JP6657244B2

JP6657244B2 - ソフトウェア及び誘導管を備えたロボット制御の遠隔運動中心

Info

Publication number: JP6657244B2
Application number: JP2017543780A
Authority: JP
Inventors: ウィリアムペイン，
Original assignee: コヴィディエンリミテッドパートナーシップ
Priority date: 2015-02-26
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2020-03-04
Anticipated expiration: 2036-01-21
Also published as: US20180042686A1; CN107257670B; US20200121405A1; US20210212781A1; CN112998861A; WO2016137612A1; EP3261574A4; CN107257670A; JP2018506358A; US10517684B2; EP3261574A1; US10959794B2

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年２月２６日に出願された米国仮特