技術は、単純な静的アイコンとは対照的に、豊富な視覚情報を通信して、より簡潔で理解しやすい方法で追加の視覚情報をORチームに提供することを含むことができる。他の態様では、視覚オーバーレイは、聴覚及び/又は体性感覚オーバーレイ、例えば、熱的、化学的、及び機械的デバイス、並びにそれらの組み合わせと組み合わせて使用することができる。 In other aspects, techniques according to this disclosure may include overlaying images that require video analysis and tracking to properly overlay visual information data. In other aspects, techniques according to the present disclosure communicate rich visual information, as opposed to simple static icons, to provide additional visual information to the OR team in a more concise and easy-to-understand manner. can include. In other aspects, visual overlays can be used in combination with auditory and/or somatosensory overlays, such as thermal, chemical, and mechanical devices, and combinations thereof.

以下の説明は、概して、外科的処置中に拡張現実(AR)インタラクティブ体験を提供する装置、システム、及び方法に関する。この文脈では、術野並びに術野に現れる外科用器具及び他のオブジェクトの画像は、コンピュータ生成された視覚、聴覚、触覚、体性感覚、嗅覚、又は他の感覚情報を、術野、術野に現れる器具及び/又は他のオブジェクトの実世界画像上にオーバーレイすることによって強化される。画像は、リアルタイムでストリーミングされてもよいし、静止画像であってもよい。拡張現実は、実環境上にオーバーレイされる仮想又は「拡張」仮想オブジェクト、データ、又は視覚効果をレンダリング及び表示するための技術である。実環境は、術野を含んでもよい。実環境上にオーバーレイされた仮想オブジェクトは、実環境の1つ以上の態様に対して固定された位置、又は設定された位置で表され得る。非限定的な例では、実世界オブジェクトが実環境の視野から出る場合、実世界オブジェクトに固定された仮想オブジェクトも拡張現実の視野から出る。 The following description generally relates to devices, systems, and methods for providing augmented reality (AR) interactive experiences during surgical procedures. In this context, images of the surgical field and of surgical instruments and other objects that appear in the surgical field can be used to convey computer-generated visual, auditory, tactile, somatosensory, olfactory, or other sensory information to the surgical field. by overlaying onto real-world images of instruments and/or other objects that appear in the image. Images may be streamed in real time or may be static images. Augmented reality is a technology for rendering and displaying virtual or "augmented" virtual objects, data, or visual effects that are overlaid onto a real environment. The real environment may include a surgical field. Virtual objects overlaid on the real environment may be represented in a fixed or set position relative to one or more aspects of the real environment. In a non-limiting example, when a real-world object exits the field of view of the real environment, a virtual object fixed to the real-world object also exits the field of view of the augmented reality.

本開示によって説明されるいくつかの表示配置は、術野のライブストリーム上に外科用データの種々の視覚表現をオーバーレイすることを伴う。本明細書で使用される場合、オーバーレイという用語は、半透明オーバーレイ、部分的オーバーレイ、及び/又は移動オーバーレイを含む。更に、オーバーレイは、例えば、エンドエフェクタ及び/又は重要な外科用構造等の、術野におけるオブジェクト上に、又は少なくとも部分的にその上に、又はその近くに配置され得る。特定の表示配置は、表示優先度値の変化に基づいて、色、サイズ、形状、表示時間、表示場所、表示頻度、強調表示、又はそれらの組み合わせの変化を含む、オーバーレイの1つ以上の表示要素の変化を含み得る。 Some display arrangements described by this disclosure involve overlaying various visual representations of surgical data onto a live stream of the surgical field. As used herein, the term overlay includes translucent overlays, partial overlays, and/or moving overlays. Additionally, the overlay may be placed on or at least partially on or near objects in the surgical field, such as, for example, end effectors and/or critical surgical structures. The particular display arrangement may include changes in the color, size, shape, display time, display location, display frequency, highlighting, or combinations thereof of one or more of the overlays based on the change in the display priority value. May include changes in elements.

本明細書で説明されるように、ARは、技術を介して送達されるデジタル視覚要素、音、又は他の感覚刺激の使用を通して達成される、現実の物理世界の拡張バージョンである。仮想現実(VR)は、現実であるように見えるシーン及びオブジェクトを有するコンピュータ生成環境であり、ユーザがそれらの周囲に没入しているように感じさせる。この環境は、仮想現実ヘッドセット又はヘルメットとして知られるデバイスを通して知覚される。複合現実(MR)及びARは両方とも没入型技術と考えられているが、それらは同じではない。MRは、現実及び仮想要素が環境内で相互作用することを可能にする複合現実の拡張である。ARは、多くの場合、カメラを使用することによってライブビューにデジタル要素を追加するが、MR体験は、実世界及びデジタルオブジェクトが相互作用するAR及びVRの両方の要素を組み合わせる。 As described herein, AR is an augmented version of the real physical world achieved through the use of digital visual elements, sound, or other sensory stimuli delivered via technology. Virtual reality (VR) is a computer-generated environment with scenes and objects that appear to be real, making the user feel immersed in their surroundings. This environment is perceived through a device known as a virtual reality headset or helmet. Although mixed reality (MR) and AR are both considered immersive technologies, they are not the same. MR is an extension of mixed reality that allows real and virtual elements to interact within an environment. While AR adds digital elements to the live view, often by using cameras, MR experiences combine elements of both AR and VR, where real-world and digital objects interact.

AR環境では、1つ以上のコンピュータ生成仮想オブジェクトが、1つ以上の現実(すなわち、いわゆる「実世界」)要素とともに表示されてもよい。例えば、周囲環境のリアルタイム画像又はビデオは、1つ以上のオーバーレイ仮想オブジェクトとともにコンピュータスクリーンディスプレイ上に示されてもよい。そのような仮想オブジェクトは、環境に関する補足的な情報を提供することができ、又は一般に、ユーザの知覚及び環境との関与を向上させることができる。逆に、周囲環境のリアルタイム画像又はビデオは、加えて又は代替的に、ディスプレイ上に示される仮想オブジェクトとのユーザの関与を向上させることができる。 In an AR environment, one or more computer-generated virtual objects may be displayed together with one or more real-world (ie, so-called "real world") elements. For example, real-time images or video of the surrounding environment may be shown on a computer screen display with one or more overlaying virtual objects. Such virtual objects may provide supplementary information about the environment or generally enhance the user's perception and engagement with the environment. Conversely, real-time images or videos of the surrounding environment may additionally or alternatively enhance the user's engagement with the virtual objects shown on the display.

本開示の文脈における装置、システム、及び方法は、外科的処置中に1つ以上の撮像デバイスから受信された画像を向上させる。撮像デバイスは、非侵襲性及び低侵襲性外科的処置中に使用される種々のスコープ、ARデバイス、及び/又は切開外科的処置中に画像を提供するカメラを含んでもよい。画像は、リアルタイムでストリーミングされてもよいし、静止画像であってもよい。装置、システム、及び方法は、仮想オブジェクト又はデータ及び/又は現実オブジェクトの表現を現実外科用環境上にオーバーレイすることによって、実世界外科用環境の画像を向上させることによって、拡張現実インタラクティブ体験を提供する。拡張現実体験は、ユーザが実世界外科用環境上にオーバーレイされた仮想オブジェクトを視認することを可能にする、ディスプレイ及び/又はARデバイス上で視認されてもよい。ディスプレイは、手術室内に配置されてもよいし、手術室から離れてもよい。ARデバイスは、外科医又は他の手術室人員の頭部に装着され、典型的には、ユーザの各目に対して1つを含む、2つの立体ディスプレイレンズ又はスクリーンを含む。自然光は、ARデバイスのユーザに仮想オブジェクトを可視にするために光を投影しながら、実環境の態様が可視であるように、2つの透明又は半透明ディスプレイレンズを通過することができる。 Apparatus, systems, and methods in the context of the present disclosure enhance images received from one or more imaging devices during a surgical procedure. Imaging devices may include various scopes used during non-invasive and minimally invasive surgical procedures, AR devices, and/or cameras that provide images during open surgical procedures. Images may be streamed in real time or may be static images. Apparatus, systems, and methods provide an augmented reality interactive experience by enhancing the image of a real-world surgical environment by overlaying virtual objects or data and/or representations of real objects onto the real-world surgical environment. do. The augmented reality experience may be viewed on a display and/or AR device that allows a user to view virtual objects overlaid on a real-world surgical environment. The display may be located within the operating room or may be remote from the operating room. AR devices are worn on the head of a surgeon or other operating room personnel and typically include two stereoscopic display lenses or screens, including one for each eye of the user. Natural light can pass through two transparent or translucent display lenses so that aspects of the real environment are visible while projecting light to make virtual objects visible to a user of the AR device.

2つ以上のディスプレイ及びARデバイスは、例えば、定義された役割を有するシステム内の1つ以上の追加のディスプレイ又はARデバイスを制御する第1のディスプレイ又はARデバイスと協調して使用されてもよい。例えば、ディスプレイ又はARデバイスを起動するとき、ユーザは、役割(例えば、外科的処置中の外科医、外科助手、看護師等)を選択してもよく、ディスプレイ又はARデバイスは、その役割に関連する情報を表示してもよい。例えば、外科助手は、外科医が外科的処置の次の工程のために行う必要がある器具の仮想表現を表示させてもよい。現在の工程に対する外科医の焦点は、手術助手とは異なる表示された情報を見る場合がある。 Two or more displays and AR devices may be used in conjunction with, for example, a first display or AR device controlling one or more additional displays or AR devices in the system with a defined role. . For example, when activating a display or AR device, a user may select a role (e.g., surgeon during a surgical procedure, surgical assistant, nurse, etc.) and the display or AR device may select a role associated with that role. Information may be displayed. For example, a surgical assistant may display a virtual representation of instruments that the surgeon needs to perform for the next step in a surgical procedure. The surgeon's focus on the current process may see displayed information differently than the surgical assistant.

多くの既知の画面上表示及びアラートが存在するが、本開示は、外科的処置中に多くの新規かつ固有の拡張現実インタラクティブ体験を提供する。そのような拡張現実インタラクティブ体験は、手術室の内側又は外側の手術チームへの視覚、聴覚、触覚、体性感覚、嗅覚、又は他の感覚フィードバック情報を含む。実世界外科用環境上にオーバーレイされる仮想フィードバック情報は、例えば、限定ではないが、とりわけ、手術外科医、外科医の助手、スクラブ着衣者、麻酔医、及び外回り看護師を含む、OR内の人員を含む、手術室(OR)チームに提供されてもよい。仮想フィードバック情報は、一次ORスクリーンディスプレイ、ARデバイス、エネルギー又は外科用ステープラ器具、タブレット、拡張現実眼鏡、デバイス等の任意の数の表示オプション上で通信することができる。 While there are many known on-screen displays and alerts, the present disclosure provides many new and unique augmented reality interactive experiences during surgical procedures. Such augmented reality interactive experiences include visual, auditory, tactile, somatosensory, olfactory, or other sensory feedback information to the surgical team inside or outside the operating room. Virtual feedback information overlaid on the real-world surgical environment can, for example, improve personnel within the OR, including, but not limited to, operating surgeons, surgeon's assistants, scrub wearers, anesthesiologists, and outgoing nurses, among others. may be provided to the operating room (OR) team, including: Virtual feedback information can be communicated on any number of display options, such as primary OR screen displays, AR devices, energy or surgical stapler instruments, tablets, augmented reality glasses, devices, etc.

図1は、1つ以上の外科用システム2及びクラウドベースのシステム4を含むコンピュータ実装インタラクティブ外科用システム1を示す。クラウドベースシステム4は、リモートストレージ5に連結されたリモートサーバ13を含み得る。各外科用システム2は、クラウド4と通信する少なくとも1つの外科用ハブ6を備える。例えば、外科用システム2は、可視化システム8と、ロボットシステム10と、手持ち式インテリジェント外科用器具12とを備えてもよく、それぞれが、互いに、及び/又はハブ6と通信するように構成されている。いくつかの態様では、外科用システム2は、M個のハブ6と、N個の可視化システム8と、O個のロボットシステム10と、P個の手持ち式インテリジェント外科用器具12とを備えてもよく、M、N、O及びPは1以上の整数である。コンピュータ実装インタラクティブ外科用システム1は、本明細書で説明されるように、外科的処置中に拡張現実インタラクティブ体験を提供するように構成されてもよい。 FIG. 1 shows a computer-implemented interactive surgical system 1 that includes one or more surgical systems 2 and a cloud-based system 4 . Cloud-based system 4 may include a remote server 13 coupled to remote storage 5 . Each surgical system 2 comprises at least one surgical hub 6 in communication with the cloud 4. For example, surgical system 2 may include visualization system 8 , robotic system 10 , and hand-held intelligent surgical instrument 12 , each configured to communicate with each other and/or with hub 6 . There is. In some aspects, surgical system 2 may include M hubs 6 , N visualization systems 8 , O robotic systems 10 , and P hand-held intelligent surgical instruments 12 . Often M, N, O and P are integers greater than or equal to 1. Computer-implemented interactive surgical system 1 may be configured to provide an augmented reality interactive experience during a surgical procedure, as described herein.

図2は、外科手術室16内の手術台14上に横たわっている患者に対して外科的処置を実行するための外科用システム2の例を示す。ロボットシステム10は、外科的処置において外科用システム2の一部として使用される。ロボットシステム10は、外科医のコンソール18と、患者側カート20(外科用ロボット)と、外科用ロボットハブ22とを含む。患者側カート20は、外科医が外科医のコンソール18又は外科医によって装着された拡張現実(AR)デバイス66を通して手術部位を視認しながら、患者の身体の低侵襲切開を通じて、少なくとも1つの着脱可能に連結された外科用ツール17を操作することができる。低侵襲処置中の手術部位の画像(例えば、リアルタイムでストリーミングされる静止画像又はライブ画像)は、医療用撮像デバイス24によって取得することができる。患者側カート20は、撮像デバイス24を操作して、撮像デバイス24を配向することができる。切開外科的処置の画像は、医療用撮像デバイス96によって取得することができる。ロボットハブ22は、外科医のコンソール18、又は外科医若しくは外科手術室16内の他の人によって装着されたARデバイス66上にその後表示するために手術部位の画像を処理する。 FIG. 2 shows an example of a surgical system 2 for performing a surgical procedure on a patient lying on an operating table 14 in a surgical operating room 16. Robotic system 10 is used as part of surgical system 2 in a surgical procedure. Robotic system 10 includes a surgeon's console 18 , a patient cart 20 (surgical robot), and a surgical robot hub 22 . The patient-side cart 20 is removably coupled to at least one patient-side cart 20 through a minimally invasive incision in the patient's body while the surgeon views the surgical site through the surgeon's console 18 or an augmented reality (AR) device 66 worn by the surgeon. surgical tool 17 can be operated. Images of the surgical site during a minimally invasive procedure (eg, still images or live images streamed in real time) may be acquired by medical imaging device 24. Patient-side cart 20 can operate imaging device 24 to orient imaging device 24 . Images of the open surgical procedure may be acquired by medical imaging device 96. The robotic hub 22 processes images of the surgical site for subsequent display on the surgeon's console 18 or an AR device 66 worn by the surgeon or other person within the surgical operating room 16 .

撮像デバイス24、96又はARデバイス66の光学構成要素は、1つ以上の照明源、及び/又は1つ以上のレンズを含み得る。1つ以上の照明源は、術野の一部分を照明するように方向付けられ得る。1つ以上の画像センサは、術野内の組織及び器具から反射又は屈折された光を受信し得る。 The optical components of the imaging device 24, 96 or AR device 66 may include one or more illumination sources and/or one or more lenses. The one or more illumination sources may be directed to illuminate a portion of the surgical field. The one or more image sensors may receive light reflected or refracted from tissue and instruments in the surgical field.

様々な態様では、撮像デバイス24は、低侵襲外科的処置において使用するように構成されている。本開示とともに使用するために適切な撮像デバイスの例としては、関節鏡、血管鏡、気管支鏡、胆道鏡、結腸鏡、膀胱鏡、十二指腸鏡、腸鏡、食道胃十二指腸鏡(胃カメラ)、内視鏡、喉頭鏡、鼻咽喉-腎盂鏡、S状結腸鏡、胸腔鏡、及び尿管鏡が挙げられるが、これらに限定されない。様々な態様では、撮像デバイス96は、切開(侵襲)外科的処置において使用するように構成されている。 In various aspects, imaging device 24 is configured for use in minimally invasive surgical procedures. Examples of imaging devices suitable for use with the present disclosure include arthroscopes, angioscopes, bronchoscopes, cholangioscopes, colonoscopes, cystoscopes, duodenoscopes, enteroscopes, esophagogastroduodenoscopes, endoscopic These include, but are not limited to, endoscopes, laryngoscopes, nasopharyngeal-pyeloscopes, sigmoidoscopes, thoracoscopes, and ureteroscopes. In various aspects, imaging device 96 is configured for use in open (invasive) surgical procedures.

様々な態様では、可視化システム8は、滅菌野に対して戦略的に配置される1つ以上の撮像センサと、1つ以上の画像処理装置と、1つ以上のストレージアレイと、1つ以上のディスプレイとを備える。一態様では、可視化システム8は、HL7、PACS及びEMR用のインターフェースを備える。一態様では、撮像デバイス24は、トポグラフィと下にある構造とを区別するためにマルチスペクトルモニタリングを採用し得る。マルチスペクトル画像は、電磁スペクトルにおいて特定の波長範囲内の画像データを捕捉する。波長は、フィルタによって、又は可視光範囲を超える周波数、例えば、IR、及び紫外からの光を含む特定の波長に対する感度を有する器具によって分離される。スペクトル撮像は、人間の目には見えない情報を抽出することができる。マルチスペクトルモニタリングは、処置された組織に対して試験を実行するための外科用タスクが完了した後に術野を再配置することができる。 In various aspects, visualization system 8 includes one or more imaging sensors strategically positioned relative to the sterile field, one or more image processing devices, one or more storage arrays, and one or more storage arrays. Equipped with a display. In one aspect, visualization system 8 includes interfaces for HL7, PACS, and EMR. In one aspect, imaging device 24 may employ multispectral monitoring to distinguish between topography and underlying structure. Multispectral images capture image data within specific wavelength ranges in the electromagnetic spectrum. The wavelengths are separated by filters or by instruments with sensitivity to specific wavelengths, including light from frequencies beyond the visible light range, such as the IR and ultraviolet. Spectral imaging can extract information invisible to the human eye. Multispectral monitoring can reposition the surgical field after the surgical task is completed to perform tests on the treated tissue.

図2は、手術台14のオペレータに見えるように滅菌野に配置される一次ディスプレイ19を示す。可視化タワー11は、滅菌野の外側に配置され、互いに反対側を向いている第1の非滅菌ディスプレイ7及び第2の非滅菌ディスプレイ9を含む。ハブ6によって誘導される可視化システム8は、ディスプレイ7、9、19を利用して、滅菌野の内側及び外側のオペレータへの情報フローを調整するように構成されている。例えば、ハブ6は、可視化システム8に、一次ディスプレイ19又はARデバイス66上に手術部位のライブ映像を維持しながら、撮像デバイス24、96によって記録される手術部位のAR画像を非滅菌ディスプレイ7、9又はARデバイス66を通じて表示させることができる。非滅菌ディスプレイ7、9は、例えば、非滅菌オペレータが、外科的処置に関連する診断工程を実行することを可能にすることできる。 FIG. 2 shows the primary display 19 placed in the sterile field so as to be visible to the operator at the operating table 14. The visualization tower 11 includes a first non-sterile display 7 and a second non-sterile display 9 located outside the sterile field and facing oppositely from each other. A visualization system 8 guided by the hub 6 is configured to utilize the displays 7, 9, 19 to coordinate the flow of information to operators inside and outside the sterile field. For example, the hub 6 may display an AR image of the surgical site recorded by the imaging device 24 , 96 on the visualization system 8 , while maintaining live footage of the surgical site on the primary display 19 or the AR device 66 , on a non-sterile display 7 , 9 or an AR device 66. The non-sterile displays 7, 9 may, for example, enable a non-sterile operator to perform diagnostic steps associated with a surgical procedure.

図3は、可視化システム8、ロボットシステム10及び手持ち式インテリジェント外科用器具12と通信するハブ6を示す。ハブ6は、ハブディスプレイ35、撮像モジュール38、発電機モジュール40、通信モジュール30、プロセッサモジュール32、ストレージアレイ34、及び手術室マッピングモジュール33を含む。ハブ6は、排煙モジュール26及び/又は吸引/灌注モジュール28を更に含む。様々な態様では、撮像モジュール38は、ARデバイス66を含み、プロセッサモジュール32は統合ビデオプロセッサ及び拡張現実モデラ(例えば、図10に示すようなもの)を含む。モジュール式光源は、様々な撮像デバイスとともに使用するように適合され得る。様々な例では、複数の撮像デバイスを術野の異なる位置に配置して、複数のビューを提供することができる(例えば、非侵襲的、低侵襲的、侵襲的、又は切開外科的処置)。撮像モジュール38は、最適なビューを提供するために撮像デバイス間を切り替えるように構成することができる。種々の態様では、撮像モジュール38は、異なる撮像デバイスからの画像を統合し、本明細書に説明されるような外科的処置の間、拡張現実インタラクティブ体験を提供するように構成することができる。 FIG. 3 shows a hub 6 in communication with a visualization system 8, a robotic system 10, and a hand-held intelligent surgical instrument 12. Hub 6 includes a hub display 35 , an imaging module 38 , a generator module 40 , a communication module 30 , a processor module 32 , a storage array 34 , and an operating room mapping module 33 . Hub 6 further includes a smoke evacuation module 26 and/or a suction/irrigation module 28. In various aspects, imaging module 38 includes an AR device 66 and processor module 32 includes an integrated video processor and augmented reality modeler (eg, as shown in FIG. 10). Modular light sources can be adapted for use with a variety of imaging devices. In various examples, multiple imaging devices can be placed at different locations in the surgical field to provide multiple views (eg, non-invasive, minimally invasive, invasive, or open surgical procedures). Imaging module 38 may be configured to switch between imaging devices to provide an optimal view. In various aspects, imaging module 38 can be configured to integrate images from different imaging devices and provide an augmented reality interactive experience during a surgical procedure as described herein.

図4は、医療施設の1つ以上の手術現場/部屋に位置するモジュール式デバイスをクラウドベースのシステムに接続するように構成されたモジュール式通信ハブ53を含む外科用データネットワーク51を示す。クラウド54は、ストレージデバイス55に連結されたリモートサーバ63(図5)を含むことができる。モジュール式通信ハブ53は、ネットワークルータ61と通信するネットワークハブ57及び/又はネットワークスイッチ59を含む。モジュール式通信ハブ53は、データを処理するためにローカルコンピュータシステム60に連結される。手術現場のモジュール式デバイス1a~1nは、モジュール式通信ハブ53に連結され得る。ネットワークハブ57及び/又はネットワークスイッチ59は、ネットワークルータ61に連結されて、デバイス1a~1nをクラウド54又はローカルコンピュータシステム60に接続することができる。デバイス1a~1nに関連付けられたデータは、リモートデータ処理及び操作のためにルータを介してクラウドベースのコンピュータに転送されてもよい。手術現場デバイス1a~1nは、有線チャネル又は無線チャネルを介してモジュール式通信ハブ53に接続され得る。外科用データネットワーク51環境は、本明細書で説明されるように、外科的処置中に拡張現実インタラクティブ体験を提供するために、特に、術野の拡張画像を1つ以上のリモートディスプレイ58に提供するために採用されてもよい。 FIG. 4 shows a surgical data network 51 that includes a modular communications hub 53 configured to connect modular devices located in one or more surgical sites/rooms of a medical facility to a cloud-based system. Cloud 54 may include a remote server 63 (FIG. 5) coupled to storage device 55. Modular communications hub 53 includes a network hub 57 and/or network switch 59 that communicates with network router 61 . Modular communication hub 53 is coupled to local computer system 60 for processing data. Modular devices 1a-1n at the surgical site may be coupled to a modular communication hub 53. Network hub 57 and/or network switch 59 may be coupled to network router 61 to connect devices 1a-1n to cloud 54 or local computer system 60. Data associated with devices 1a-1n may be transferred via a router to a cloud-based computer for remote data processing and manipulation. Surgical site devices 1a-1n may be connected to modular communication hub 53 via wired or wireless channels. Surgical data network 51 environment specifically provides augmented images of the surgical field to one or more remote displays 58 to provide an augmented reality interactive experience during a surgical procedure, as described herein. may be employed to do so.

図5は、コンピュータ実装インタラクティブ外科用システム50を示す。コンピュータ実装インタラクティブ外科用システム50は、多くの点で、コンピュータ実装インタラクティブ外科用システム1と類似している。コンピュータ実装インタラクティブ外科用システム50は、多くの点で外科用システム2と類似する1つ以上の外科用システム52を含む。各外科用システム52は、リモートサーバ63を含み得るクラウド54と通信する少なくとも1つの外科用ハブ56を備える。一態様では、コンピュータ実装インタラクティブ外科用システム50は、例えば、インテリジェント外科用器具、ロボット及び手術現場内に位置する他のコンピュータ化デバイス等の複数の手術現場デバイスに接続されたモジュール式制御タワー23を備える。図6に示すように、モジュール式制御タワー23は、コンピュータシステム60に連結されたモジュール式通信ハブ53を含む。 Figure 5 illustrates a computer-implemented interactive surgical system 50. The computer-implemented interactive surgical system 50 is similar in many respects to the computer-implemented interactive surgical system 1. The computer-implemented interactive surgical system 50 includes one or more surgical systems 52 that are similar in many respects to the surgical system 2. Each surgical system 52 includes at least one surgical hub 56 that communicates with a cloud 54 that may include a remote server 63. In one aspect, the computer-implemented interactive surgical system 50 includes a modular control tower 23 connected to multiple surgical field devices, such as, for example, intelligent surgical instruments, robots, and other computerized devices located within the surgical field. As shown in Figure 6, the modular control tower 23 includes a modular communication hub 53 coupled to a computer system 60.

図5に戻ると、モジュール式制御タワー23は、内視鏡98に連結された撮像モジュール38、エネルギーデバイス99に連結された発電機モジュール27、排煙器モジュール76、吸引/灌注モジュール78、通信モジュール13、プロセッサモジュール15、ストレージアレイ16、任意選択的にディスプレイ39に連結されたスマートデバイス/器具21及びセンサモジュール29に連結されている。手術現場デバイスは、モジュール式制御タワー23を介して、サーバ63、データストレージ55及びディスプレイ58等のクラウドコンピューティングリソースに連結されている。ロボットハブ72もまた、モジュール式制御タワー23、及びサーバ63、データストレージ55、並びにディスプレイ58に接続されてもよい。とりわけ、デバイス/器具21、可視化システム58が、本明細書に記載されるように、有線又は無線通信規格又はプロトコルを介して、モジュール式制御タワー23に連結されてもよい。モジュール式制御タワー23は、撮像モジュール38、デバイス/器具ディスプレイ39及び/又は他の可視化システム58から受信した、現実外科世界上のオーバーレイされた仮想オブジェクトを含む、受信された拡張画像を表示するためにハブディスプレイ65(例えば、モニタ、スクリーン)に連結されてもよい。ハブディスプレイ65はまた、画像及びオーバーレイ画像とともにモジュール式制御タワー23に接続されたデバイスから受信したデータを表示し得る。 Returning to FIG. 5, the modular control tower 23 includes an imaging module 38 coupled to an endoscope 98, a generator module 27 coupled to an energy device 99, a smoke evacuator module 76, an aspiration/irrigation module 78, and a communication The module 13 is coupled to a processor module 15, a storage array 16, a smart device/appliance 21 optionally coupled to a display 39, and a sensor module 29. The surgical site devices are coupled to cloud computing resources such as servers 63, data storage 55, and displays 58 via modular control tower 23. Robotic hub 72 may also be connected to modular control tower 23 and servers 63, data storage 55, and displays 58. Among other things, devices/appliances 21, visualization systems 58 may be coupled to modular control tower 23 via wired or wireless communication standards or protocols, as described herein. Modular control tower 23 is configured to display the received augmented images, including overlaid virtual objects on the real surgical world, received from imaging module 38, device/instrument display 39, and/or other visualization system 58. The hub display 65 (eg, monitor, screen) may also be coupled to the hub display 65 (eg, monitor, screen). Hub display 65 may also display data received from devices connected to modular control tower 23 along with images and overlay images.

図6は、モジュール式制御タワー23に連結された複数のモジュールを含む外科用ハブ56を示す。モジュール式制御タワー23は、例えばネットワーク接続デバイス等のモジュール式通信ハブ53と、例えば拡張外科用情報のローカルでの処理、可視化及び撮像を行うためのコンピュータシステム60とを含む。モジュール式通信ハブ53は、モジュール式通信ハブ53に接続されてもよいモジュール(例えば、デバイス)の数を拡張するために階層化構成で接続されて、モジュールに関連付けられたデータをコンピュータシステム60、クラウドコンピューティングリソース、又はその両方に転送してもよい。モジュール式通信ハブ53内のネットワークハブ/スイッチ57/59の各々は、3つの下流ポート及び1つの上流ポートを含み得る。上流のネットワークハブ/スイッチ57、59は、クラウドコンピューティングリソース及びローカルディスプレイ67への通信接続を提供するためにプロセッサ31に接続されている。クラウド54への通信は、有線通信チャネル又は無線通信チャネルのいずれかを介して行うことができる。 FIG. 6 shows a surgical hub 56 that includes multiple modules coupled to a modular control tower 23. As shown in FIG. Modular control tower 23 includes a modular communication hub 53, such as a network connection device, and a computer system 60, for example, for local processing, visualization, and imaging of advanced surgical information. Modular communications hubs 53 are connected in a layered configuration to expand the number of modules (e.g., devices) that may be connected to modular communications hubs 53 to transmit data associated with the modules to computer systems 60, It may be transferred to a cloud computing resource, or both. Each of the network hubs/switches 57/59 within modular communication hub 53 may include three downstream ports and one upstream port. Upstream network hubs/switches 57 , 59 are connected to processor 31 to provide communication connectivity to cloud computing resources and local display 67 . Communication to cloud 54 can occur via either wired or wireless communication channels.

コンピュータシステム60は、プロセッサ31と、ネットワークインターフェース37とを含む。プロセッサ31は、システムバスを介して、通信モジュール41、ストレージ45、メモリ46、不揮発性メモリ47、及び入力/出力インターフェース48に連結される。システムバスは、様々な利用可能なバスアーキテクチャを使用した、メモリバス若しくはメモリコントローラ、周辺バス若しくは外部バス、及び/又はローカルバスを含む、いくつかのタイプのバス構造のいずれかであってもよい。 Computer system 60 includes a processor 31 and a network interface 37. Processor 31 is coupled to communication module 41, storage 45, memory 46, non-volatile memory 47, and input/output interface 48 via a system bus. The system bus may be any of several types of bus structures, including a memory bus or memory controller, a peripheral or external bus, and/or a local bus using a variety of available bus architectures. .

プロセッサ31は、拡張現実モデラ(例えば、図10に示されるような)を含み、Texas Instrumentsによる商標名ARM Cortexで知られているもの等のシングルコア又はマルチコアプロセッサとして実装されてもよい。一態様では、プロセッサは、例えば、Texas Instrumentsから入手可能なLM4F230H5QR ARM Cortex-M4Fプロセッサコアであってもよい。このプロセッサコアは、最大40MHzの256KBのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を40MHz超に改善するためのプリフェッチバッファ、32KBのシングルサイクルシリアルランダムアクセスメモリ(SRAM)、StellarisWare(登録商標)ソフトウェアを搭載した内部読み出し専用メモリ(ROM)、2KBの電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EEPROM)及び/又は、1つ以上のパルス幅変調(PWM)モジュール、1つ以上の直交エンコーダ入力(QEI)アナログ、12個のアナログ入力チャネルを備える1つ以上の12ビットアナログ-デジタル変換器(ADC)を含む。なお、その詳細は、製品データシートで入手可能である。 Processor 31 includes an augmented reality modeler (eg, as shown in FIG. 10) and may be implemented as a single-core or multi-core processor, such as that known under the trade name ARM Cortex by Texas Instruments. In one aspect, the processor may be, for example, an LM4F230H5QR ARM Cortex-M4F processor core available from Texas Instruments. The processor core includes on-chip memory of 256 KB of single-cycle flash memory or other non-volatile memory up to 40 MHz, a prefetch buffer to improve performance above 40 MHz, 32 KB of single-cycle serial random access memory (SRAM), and StellarisWare Internal Read Only Memory (ROM) with ® software, 2 KB of Electrically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM) and/or one or more Pulse Width Modulation (PWM) modules, one or more quadrature Encoder input (QEI) analog, including one or more 12-bit analog-to-digital converters (ADC) with 12 analog input channels. Further details are available in the product data sheet.

システムメモリとしては、揮発性メモリ及び不揮発性メモリが挙げられる。起動中などにコンピュータシステム内の要素間で情報を転送するための基本ルーチンを含む基本入出力システム(BIOS)は、不揮発性メモリに記憶される。例えば、不揮発性メモリとしては、ROM、プログラマブルROM(PROM)、電気的プログラマブルROM(EPROM)、EEPROM又はフラッシュメモリが挙げられ得る。揮発性メモリとしては、外部キャッシュメモリとして機能するランダムアクセスメモリ(RAM)が挙げられる。更に、RAMは、SRAM、ダイナミックRAM(DRAM)、シンクロナスDRAM(SDRAM)、ダブルデータレートSDRAM(DDR SDRAM)、エンハンスドSDRAM(ESDRAM)、シンクリンクDRAM(SLDRAM)及びダイレクトランバスRAM(DRRAM)などの多くの形態で利用可能である。 System memory includes volatile memory and non-volatile memory. The basic input/output system (BIOS), containing the basic routines for transferring information between elements within a computer system, such as during startup, is stored in non-volatile memory. For example, non-volatile memory may include ROM, programmable ROM (PROM), electrically programmable ROM (EPROM), EEPROM, or flash memory. Volatile memory includes random access memory (RAM), which functions as external cache memory. Furthermore, RAM can be divided into various types such as SRAM, dynamic RAM (DRAM), synchronous DRAM (SDRAM), double data rate SDRAM (DDR SDRAM), enhanced SDRAM (ESDRAM), sink link DRAM (SLDRAM), and direct RAM bus RAM (DRRAM). Available in many forms.

コンピュータシステム60はまた、着脱可能/着脱不可能な揮発性/不揮発性のコンピュータストレージ媒体、例えばディスクストレージ等を含む。ディスク記憶装置としては、磁気ディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、テープドライブ、Jazドライブ、Zipドライブ、LS-60ドライブ、フラッシュメモリカード又はメモリスティックのような装置が挙げられるが、これらに限定されない。加えて、ディスク記憶装置は、上記の記憶媒体を、独立して、又は他の記憶媒体との組み合わせで含むことができる。他の記憶媒体としては、コンパクトディスクROM装置(CD-ROM)、コンパクトディスク記録可能ドライブ(CD-Rドライブ)、コンパクトディスク書き換え可能ドライブ(CD-RWドライブ)若しくはデジタル多用途ディスクROMドライブ(DVD-ROM)などの光ディスクドライブが挙げられるがこれらに限定されない。ディスク記憶装置のシステムバスへの接続を容易にするために、着脱可能な又は着脱不可能なインターフェースが用いられてもよい。 Computer system 60 also includes removable/non-removable, volatile/non-volatile computer storage media, such as disk storage. Disk storage devices include, but are not limited to, devices such as magnetic disk drives, floppy disk drives, tape drives, Jaz drives, Zip drives, LS-60 drives, flash memory cards, or memory sticks. Additionally, a disk storage device can include any of the storage media described above, either independently or in combination with other storage media. Other storage media include compact disc ROM devices (CD-ROMs), compact disc recordable drives (CD-R drives), compact disc rewritable drives (CD-RW drives), or digital versatile disc ROM drives (DVD-ROM drives). Examples include, but are not limited to, optical disk drives such as ROM). Removable or non-removable interfaces may be used to facilitate connection of disk storage devices to the system bus.

様々な態様では、図6のコンピュータシステム60、図4~図6の撮像モジュール38、及び/又は可視化システム58、及び/又はプロセッサモジュール15は、画像プロセッサ、画像処理エンジン、画像処理装置(GPU)、メディアプロセッサ、又はデジタル画像の処理に使用される任意の専用デジタル信号プロセッサ(DSP)を含んでもよい。画像プロセッサは、単一命令複数データ(SIMD)、又は複数命令複数データ(MIMD)技術を用いた並列コンピューティングを用いて速度及び効率を高めることができる。デジタル画像処理エンジンは、様々なタスクを実施することができる。画像プロセッサは、マルチコアプロセッサアーキテクチャを備えるチップ上のシステムであってもよい。 In various aspects, computer system 60 of FIG. 6, imaging module 38 and/or visualization system 58 of FIGS. 4-6, and/or processor module 15 may include an image processor, image processing engine, image processing unit (GPU). , a media processor, or any dedicated digital signal processor (DSP) used to process digital images. Image processors can use parallel computing using single instruction multiple data (SIMD) or multiple instruction multiple data (MIMD) techniques to increase speed and efficiency. Digital image processing engines can perform a variety of tasks. The image processor may be a system on a chip with a multi-core processor architecture.

図7は、撮像モジュール38と外科用ハブディスプレイ67との間の通信経路内に配置された中間信号結合器64を含む拡張現実システム263を示す。信号結合器64は、撮像モジュール38及び/又はARデバイス66から受信された音声及び/又は画像データを組み合わせる。外科用ハブ56は、結合器64から組み合わされたデータを受信し、ディスプレイ67に提供されたデータをオーバーレイし、オーバーレイされたデータが表示される。撮像デバイス68はデジタルビデオカメラであってもよく、オーディオデバイス69はマイクロフォンであってもよい。信号結合器64は、外科用ハブ56がディスプレイ67上にデータをオーバーレイすることを可能にするコンソールへのディスプレイ67の通信経路内に配置されたARデバイス66に連結するための無線ヘッドアップディスプレイアダプタを含み得る。 FIG. 7 shows an augmented reality system 263 that includes an intermediate signal combiner 64 disposed in the communication path between the imaging module 38 and the surgical hub display 67. Signal combiner 64 combines audio and/or image data received from imaging module 38 and/or AR device 66 . Surgical hub 56 receives the combined data from combiner 64 and overlays the data provided to display 67, where the overlaid data is displayed. Imaging device 68 may be a digital video camera and audio device 69 may be a microphone. Signal combiner 64 is a wireless head-up display adapter for coupling to an AR device 66 located within the communication path of display 67 to the console that allows surgical hub 56 to overlay data onto display 67. may include.

図8は、撮像モジュールと外科用ハブディスプレイとの間の通信経路内に配置された中間信号結合器を含む拡張現実(AR)システムを示す。図8は、外科用ハブ56にデータを通信するために外科医73によって装着されるARデバイス66を示す。ARデバイス66の周辺情報は、アクティブ映像を含まない。むしろ、周辺情報は、デバイス設定、又はリフレッシュレートの同じ要求を有さない信号のみを含む。相互作用は、術前コンピュータ断層撮影(CT)又は外科用ハブ56内でリンクされた他のデータとのリンクに基づいて、外科医73の情報を拡張させ得る。ARデバイス66は、構造を識別することができ、例えば、器具が神経、血管、又は癒着に触れているかどうかを尋ねることができる。ARデバイス66は、術前スキャンデータ、光学ビュー、処置全体を通して取得される組織調査特性、及び/又は回答を提供するために使用される外科用ハブ56における処理を含み得る。外科医73は、報告又はフォローアップにおける後の使用のためにハブストレージ45内に患者データとともに保存されるように、ARデバイス66にメモを書き取ることができる。 FIG. 8 shows an augmented reality (AR) system that includes an intermediate signal combiner positioned in a communication path between an imaging module and a surgical hub display. FIG. 8 shows an AR device 66 worn by a surgeon 73 to communicate data to the surgical hub 56. The peripheral information of the AR device 66 does not include active video. Rather, the peripheral information includes only signals that do not have the same requirements for device settings or refresh rates. The interaction may enhance the surgeon's 73 information based on linking with preoperative computed tomography (CT) or other data linked within the surgical hub 56. The AR device 66 can identify structures, for example, can ask if the instrument is touching a nerve, blood vessel, or adhesion. AR device 66 may include preoperative scan data, optical views, tissue investigation characteristics acquired throughout the procedure, and/or processing at surgical hub 56 that is used to provide answers. Surgeon 73 may write notes on AR device 66 to be saved with patient data in hub storage 45 for later use in reporting or follow-up.

外科医73によって装着されるARデバイス66は、オーバーレイの必要性を回避するために、聴覚及び視覚情報を用いて外科用ハブ56にリンクし、視野の周辺の周りに表示される情報のカスタマイズを可能にする。ARデバイス66は、デバイス(例えば、器具)からの信号を提供し、デバイス設定又は象限若しくは位置を識別するためにビデオとリンクされた位置情報に関するクエリに回答する。ARデバイス66は、ARデバイス66からの音声制御及び音声フィードバックを有する。ARデバイス66は、手術現場内の他のシステムと相互作用することができ、外科医73がどこを視認しても利用可能なフィードバック及び相互作用を有することができる。例えば、ARデバイス66は、外科医から音声又はジェスチャ開始コマンド及びクエリを受信してもよく、ARデバイス66は、音声、視覚、又は触覚タッチを含む1つ以上のモダリティの形態でフィードバックを提供してもよい。 An AR device 66 worn by the surgeon 73 links to the surgical hub 56 with audio and visual information to avoid the need for overlays and allows customization of information displayed around the periphery of the field of view. Make it. AR device 66 provides signals from devices (eg, fixtures) and answers queries regarding device settings or location information linked with video to identify quadrants or locations. AR device 66 has audio control and audio feedback from AR device 66 . The AR device 66 can interact with other systems within the surgical site and can have feedback and interaction available wherever the surgeon 73 looks. For example, AR device 66 may receive audio or gesture initiation commands and queries from a surgeon, and AR device 66 may provide feedback in the form of one or more modalities including audio, visual, or tactile touch. Good too.

図9は、ARデバイス66を装着している外科医73、患者74を示し、手術室75内にカメラ96を含んでもよい。外科医73によって装着されるARデバイス66は、拡張現実ディスプレイ89を通して、又はハブ接続ディスプレイ67を通して、術野のリアルタイム画像上にオーバーレイされる仮想オブジェクトを外科医73に提示するために使用されてもよい。リアルタイム画像は、外科用器具77の一部を含んでもよい。仮想オブジェクトは、手術室75内の他者(例えば、外科助手又は看護師)には可視でない場合があるが、彼らもまた、ARデバイス66を装着し得る。別の人がARデバイス66を用いて手術室75を視認している場合であっても、その人は、仮想オブジェクトを見ることができない場合があるか、又は外科医73と共有される拡張現実において仮想オブジェクトを見ることができる場合があるか、又は(例えば、外科医73に固有のカスタマイゼーションに従って)仮想オブジェクトの修正バージョンを見ることができる場合があるか、又は異なる仮想オブジェクトを見る場合がある。 FIG. 9 shows a surgeon 73 and a patient 74 wearing an AR device 66 and may include a camera 96 within the operating room 75. AR device 66 worn by surgeon 73 may be used to present virtual objects to surgeon 73 that are overlaid on real-time images of the surgical field, either through augmented reality display 89 or through hub-connected display 67. The real-time image may include a portion of the surgical instrument 77. The virtual object may not be visible to others in the operating room 75 (eg, surgical assistants or nurses), although they may also be wearing the AR device 66. Even if another person is viewing the operating room 75 using an AR device 66, that person may not be able to see the virtual objects or in the augmented reality shared with the surgeon 73. It may be possible to view the virtual object, or it may be possible to view a modified version of the virtual object (eg, according to customization specific to the surgeon 73), or it may be possible to view a different virtual object.

仮想オブジェクト及び/又はデータは、外科用器具77の一部上に、又は撮像モジュール38、低侵襲外科的処置中の撮像デバイス68、及び/又は切開外科的処置中のカメラ96によって捕捉された手術視野内に現れるように構成され得る。図示の例では、撮像モジュール38は、低侵襲外科的処置中に外科領域のライブ映像を提供する腹腔鏡カメラである。ARシステムは、ARシステムの1人又は複数の視認者(例えば、外科医73)の視点に関係なく、実オブジェクトに固定される仮想オブジェクトを提示してもよい。例えば、仮想オブジェクトは、手術室75内のARシステムの視認者に可視であってもよく、手術室75外のARシステムの視認者に可視でなくてもよい。仮想オブジェクトは、視認者が手術室75に入ったときに、手術室75外の視認者に表示されてもよい。拡張画像は、外科用ハブディスプレイ67又は拡張現実ディスプレイ89に表示されてもよい。 The virtual objects and/or data may be captured on a portion of the surgical instrument 77 or by the imaging module 38, the imaging device 68 during a minimally invasive surgical procedure, and/or the camera 96 during an open surgical procedure. It may be configured to appear within the field of view. In the illustrated example, imaging module 38 is a laparoscopic camera that provides live video of the surgical field during a minimally invasive surgical procedure. The AR system may present virtual objects that are fixed to real objects regardless of the perspective of one or more viewers of the AR system (eg, surgeon 73). For example, the virtual object may be visible to a viewer of the AR system within the operating room 75 and may not be visible to a viewer of the AR system outside the operating room 75. The virtual object may be displayed to a viewer outside the operating room 75 when the viewer enters the operating room 75. The augmented image may be displayed on surgical hub display 67 or augmented reality display 89.

ARデバイス66は、単一スクリーン又は2つのスクリーン(例えば、ユーザの目毎に1つ)等の1つ以上のスクリーン又はレンズを含んでもよい。スクリーンは、仮想オブジェクトを表示している間に実環境の態様が可視であるように、光がスクリーンを通過することを可能にし得る。仮想オブジェクトは、光を投影することによって外科医73に可視になり得る。仮想オブジェクトは、ある程度の透明度を有するように見えてもよく、又は不透明であってもよい(すなわち、実環境の態様を遮断する)。 AR device 66 may include one or more screens or lenses, such as a single screen or two screens (eg, one for each eye of the user). The screen may allow light to pass through the screen so that aspects of the real environment are visible while displaying the virtual object. The virtual object may become visible to the surgeon 73 by projecting light. Virtual objects may appear to have some degree of transparency, or may be opaque (ie, occlude aspects of the real environment).

ARシステムは、1人以上の視認者に可視であってもよく、ビュー間で共通のいくつかの態様を保持しながら、1人以上の視認者に利用可能なビュー間の差異を含んでもよい。例えば、ヘッドアップディスプレイは、2つのビューの間で変化し得るが、仮想オブジェクト及び/又はデータは、両方のビュー内の実オブジェクト又は領域に固定され得る。オブジェクトの色、照明、又は他の変更等の態様は、少なくとも1つの仮想オブジェクトの固定位置を変更することなくビュー間で行われ得る。 The AR system may be visible to one or more viewers and may include differences between views that are available to one or more viewers while retaining some aspects common between the views. . For example, a heads-up display may change between two views, but virtual objects and/or data may be fixed to real objects or regions in both views. Aspects such as object color, lighting, or other changes may be made between views without changing the fixed position of the at least one virtual object.

ユーザは、ARシステム内に提示される仮想オブジェクト及び/又はデータを、不透明として、又はあるレベルの透明度を含むものとして見ることができる。一例では、ユーザは、仮想オブジェクトを第1の位置から第2の位置に移動させること等によって、仮想オブジェクトと相互作用することができる。例えば、ユーザは、自身の手でオブジェクトを動かしてもよい。これは、(例えば、ARデバイスカメラ79又は別個の96等のARデバイス66上に搭載されてもよく、静的であってもよく、又は移動するように制御されてもよい、1つ以上のカメラを使用して)手がオブジェクトと一致又は隣接する位置に移動したことを判定し、それに応じてオブジェクトを移動させることによって、ARシステムにおいて仮想的に行われてもよい。仮想態様は、実世界オブジェクトの仮想表現を含んでもよく、又は照明効果等の視覚効果を含んでもよい。ARシステムは、仮想オブジェクトを重力又は摩擦に曝す等、仮想オブジェクトの挙動を支配するための規則を含んでもよく、又は実世界の物理的制約(例えば、浮遊オブジェクト、永久運動等)を否定する他の事前定義された規則を含んでもよい。ARデバイス66は、ARデバイス66上にカメラ79を含み得る(ARデバイス66とは別個のカメラ96と混同されるべきではない)。ARデバイスカメラ79又はカメラ96は、赤外線カメラ、赤外線フィルタ、可視光フィルタ、複数のカメラ、深度カメラ等を含み得る。ARデバイス66は、ユーザが視認することができる実環境の表現の上に仮想アイテムを投影し得る。 A user may view virtual objects and/or data presented within an AR system as opaque or as containing some level of transparency. In one example, a user can interact with a virtual object, such as by moving the virtual object from a first position to a second position. For example, the user may move the object with his/her hand. This may include one or more cameras, which may be mounted on the AR device 66 (such as an AR device camera 79 or a separate 96), which may be static, or may be controlled to move. This may be done virtually in an AR system by determining (using a camera) that the hand has moved into a position coincident with or adjacent to an object and moving the object accordingly. Virtual aspects may include virtual representations of real-world objects or may include visual effects such as lighting effects. AR systems may include rules to govern the behavior of virtual objects, such as subjecting them to gravity or friction, or otherwise negating real-world physical constraints (e.g., floating objects, perpetual motion, etc.) may include predefined rules. AR device 66 may include a camera 79 on AR device 66 (not to be confused with camera 96, which is separate from AR device 66). The AR device camera 79 or camera 96 may include an infrared camera, an infrared filter, a visible light filter, multiple cameras, a depth camera, and the like. AR device 66 may project virtual items onto a representation of the real environment that can be viewed by a user.

ARデバイス66は、例えば、外科医73によって患者74に対して行われる外科的処置中に手術室75内で使用され得る。ARデバイス66は、外科医の視覚を拡張するために、外科的処置中の仮想オブジェクト等の仮想オブジェクトを投影又は表示してもよい。外科医73は、ARデバイス66、ARデバイス66のためのリモートコントローラを使用して仮想オブジェクトを視認してもよく、又は、例えば、ARデバイス66のカメラ79によって認識される仮想オブジェクト又はジェスチャと「相互作用」するために手を使用して、仮想オブジェクトと相互作用してもよい。仮想オブジェクトは、外科用器具77等の外科用ツールを拡張することができる。例えば、仮想オブジェクトは、(ARデバイス66を通して仮想オブジェクトを視認する外科医73に対して)外科用器具77と連結されるように、又は外科用器具77から固定距離のままであるように見えてもよい。別の例では、仮想オブジェクトは、外科用器具77を案内するために使用されてもよく、患者74に固定されているように見えてもよい。特定の例では、仮想オブジェクトは、術野における他の仮想又は実世界のオブジェクトの動きに反応し得る。例えば、仮想オブジェクトは、外科医が仮想オブジェクトに近接して外科用器具を操作しているときに変更され得る。 AR device 66 may be used, for example, within operating room 75 during a surgical procedure performed on patient 74 by surgeon 73. AR device 66 may project or display virtual objects, such as virtual objects during a surgical procedure, to augment the surgeon's vision. The surgeon 73 may view the virtual object using the AR device 66 , a remote controller for the AR device 66 , or “interact” with the virtual object or gesture recognized by the camera 79 of the AR device 66 , for example. The hands may be used to interact with virtual objects. The virtual object can extend a surgical tool, such as surgical instrument 77. For example, the virtual object may appear to be coupled to or remain a fixed distance from the surgical instrument 77 (to the surgeon 73 viewing the virtual object through the AR device 66). good. In another example, virtual objects may be used to guide surgical instruments 77 and may appear fixed to patient 74. In certain examples, virtual objects may react to movement of other virtual or real-world objects in the surgical field. For example, a virtual object may be modified when a surgeon is manipulating a surgical instrument in close proximity to the virtual object.

拡張現実ディスプレイシステム撮像デバイス38は、外科的処置の間、外科領域の実画像を捕捉する。拡張現実ディスプレイ89、67は、外科領域の実画像上への外科用器具77の動作態様のオーバーレイを提示する。外科用器具77は、ARデバイス66上の通信回路233を介して外科用器具77からARデバイス66に動作態様及び機能データを通信するための通信回路231を含む。外科用器具77及びARデバイス66は、矢印B、Cによって示されるように、回路231、233の間のRF無線通信において示されているが、他の通信技術(例えば、有線、超音波、赤外線等)が採用されてもよい。オーバーレイは、アクティブに可視化されている外科用器具77の動作態様に関連する。オーバーレイは、外科領域における組織相互作用の態様を外科用器具77からの機能データと組み合わせる。ARデバイス66のプロセッサ部分は、外科用器具77から動作態様及び機能データを受信し、外科用器具77の動作に関連するオーバーレイを決定し、外科領域内の組織の態様を外科用器具77からの機能データと組み合わせるように構成される。拡張画像は、デバイス性能考慮事項に関するアラート、不適合な使用のアラート、不完全な捕捉に関するアラートを示す。不適合な使用には、範囲外の組織状態及びエンドエフェクタのジョー内で不正確にバランスされた組織が含まれる。追加の拡張画像は、組織張力のインジケーション及び異物検出のインジケーションを含む付随事象のインジケーションを提供する。他の拡張画像は、デバイス状況オーバーレイ及び器具インジケーションを示す。 Augmented reality display system imaging device 38 captures a real image of the surgical field during the surgical procedure. Augmented reality displays 89, 67 present an overlay of the operational aspects of surgical instrument 77 on the real image of the surgical field. Surgical instrument 77 includes communication circuitry 231 for communicating operational aspects and functional data from surgical instrument 77 to AR device 66 via communication circuitry 233 on AR device 66. Although surgical instrument 77 and AR device 66 are shown in RF wireless communication between circuits 231, 233 as indicated by arrows B, C, other communication techniques (e.g., wired, ultrasonic, infrared, etc.) may be employed. The overlay relates to the operational aspects of surgical instrument 77 that are actively visualized. The overlay combines aspects of tissue interaction in the surgical field with functional data from surgical instrument 77. The processor portion of the AR device 66 is configured to receive operational aspects and functional data from the surgical instrument 77, determine an overlay related to the operation of the surgical instrument 77, and combine aspects of tissue within the surgical field with the functional data from the surgical instrument 77. The augmented images show alerts for device performance considerations, incompatible use alerts, and incomplete capture alerts. Incompatible use includes out of range tissue conditions and tissue incorrectly balanced within the jaws of the end effector. Additional augmented images provide indications of contingencies, including an indication of tissue tension and an indication of foreign body detection. Other augmented images show device status overlays and instrument indications.

図10は、本開示の少なくとも一態様による、ARディスプレイ89を使用して情報とともに術野の画像を拡張するためのシステム83を示す。システム83は、例えば、プロセッサ85を使用することによって、以下で説明される技術を実行するために使用され得る。システム83は、データベース93と通信することができるARデバイス66の一態様を含む。ARデバイス66は、プロセッサ85、メモリ87、ARディスプレイ89、及びカメラ79を含む。ARデバイス66は、センサ90、スピーカ91、及び/又は触覚コントローラ92を含んでもよい。データベース93は、画像ストレージ94又は術前計画ストレージ95を含んでもよい。 10 illustrates a system 83 for augmenting an image of a surgical field with information using an AR display 89, according to at least one aspect of the present disclosure. The system 83 may be used to perform the techniques described below, for example, by using a processor 85. The system 83 includes an aspect of an AR device 66 that can communicate with a database 93. The AR device 66 includes a processor 85, a memory 87, an AR display 89, and a camera 79. The AR device 66 may include a sensor 90, a speaker 91, and/or a haptic controller 92. The database 93 may include an image storage 94 or a preoperative planning storage 95.

ARデバイス66のプロセッサ85は、拡張現実モデラ86を含む。拡張現実モデラ86は、拡張現実環境を作成するために、プロセッサ85によって使用され得る。例えば、拡張現実モデラ86は、カメラ79又はセンサ90等から、術野内の器具の画像を受信し、手術視野の表示画像内に収まるように拡張現実環境を作成してもよい。別の例では、物理的オブジェクト及び/又はデータは、手術視野及び/又は外科用器具画像上にオーバーレイされてもよく、拡張現実モデラ86は、物理的オブジェクト及びデータを使用して、仮想オブジェクト及び/又はデータの拡張現実ディスプレイを拡張現実環境内に提示してもよい。例えば、拡張現実モデラ86は、患者の手術部位で器具を使用又は検出し、外科用器具上の仮想オブジェクト及び/又はデータ、及び/又はカメラ79によって捕捉された手術視野内の手術部位の画像を提示してもよい。ARディスプレイ89は、実環境にオーバーレイされたAR環境を表示してもよい。ディスプレイ89は、AR環境内の固定位置等にあるARデバイス66を使用して、仮想オブジェクト及び/又はデータを示すことができる。 Processor 85 of AR device 66 includes an augmented reality modeler 86 . Augmented reality modeler 86 may be used by processor 85 to create an augmented reality environment. For example, augmented reality modeler 86 may receive images of instruments within the surgical field, such as from camera 79 or sensor 90, and create an augmented reality environment to fit within the displayed image of the surgical field of view. In another example, physical objects and/or data may be overlaid on the surgical field of view and/or surgical instrument images, and augmented reality modeler 86 uses the physical objects and data to create virtual objects and /Or an augmented reality display of the data may be presented within an augmented reality environment. For example, augmented reality modeler 86 uses or detects instruments at a patient's surgical site and displays virtual objects and/or data on the surgical instruments and/or images of the surgical site within the surgical field of view captured by camera 79. May be presented. The AR display 89 may display an AR environment overlaid on the real environment. Display 89 may show virtual objects and/or data using AR device 66, such as at a fixed location within the AR environment.

ARデバイス66は、赤外線センサ等のセンサ90を含むことができる。カメラ79又はセンサ90は、外科医又は他のユーザによるジェスチャ等の動きを検出するために使用されてもよく、動きは、プロセッサ85によって、ユーザによる仮想ターゲットとの試みられた又は意図された相互作用として解釈されてもよい。プロセッサ85は、カメラ79を使用して受信された情報を処理すること等によって、実環境内のオブジェクトを識別することができる。他の態様では、センサ90は、拡張環境を作成するために様々なデータフィードと組み合わされ得る対応する信号を生成するための触覚センサ、可聴センサ、化学センサ、又は熱センサであり得る。センサ90は、バイノーラルオーディオセンサ(空間音)、慣性測定(加速度計、ジャイロスコープ、磁力計)センサ、環境センサ、深度カメラセンサ、手及び視線追跡センサ、並びに音声コマンド認識機能を含み得る。 AR device 66 may include a sensor 90, such as an infrared sensor. Camera 79 or sensor 90 may be used to detect movements, such as gestures by a surgeon or other user, which are determined by processor 85 to indicate an attempted or intended interaction by the user with a virtual target. may be interpreted as Processor 85 may identify objects in the real environment, such as by processing information received using camera 79. In other aspects, sensors 90 may be tactile, audible, chemical, or thermal sensors to generate corresponding signals that may be combined with various data feeds to create an augmented environment. Sensors 90 may include binaural audio sensors (spatial sounds), inertial measurement (accelerometers, gyroscopes, magnetometers) sensors, environmental sensors, depth camera sensors, hand and eye tracking sensors, and voice command recognition capabilities.

ARディスプレイ89は、例えば、外科的処置中に、術野がARディスプレイ89を通して視認されることを可能にしながら、術野内等に、患者の解剖学的態様によって隠される物理的特徴に対応する仮想特徴を提示してもよい。仮想特徴は、物理的特徴の第1の物理的位置又は配向に対応する仮想位置又は配向を有し得る。一例では、仮想特徴の仮想位置又は配向は、物理的特徴の第1の物理的位置又は配向からのオフセットを含み得る。オフセットは、拡張現実ディスプレイからの所定の距離、拡張現実ディスプレイから解剖学的態様までの相対距離等を含んでもよい。 The AR display 89 may present virtual features corresponding to physical features obscured by the patient's anatomical features, such as within a surgical field, while allowing the surgical field to be viewed through the AR display 89 during a surgical procedure. The virtual features may have a virtual position or orientation corresponding to a first physical position or orientation of the physical features. In one example, the virtual position or orientation of the virtual features may include an offset from the first physical position or orientation of the physical features. The offset may include a predetermined distance from the augmented reality display, a relative distance from the augmented reality display to the anatomical features, etc.

一例では、ARデバイス66は、個々のARデバイスであり得る。一態様では、ARデバイス66は、ワシントン州レドモンドのMicrosoftによって製造されたHoloLens 2 ARデバイスであってもよい。このARデバイス66は、レンズ及びバイノーラルオーディオ特徴(空間音)を伴うバイザと、慣性測定(加速度計、ジャイロスコープ、磁力計)と、環境センサと、深度カメラと、ビデオカメラと、手及び視線追跡と、音声コマンド認識機能とを含む。それは、鏡を使用して導波路を着用者の目の前に向けることによって、高解像度で改善された視野を提供する。画像は、ミラーの角度を変えることによって拡大することができる。それはまた、ユーザを認識し、特定のユーザのためにレンズ幅を調整するための視線追跡を提供する。 In one example, AR device 66 may be an individual AR device. In one aspect, AR device 66 may be a HoloLens 2 AR device manufactured by Microsoft of Redmond, Washington. This AR device 66 includes a visor with lens and binaural audio features (spatial sounds), inertial measurements (accelerometer, gyroscope, magnetometer), environmental sensors, depth camera, video camera, hand and eye tracking. and a voice command recognition function. It provides improved vision with high resolution by using mirrors to direct the waveguide in front of the wearer's eyes. The image can be enlarged by changing the angle of the mirror. It also provides eye tracking to recognize users and adjust lens width for specific users.

別の例では、ARデバイス66は、Snapchat Spectacles 3 ARデバイスであり得る。このARデバイスは、ペア画像を捕捉し、3D深度マッピングを再作成し、仮想効果を追加し、3Dビデオを再生する能力を提供する。ARデバイスは、60fpsで3D写真及びビデオを捕捉するための2つのHDカメラを含み、一方、4つの内蔵マイクロフォンは、没入型高忠実度オーディオを記録する。両方のカメラからの画像を組み合わせて、ユーザの周りの実世界の幾何学的マップを構築し、奥行き知覚の新しい感覚を提供する。写真及びビデオは、外部ディスプレイデバイスに無線で同期され得る。 In another example, AR device 66 may be a Snapchat Spectacles 3 AR device. This AR device provides the ability to capture paired images, recreate 3D depth mapping, add virtual effects, and play 3D videos. The AR device includes two HD cameras to capture 3D photos and videos at 60fps, while four built-in microphones record immersive high-fidelity audio. Images from both cameras are combined to build a geometric map of the real world around the user, providing a new sense of depth perception. Photos and videos can be wirelessly synced to an external display device.

更に別の例では、ARデバイス66は、GoogleによるGlass 2 ARデバイスであり得る。このARデバイスは、情報を補足するためにレンズ(視野外)上にオーバーレイされた慣性測定(加速度計、ジャイロスコープ、磁力計)情報を提供する。 In yet another example, AR device 66 may be a Glass 2 AR device by Google. This AR device provides inertial measurement (accelerometer, gyroscope, magnetometer) information overlaid on the lens (outside the field of view) to supplement the information.

別の例では、ARデバイス66は、AmazonによるEcho Frames ARデバイスであり得る。このARデバイスは、カメラ/ディスプレイを有しない。マイクロフォン及びスピーカはAlexaにリンクされる。このARデバイスは、ヘッドアップディスプレイよりも機能が少ない。 In another example, AR device 66 may be an Echo Frames AR device by Amazon. This AR device has no camera/display. The microphone and speaker are linked to Alexa. This AR device has fewer features than a head-up display.

更に別の例では、ARデバイス66は、North(Google)によるFocals ARデバイスであり得る。このARデバイスは、通知プッシャ/スマートウォッチアナログ、慣性測定、情報(天気、カレンダ、メッセージ)のスクリーンオーバーレイ、音声制御(Alexa)統合を提供する。このARデバイスは、基本的なヘッドアップディスプレイ機能を提供する。 In yet another example, AR device 66 may be a Focals AR device by North (Google). This AR device offers notification pusher/smartwatch analog, inertial measurements, screen overlays of information (weather, calendar, messages), and voice control (Alexa) integration. This AR device provides basic head-up display functionality.

別の例では、ARデバイス66は、Nreal ARデバイスであり得る。このARデバイスは、空間音、2つの環境カメラ、写真カメラ、IMU(加速度計、ジャイロスコープ)、周辺光センサ、近接センサ機能を含む。nebulaは、アプリケーション情報をレンズ上に投影する。 In another example, AR device 66 may be a Nreal AR device. This AR device includes spatial sound, two environmental cameras, a photo camera, an IMU (accelerometer, gyroscope), an ambient light sensor, and a proximity sensor function. nebula projects application information onto the lens.

様々な他の例では、ARデバイス66は、以下の市販のARデバイス、すなわち、Magic Leap 1、Epson Moverio、Vuzix Blade AR、ZenFone AR、Microsoft AR眼鏡プロトタイプ、EyeTapのうちのいずれか1つであってもよく、これにより、環境の光と同一直線上の光を直接網膜に作成する。ビームスプリッタは、例えば、情報を処理しオーバーレイするために、コンピュータに目に見える同じ光を利用可能にする。AR可視化システムは、HUD、コンタクトレンズ、眼鏡、仮想現実(VR)ヘッドセット、仮想網膜ディスプレイ、手術室内ディスプレイ、及び/又はスマートコンタクトレンズ(バイオニックレンズ)を含む。 In various other examples, the AR device 66 is any one of the following commercially available AR devices: Magic Leap 1, Epson Moverio, Vuzix Blade AR, ZenFone AR, Microsoft AR Glasses Prototype, EyeTap. This creates light that is collinear with the light of the environment directly on the retina. A beam splitter, for example, makes the same visible light available to a computer for processing and overlaying information. AR visualization systems include HUDs, contact lenses, glasses, virtual reality (VR) headsets, virtual retinal displays, operating room displays, and/or smart contact lenses (bionic lenses).

ARデバイス66のためのマルチユーザインターフェースは、目の前のスクリーン上ではなく網膜上に直接描画されるラスタディスプレイ等の仮想網膜ディスプレイ、スマートテレビ、スマートフォン、及び/又はSony空間ディスプレイシステム等の空間ディスプレイを含む。 The multi-user interface for the AR device 66 includes virtual retinal displays such as raster displays that are drawn directly on the retina rather than on a screen in front of the eyes, spatial displays such as smart TVs, smartphones, and/or Sony Spatial Display Systems. including.

他のAR技術は、例えば、AR捕捉デバイス及びソフトウェアアプリケーション、AR作成デバイス及びソフトウェアアプリケーション、並びにARクラウドデバイス及びソフトウェアアプリケーションを含んでもよい。AR捕捉デバイス及びソフトウェアアプリケーションは、例えば、Apple Polycam app、Ubiquity 6(Display.land appを使用するMirrorworld)を含み、ユーザは、(3Dモデルを作成するために)実世界の3d画像をスキャンし、取得することができる。AR作成デバイス及びソフトウェアアプリケーションは、例えば、Adobe Aero、Vuforia、ARToolKit、Google ARCore、Apple ARKit、MAXST、Aurasma、Zappar、Blipparを含む。ARクラウドデバイス及びソフトウェアアプリケーションは、例えば、Facebook、Google(world geometry、objection recognition、predictive data)、Amazon AR Cloud(commerce)、Microsoft Azure、Samsung Project Whare、Niantic、Magic Leapを含む。 Other AR technologies may include, for example, AR capture devices and software applications, AR creation devices and software applications, and AR cloud devices and software applications. AR capture devices and software applications include, for example, Apple Polycam app, Ubiquity 6 (Mirrorworld using Display.land app), in which the user scans a 3D image of the real world (to create a 3D model); can be obtained. AR creation devices and software applications include, for example, Adobe Aero, Vuforia, ARToolKit, Google ARCore, Apple ARKit, MAXST, Aurasma, Zappar, Blippar. AR cloud devices and software applications include, for example, Facebook, Google (world geometry, object recognition, predictive data), Amazon AR Cloud (commerce), Microsoft A Including zure, Samsung Project Where, Niantic, and Magic Leap.

状況認識は、データベース及び/又は器具から受信したデータから外科的処置に関連する情報を判定又は推測するための、外科用システムのいくつかの態様の能力である。情報は、実行されている処置のタイプ、手術されている組織のタイプ、又は処置の対象である体腔を含むことができる。外科的処置に関するコンテキスト情報によると、外科用システムは、例えば、外科用システムが、それに接続されるモジュール式デバイス(例えば、ロボットアーム及び/又はロボット外科用ツール)を制御し、外科的処置の過程で外科医にコンテキスト化された情報又は提案を提供する様式で改善し得る。 Situational awareness is the ability of some aspects of a surgical system to determine or infer information related to a surgical procedure from data received from a database and/or instruments. The information may include the type of procedure being performed, the type of tissue being operated on, or the body cavity being treated. According to the contextual information about the surgical procedure, the surgical system can, for example, control modular devices (e.g., robotic arms and/or robotic surgical tools) connected to it, and control the course of the surgical procedure. can be improved in a manner that provides contextualized information or suggestions to the surgeon.

図11は、状況認識外科的処置のタイムラインを示す。図11は、例示的な外科的処置のタイムライン5200と、外科的処置の各工程でデータソース5126から受信されたデータから外科用ハブ5104が導出することができるコンテキスト情報とを示す。タイムライン5200は、手術現場のセットアップで始まり、患者を術後回復室に移送することで終了する肺区域切除処置の過程中に、看護師、外科医及び他の医療従事者がとるであろう一般的な工程を示す。状況認識外科用ハブ5104は、外科的処置の過程全体にわたって、医療関係者が外科用ハブ5104とペアリングされたモジュール式デバイス5102を使用するたびに生成されるデータを含むデータを、データソース5126から受信する。外科用ハブ5104は、ペアリングされたモジュール式デバイス5102及び他のデータソース5126からこのデータを受信して、任意の所与の時間に処置のどの工程が行われているかなどの新しいデータが受信されると、進行中の処置に関する推定(すなわち、コンテキスト情報)を継続的に導出することができる。外科用ハブ5104の状況認識システムは、例えば、報告を生成するために処置に関するデータを記録すること、医療従事者によってとられている工程を検証すること、特定の処置工程に関連し得るデータ又はプロンプトを(例えば、表示画面を介して)提供すること、コンテキストに基づいてモジュール式デバイス5102を調整する(例えば、モニタを起動する、医療用撮像デバイスのFOVを調整する、又は超音波外科用器具若しくはRF電気外科用器具のエネルギーレベルを変更する)こと、及び上述される任意の他のこうした動作を行うことが可能である。 FIG. 11 shows a timeline of situational awareness surgical procedures. FIG. 11 illustrates an exemplary surgical procedure timeline 5200 and contextual information that the surgical hub 5104 may derive from data received from the data source 5126 at each step of the surgical procedure. Timeline 5200 illustrates the general steps that nurses, surgeons, and other medical personnel would take during the course of a segmental lung resection procedure, beginning with surgical site setup and ending with transporting the patient to the postoperative recovery room. The process is shown below. Situational-aware surgical hub 5104 transmits data to data source 5126, including data generated each time a medical personnel uses a modular device 5102 paired with surgical hub 5104, throughout the course of a surgical procedure. Receive from. Surgical hub 5104 receives this data from paired modular devices 5102 and other data sources 5126 and receives new data, such as which steps of a procedure are being performed at any given time. Once performed, inferences (i.e., contextual information) regarding the ongoing procedure can be continuously derived. The situational awareness system of the surgical hub 5104 may, for example, record data regarding a procedure to generate reports, verify steps being taken by medical personnel, record data that may be related to a particular procedure step, or Providing a prompt (e.g., via a display screen), adjusting the modular device 5102 based on the context (e.g., activating a monitor, adjusting the FOV of a medical imaging device, or an ultrasonic surgical instrument) or changing the energy level of the RF electrosurgical instrument) and any other such operations described above.

第1の5202では、病院職員は、病院のEMRデータベースから、患者のEMRを取り出す。EMRにおいて選択された患者データに基づいて、外科用ハブ5104は、実施される処置が胸部手術であることを判定する。 First, at 5202, hospital personnel retrieves the patient's EMR from the hospital's EMR database. Based on the patient data selected in the EMR, surgical hub 5104 determines that the procedure being performed is thoracic surgery.

第2の5204では、職員は、処置のために入来する医療用品をスキャンする。外科用ハブ5104は、スキャンされた物資を様々なタイプの処置において利用される物資のリストと相互参照し、物資の混合物が、胸部処置に対応することを確認する。更に、外科用ハブ5104はまた、処置が楔形切除術ではないと判定することができる(入来する用品が、胸部楔形切除術に必要な特定の用品を含まないか、又は別の点で胸部楔形切除術に対応していないかのいずれかであるため)。 In the second 5204, personnel scan incoming medical supplies for treatment. Surgical hub 5104 cross-references the scanned supplies with a list of supplies utilized in various types of procedures to ensure that the mix of supplies corresponds to the thoracic procedure. Additionally, the surgical hub 5104 may also determine that the procedure is not a wedge resection (the incoming supplies do not include certain supplies required for a thoracic wedge resection, or the thoracic wedge is otherwise (because they are either not amenable to wedge resection).

第3の5206では、医療従事者は、外科用ハブ5104に通信可能に接続されたスキャナ5128を介して患者バンドをスキャンする。次いで、外科用ハブ5104は、スキャンされたデータに基づいて患者の身元を確認することができる。 Third 5206, the medical professional scans the patient band via a scanner 5128 communicatively connected to the surgical hub 5104. Surgical hub 5104 can then verify the patient's identity based on the scanned data.

第4の5208では、医療職員が補助装置をオンにする。利用されている補助機器は、外科的処置の種類、及び外科医が使用する技術に従って変動し得るが、この例示的なケースでは、排煙器、送気器及び医療用撮像デバイスが挙げられる。起動されると、モジュール式デバイス5102である補助装置は、その初期化プロセスの一部として、モジュール式デバイス5102の特定の近傍内に位置する外科用ハブ5104と自動的にペアリングすることができる。次いで、外科用ハブ5104は、この術前又は初期化段階中にそれとペアリングされるモジュール式デバイス5102の種類を検出することによって、外科的処置に関するコンテキスト情報を導出することができる。この特定の実施例では、外科用ハブ5104は、ペアリングされたモジュール式デバイス5102のこの特定の組み合わせに基づいて、外科的処置がVATS手術であると判定する。患者のEMRからのデータの組み合わせ、処置に用いられる医療用品のリスト、及びハブに接続するモジュール式デバイス5102の種類に基づいて、外科用ハブ5104は、外科チームが実施する特定の処置を概ね推定することができる。外科用ハブ5104が、何の特定の処置が行われているかを知ると、次いで外科用ハブ5104は、メモリから、又はクラウドからその処置の工程を読み出し、次いで接続されたデータソース5126(例えば、モジュール式デバイス5102及び患者モニタリングデバイス5124)からその後受信したデータを相互参照して、外科的処置のどの工程を外科チームが実行しているかを推定することができる。 Fourth, 5208, the medical personnel turns on the auxiliary device. The auxiliary equipment utilized may vary according to the type of surgical procedure and the technique used by the surgeon, but in this illustrative case includes a smoke evacuator, an insufflator, and a medical imaging device. Once activated, the ancillary device that is the modular device 5102 can automatically pair with a surgical hub 5104 located within a particular proximity of the modular device 5102 as part of its initialization process. . Surgical hub 5104 can then derive contextual information regarding the surgical procedure by detecting the type of modular device 5102 with which it is paired during this preoperative or initialization phase. In this particular example, surgical hub 5104 determines that the surgical procedure is a VATS procedure based on this particular combination of paired modular devices 5102. Based on a combination of data from the patient's EMR, the list of medical supplies used in the procedure, and the type of modular device 5102 that connects to the hub, the surgical hub 5104 generally estimates the specific procedure that the surgical team will perform. can do. Once the surgical hub 5104 knows what particular procedure is being performed, the surgical hub 5104 then reads the steps for that procedure from memory or from the cloud and then reads the steps of that procedure from the connected data source 5126 (e.g. Data subsequently received from the modular device 5102 and the patient monitoring device 5124) can be cross-referenced to estimate which steps of the surgical procedure the surgical team is performing.

第5の5210では、職員は、EKG電極及び他の患者モニタリングデバイス5124を患者に取り付ける。EKG電極及び他の患者モニタリングデバイス5124は、外科用ハブ5104とペアリングすることができる。外科用ハブ5104が患者モニタリングデバイス5124からデータの受信を開始すると、外科用ハブ5104は患者が手術現場にいることを確認する。 In a fifth step 5210, personnel attach EKG electrodes and other patient monitoring devices 5124 to the patient. The EKG electrodes and other patient monitoring devices 5124 can be paired with the surgical hub 5104. Once the surgical hub 5104 begins receiving data from the patient monitoring devices 5124, the surgical hub 5104 confirms that the patient is at the surgical site.

第6の5212では、医療関係者は患者において麻酔を誘発する。外科用ハブ5104は、例えば、EKGデータ、血圧データ、人工呼吸器データ又はこれらの組み合わせを含む、モジュール式デバイス5102、及び/又は患者モニタリングデバイス5124からのデータに基づいて、患者が麻酔下にあることを推測することができる。第6の工程5212が完了すると、肺区域切除手術の術前部分が完了し、手術部が開始する。 In a sixth step 5212, medical personnel induce anesthesia in the patient. The surgical hub 5104 can infer that the patient is under anesthesia based on data from the modular device 5102 and/or the patient monitoring device 5124, including, for example, EKG data, blood pressure data, ventilator data, or a combination thereof. Once the sixth step 5212 is completed, the pre-operative portion of the lung segmentectomy surgery is complete and the surgical portion begins.

第7の5214では、手術されている患者の肺が虚脱される(換気が対側肺に切り替えられる間に)。外科用ハブ5104は、患者の肺が虚脱されたことを人工呼吸器データから推測することができる。外科用ハブ5104は、患者の肺が虚脱したのを検出したことを、処置の予期される工程(事前にアクセス又は読み出すことができる)と比較することができるため、処置の手術部分が開始したことを推定して、それによって肺を虚脱させることがこの特定の処置における第1の手術工程であると判定することができる。 Seventh 5214, the patient's lung being operated on is collapsed (while ventilation is switched to the contralateral lung). The surgical hub 5104 can infer from the ventilator data that the patient's lung has collapsed. The surgical hub 5104 can compare the detection of the patient's lung collapse to the expected steps of the procedure (which can be accessed or read out in advance) so that the surgical portion of the procedure has begun. It can therefore be determined that collapsing the lung is the first surgical step in this particular procedure.

第8の5216では、医療用撮像デバイス5108(例えば、スコープ)が挿入され、医療用撮像デバイスからのビデオ映像が開始される。外科用ハブ5104は、医療用撮像デバイスへの接続を通じて医療用撮像デバイスデータ(すなわち、静止画像データ又はリアルタイムのライブストリーミングビデオ)を受信する。医療用撮像デバイスデータを受信すると、外科用ハブ5104は、外科的処置の腹腔鏡部分が開始したことを判定することができる。更に、外科用ハブ5104は、行われている特定の処置が、肺葉切除術とは対照的に区域切除術であると判定することができる(処置の第2の工程5204で受信したデータに基づいて、楔形切除術は外科用ハブ5104によって既に考慮に入れられていないことに留意されたい)。医療用撮像デバイス124(図2)からのデータを利用して、様々な方法で、例えば、患者の解剖学的構造の可視化に対して向けられている医療用撮像デバイスの角度を判定することによって、利用されている(すなわち、起動されており、外科用ハブ5104とペアリングされている)数又は医療用撮像デバイスを監視することによって、及び利用されている可視化装置の種類を監視することによって、行われている処置の種類に関するコンテキスト情報を判定することができる。 At the eighth 5216, a medical imaging device 5108 (eg, a scope) is inserted and video footage from the medical imaging device is initiated. Surgical hub 5104 receives medical imaging device data (ie, still image data or real-time live streaming video) through a connection to a medical imaging device. Upon receiving the medical imaging device data, the surgical hub 5104 can determine that the laparoscopic portion of the surgical procedure has begun. Further, the surgical hub 5104 may determine that the particular procedure being performed is a segmentectomy as opposed to a lobectomy (based on data received in the second step 5204 of the procedure). Note that wedge resection is already not taken into account by surgical hub 5104). Data from the medical imaging device 124 (FIG. 2) may be utilized in a variety of ways, for example, by determining the angle of the medical imaging device that is oriented relative to visualization of the patient's anatomy. , by monitoring the number or medical imaging devices being utilized (i.e., activated and paired with the surgical hub 5104), and by monitoring the types of visualization devices being utilized. , contextual information regarding the type of procedure being performed may be determined.

例えば、VATS肺葉切除術を実行するための1つの技術は、カメラを患者の胸腔の前下方角部の横隔膜上方に配置するが、他方、VATS区域切除術を実行するための1つの技術は、カメラを、区域裂に対して前方の肋間位置に配置する。状況認識システムは、例えば、パターン認識技術又は機械学習技術を使用して、患者の解剖学的構造の可視化に従って、医療用撮像デバイスの位置を認識するように訓練することができる。別の例として、VATS肺葉切除術を実行するための1つの技術は、単一の医療用撮像デバイスを利用するが、VATS区域切除術を実行するための別の技術は複数のカメラを利用する。更に別の例として、VATS区域切除術を実行するための1つの技術は、区域裂を可視化するために赤外線光源(可視化システムの一部として外科用ハブへと通信可能に連結できる)を利用するが、これはVATS肺葉切除術では利用されない。医療用撮像デバイス5108からのこのデータのいずれか又は全てを追跡することによって、外科用ハブ5104は、行われている特定の種類の外科的処置、及び/又は特定の種類の外科的処置に使用されている技術を判定することができる。 For example, one technique for performing a VATS lobectomy places the camera above the diaphragm in the anterior inferior corner of the patient's thoracic cavity, while one technique for performing a VATS segmentectomy places the camera in an intercostal position anterior to the segmental fissure. The situational awareness system can be trained to recognize the location of the medical imaging device according to the visualization of the patient's anatomy, for example, using pattern recognition or machine learning techniques. As another example, one technique for performing a VATS lobectomy utilizes a single medical imaging device, while another technique for performing a VATS segmentectomy utilizes multiple cameras. As yet another example, one technique for performing a VATS segmentectomy utilizes an infrared light source (which can be communicatively coupled to the surgical hub as part of a visualization system) to visualize the segmental fissure, which is not utilized in a VATS lobectomy. By tracking any or all of this data from the medical imaging device 5108, the surgical hub 5104 can determine the particular type of surgical procedure being performed and/or the technique being used for the particular type of surgical procedure.

第9の工程5218では、外科チームは、処置の切開工程を開始する。外科用ハブ5104は、エネルギー器具が発射されていることを示すRF又は超音波発生器からのデータを受信するため、外科医が患者の肺を切開して分離するプロセスにあると推定することができる。外科用ハブ5104は、受信したデータを外科的処置の読み出しされた工程と相互参照して、プロセスのこの時点(すなわち、上述された処置の工程が完了した後)で発射されているエネルギー器具が切開工程に対応していると判定することができる。 In the ninth step 5218, the surgical team begins the incision step of the procedure. Surgical hub 5104 receives data from an RF or ultrasound generator indicating that an energy instrument is being fired, so it can be inferred that the surgeon is in the process of dissecting and separating the patient's lungs. . The surgical hub 5104 cross-references the received data with the read steps of the surgical procedure to determine whether the energy instrument being fired at this point in the process (i.e., after the steps of the procedure described above are completed) It can be determined that the process corresponds to the incision process.

第10の工程5220では、外科チームは、処置の結紮工程に進む。外科用ハブ5104は、器具が発射されていることを示すデータを外科用ステープル留め及び切断器具から受信するため、外科医が動脈及び静脈を結紮していると推定することができる。前工程と同様に、外科用ハブ5104は、外科用ステープル留め及び切断器具からのデータの受信を、読み出しされたプロセス内の工程と相互参照することによって、この推定を導出することができる。 In the tenth step 5220, the surgical team proceeds to the ligation step of the procedure. Surgical hub 5104 receives data from the surgical stapling and cutting instrument indicating that the instrument is being fired, so it can assume that the surgeon is ligating the artery and vein. Similar to the previous step, the surgical hub 5104 can derive this estimate by cross-referencing the receipt of data from the surgical stapling and cutting instruments with the steps in the process that have been read.

第11の工程5222では、処置の区域切除術の部分が行われる。外科用ハブ5104は、ステープルカートリッジからのデータを含む、外科用器具からのデータに基づいて、外科医が実質組織を横切開していると推定する。カートリッジデータは、例えば、器具によって発射されているステープルのサイズ又はタイプに対応し得る。カートリッジデータは、異なるタイプの組織に利用される異なるタイプのステープルに対して、ステープル留め及び/又は横切開されている組織のタイプを示し得る。発射されているステープルのタイプは実質組織又は他の同様の組織タイプに利用され、外科用ハブ5104は、区域切除処置が行われていると推定することができる。 In the eleventh step 5222, the segmentectomy portion of the procedure is performed. Surgical hub 5104 estimates that the surgeon is transecting parenchymal tissue based on data from the surgical instruments, including data from the staple cartridge. Cartridge data may correspond, for example, to the size or type of staple being fired by the instrument. Cartridge data may indicate the type of tissue being stapled and/or transected for different types of staples utilized on different types of tissue. The type of staple being fired may be applied to parenchymal tissue or other similar tissue type, and the surgical hub 5104 may assume that a segmental ablation procedure is being performed.

続いて第12の工程5224で、結節切開工程が行われる。外科用ハブ5104は、RF又は超音波器具が発射されていることを示す、発生器から受信したデータに基づいて、外科チームが結節を切開し、漏れ試験を行っていると推定することができる。この特定の処置の場合、実質組織が横切開された後に利用されるRF又は超音波器具は結節切開工程に対応しており、これにより外科用ハブ5104がこの推定を行うことができる。異なる器具が特定のタスクに対してより良好に適合するので、外科医が、処置中の特定の工程に応じて、手術用ステープリング/切断器具と手術用エネルギー(すなわち、RF又は超音波)器具とを、定期的に交互に切り替えることに留意されたい。したがって、ステープル留め器具/切断器具及び手術用エネルギー器具が使用される特定のシーケンスは、外科医が処置のどの工程を実行しているかを示すことができる。第12の工程5224が完了すると、切開部が閉鎖され、処置の術後部分が開始する。 Subsequently, in a twelfth step 5224, a nodule dissection step is performed. The surgical hub 5104 may infer that the surgical team is dissecting the nodule and performing a leak test based on data received from the generator indicating that the RF or ultrasound instrument is being fired. . For this particular procedure, the RF or ultrasound instruments utilized after the parenchymal tissue is transected are compatible with the nodule dissection step, which allows the surgical hub 5104 to make this estimate. Because different instruments are better suited to specific tasks, surgeons may choose between surgical stapling/cutting instruments and surgical energy (i.e., RF or ultrasound) instruments depending on the particular step during the procedure. Note that the Thus, the particular sequence in which the stapling/cutting instruments and surgical energy instruments are used can indicate which step of the procedure the surgeon is performing. Upon completion of the twelfth step 5224, the incision is closed and the post-operative portion of the procedure begins.

第13の工程5226では、患者の麻酔を解く。外科用ハブ5104は、例えば、ベンチレータデータに基づいて(すなわち、患者の呼吸速度が増加し始める)、患者が麻酔から覚醒しつつあると推定することができる。 In the thirteenth step 5226, the patient is released from anesthesia. Surgical hub 5104 may estimate that the patient is emerging from anesthesia based on, for example, ventilator data (ie, the patient's breathing rate begins to increase).

最後に、第14の5228では、医療従事者が患者から様々な患者モニタリングデバイス5124を除去する。したがって、外科用ハブ5104は、ハブがEKG、BP、及び患者モニタリングデバイス5124からの他のデータを喪失したとき、患者が回復室に移送されていると推定することができる。外科用ハブ5104と通信可能に連結された各種データソース5126から受信したデータに従って、外科用ハブ5104は、所与の外科的処置の各工程が発生しているときを判定又は推定することができる。 Finally, at fourteenth 5228, the medical personnel removes the various patient monitoring devices 5124 from the patient. Therefore, the surgical hub 5104 can assume that the patient is being transferred to the recovery room when the hub loses the EKG, BP, and other data from the patient monitoring device 5124. According to data received from various data sources 5126 communicatively coupled to surgical hub 5104, surgical hub 5104 can determine or estimate when each step of a given surgical procedure is occurring. .

図11に示されるタイムライン5200の第1の工程5202に示されるように、EMRデータベース(複数の場合もある)からの患者データを利用して、行われる外科的処置のタイプを推定することに加えて、患者データはまた、状況認識外科用ハブ5104によって利用されて、ペアリングされたモジュール式デバイス5102の制御調整を生成することができる。 As shown in a first step 5202 of timeline 5200 shown in FIG. 11, patient data from the EMR database(s) is utilized to estimate the type of surgical procedure to be performed. Additionally, patient data can also be utilized by the situational awareness surgical hub 5104 to generate control adjustments for the paired modular device 5102.

本開示は、組織を追跡し、マーキングされた対象領域を識別し、拡張現実環境において対象領域を示す仮想要素を生成するための方法及びシステムを説明する。 The present disclosure describes methods and systems for tracking tissue, identifying marked regions of interest, and generating virtual elements representing regions of interest in an augmented reality environment.

物理的空間パラメータの位置合わせ
様々な態様では、患者は、手術において外科医を補助するために、基準マーカで仮想的又は物理的にタグ付けされ得る。外科的処置は、患者が術前の基準マーキングプロセスを受けることを必要とする場合がある。
Aligning Physical Spatial Parameters In various aspects, a patient may be virtually or physically tagged with fiducial markers to assist the surgeon in surgery. Surgical procedures may require the patient to undergo a preoperative fiducial marking process.

図12は、複数の基準マーカを含む構造面18000の一例を示す。複数の点18010a~dが識別され、構造面18000にタグ付けされる。遠隔サーバ63(図5)又は外科用ハブ56(図6)などのコンピューティングシステムは、標的位置合わせ誤差(TRE)モデル18008に基づいて、構造表面を評価し、基準マーカ18010a~dを割り当てる。TREモデルは、基準マーカ18010a~dの配置を推定するためにサンプルデータセットを使用する。18002は、構造表面18000の初期図を示す。18004は、構造面18000のTREモデル表現を示す。変換18006は、構造面18000の基準マーカ18010a~dの結果として生じる配置を示す。 FIG. 12 shows an example of a structured surface 18000 that includes a plurality of fiducial markers. A plurality of points 18010a-d are identified and tagged on the structured surface 18000. A computing system, such as remote server 63 (FIG. 5) or surgical hub 56 (FIG. 6), evaluates the structural surface and assigns fiducial markers 18010a-d based on a target registration error (TRE) model 18008. The TRE model uses the sample data set to estimate the placement of fiducial markers 18010a-d. 18002 shows an initial view of structured surface 18000. 18004 shows a TRE model representation of the structural surface 18000. Transformation 18006 shows the resulting placement of fiducial markers 18010a-d on structured surface 18000.

図13は、患者の外部構造を基準マーカと表面整合させるためのプロセス18020を示す。遠隔サーバ63(図5)又は外科用ハブ56(図6)システムなどのコンピューティングシステムは、表面のデジタル表現に基づいて、表面の初期マッピングを生成する(18022)。システムは、目及び鼻梁などの顔認識特徴を使用して、複数の解剖学的目印18028を認識し(18024)、表面及び点間の距離をマッピングする。解剖学的目印18028間の判定された距離に基づいて、システムは、基準マーカ18030を生成する(18026)。 FIG. 13 shows a process 18020 for surface aligning external structures of a patient with fiducial markers. A computing system, such as a remote server 63 (FIG. 5) or surgical hub 56 (FIG. 6) system, generates an initial mapping of the surface based on the digital representation of the surface (18022). The system uses facial recognition features such as the eyes and bridge of the nose to recognize (18024) multiple anatomical landmarks 18028 and map surfaces and distances between points. Based on the determined distances between anatomical landmarks 18028, the system generates fiducial markers 18030 (18026).

図14は、患者の内部構造18044を基準マーカ18042と表面整合させるためのプロセス18040を示す。内部構造は出力ディスプレイ18046上に表示され、技術者がスタイラス18048で内部構造18044の領域にタグ付けすることを可能にする。基準マーカ18042は、外科的処置の経路又は場所に対応し得る。 FIG. 14 shows a process 18040 for surface aligning a patient's internal structure 18044 with a fiducial marker 18042. The internal structure is displayed on the output display 18046 and allows the technician to tag areas of the internal structure 18044 with a stylus 18048. Fiducial marker 18042 may correspond to a route or location of a surgical procedure.

図15~図17は、外科的処置において外科医を補助する外部外科用整合器具を示す。図15はステレオタクティック(stereotactic)フレーム18060を示し、図16はスターフィックス(starfix)プラットフォーム18080を示し、図17はマイクロテーブル(microtable)18100を示す。外科用ハブ56(図6)は、外部外科用補助具の寸法を登録及びカタログ化し、外科用補助具上の複数の点に基準マーカを割り当て得る。次に、外科用ハブ56は、外部外科用整合器具の基準マーカを患者の表面マーカと整合させることができる。 15-17 illustrate external surgical alignment instruments that assist a surgeon in a surgical procedure. 15 shows a stereotactic frame 18060, FIG. 16 shows a starfix platform 18080, and FIG. 17 shows a microtable 18100. Surgical hub 56 (FIG. 6) may register and catalog the dimensions of the external surgical aid and assign fiducial markers to multiple points on the surgical aid. Surgical hub 56 can then align the fiducial markers of the external surgical alignment instrument with the patient's surface markers.

様々な態様では、外科用ハブ56(図6)は、手術室16(図2)内の外科用器具12(図1、2)、21(図5、6)の場所及び位置を追跡するように構成される。外科用器具12、21は、器具12、21の特別なパラメータを伝達するために器具12、21の外部ハウジング上に戦略的に配置された複数の基準マーカを備え得る。基準マーカは、赤外(IR)光源と組み合わせて、パッシブ追跡システムによって使用され得る。加えて、外科用器具12、21は、外科用器具12、21が使用中であるとき、及び外科用器具12、21が患者の体内にあるときを示すセンサを備えてもよい。一態様では、トロカールは、デバイスが体腔内に挿入されたときを示す1つ以上の内部患者センサを備えることができる。トロカールは、いったん外科用器具12、21が患者の体腔内にあると判定すると、別の外科用器具12、21の場所を自動的に又は手動で検出及び追跡し得る。トロカールは、他の外科用器具12、21上の基準マーカを識別する内部カメラシステムを備え得る。内部カメラシステムは、コマンドを受信して、エンドエフェクタの位置を特定し、トロカールの先端部に関連するマーカでエンドエフェクタにタグ付けし得る。タグは、外科的処置を通してエンドエフェクタの先端部をモニタリングするために使用され、ARデバイス66(図10)のARディスプレイ89上にレンダリングされる仮想要素に関連付けられ得る位置合わせ点を提供する。エンドエフェクタの先端部が内部カメラシステムの視野の外にあり得る状況では、仮想要素は、タグに基づいて、エンドエフェクタ先端部の追跡された位置を連続的に表示し得る。 In various aspects, surgical hub 56 (FIG. 6) is configured to track the location and position of surgical instruments 12 (FIGS. 1, 2), 21 (FIGS. 5, 6) within operating room 16 (FIG. 2). It is composed of The surgical instrument 12, 21 may include a plurality of fiducial markers strategically placed on the external housing of the instrument 12, 21 to convey specific parameters of the instrument 12, 21. The fiducial marker may be used by a passive tracking system in combination with an infrared (IR) light source. Additionally, the surgical instruments 12, 21 may include sensors that indicate when the surgical instruments 12, 21 are in use and when the surgical instruments 12, 21 are within the patient's body. In one aspect, the trocar can include one or more internal patient sensors that indicate when the device is inserted into the body cavity. Once the trocar determines that a surgical instrument 12, 21 is within a patient's body cavity, the trocar may automatically or manually detect and track the location of another surgical instrument 12, 21. The trocar may be equipped with an internal camera system that identifies fiducial markers on other surgical instruments 12,21. An internal camera system may receive commands to locate the end effector and tag the end effector with a marker associated with the tip of the trocar. The tags are used to monitor the end effector tip throughout the surgical procedure and provide alignment points that can be associated with virtual elements rendered on the AR display 89 of the AR device 66 (FIG. 10). In situations where the end effector tip may be outside of the field of view of the internal camera system, the virtual element may continuously display the tracked position of the end effector tip based on the tag.

外科的処置の前に、全ての外科用器具12(図1、2)、21(図5、6)は、質量、サイズ、長さ、形状、関連する外科的処置、外科的処置のための手の位置などを含む複数のパラメータに従って分類される。図18は、複数の位置合わせパラメータに基づいてオブジェクトを識別するための流れ図を示す。様々な態様では、外科用ハブは、手術室内の1つ以上のオブジェクト検出カメラからオブジェクトの物理的特性を受信する。カメラは、オブジェクトの生撮像データを提供する(18122)。外科用ハブは、画像又はフレームの後部を除去し、エッジ検出を実行するために画像処理を実行する(18124)。外科用ハブが画像処理を実行すると、外科用ハブは、検出されたオブジェクトをオブジェクトのカタログと比較する(18126)。外科用ハブは、各オブジェクトの特性をレビューし(18128)、画像の識別されたパラメータに最も密接に適合するオブジェクトを判定する(18130)。 Prior to a surgical procedure, all surgical instruments 12 (Figs. 1, 2), 21 (Figs. 5, 6) must be inspected according to their mass, size, length, shape, associated surgical procedure, Classified according to multiple parameters, including hand position. FIG. 18 shows a flowchart for identifying objects based on multiple alignment parameters. In various aspects, the surgical hub receives physical characteristics of objects from one or more object detection cameras within the operating room. The camera provides raw imaging data of the object (18122). The surgical hub performs image processing to remove the back of the image or frame and perform edge detection (18124). Once the surgical hub performs image processing, the surgical hub compares the detected objects to a catalog of objects (18126). The surgical hub reviews the characteristics of each object (18128) and determines the object that most closely matches the identified parameters of the image (18130).

図19は、既知及び未知のパラメータの部分的な情報に基づいて未知の外科用器具を分類するためのフロー図18140を示す。オブジェクト認識システムは、遠隔サーバ63(図5)又は外科用ハブ56(図6)によって実装され得る。オブジェクト認識システムは、オブジェクトを断定的に判定することができない場合があるが、オブジェクトを複数の候補に絞り込み得る。システムは、部分オブジェクト情報を入力し(18142)、既知のパラメータを使用してオブジェクトを評価する。システムがオブジェクトの物理的特性を判定する場合、システムは、幾何学的不確定解析を実行することができる(18144)。システムがオブジェクトの幾何学的特性を判定する場合、システムは、物理的不確実性解析18146を実行することができる(18146)。しかしながら、システムが十分な情報を有していない場合、システムは手動識別を必要とし、オブジェクトを未知として分類することができる(18148)。 FIG. 19 shows a flow diagram 18140 for classifying unknown surgical instruments based on partial information of known and unknown parameters. The object recognition system may be implemented by remote server 63 (FIG. 5) or surgical hub 56 (FIG. 6). Although the object recognition system may not be able to definitively determine the object, it may narrow the object down to multiple candidates. The system inputs (18142) partial object information and evaluates the object using known parameters. If the system determines the physical properties of the object, the system may perform a geometric uncertainty analysis (18144). If the system determines the geometric properties of the object, the system may perform a physical uncertainty analysis 18146 (18146). However, if the system does not have enough information, it requires manual identification and can classify the object as unknown (18148).

様々な態様では、外科用ハブは、手術室又は外部環境と関連付けられる空間及び物理的パラメータを受信する。物理的パラメータは、特定の部屋又は環境に登録され得る。種々の側面では、外部環境は、滅菌又は非滅菌環境、術前、OR、又は術後の部屋、及び部屋における特定の機器(例えば、MRI、CTスキャナ)などの特定の特徴に従って分類され得る。 In various aspects, the surgical hub receives spatial and physical parameters associated with an operating room or external environment. Physical parameters may be registered to a particular room or environment. In various aspects, the external environment may be classified according to certain characteristics, such as sterile or non-sterile environment, pre-operative, OR, or post-operative room, and specific equipment in the room (eg, MRI, CT scanner).

外径に取り付けられたカメラシステムを備えるトロカールは、ポートを器具に対して自由に保ち、視野を増加させる。
本開示は、トロカールに組み込まれたカメラシステムを更に説明する。カメラシステムは、内部手術部位の広い視野及び腹腔鏡処置中の基準マーカの3Dマッピングを可能にする。患者の中に入ると、カメラシステムは、トロカールの遠位端部における陥凹位置から展開するように構成される。様々な態様では、内部カメラシステムは、トロカールポートを外科用器具に対して自由に保ち、外科職員に外科用環境の拡大された視界を提供するように構成される。
A trocar with a camera system attached to the outer diameter keeps the port free for instruments and increases the field of view.
This disclosure further describes a camera system incorporated into a trocar. The camera system allows a wide view of the internal surgical site and 3D mapping of fiducial markers during laparoscopic procedures. Once inside the patient, the camera system is configured to be deployed from a recessed location at the distal end of the trocar. In various embodiments, the internal camera system is configured to keep the trocar port free of surgical instruments and provide surgical personnel with an expanded view of the surgical environment.

図20は、内部カメラシステム18166を備えるトロカール18160を示す。内部カメラシステム18166は、弾性部材18168で一緒に接続された複数のカメラ18166a~nを備える。弾性接続部18168は、カメラシステム18166が一緒に折り畳まれ、トロカールの中心に画定された通路を通って嵌合することを可能にする。様々な態様では、カメラシステム18166は、カメラ18166a~nが様々なタイプの基準マーカ(例えば、IR基準マーカ)を検出することを可能にする、非可視スペクトル内の光を放出する。内部カメラシステム18166が18160aで展開されると、カメラシステム18166は、トロカール18160の遠位端部18162の外径18170に取り付けられる。トロカールが患者の体腔に挿入され、そこから取り外されるとき、内部カメラシステム18166は後退位置18160bにある。後退位置18160bにおいて、カメラシステム18166は、トロカール18160の遠位端部18162の内径18172に入り込んで取り付けられる。 FIG. 20 shows a trocar 18160 with an internal camera system 18166. Internal camera system 18166 includes multiple cameras 18166a-n connected together by resilient members 18168. Resilient connection 18168 allows camera system 18166 to be folded together and fit through a passageway defined in the center of the trocar. In various aspects, camera system 18166 emits light in the non-visible spectrum that enables cameras 18166a-n to detect various types of fiducial markers (eg, IR fiducial markers). When internal camera system 18166 is deployed at 18160a, camera system 18166 is attached to outer diameter 18170 of distal end 18162 of trocar 18160. Internal camera system 18166 is in a retracted position 18160b when the trocar is inserted into and removed from a patient's body cavity. In the retracted position 18160b, a camera system 18166 is mounted within the inner diameter 18172 of the distal end 18162 of the trocar 18160.

図20及び図21を参照すると、図21は、トロカール18160の近位端部18164に挿入し、トロカール18160の外径18170の周りにカメラシステム18166を展開及び後退させるように構成された再使用可能な取り付けツール18176を示す。カメラシステム18166は、有線又は無線接続を介して外科用ハブ56(図6)に通信可能に連結される。無線構成では、各カメラ18166a~nは、それ自体の電源(例えば、充電式バッテリ)を有し得、カメラシステム18166は、弾性変形可能な有線接続を介して各カメラ18166a~nに接続する単一の外部電源を有し得る。有線構成では、有線接続部は、トロカール18160が挿入されている間にトロカール18160の外部に挿入されてもよく、トロカール18160の内径を外科用器具に対して自由に保つ。カメラシステム18160は、弾性接続部の圧搾及び摩擦、金属トロカールの場合は磁石、又はトロカール18160の外径上の別個の接続部を通じて、トロカール18160の外径に取り付けられ得る。 20 and 21, FIG. 21 shows a reusable camera system 18166 configured to be inserted into the proximal end 18164 of a trocar 18160 and to deploy and retract a camera system 18166 around the outer diameter 18170 of the trocar 18160. An installation tool 18176 is shown. Camera system 18166 is communicatively coupled to surgical hub 56 (FIG. 6) via a wired or wireless connection. In a wireless configuration, each camera 18166a-n may have its own power source (e.g., a rechargeable battery) and the camera system 18166 has a single unit that connects to each camera 18166a-n via an elastically deformable wired connection. may have one external power source. In a wired configuration, a wired connection may be inserted outside of trocar 18160 while it is inserted, keeping the inner diameter of trocar 18160 free to surgical instruments. The camera system 18160 may be attached to the outer diameter of the trocar 18160 through the squeeze and friction of a resilient connection, a magnet in the case of a metal trocar, or a separate connection on the outer diameter of the trocar 18160.

図21はまた、完全に押し下げられた位置にある取り付けプランジャ18174aの側面図18178aを示す。トロカール18160の円錐形遠位端部18158は、カメラシステム18166を解放する。プランジャ18174bは、近位方向に引っ張られ、これにより、円錐形遠位端部18158がカメラシステムをトロカール18160の外径18170に沿って押し進める。プランジャ18174cが近位方向に後退し続けると、カメラシステム18166は、トロカール18160の外径18170に取り付けられる。再使用可能な取り付けツール18176は、腹腔鏡外科的処置を開始し得るように取り外される。 FIG. 21 also shows a side view 18178a of attachment plunger 18174a in a fully depressed position. Conical distal end 18158 of trocar 18160 releases camera system 18166. Plunger 18174b is pulled proximally, causing conical distal end 18158 to force the camera system along outer diameter 18170 of trocar 18160. As plunger 18174c continues to retract proximally, camera system 18166 is attached to outer diameter 18170 of trocar 18160. Reusable attachment tool 18176 is removed so that the laparoscopic surgical procedure can begin.

部分処置追跡を改善するためのリアルタイム3Dモデル更新を伴う基準マーカベースの術前コンピュータ断層撮影(CT)スキャン
本開示は、外科医が患者の内部組織構造を通じてナビゲートするための3Dモデルを生成するように構成されたシステムを更に説明する。システムは、術前CTスキャンにおいて対象となる標的組織又は構造を識別し、マーキングする。システムは、内部構造のナビゲーションを支援するために外科医によって使用されるCTスキャンに基づいて初期3Dモデルを生成する。3Dモデルは、術中に受信された追加のデータ点に基づいてリアルタイムで連続的に更新され得る。一態様では、システムは、外科用器具からの距離の近接を判定し、組織の動き又は組織位置の変化を反映するようにモデルを更新し得る。
Fiducial Marker-Based Pre-Operative Computed Tomography (CT) Scanning with Real-Time 3D Model Updates for Improved Partial Treatment Tracking The present disclosure further describes a system configured to generate a 3D model for a surgeon to navigate through a patient's internal tissue structures. The system identifies and marks target tissues or structures of interest in a pre-operative CT scan. The system generates an initial 3D model based on the CT scan that is used by the surgeon to aid in navigation of the internal structures. The 3D model can be continuously updated in real-time based on additional data points received intraoperatively. In one aspect, the system can determine proximity of distance from a surgical instrument and update the model to reflect tissue movement or changes in tissue position.

様々な態様では、本システムは、仮想要素を伴う内部組織構造の3Dレンダリングを生成し、拡張現実ディスプレイ上に3Dモデルを表示する。システムは、外科用環境のライブフィードを生成してもよく、手術部位の現実世界のライブフィードの上に重ねられた仮想要素を提供してもよい。様々な態様において、3Dモデルは、対象領域、回避すべき領域を示す。加えて、マーカは、肺静脈及び肺動脈などの、封止される必要がある組織又は見つけることが困難である組織を示すことができる。 In various aspects, the system generates 3D renderings of internal tissue structures with virtual elements and displays the 3D model on an augmented reality display. The system may generate a live feed of the surgical environment or provide virtual elements overlaid on a real-world live feed of the surgical site. In various aspects, the 3D model indicates areas of interest, areas to avoid. Additionally, markers can indicate tissue that needs to be sealed or is difficult to find, such as the pulmonary veins and arteries.

図22は、手術前CTスキャンにおいて、対象領域にタグ付けされた複数の基準マーカ18180を示す。基準マーカは、重要構造18182に重心を生成するように配置され得る。重心値は、セット内の基準マーカの各々の間の相対距離に基づいて判定される。 FIG. 22 shows a plurality of fiducial markers 18180 tagged to a region of interest in a pre-operative CT scan. The fiducial markers may be placed to create a center of gravity at the structure of interest 18182. A centroid value is determined based on the relative distance between each of the fiducial markers in the set.

図23は、手術部位の位置を特定する際に外科医を補助するために複数の基準マーカを利用する腹腔鏡外科的処置を示す。重要構造18184の術前判定は、一般に、構造位置の近似であるが、正確な位置ではない場合がある。様々な態様では、内部カメラを基準マーカとともに使用して、更新されたモデル又は更新された基準マーカを用いて、重要構造18186のリアルタイム更新場所を提供し得る。様々な態様では、基準マーカは、外科用器具18190上に配置され、他の点間の関係に基づいて更新された場所18186を提供するのに役立つ。外科用器具は、一体化されたマッピングセンサ18188を更に備え得る。 FIG. 23 illustrates a laparoscopic surgical procedure that utilizes multiple fiducial markers to assist the surgeon in locating the surgical site. Preoperative determination of critical structures 18184 is generally an approximation of the structure's location, but may not be an exact location. In various aspects, internal cameras may be used with fiducial markers to provide real-time updated locations of critical structures 18186 with updated models or updated fiducial markers. In various aspects, fiducial markers are placed on the surgical instrument 18190 and serve to provide updated locations 18186 based on relationships between other points. The surgical instrument may further include an integrated mapping sensor 18188.

腹腔鏡手術における物理的マーカによる組織の動き及び位置の追跡
本開示は更に、物理的マーカを用いて組織の動きをマーキング及び追跡するための様々な方法及びシステムを説明する。追跡システムは、物理的マーカを検出して追跡するように構成されたカメラシステムを備える。様々な態様では、物理的マーカは、磁気インク、可視光スペクトルにおける可視インク、不可視光スペクトルにおける不可視インク、又はカメラシステムによる他の検出可能なインクを含む。
Tracking Tissue Movement and Position with Physical Markers in Laparoscopic Surgery The present disclosure further describes various methods and systems for marking and tracking tissue movement using physical markers. The tracking system includes a camera system configured to detect and track physical markers. In various embodiments, the physical marker includes a magnetic ink, a visible ink in the visible light spectrum, an invisible ink in the invisible light spectrum, or other detectable ink by a camera system.

図24は、インドシアニン色素18202を患者の血管系に注射することによって適用された物理的マーカを示す。色素18202は、カメラ18206が組織18210の血管構造を捕捉及び記録することを可能にする光源18204によって照射される。一態様では、光源18204は蛍光光源であり得る。カメラシステム18206は、種々の光周波数又はレーザを使用して、色素18202を可視化し得る。カメラシステム18206は、インクの様々なオーバーレイ経路を識別し、出力ディスプレイ18208上に3Dレンダリングを表示するように更に構成される。様々な態様では、血管系を指紋のように使用して、構造を一意に識別し、構造が移動するにつれて構造を追跡することができる。加えて、術前CT撮像は、システムが構造の3Dマップを生成するのを助けるために使用され得る。この色素はまた、器官を追跡し、そして外科スタッフが高度に血管が分布した組織を把持しようとしている場合、外科スタッフに警告するために使用され得る。図25は、色素が注入され、血管系を示すために照明された例示的な組織を更に示す。 Figure 24 shows a physical marker applied by injecting indocyanine dye 18202 into the patient's vasculature. Dye 18202 is illuminated by light source 18204 that allows camera 18206 to capture and record the vasculature of tissue 18210. In one aspect, light source 18204 can be a fluorescent light source. Camera system 18206 may visualize dye 18202 using various optical frequencies or lasers. Camera system 18206 is further configured to identify various overlay paths of ink and display 3D renderings on output display 18208. In various aspects, the vasculature can be used like a fingerprint to uniquely identify a structure and track the structure as it moves. Additionally, preoperative CT imaging may be used to help the system generate a 3D map of the structure. This dye can also be used to track organs and alert surgical staff if they are attempting to grasp highly vascularized tissue. FIG. 25 further depicts exemplary tissue injected with dye and illuminated to show vasculature.

様々な態様では、光源18204は、IRなどの可視スペクトル外の波長の光を放射し得る。加えて、色素18202は、カメラ18206の視野の内側及び外側の対象領域を区別するためのマーカとして使用される磁気インクを含み得る。一態様では、色素18202は、身体が色素18202を容易に吸収することができるように、非可視スペクトルで手術領域に噴霧されたスプラッタであり得る。スプラッタは、カメラ18206が組織18210の場所及び動きを容易に追跡することを可能にする固有のパターンを生成する。 In various aspects, light source 18204 may emit light at wavelengths outside the visible spectrum, such as IR. Additionally, the dye 18202 can include magnetic ink used as a marker to distinguish between regions of interest inside and outside the field of view of the camera 18206. In one aspect, the dye 18202 can be splatter sprayed onto the surgical area in the non-visible spectrum so that the body can easily absorb the dye 18202. The splatter creates a unique pattern that allows camera 18206 to easily track the location and movement of tissue 18210.

解剖学的事象又は外科的事象を測定するための非固定物理的マーカの術中追跡
本開示は更に、物理的に固定された解剖学的マーカなしで組織又は解剖学的構造を追跡するように構成されたシステムを説明する。物理的マーカは、典型的には、組織又は解剖学的構造を追跡するために使用されるが、最近封止された組織など、この方法の使用を妨げる状況がある。システムは、温度及びインピーダンスを有する非固定マーカを用いて組織を追跡する。
Intraoperative Tracking of Unfixed Physical Markers for Measuring Anatomical or Surgical Events The present disclosure is further configured to track tissue or anatomical structures without physically fixed anatomical markers. Describe the system that was created. Although physical markers are typically used to track tissue or anatomical structures, there are situations that preclude the use of this method, such as recently sealed tissue. The system tracks tissue using non-fixed markers including temperature and impedance.

図26は、プローブ18302によるインピーダンス測定に従って体腔内の圧力又は流体の変化をモニタリングするように構成されたシステム18300を示す。プローブ18302は、外科用器具18304に連結され、体腔18306内の流体及び/又は気体によって生成される圧力に基づいてインピーダンス値を測定する。外科用ハブ56(図6)は、外科用器具18304に連結され、体腔18306内の圧力に変化があるかどうかを判定するように構成され得る。圧力の変化は、体腔18306内に漏れが存在することを示す。プローブ18302は、潜在的な漏れ部位18308における圧力の変化を測定するために固定ギャップを維持するように構成されている。 FIG. 26 shows a system 18300 configured to monitor pressure or fluid changes within a body cavity according to impedance measurements by a probe 18302. Probe 18302 is coupled to surgical instrument 18304 and measures impedance values based on pressure generated by fluid and/or gas within body cavity 18306. Surgical hub 56 (FIG. 6) may be coupled to surgical instrument 18304 and configured to determine whether there is a change in pressure within body cavity 18306. A change in pressure indicates that a leak exists within the body cavity 18306. Probe 18302 is configured to maintain a fixed gap to measure pressure changes at potential leak site 18308.

加えて、外科用ハブ56(図6)は、ARコンテンツを通して警告を生成することによって、検出された漏れを外科職員に通知し得る。一態様では、仮想要素は、検出された事象の場所に固定されるARデバイス66(図10)のARディスプレイ89上にレンダリングされ得る。仮想要素は、無地、点滅、又は半透明である対照的な色で識別され得る。仮想要素は、事象のタイプ及び/又は事象の重大度を識別するテキスト警告を伴ってもよい。 Additionally, surgical hub 56 (FIG. 6) may notify surgical personnel of detected leaks by generating alerts through AR content. In one aspect, the virtual element may be rendered on an AR display 89 of an AR device 66 (FIG. 10) that is fixed at the location of the detected event. Virtual elements may be identified with contrasting colors that are solid, flashing, or translucent. The virtual element may be accompanied by a text alert identifying the type of event and/or the severity of the event.

図27は、IR光18314を組織18316の治療領域に方向付け、外科用環境18304内の温度差を識別するように構成されたIRカメラシステム18312を備える赤外線(IR)熱検出システム18310を示す。一態様では、IRカメラシステム18312は、漏れを取り囲む空気の温度の変化に起因して、加圧された空洞内の漏れの場所を識別するように構成され得る。体腔は、腹腔内の流体よりも冷たい又は温かい温度の空気で加圧される。IRカメラシステム18312は、キャビティよりも温かい又は冷たい温度のガスを見ることによって漏れを観察する。漏れ検出に応答して、外科用ハブ56は、外科職員に通知し得る。 FIG. 27 shows an infrared (IR) thermal detection system 18310 that includes an IR camera system 18312 configured to direct IR light 18314 to a treatment area of tissue 18316 and identify temperature differences within a surgical environment 18304. In one aspect, the IR camera system 18312 may be configured to identify the location of a leak within the pressurized cavity due to changes in the temperature of the air surrounding the leak. The body cavity is pressurized with air at a cooler or warmer temperature than the fluid within the abdominal cavity. IR camera system 18312 observes leaks by looking at gas at a temperature that is either warmer or cooler than the cavity. In response to leak detection, surgical hub 56 may notify surgical personnel.

一態様では、IRカメラシステム18312は、組織の領域が最近封止されたことを判定し得る。封止された組織は、異なる温度であってもよく、IRカメラシステム18312が封止された組織を過敏な治療領域として区別することを可能にする。外科用ハブ56(図6)は、封止された組織が最近治療され、過敏な領域であることを外科医に示すために、治療された領域の上に重なる仮想要素をレンダリングし得る。 In one aspect, IR camera system 18312 may determine that the area of tissue has been recently sealed. The sealed tissue may be at a different temperature, allowing the IR camera system 18312 to distinguish the sealed tissue as a sensitive treatment area. Surgical hub 56 (FIG. 6) may render a virtual element overlying the treated area to indicate to the surgeon that the sealed tissue has been recently treated and is a sensitive area.

封止された組織は、組織が封止されたときの所定の組織温度閾値に基づいて識別される。組織温度はゆっくりと冷却され得るが、IRカメラシステム18312は、組織温度が初期閾値温度未満に低下した後であっても維持される非固定マーカで領域をマークし得る。 Sealed tissue is identified based on a predetermined tissue temperature threshold at which the tissue is sealed. Although the tissue temperature may cool slowly, the IR camera system 18312 may mark the region with non-fixed markers that are maintained even after the tissue temperature has fallen below the initial threshold temperature.

組織への過剰な張力を防止するために外科用器具を制御及び調整するように構成された運動追跡システム
本開示は更に、過剰な張力が組織に及ぼされることを防止するための組織追跡システムを説明する。システムは、運動、力、及び張力を示す特定の場所で組織に適用されたマーカを追跡するように構成される。外科用ハブ56(図6)は、組織張力及び運動パラメータを連続的にモニタリングし得る。外科用ハブ56は、特定の場所における組織張力が所定の閾値に達したことを判定し、1つ以上のARデバイス66(図10)に通知を提供し得る。
Motion tracking system configured to control and adjust surgical instruments to prevent excessive tension on tissue The present disclosure further provides a tissue tracking system configured to prevent excessive tension from being applied to tissue. explain. The system is configured to track markers applied to tissue at specific locations that indicate motion, force, and tension. Surgical hub 56 (FIG. 6) may continuously monitor tissue tension and motion parameters. Surgical hub 56 may determine that tissue tension at a particular location has reached a predetermined threshold and provide a notification to one or more AR devices 66 (FIG. 10).

図28は、組織18360を把持して横切開するように構成された3つのエンドエフェクタ18352、18354、18356を採用する外科的処置18350を示す。組織18360は、最初に、第1のエンドエフェクタ18352及び第2のエンドエフェクタ18356によって2つの点で把持される。ARデバイス66(図10)は、エンドエフェクタ18352、18356が位置決めされるべき初期位置を示し得る。第1のエンドエフェクタ18352と第2のエンドエフェクタ18356との間の初期距離18358は、組織18360に印加される力に基づいて判定される。第2のエンドエフェクタ18356は、組織18360を横切開するように構成され、組織張力の増加を補償するために第3のエンドエフェクタ18354を必要とする。 FIG. 28 depicts a surgical procedure 18350 that employs three end effectors 18352, 18354, 18356 configured to grasp and transect tissue 18360. Tissue 18360 is initially grasped at two points by first end effector 18352 and second end effector 18356. AR device 66 (FIG. 10) may indicate an initial position at which end effector 18352, 18356 is to be positioned. An initial distance 18358 between the first end effector 18352 and the second end effector 18356 is determined based on the force applied to the tissue 18360. A second end effector 18356 is configured to traverse tissue 18360 and requires a third end effector 18354 to compensate for the increased tissue tension.

図29は、第1の位置18354aから第2の位置18354bまで組織に沿って摺動する第3のエンドエフェクタ18354を示す。外科職員は、適切に位置決めされて張力の増加を補償するように、第3のエンドエフェクタ18354の位置をモニタリングする。様々な態様では、ARデバイス66(図10)は、組織18360が所定の張力閾値を超えたときに、組織を強調表示し得る。外科医は、組織18360がもはや強調表示されず、組織張力が所定の閾値内に戻ったことを示すように、第3のエンドエフェクタ18354を再配置し得る。様々な態様では、外科医は、ハンドル又はジョイスティックでフィードバックを受信し、再位置決めする必要があるとき、及び新しい位置が満足であるときを示してもよい。 FIG. 29 shows the third end effector 18354 sliding along tissue from a first position 18354a to a second position 18354b. Surgical personnel monitor the position of the third end effector 18354 to ensure it is properly positioned to compensate for the increased tension. In various aspects, AR device 66 (FIG. 10) may highlight tissue 18360 when it exceeds a predetermined tension threshold. The surgeon may reposition the third end effector 18354 so that the tissue 18360 is no longer highlighted, indicating that the tissue tension is back within the predetermined threshold. In various aspects, the surgeon may receive feedback at the handle or joystick to indicate when repositioning is necessary and when the new position is satisfactory.

図30は、第2のエンドエフェクタ18356に隣接して配置された第3のエンドエフェクタ18354を示す。第2のエンドエフェクタによる組織18360の横切開時に、組織張力は、初期距離18358(図28)に基づいて、所定の閾値内になる。 FIG. 30 shows a third end effector 18354 positioned adjacent to a second end effector 18356. Upon transecting the tissue 18360 by the second end effector, the tissue tension is within a predetermined threshold based on the initial distance 18358 (FIG. 28).

図31は、3つの静止クランプ18372、18274、18378と、静止クランプ18372、18274、18378の間で組織を移送するように構成された動的クランプ18376とを使用する外科的処置18370を示す。第1のクランプ18372は、組織18386の端部を保持し、対象領域18382を越えた張力又は引っ張りを防止するように構成された静止クランプである。第2のクランプ18374及び第3のクランプ18378は、組織が所定の張力を維持するように、所定の距離に従って位置決めされる。第2のクランプ18374及び第3のクランプ18378は静止しているが、静止距離18380の間で新しい組織18386を引っ張るために開閉し得る。第4のクランプ18376は、動的クランプであり、第2のクランプ18374と第3のクランプ18378との間で組織18386を引っ張り、第1のクランプ18372と第2のクランプ18374との間の張力を低減するように構成される。第4のクランプ18376は、組織18386を再配置して、グラフィカル強調表示によって示される18384における過剰な張力を低減する。ARデバイス66(図10)は、過剰な組織張力を示すために同様の強調表示を提供し得る。 FIG. 31 shows a surgical procedure 18370 using three static clamps 18372, 18274, 18378 and a dynamic clamp 18376 configured to transfer tissue between the static clamps 18372, 18274, 18378. The first clamp 18372 is a stationary clamp configured to hold the edge of the tissue 18386 and prevent tension or pulling beyond the region of interest 18382. The second clamp 18374 and the third clamp 18378 are positioned according to a predetermined distance so that the tissue maintains a predetermined tension. Second clamp 18374 and third clamp 18378 are stationary, but may be opened and closed to pull new tissue 18386 during stationary distance 18380. The fourth clamp 18376 is a dynamic clamp that pulls the tissue 18386 between the second clamp 18374 and the third clamp 18378 to reduce the tension between the first clamp 18372 and the second clamp 18374. configured to reduce. Fourth clamp 18376 repositions tissue 18386 to reduce excess tension at 18384 as indicated by graphical highlighting. AR device 66 (FIG. 10) may provide similar highlighting to indicate excessive tissue tension.

図32は、患者の内部の手術場所を表示するための方法18400の論理フロー図を示す。方法18400によれば、外科用ハブ56(図6)は、患者の内部に位置する1つ以上のカメラからビデオフィードを受信する(18402)。外科用ハブ56は、患者の内部の1つ以上の物理的マーカを識別する(18404)。外科用ハブ56は、1つ以上の物理的マーカとの関係に基づいて標的場所を判定する(18406)。外科用ハブ56は、標的場所に対応する仮想要素を生成する(18408)。外科用ハブ56(図6)に連結されたARデバイス66(図10)は、拡張現実(AR)ディスプレイ79(図10)上のビデオフィード上にオーバーレイされた仮想要素を表示する(18410)。 FIG. 32 shows a logic flow diagram of a method 18400 for displaying a surgical location within a patient. According to method 18400, surgical hub 56 (FIG. 6) receives a video feed from one or more cameras located inside a patient (18402). Surgical hub 56 identifies one or more physical markers within the patient (18404). Surgical hub 56 determines the target location based on the relationship with one or more physical markers (18406). Surgical hub 56 generates a virtual element corresponding to the target location (18408). AR device 66 (FIG. 10) coupled to surgical hub 56 (FIG. 6) displays virtual elements overlaid on the video feed on augmented reality (AR) display 79 (FIG. 10) (18410).

方法18400の一態様では、ビデオフィードは、少なくとも2つのビデオフィードから一緒につなぎ合わされた広角ビューである。別の態様では、方法18400によれば、1つ以上の物理的マーカが、可視スペクトル外の光源の照明下で可視である。方法18400の別の態様では、1つ以上の物理的マーカは、術前コンピュータ断層撮影(CT)スキャンにおいて割り当てられた基準マーカである。方法18400の更に別の態様では、標的場所は、拡張現実(AR)デバイス66(図10)上でリアルタイムで連続的に更新される。 In one aspect of method 18400, the video feed is a wide-angle view stitched together from at least two video feeds. In another aspect, according to method 18400, the one or more physical markers are visible under illumination of a light source outside the visible spectrum. In another aspect of method 18400, the one or more physical markers are fiducial markers assigned in a preoperative computed tomography (CT) scan. In yet another aspect of method 18400, the target location is continuously updated in real time on augmented reality (AR) device 66 (FIG. 10).

本明細書に記載される主題の様々な追加的態様は、以下の番号付けされた実施例において説明される。 Various additional aspects of the subject matter described herein are illustrated in the numbered examples below.

実施例1:外科用システムであって、外科用デバイスであって、外径及び内径を画定する軸方向通路と、近位端部と、組織を貫通するように構成された遠位端部と、弾性接続部によってリング構成で接続された個々のカメラを備えるカメラアレイと、カメラアレイを、軸方向通路の遠位端部の内径からの第1の陥凹位置から、カメラアレイが軸方向通路の遠位端部の外径の周囲に円周方向に位置決めされた第2の展開位置まで延在させるように構成されている、着脱可能な取り付けトリガと、を備える、外科用デバイスと、拡張現実(AR)デバイスと、カメラアレイ及びARデバイスに通信可能に連結された外科用ハブであって、メモリに連結された制御回路を備える、外科用ハブと、を備え、制御回路は、カメラアレイから複数のビデオフィードを受信し、ビデオフィード上の物理マーカを識別し、物理的マーカをARディスプレイ上に表示するように構成されている、外科用システム。 Example 1: A surgical system comprising a surgical device having an axial passageway defining an outer diameter and an inner diameter, a proximal end, and a distal end configured to penetrate tissue. , a camera array comprising individual cameras connected in a ring configuration by resilient connections; a removable attachment trigger configured to extend to a second deployed position circumferentially around the outer diameter of the distal end of the surgical device; a surgical hub communicatively coupled to the camera array and the AR device, the surgical hub comprising a control circuit coupled to the memory, the control circuit communicatively coupled to the camera array and the AR device; A surgical system configured to receive a plurality of video feeds from a user, identify a physical marker on the video feed, and display the physical marker on an AR display.

実施例2:ビデオフィードは、個々のカメラの各々から一緒につなぎ合わされた広角ビューである、実施例1に記載の外科用システム。 Example 2: The surgical system of Example 1, wherein the video feed is a wide-angle view stitched together from each of the individual cameras.

実施例3:物理的マーカは、可視スペクトルの外側の光源の照明下で可視である、実施例1及び2のいずれか1つに記載の外科用システム。 Example 3: The surgical system according to any one of Examples 1 and 2, wherein the physical marker is visible under illumination of a light source outside the visible spectrum.

実施例4:物理的マーカは、色素である、実施例1~3のいずれか1つに記載の外科用システム。 Example 4: A surgical system according to any one of Examples 1 to 3, in which the physical marker is a dye.

実施例5:物理的マーカは、術前コンピュータ断層撮影(CT)スキャンにおいて割り当てられた基準マーカである、実施例1~4のいずれか1つに記載の外科用システム。 Example 5: The surgical system of any one of Examples 1-4, wherein the physical marker is a fiducial marker assigned in a preoperative computed tomography (CT) scan.

実施例6:物理的マーカは、外科的処置の標的場所を表示するように構成されている、実施例1~5のいずれか1つに記載の外科用システム。 Example 6: A surgical system according to any one of Examples 1 to 5, wherein the physical marker is configured to indicate a target location for a surgical procedure.

実施例7:標的場所は、ARデバイス上でリアルタイムで連続的に更新される、実施例6に記載の外科用システム。 Example 7: The surgical system of Example 6, wherein the target location is continuously updated in real time on the AR device.

実施例8:標的場所は、外科用器具と物理的マーカとの関係に基づいて更新される、実施例7に記載の外科用システム。 Example 8: The surgical system of Example 7, wherein the target location is updated based on the relationship between the surgical instrument and the physical marker.

実施例9:外科用デバイスであって、弾性接続部によってリング構成で接続された個々のカメラを含むカメラアレイであって、外科用ハブに通信可能に連結可能である、カメラアレイと、近位端部と、組織貫通先端部を更に備える遠位端部とを有する細長い貫通部材と、細長い貫通部材及び組織貫通先端部を通る軸方向通路であって、軸方向通路の内径は、カメラアレイを第1の陥凹位置に収容するように寸法決めされている、軸方向通路と、カメラアレイを、細長い貫通部材の遠位端部の内径からの第1の陥凹位置から、カメラアレイが細長い貫通部材の遠位端部の外径の周囲に円周方向に位置決めされた第2の展開位置まで延在させるように構成されている、着脱可能な取り付けトリガと、を備える、外科用デバイス。 Example 9: A surgical device comprising: a camera array comprising individual cameras connected in a ring configuration by resilient connections, the camera array being communicatively connectable to a surgical hub; an elongate penetrating member having an end and a distal end further comprising a tissue penetrating tip; an axial passageway through the elongate penetrating member and the tissue penetrating tip, the inner diameter of the axial passageway having a distal end portion further comprising a tissue penetrating tip; an axial passageway dimensioned to receive the camera array in the first recessed location; a removable attachment trigger configured to extend to a second deployment position circumferentially positioned about the outer diameter of the distal end of the penetrating member.

実施例10:カメラアレイは、無線通信プロトコルを通じて外科用ハブと通信可能に連結可能である、実施例9に記載の外科用デバイス。 Example 10: The surgical device of Example 9, wherein the camera array is communicatively coupleable with the surgical hub via a wireless communication protocol.

実施例11:カメラアレイは、充電式バッテリによって電力供給される、実施例10に記載の外科用デバイス。 Example 11: The surgical device of Example 10, wherein the camera array is powered by a rechargeable battery.

実施例12:カメラアレイは、有線通信プロトコルを通じて外科用ハブに通信可能に連結可能である、実施例9~11のいずれか1つに記載の外科用デバイス。 Example 12: The surgical device of any one of Examples 9-11, wherein the camera array is communicatively connectable to the surgical hub via a wired communication protocol.

実施例13:カメラアレイは、細長い貫通部材の外径に沿って延在するワイヤを備える有線外部電源によって電力供給される、実施例12に記載の外科用デバイス。 Example 13: The surgical device of Example 12, wherein the camera array is powered by a wired external power source comprising a wire extending along the outer diameter of the elongated penetrating member.

実施例14:カメラアレイは、圧搾及び摩擦構成において、細長い貫通部材の遠位端部の外径に取り付けられている、実施例9~13のいずれか1つに記載の外科用デバイス。 Example 14: The surgical device of any one of Examples 9-13, wherein the camera array is attached to the outer diameter of the distal end of the elongated penetrating member in a squeeze and friction configuration.

実施例15:カメラアレイは、第2の展開位置において、軸方向通路の内径の空間を占有しない、実施例9~14のいずれか1つに記載の外科用デバイス。 Example 15: The surgical device of any one of Examples 9-14, wherein the camera array does not occupy space in the inner diameter of the axial passageway in the second deployed position.

実施例16:患者の内部の手術場所を表示するための方法であって、外科用ハブによって、患者の内部に位置するカメラからビデオフィードを受信することと、外科用ハブによって、患者の内部の物理的マーカを識別することと、外科用ハブによって、物理的マーカとの関係に基づいて標的場所を判定することと、外科用ハブによって、標的場所に対応する仮想要素を生成することと、外科用ハブに連結された拡張現実(AR)デバイスによって、ビデオフィード上にオーバーレイされた仮想要素をARディスプレイ上に表示することと、を含む、方法。 Example 16: A method for displaying a surgical location inside a patient, the method including: receiving, by a surgical hub, a video feed from a camera located inside the patient; identifying, by the surgical hub, physical markers inside the patient; determining, by the surgical hub, a target location based on a relationship to the physical markers; generating, by the surgical hub, a virtual element corresponding to the target location; and displaying, by an augmented reality (AR) device coupled to the surgical hub, the virtual element overlaid on the video feed on an AR display.

実施例17:ビデオフィードは、少なくとも2つのビデオフィードから一緒につなぎ合わされた広角ビューである、実施例16に記載の方法。 Example 17: The method of example 16, wherein the video feed is a wide-angle view stitched together from at least two video feeds.

実施例18:物理的マーカは、可視スペクトルの外側の光源の照明下でのみ可視である、実施例16及び17のいずれか1つに記載の方法。 Example 18: The method of any one of Examples 16 and 17, wherein the physical marker is visible only under illumination of a light source outside the visible spectrum.

実施例19:物理的マーカは、術前コンピュータ断層撮影(CT)スキャンにおいて割り当てられた基準マーカである、実施例16~18のいずれか1つに記載の方法。 Example 19: The method of any one of Examples 16-18, wherein the physical marker is a fiducial marker assigned in a preoperative computed tomography (CT) scan.

実施例20:標的場所は、拡張現実(AR)デバイス上でリアルタイムで連続的に更新される、実施例16~19のいずれか1つに記載の方法。 Example 20: The method of any one of Examples 16 to 19, wherein the target location is continuously updated in real time on an augmented reality (AR) device.

いくつかの形態が示され説明されてきたが、添付の特許請求の範囲をそのような詳細に制限又は限定することは、本出願人が意図するところではない。多くの修正、変形、変更、置換、組み合わせ及びこれらの形態の等価物を実装することができ、本開示の範囲から逸脱することなく当業者により想到されるであろう。更に、記述する形態に関連した各要素の構造は、その要素によって実施される機能を提供するための手段として代替的に説明することができる。また、材料が特定の構成要素に関して開示されているが、他の材料が使用されてもよい。したがって、上記の説明文及び添付の特許請求の範囲は、全てのそのような修正、組み合わせ、及び変形を、開示される形態の範囲に含まれるものとして網羅することを意図としたものである点を理解されたい。添付の特許請求の範囲は、全てのそのような修正、変形、変更、置換、修正、及び等価物を網羅することを意図する。 While several forms have been shown and described, it is not the intention of the applicant to limit or limit the scope of the appended claims to such details. Many modifications, variations, changes, permutations, combinations and equivalents of these forms may be implemented and will occur to those skilled in the art without departing from the scope of this disclosure. Furthermore, the structure of each element associated with the described form may alternatively be described as a means for providing the functionality performed by that element. Also, although materials are disclosed for particular components, other materials may be used. It is therefore intended that the foregoing description and appended claims cover all such modifications, combinations, and variations as falling within the scope of the disclosed forms. I want you to understand. The appended claims are intended to cover all such modifications, variations, changes, substitutions, modifications, and equivalents.

上記の詳細な説明は、ブロック図、フロー図及び/又は実施例を用いて、装置及び/又はプロセスの様々な形態について記載してきた。そのようなブロック図、フロー図及び/又は実施例が1つ以上の機能及び/又は動作を含む限り、当業者に理解されたいこととして、そのようなブロック図、フロー図及び/又は実施例に含まれる各機能及び/又は動作は、多様なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はこれらの事実上の任意の組み合わせによって、個々にかつ/又は集合的に実装することができる。当業者には、本明細書で開示される形態のうちのいくつかの態様の全部又は一部が、1台以上のコンピュータ上で稼働する1つ以上のコンピュータプログラムとして(例えば、1台以上のコンピュータシステム上で稼働する1つ以上のプログラムとして)、1つ以上のプロセッサ上で稼働する1つ以上のプログラムとして(例えば、1つ以上のマイクロプロセッサ上で稼働する1つ以上のプログラムとして)、ファームウェアとして、又はこれらの実質的に任意の組み合わせとして集積回路上で等価に実装することができ、回路を設計すること、並びに/又はソフトウェア及び/若しくはファームウェアのコードを記述することは、本開示を鑑みれば当業者の技能の範囲内に含まれることが理解されよう。加えて、当業者には理解されることとして、本明細書に記載した主題の機構は、多様な形態で1つ以上のプログラム製品として配布されることが可能であり、本明細書に記載した主題の具体的な形態は、配布を実際に実行するために使用される信号搬送媒体の特定のタイプにかかわらず適用される。 The detailed description above has described various forms of apparatus and/or processes using block diagrams, flow diagrams, and/or example embodiments. To the extent that such block diagrams, flow diagrams and/or examples include one or more features and/or operations, it will be understood by those skilled in the art that such block diagrams, flow diagrams and/or examples include one or more features and/or operations. Each included feature and/or operation may be implemented individually and/or collectively by a variety of hardware, software, firmware, or virtually any combination thereof. Those skilled in the art will appreciate that some aspects of the forms disclosed herein can be implemented, in whole or in part, as one or more computer programs running on one or more computers (e.g., as one or more computer programs running on one or more computers). (as one or more programs running on a computer system); as one or more programs running on one or more processors (e.g., as one or more programs running on one or more microprocessors); Designing circuits and/or writing software and/or firmware code that can equivalently be implemented on an integrated circuit as firmware, or as virtually any combination thereof, utilizes the present disclosure. It will be understood that it is within the skill of those skilled in the art. In addition, those skilled in the art will appreciate that the features of the subject matter described herein can be distributed in a variety of forms as one or more program products, The specific form of the subject matter applies without regard to the particular type of signal-bearing medium used to actually effectuate the distribution.

様々な開示された態様を実施するように論理をプログラムするために使用される命令は、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)、キャッシュ、フラッシュメモリ又は他のストレージなどのシステム内メモリに記憶され得る。更に、命令は、ネットワークを介して、又は他のコンピュータ可読媒体によって配布され得る。したがって、機械可読媒体としては、機械(例えば、コンピュータ)によって読み出し可能な形態で情報を記憶又は送信するための任意の機構が挙げられ得るが、フロッピーディスケット、光ディスク、コンパクトディスク、読み出し専用メモリ(CD-ROM)、並びに磁気光学ディスク、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EPROM)、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EEPROM)、磁気若しくは光カード、フラッシュメモリ又は、電気的、光学的、音響的、若しくは他の形態の伝播信号(例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など)を介してインターネットを介した情報の送信に使用される有形機械可読ストレージに限定されない。したがって、非一時的コンピュータ可読媒体としては、機械(例えば、コンピュータ)によって読み出し可能な形態で電子命令又は情報を記憶又は送信するのに好適な任意のタイプの有形機械可読媒体が挙げられる。 The instructions used to program the logic to implement the various disclosed aspects may be stored in memory within the system, such as dynamic random access memory (DRAM), cache, flash memory, or other storage. Additionally, the instructions may be distributed over a network or by other computer-readable media. Thus, a machine-readable medium may include any mechanism for storing or transmitting information in a form readable by a machine (e.g., a computer), including floppy diskettes, optical disks, compact disks, read-only memory (CDs), etc. - ROM), as well as magneto-optical disks, read only memory (ROM), random access memory (RAM), erasable programmable read only memory (EPROM), electrically erasable programmable read only memory (EEPROM), magnetic or optical cards, Flash memory or other tangible machine-readable storage used to transmit information over the Internet via electrical, optical, acoustic, or other forms of propagating signals (e.g., carrier waves, infrared signals, digital signals, etc.) but not limited to. Thus, non-transitory computer-readable media includes any type of tangible machine-readable medium suitable for storing or transmitting electronic instructions or information in a form readable by a machine (eg, a computer).

本明細書の任意の態様で使用されるとき、「制御回路」という用語は、例えば、ハードワイヤード回路、プログラマブル回路(例えば、1つ以上の個々の命令処理コアを含むコンピュータプロセッサ、処理ユニット、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコントローラユニット、コントローラ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、プログラマブル論理装置(PLD)、プログラマブル論理アレイ(PLA)、又はフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA))、状態機械回路、プログラマブル回路によって実行される命令を記憶するファームウェア、及びこれらの任意の組み合わせを指すことができる。制御回路は、集合的に又は個別に、例えば、集積回路(IC)、特定用途向け集積回路(ASIC)、システムオンチップ(SoC)、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、サーバ、スマートフォンなどの、より大きなシステムの一部を形成する回路として具現化され得る。したがって、本明細書で使用されるとき、「制御回路」は、少なくとも1つの個別の電気回路を有する電気回路、少なくとも1つの集積回路を有する電気回路、少なくとも1つの特定用途向け集積回路を有する電気回路、コンピュータプログラムによって構成された汎用コンピューティング装置(例えば、本明細書で説明したプロセス及び/若しくは装置を少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムによって構成された汎用コンピュータ、又は本明細書で説明したプロセス及び/若しくは装置を少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムによって構成されたマイクロプロセッサ)を形成する電気回路、メモリ装置(例えば、ランダムアクセスメモリの形態)を形成する電気回路及び/又は通信装置(例えばモデム、通信スイッチ、又は光-電気設備)を形成する電気回路を含むが、これらに限定されない。当業者は、本明細書で述べた主題が、アナログ形式若しくはデジタル形式、又はこれらのいくつかの組み合わせで実装されてもよいことを認識するであろう。 As used in any aspect herein, the term "control circuit" refers to, for example, hard-wired circuits, programmable circuits (e.g., computer processors including one or more individual instruction processing cores, processing units, , microcontroller, microcontroller unit, controller, digital signal processor (DSP), programmable logic device (PLD), programmable logic array (PLA), or field programmable gate array (FPGA)), state machine circuit, programmable circuit. can refer to firmware that stores instructions for use in a computer, and any combination thereof. Control circuits may be used, collectively or individually, in, for example, integrated circuits (ICs), application specific integrated circuits (ASICs), systems on chips (SoCs), desktop computers, laptop computers, tablet computers, servers, smartphones, etc. , may be implemented as a circuit that forms part of a larger system. Accordingly, as used herein, "control circuit" refers to an electrical circuit having at least one discrete electrical circuit, an electrical circuit having at least one integrated circuit, an electrical circuit having at least one application-specific integrated circuit. a circuit, a general-purpose computing device configured with a computer program (e.g., a general-purpose computer configured with a computer program that at least partially executes a process and/or device described herein, or a process described herein) and/or an electrical circuit forming a memory device (e.g. in the form of a random access memory) and/or a communication device (e.g. a modem). , communications switches, or optical-electrical equipment). Those skilled in the art will recognize that the subject matter described herein may be implemented in analog or digital form, or some combination thereof.

本明細書の任意の態様で使用されるとき、「論理」という用語は、前述の動作のいずれかを実施するように構成されたアプリケーション、ソフトウェア、ファームウェア、及び/又は回路を指し得る。ソフトウェアは、非一時的コンピュータ可読記憶媒体上に記録されたソフトウェアパッケージ、コード、命令、命令セット、及び/又はデータとして具現化されてもよい。ファームウェアは、メモリ装置内のコード、命令、若しくは命令セット、及び/又はハードコードされた(例えば、不揮発性の)データとして具現化されてもよい。 As used in any aspect herein, the term "logic" may refer to applications, software, firmware, and/or circuitry configured to perform any of the operations described above. Software may be embodied as a software package, code, instructions, instruction sets, and/or data recorded on a non-transitory computer-readable storage medium. Firmware may be embodied as code, instructions, or a set of instructions in a memory device, and/or hard-coded (eg, non-volatile) data.

本明細書の任意の態様で使用されるとき、「構成要素」、「システム」、「モジュール」等という用語は、制御回路、コンピュータ関連エンティティ、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせ、ソフトウェア、又は実行中のソフトウェアのいずれかを指すことができる。 As used in any aspect herein, the terms "component," "system," "module," etc. refer to control circuitry, computer-related entities, hardware, combinations of hardware and software, software, or any running software.

本明細書の任意の態様で使用されるとき、「アルゴリズム」とは、所望の結果につながる工程の自己無撞着シーケンスを指し、「工程」とは、必ずしも必要ではないが、記憶、転送、組み合わせ、比較、及び別様に操作されることが可能な電気信号又は磁気信号の形態をとることができる物理量及び/又は論理状態の操作を指す。これらの信号を、ビット、値、要素、記号、文字、用語、番号などとして言及することが一般的な扱い方である。これらの及び類似の用語は、適切な物理量と関連付けられてもよく、また単に、これらの量及び/又は状態に適用される便利な標識である。 As used in any aspect herein, "algorithm" refers to a self-consistent sequence of steps leading to a desired result; Refers to the manipulation of physical quantities and/or logical states, which can take the form of electrical or magnetic signals, which can be compared, compared, and otherwise manipulated. It is common practice to refer to these signals as bits, values, elements, symbols, characters, terms, numbers, or the like. These and similar terms may be associated with the appropriate physical quantities or are simply convenient labels applied to these quantities and/or conditions.

ネットワークとしては、パケット交換ネットワークが挙げられ得る。通信デバイスは、選択されたパケット交換ネットワーク通信プロトコルを使用して、互いに通信することができる。1つの例示的な通信プロトコルとしては、伝送制御プロトコル/インターネットプロトコル(TCP/IP)を使用して通信を可能にすることができるイーサネット通信プロトコルを挙げることができる。イーサネットプロトコルは、Institute of Electrical and Electronics Engineers(IEEE)によって発行された2008年12月発行の表題「IEEE802.3 Standard」、及び/又は本規格の後のバージョンのイーサネット規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、通信デバイスは、X.25通信プロトコルを使用して互いに通信することができる。X.25通信プロトコルは、International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector(ITU-T)によって公布された規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、通信デバイスは、フレームリレー通信プロトコルを使用して互いに通信することができる。フレームリレー通信プロトコルは、Consultative Committee for International Telegraph and Telephone(CCITT)及び/又はthe American National Standards Institute(ANSI)によって公布された規格に準拠するか、又は互換性があり得る。代替的に又は追加的に、送受信機は、非同期転送モード(ATM)通信プロトコルを使用して互いに通信することが可能であり得る。ATM通信プロトコルは、ATM Forumによって「ATM-MPLS Network Interworking 2.0」という題で2001年8月に公開されたATM規格及び/又は本規格の後のバージョンに準拠するか、又は互換性があり得る。当然のことながら、異なる及び/又は後に開発されたコネクション型ネットワーク通信プロトコルは、本明細書で等しく企図される。 The network may include a packet switched network. The communication devices can communicate with each other using selected packet-switched network communication protocols. One example communication protocol may include the Ethernet communication protocol, which may enable communication using Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP). The Ethernet protocol conforms to or is compatible with the Ethernet standard published by the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) entitled "IEEE 802.3 Standard" published December 2008, and/or any later version of this standard. It can be sexual. Alternatively or additionally, the communication device is an X. can communicate with each other using the X.25 communication protocol. X. The T.25 communication protocols may conform to or be compatible with standards promulgated by the International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector (ITU-T). Alternatively or additionally, communication devices may communicate with each other using a frame relay communication protocol. The Frame Relay communication protocol is a protocol developed by the Consultative Committee for International Telegraph and Telephone (CCITT) and/or the American National Standards Institute (AN SI) or may be compatible with the standards promulgated by SI. Alternatively or additionally, the transceivers may be capable of communicating with each other using an asynchronous transfer mode (ATM) communication protocol. The ATM communications protocol shall comply with or be compatible with the ATM standard published by the ATM Forum in August 2001 under the title "ATM-MPLS Network Interworking 2.0" and/or with later versions of this standard. obtain. Of course, different and/or later developed connection-oriented network communication protocols are equally contemplated herein.

別段の明確な定めがない限り、前述の開示から明らかなように、前述の開示全体を通じて、「処理すること(processing)」、「計算すること(computing)」、「算出すること(calculating)」、「判定すること(determining)」、「表示すること(displaying)」などの用語を使用する考察は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内で物理(電子的)量として表現されるデータを、コンピュータシステムのメモリ若しくはレジスタ又は他のそのような情報記憶、伝送、若しくは表示装置内で物理量として同様に表現される他のデータへと操作し変換する、コンピュータシステム又は類似の電子計算装置のアクション及び処理を指していることが理解されよう。 Unless expressly specified otherwise, as will be apparent from the foregoing disclosure, discussions throughout the foregoing disclosure using terms such as "processing," "computing," "calculating," "determining," "displaying," and the like will be understood to refer to the actions and processing of a computer system or similar electronic computing device that manipulates and converts data represented as physical (electronic) quantities in the registers and memory of the computer system into other data similarly represented as physical quantities in the memory or registers of the computer system or other such information storage, transmission, or display devices.

1つ以上の構成要素が、本明細書中で、「ように構成されている(configured to)」、「ように構成可能である(configurable to)」、「動作可能である/ように動作する(operable/operative to)」、「適合される/適合可能である(adapted/adaptable)」、「ことが可能である(able to)」、「準拠可能である/準拠する(conformable/conformed to)」などと言及され得る。当業者は、「ように構成されている」は、一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、アクティブ状態の構成要素及び/又は非アクティブ状態の構成要素及び/又はスタンバイ状態の構成要素を包含し得ることを理解するであろう。 One or more components are defined herein as "configured to," "configurable to," "operable/operating." (operable/operative to), “adapted/adaptable,” “able to,” “conformable/conformed to.” ” may be mentioned. Those skilled in the art will understand that "configured to" generally refers to active components and/or inactive components and/or standby components, unless the context requires otherwise. It will be understood that elements can be included.

「近位」及び「遠位」という用語は、本明細書では、外科用器具のハンドル部分を操作する臨床医を基準として使用される。「近位」という用語は、臨床医に最も近い部分を指し、「遠位」という用語は、臨床医から離れた位置にある部分を指す。便宜上及び明確性のために、「垂直」、「水平」、「上」、及び「下」などの空間的用語が、本明細書において図面に対して使用され得ることが更に理解されよう。しかしながら、外科用器具は、多くの向き及び位置で使用されるものであり、これらの用語は限定的及び/又は絶対的であることを意図したものではない。 The terms "proximal" and "distal" are used herein with reference to the clinician manipulating the handle portion of the surgical instrument. The term "proximal" refers to the part closest to the clinician, and the term "distal" refers to the part located away from the clinician. It will be further understood that for convenience and clarity, spatial terms such as "vertical," "horizontal," "above," and "below" may be used herein with respect to the drawings. However, surgical instruments may be used in many orientations and positions, and these terms are not intended to be limiting and/or absolute.

当業者は、一般に、本明細書で使用され、かつ特に添付の特許請求の範囲(例えば、添付の特許請求の範囲の本文)で使用される用語は、概して「オープンな」用語として意図されるものである(例えば、「含む(including)」という用語は、「~を含むが、それらに限定されない(including but not limited to)」と解釈されるべきであり、「有する(having)」という用語は「~を少なくとも有する(having at least)」と解釈されるべきであり、「含む(includes)」という用語は「~を含むが、それらに限定されない(includes but is not limited to)」と解釈されるべきであるなど)ことを理解するであろう。更に、導入された請求項記載(introduced claim recitation)において特定の数が意図される場合、かかる意図は当該請求項中に明確に記載され、またかかる記載がない場合は、かかる意図は存在しないことが、当業者には理解されるであろう。例えば、理解を助けるものとして、後続の添付の特許請求の範囲は、「少なくとも1つの(at least one)」及び「1つ以上の(one or more)」という導入句を、請求項記載を導入するために含むことがある。しかしながら、かかる句の使用は、「a」又は「an」という不定冠詞によって請求項記載を導入した場合に、たとえ同一の請求項内に「1つ以上の」又は「少なくとも1つの」といった導入句及び「a」又は「an」という不定冠詞が含まれる場合であっても、かかる導入された請求項記載を含むいかなる特定の請求項も、かかる記載事項を1つのみ含む請求項に限定されると示唆されるものと解釈されるべきではない(例えば、「a」及び/又は「an」は通常、「少なくとも1つの」又は「1つ以上の」を意味するものと解釈されるべきである)。定冠詞を使用して請求項記載を導入する場合にも、同様のことが当てはまる。 Those skilled in the art will generally understand that the terms used herein, and particularly in the appended claims (e.g., the text of the appended claims), are generally intended as "open" terms. (For example, the term "including" should be interpreted as "including but not limited to," and the term "having" should be interpreted as "including but not limited to.") should be interpreted as “having at least” and the term “includes” should be interpreted as “includes but is not limited to.” should be done, etc.). Further, if a specific number is intended in an introduced claim recitation, such intent will be clearly stated in the claim, and if no such statement is present, no such intent exists. will be understood by those skilled in the art. For example, as an aid to understanding, the following appended claims incorporate the introductory phrases "at least one" and "one or more" into claim statements. may be included in order to However, the use of such phrases does not apply when the claim is introduced by the indefinite article "a" or "an," even if the introductory phrase "one or more" or "at least one" appears within the same claim. and the indefinite article "a" or "an," any particular claim containing such an introduced claim statement is limited to a claim containing only one such statement. (e.g., "a" and/or "an" should generally be interpreted to mean "at least one" or "one or more") ). The same applies when introducing claim statements using definite articles.

加えて、導入された請求項記載において特定の数が明示されている場合であっても、かかる記載は、典型的には、少なくとも記載された数を意味するものと解釈されるべきであることが、当業者には認識されるであろう(例えば、他に修飾語のない、単なる「2つの記載事項」という記載がある場合、一般的に、少なくとも2つの記載事項、又は2つ以上の記載事項を意味する)。更に、「A、B及びCなどのうちの少なくとも1つ」に類する表記が使用される場合、一般に、かかる構文は、当業者がその表記を理解するであろう意味で意図されている(例えば、「A、B及びCのうちの少なくとも1つを有するシステム」は、限定するものではないが、Aのみ、Bのみ、Cのみ、AとBの両方、AとCの両方、BとCの両方及び/又はAとBとCの全てなどを有するシステムを含む)。「A、B又はCなどのうちの少なくとも1つ」に類する表記が用いられる場合、一般に、かかる構文は、当業者がその表記を理解するであろう意味で意図されている(例えば、「A、B、又はCのうちの少なくとも1つを有するシステム」は、限定するものではないが、Aのみ、Bのみ、Cのみ、AとBの両方、AとCの両方、BとCの両方及び/又はAとBとCの全てなどを有するシステムを含む)。更に、典型的には、2つ以上の選択的な用語を表すあらゆる選言的な語及び/又は句は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、明細書内であろうと、請求の範囲内であろうと、あるいは図面内であろうと、それら用語のうちの1つ、それらの用語のうちのいずれか、又はそれらの用語の両方を含む可能性を意図すると理解されるべきであることが、当業者には理解されよう。例えば、「A又はB」という句は、典型的には、「A」又は「B」又は「A及びB」の可能性を含むものと理解されよう。 Additionally, even if a particular number is specified in an introduced claim statement, such statement is typically to be construed to mean at least the recited number. will be recognized by those skilled in the art. ). Further, when a notation similar to "at least one of A, B, and C, etc." is used, such construction is generally intended in the sense that one of ordinary skill in the art would understand the notation (e.g. , "a system having at least one of A, B, and C" includes, but is not limited to, A only, B only, C only, both A and B, both A and C, B and C. and/or all of A, B, and C, etc.). When a notation similar to "at least one of A, B, or C, etc." is used, such construction is generally intended in the sense that a person skilled in the art would understand the notation (e.g., "A , B, or C includes, but is not limited to, only A, only B, only C, both A and B, both A and C, both B and C. and/or systems having all of A, B, C, etc.). Further, typically any disjunctive words and/or phrases representing two or more alternative terms, whether within the specification, unless the context otherwise requires; It should be understood that the possibility of including one, either, or both of these terms is intended, whether in the claims or in the drawings. Those skilled in the art will understand that. For example, the phrase "A or B" will typically be understood to include the possibilities "A" or "B" or "A and B."

添付の特許請求の範囲に関して、当業者は、本明細書における引用した動作は一般に、任意の順序で実施され得ることを理解するであろう。また、様々な動作のフロー図がシーケンス(複数可)で示されているが、様々な動作は、示されたもの以外の順序で実施されてもよく、又は同時に実施されてもよいことが理解されるべきである。かかる代替の順序付けの例は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、重複、交互配置、割り込み、再順序付け、増加的、予備的、追加的、同時、逆又は他の異なる順序付けを含んでもよい。更に、「~に応答する(responsive to)」、「~に関連する(related to)」といった用語、又は他の過去時制の形容詞は、一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、かかる変化形を除外することが意図されるものではない。 With reference to the appended claims, those skilled in the art will appreciate that the acts recited herein may generally be performed in any order. Additionally, while flow diagrams of various operations are shown in sequence(s), it is understood that the various operations may be performed in an order other than that shown, or may be performed simultaneously. It should be. Examples of such alternative orderings include overlapping, interleaving, interleaving, reordering, incremental, preliminary, additional, simultaneous, reverse or other different orderings, unless the context requires otherwise. May include. Additionally, terms such as "responsive to," "related to," or other past tense adjectives generally do not mean otherwise, unless the context requires otherwise. It is not intended that such variations be excluded.

「一態様」、「態様」、「例示」、「一例示」などへの任意の参照は、その態様に関連して記載される特定の特徴部、構造又は特性が少なくとも1つの態様に含まれると意味することは特記に値する。したがって、本明細書の全体を通じて様々な場所に見られる語句「一態様では」、「態様では」、「例示では」及び「一例示では」は、必ずしも全てが同じ態様を指すものではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性は、1つ以上の態様において任意の好適な様態で組み合わせることができる。 Any reference to "an aspect," "an aspect," "an example," "an example," or the like includes a particular feature, structure, or characteristic described in connection with that aspect that is included in at least one aspect. The meaning of this is worth noting. Thus, the phrases "in one aspect," "in an aspect," "in an example," and "in one example" appearing in various places throughout this specification do not necessarily all refer to the same aspect. Furthermore, the particular features, structures, or characteristics may be combined in any suitable manner in one or more aspects.

本明細書で参照され、かつ/又は任意の出願データシートに列挙される任意の特許出願、特許、非特許刊行物、又は他の開示資料は、組み込まれる資料が本明細書と矛盾しない範囲で、参照により本明細書に組み込まれる。それ自体、また必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載される開示は、参照により本明細書に組み込まれるあらゆる矛盾する記載に優先するものとする。参照により本明細書に組み込まれると言及されているが、現行の定義、見解、又は本明細書に記載される他の開示内容と矛盾するあらゆる内容、又はそれらの部分は、組み込まれた内容と現行の開示内容との間に矛盾が生じない範囲においてのみ、組み込まれるものとする。 Any patent application, patent, non-patent publication, or other disclosure material referenced herein and/or listed in any application data sheet is incorporated by reference herein to the extent that the incorporated material is not inconsistent with this specification. , incorporated herein by reference. As such, and to the extent necessary, disclosure expressly set forth herein shall supersede any conflicting description incorporated herein by reference. Any material, or portion thereof, that is cited as being incorporated herein by reference but is inconsistent with current definitions, views, or other disclosures set forth herein shall be deemed to be incorporated by reference. They are incorporated only to the extent that they are consistent with existing disclosures.

要約すると、本明細書に記載した構想を用いる結果として得られる多くの利益が記載されてきた。1つ以上の形態の上述の記載は、例示及び説明を目的として提示されているものである。包括的であることも、開示された厳密な形態に限定することも意図されていない。上記の教示を鑑みて、修正又は変形が可能である。1つ以上の形態は、原理及び実際の応用について例示し、それによって、様々な形態を様々な修正例とともに、想到される特定の用途に適するものとして当業者が利用することを可能にするようにするために、選択及び記載されたものである。本明細書とともに提示される特許請求の範囲が全体的な範囲を定義することが意図される。 In summary, many benefits have been described that result from using the concepts described herein. The above description of one or more forms has been presented for purposes of illustration and description. It is not intended to be exhaustive or limited to the precise form disclosed. Modifications or variations are possible in light of the above teachings. The one or more embodiments are intended to be illustrative of the principles and practical application, thereby enabling those skilled in the art to utilize the various embodiments, with various modifications, as appropriate for the particular application contemplated. It has been selected and written in order to It is intended that the claims presented herewith define the overall scope.

〔実施の態様〕
(1) 外科用システムであって、
外科用デバイスであって、
外径及び内径を画定する軸方向通路と、
近位端部と、
組織を貫通するように構成された遠位端部と、
弾性接続部によってリング構成で接続された個々のカメラを備えるカメラアレイと、
前記カメラアレイを、前記軸方向通路の前記遠位端部の前記内径からの第1の陥凹位置から、前記カメラアレイが前記軸方向通路の前記遠位端部の前記外径の周囲に円周方向に位置決めされた第2の展開位置まで延在させるように構成されている、着脱可能な取り付けトリガと、を備える、外科用デバイスと、
拡張現実(AR)デバイスと、
前記カメラアレイ及び前記ARデバイスに通信可能に連結された外科用ハブであって、メモリに連結された制御回路を備える、外科用ハブと、を備え、前記制御回路は、
前記カメラアレイから複数のビデオフィードを受信し、
前記ビデオフィード上の物理的マーカを識別し、
前記ARディスプレイ上に前記物理的マーカを表示するように構成されている、外科用システム。
(2) 前記ビデオフィードは、前記個々のカメラの各々から一緒につなぎ合わされた広角ビューである、実施態様1に記載の外科用システム。
(3) 前記物理的マーカは、前記可視スペクトルの外側の光源の照明下で可視である、実施態様1に記載の外科用システム。
(4) 前記物理的マーカは、色素である、実施態様1に記載の外科用システム。
(5) 前記物理的マーカは、術前コンピュータ断層撮影(CT)スキャンにおいて割り当てられた基準マーカである、実施態様1に記載の外科用システム。
[Embodiment]
(1) A surgical system comprising:
1. A surgical device comprising:
an axial passage defining an outer diameter and an inner diameter;
A proximal end portion;
a distal end configured to penetrate tissue;
a camera array comprising individual cameras connected in a ring configuration by elastic connections;
a detachable attachment trigger configured to extend the camera array from a first recessed position from the inner diameter of the distal end of the axial passage to a second deployed position in which the camera array is positioned circumferentially around the outer diameter of the distal end of the axial passage; and
an augmented reality (AR) device;
a surgical hub communicatively coupled to the camera array and the AR device, the surgical hub comprising a control circuit coupled to a memory, the control circuit comprising:
receiving a plurality of video feeds from the camera array;
Identifying a physical marker on the video feed;
A surgical system configured to display the physical marker on the AR display.
(2) The surgical system of claim 1, wherein the video feed is a wide-angle view from each of the individual cameras stitched together.
(3) The surgical system of claim 1, wherein the physical marker is visible under illumination of a light source outside the visible spectrum.
(4) The surgical system of claim 1, wherein the physical marker is a dye.
(5) The surgical system of claim 1, wherein the physical markers are fiducial markers assigned in a preoperative computed tomography (CT) scan.

(6) 前記物理的マーカは、外科的処置の標的場所を示すように構成されている、実施態様1に記載の外科用システム。
(7) 前記標的場所は、前記ARデバイス上でリアルタイムで連続的に更新される、実施態様6に記載の外科用システム。
(8) 前記標的場所は、外科用器具と前記物理的マーカとの関係に基づいて更新される、実施態様7に記載の外科用システム。
(9) 外科用デバイスであって、
弾性接続部によってリング構成で接続された個々のカメラを含むカメラアレイであって、外科用ハブに通信可能に連結可能である、カメラアレイと、
近位端部と、組織貫通先端部を更に備える遠位端部とを有する細長い貫通部材と、
前記細長い貫通部材及び前記組織貫通先端部を通る軸方向通路であって、前記軸方向通路の内径は、前記カメラアレイを第1の陥凹位置に収容するように寸法決めされている、軸方向通路と、
前記カメラアレイを、前記細長い貫通部材の前記遠位端部の前記内径からの第1の陥凹位置から、前記カメラアレイが前記細長い貫通部材の前記遠位端部の外径の周囲に円周方向に位置決めされた第2の展開位置まで延在させるように構成されている、着脱可能な取り付けトリガと、を備える、外科用デバイス。
(10) 前記カメラアレイは、無線通信プロトコルを通じて、前記外科用ハブと通信可能に連結可能である、実施態様9に記載の外科用デバイス。
(6) The surgical system of embodiment 1, wherein the physical marker is configured to indicate a target location for a surgical procedure.
7. The surgical system of embodiment 6, wherein the target location is continuously updated in real time on the AR device.
(8) The surgical system of embodiment 7, wherein the target location is updated based on a relationship between a surgical instrument and the physical marker.
(9) A surgical device,
a camera array including individual cameras connected in a ring configuration by resilient connections, the camera array being communicatively connectable to a surgical hub;
an elongate penetrating member having a proximal end and a distal end further comprising a tissue penetrating tip;
an axial passageway through the elongate penetrating member and the tissue penetrating tip, the inner diameter of the axial passageway being dimensioned to accommodate the camera array in a first recessed position; A passage and
the camera array from a first recessed position from the inner diameter of the distal end of the elongate penetrating member, the camera array circumferentially about the outer diameter of the distal end of the elongate penetrating member; a removable attachment trigger configured to extend to a second deployment position positioned in the direction.
10. The surgical device of embodiment 9, wherein the camera array is communicatively coupled with the surgical hub via a wireless communication protocol.

(11) 前記カメラアレイは、充電式バッテリによって電力供給される、実施態様10に記載の外科用デバイス。
(12) 前記カメラアレイは、有線通信プロトコルを通じて、前記外科用ハブに通信可能に連結可能である、実施態様9に記載の外科用デバイス。
(13) 前記カメラアレイは、前記細長い貫通部材の前記外径に沿って延在するワイヤを備える有線外部電源によって電力供給される、実施態様12に記載の外科用デバイス。
(14) 前記カメラアレイは、圧搾及び摩擦構成において、前記細長い貫通部材の前記遠位端部の前記外径に取り付けられている、実施態様9に記載の外科用デバイス。
(15) 前記カメラアレイは、前記第2の展開位置において、前記軸方向通路の前記内径の空間を占有しない、実施態様9に記載の外科用デバイス。
11. The surgical device of embodiment 10, wherein the camera array is powered by a rechargeable battery.
12. The surgical device of embodiment 9, wherein the camera array is communicatively coupled to the surgical hub via a wired communication protocol.
13. The surgical device of claim 12, wherein the camera array is powered by a wired external power source comprising a wire extending along the outer diameter of the elongated penetrating member.
14. The surgical device of claim 9, wherein the camera array is attached to the outer diameter of the distal end of the elongate penetrating member in a squeeze and friction configuration.
15. The surgical device of embodiment 9, wherein the camera array does not occupy space in the inner diameter of the axial passageway in the second deployed position.

(16) 患者の内部の手術場所を表示するための方法であって、
外科用ハブによって、患者の内部に位置するカメラからビデオフィードを受信することと、
前記外科用ハブによって、前記患者の内部の物理的マーカを識別することと、
前記外科用ハブによって、前記物理的マーカとの関係に基づいて標的場所を判定することと、
前記外科用ハブによって、前記標的場所に対応する仮想要素を生成することと、
前記外科用ハブに連結された拡張現実(AR)デバイスによって、前記ビデオフィード上にオーバーレイされた前記仮想要素をARディスプレイ上に表示することと、を含む、方法。
(17) 前記ビデオフィードは、少なくとも2つのビデオフィードから一緒につなぎ合わされた広角ビューである、実施態様16に記載の方法。
(18) 前記物理的マーカは、前記可視スペクトルの外側の光源の照明下で可視である、実施態様16に記載の方法。
(19) 前記物理的マーカは、術前コンピュータ断層撮影(CT)スキャンにおいて割り当てられた基準マーカである、実施態様16に記載の方法。
(20) 前記標的場所は、拡張現実(AR)デバイス上でリアルタイムで連続的に更新される、実施態様16に記載の方法。
(16) A method for displaying a surgical location inside a patient, the method comprising:
receiving a video feed from a camera located inside the patient by the surgical hub;
identifying a physical marker within the patient with the surgical hub;
determining, by the surgical hub, a target location based on a relationship with the physical marker;
generating, by the surgical hub, a virtual element corresponding to the target location;
displaying the virtual element overlaid on the video feed on an AR display by an augmented reality (AR) device coupled to the surgical hub.
17. The method of embodiment 16, wherein the video feed is a wide-angle view stitched together from at least two video feeds.
18. The method of claim 16, wherein the physical marker is visible under illumination of a light source outside the visible spectrum.
19. The method of claim 16, wherein the physical marker is a fiducial marker assigned in a preoperative computed tomography (CT) scan.
20. The method of embodiment 16, wherein the target location is continuously updated in real time on an augmented reality (AR) device.

Claims (20)

外科用システムであって、
外科用デバイスであって、
外径及び内径を画定する軸方向通路と、
近位端部と、
組織を貫通するように構成された遠位端部と、
弾性接続部によってリング構成で接続された個々のカメラを備えるカメラアレイと、
前記カメラアレイを、前記軸方向通路の前記遠位端部の前記内径からの第1の陥凹位置から、前記カメラアレイが前記軸方向通路の前記遠位端部の前記外径の周囲に円周方向に位置決めされた第2の展開位置まで延在させるように構成されている、着脱可能な取り付けトリガと、を備える、外科用デバイスと、
拡張現実(AR)デバイスと、
前記カメラアレイ及び前記ARデバイスに通信可能に連結された外科用ハブであって、メモリに連結された制御回路を備える、外科用ハブと、を備え、前記制御回路は、
前記カメラアレイから複数のビデオフィードを受信し、
前記ビデオフィード上の物理的マーカを識別し、
前記ARディスプレイ上に前記物理的マーカを表示するように構成されている、外科用システム。
A surgical system comprising:
A surgical device,
an axial passageway defining an outer diameter and an inner diameter;
a proximal end;
a distal end configured to penetrate tissue;
a camera array comprising individual cameras connected in a ring configuration by resilient connections;
the camera array from a first recessed position from the inner diameter of the distal end of the axial passageway; a removable attachment trigger configured to extend to a circumferentially positioned second deployment position;
Augmented reality (AR) device and
a surgical hub communicatively coupled to the camera array and the AR device, the surgical hub comprising a control circuit coupled to memory, the control circuit comprising:
receiving a plurality of video feeds from the camera array;
identifying a physical marker on the video feed;
A surgical system configured to display the physical marker on the AR display.
前記ビデオフィードは、前記個々のカメラの各々から一緒につなぎ合わされた広角ビューである、請求項1に記載の外科用システム。 The surgical system of claim 1, wherein the video feed is a wide-angle view stitched together from each of the individual cameras. 前記物理的マーカは、前記可視スペクトルの外側の光源の照明下で可視である、請求項1に記載の外科用システム。 The surgical system of claim 1, wherein the physical marker is visible under illumination of a light source outside the visible spectrum. 前記物理的マーカは、色素である、請求項1に記載の外科用システム。 The surgical system of claim 1, wherein the physical marker is a dye. 前記物理的マーカは、術前コンピュータ断層撮影(CT)スキャンにおいて割り当てられた基準マーカである、請求項1に記載の外科用システム。 The surgical system of claim 1, wherein the physical marker is a fiducial marker assigned in a preoperative computed tomography (CT) scan. 前記物理的マーカは、外科的処置の標的場所を示すように構成されている、請求項1に記載の外科用システム。 The surgical system of claim 1, wherein the physical marker is configured to indicate a target location for a surgical procedure. 前記標的場所は、前記ARデバイス上でリアルタイムで連続的に更新される、請求項6に記載の外科用システム。 The surgical system of claim 6, wherein the target location is continuously updated in real time on the AR device. 前記標的場所は、外科用器具と前記物理的マーカとの関係に基づいて更新される、請求項7に記載の外科用システム。 The surgical system of claim 7, wherein the target location is updated based on a relationship between a surgical instrument and the physical marker. 外科用デバイスであって、
弾性接続部によってリング構成で接続された個々のカメラを含むカメラアレイであって、外科用ハブに通信可能に連結可能である、カメラアレイと、
近位端部と、組織貫通先端部を更に備える遠位端部とを有する細長い貫通部材と、
前記細長い貫通部材及び前記組織貫通先端部を通る軸方向通路であって、前記軸方向通路の内径は、前記カメラアレイを第1の陥凹位置に収容するように寸法決めされている、軸方向通路と、
前記カメラアレイを、前記細長い貫通部材の前記遠位端部の前記内径からの第1の陥凹位置から、前記カメラアレイが前記細長い貫通部材の前記遠位端部の外径の周囲に円周方向に位置決めされた第2の展開位置まで延在させるように構成されている、着脱可能な取り付けトリガと、を備える、外科用デバイス。
A surgical device,
a camera array including individual cameras connected in a ring configuration by resilient connections, the camera array being communicatively connectable to a surgical hub;
an elongate penetrating member having a proximal end and a distal end further comprising a tissue penetrating tip;
an axial passageway through the elongate penetrating member and the tissue penetrating tip, the inner diameter of the axial passageway being dimensioned to accommodate the camera array in a first recessed position; A passage and
the camera array from a first recessed position from the inner diameter of the distal end of the elongate penetrating member, the camera array circumferentially about the outer diameter of the distal end of the elongate penetrating member; a removable attachment trigger configured to extend to a second deployment position positioned in the direction.
前記カメラアレイは、無線通信プロトコルを通じて、前記外科用ハブと通信可能に連結可能である、請求項9に記載の外科用デバイス。 The surgical device of claim 9, wherein the camera array is communicatively coupleable with the surgical hub via a wireless communication protocol. 前記カメラアレイは、充電式バッテリによって電力供給される、請求項10に記載の外科用デバイス。 The surgical device of claim 10, wherein the camera array is powered by a rechargeable battery. 前記カメラアレイは、有線通信プロトコルを通じて、前記外科用ハブに通信可能に連結可能である、請求項9に記載の外科用デバイス。 The surgical device of claim 9, wherein the camera array is communicatively coupleable to the surgical hub via a wired communication protocol. 前記カメラアレイは、前記細長い貫通部材の前記外径に沿って延在するワイヤを備える有線外部電源によって電力供給される、請求項12に記載の外科用デバイス。 The surgical device of claim 12, wherein the camera array is powered by a wired external power source comprising a wire extending along the outer diameter of the elongated penetrating member. 前記カメラアレイは、圧搾及び摩擦構成において、前記細長い貫通部材の前記遠位端部の前記外径に取り付けられている、請求項9に記載の外科用デバイス。 The surgical device of claim 9, wherein the camera array is attached to the outer diameter of the distal end of the elongate penetrating member in a squeeze and friction configuration. 前記カメラアレイは、前記第2の展開位置において、前記軸方向通路の前記内径の空間を占有しない、請求項9に記載の外科用デバイス。 The surgical device of claim 9, wherein the camera array does not occupy space in the inner diameter of the axial passageway in the second deployed position. 患者の内部の手術場所を表示するための方法であって、
外科用ハブによって、患者の内部に位置するカメラからビデオフィードを受信することと、
前記外科用ハブによって、前記患者の内部の物理的マーカを識別することと、
前記外科用ハブによって、前記物理的マーカとの関係に基づいて標的場所を判定することと、
前記外科用ハブによって、前記標的場所に対応する仮想要素を生成することと、
前記外科用ハブに連結された拡張現実(AR)デバイスによって、前記ビデオフィード上にオーバーレイされた前記仮想要素をARディスプレイ上に表示することと、を含む、方法。
A method for displaying a surgical location within a patient, the method comprising:
receiving a video feed from a camera located inside the patient by the surgical hub;
identifying a physical marker within the patient with the surgical hub;
determining, by the surgical hub, a target location based on a relationship with the physical marker;
generating, by the surgical hub, a virtual element corresponding to the target location;
displaying the virtual element overlaid on the video feed on an AR display by an augmented reality (AR) device coupled to the surgical hub.
前記ビデオフィードは、少なくとも2つのビデオフィードから一緒につなぎ合わされた広角ビューである、請求項16に記載の方法。 17. The method of claim 16, wherein the video feed is a wide-angle view stitched together from at least two video feeds. 前記物理的マーカは、前記可視スペクトルの外側の光源の照明下で可視である、請求項16に記載の方法。 17. The method of claim 16, wherein the physical marker is visible under illumination of a light source outside the visible spectrum. 前記物理的マーカは、術前コンピュータ断層撮影(CT)スキャンにおいて割り当てられた基準マーカである、請求項16に記載の方法。 The method of claim 16, wherein the physical markers are fiducial markers assigned on a preoperative computed tomography (CT) scan. 前記標的場所は、拡張現実(AR)デバイス上でリアルタイムで連続的に更新される、請求項16に記載の方法。 17. The method of claim 16, wherein the target location is continuously updated in real time on an augmented reality (AR) device.
JP2023563026A 2021-04-14 2022-04-11 System with a camera array deployable outside the channel of a tissue-penetrating surgical device Pending JP2024513992A (en)

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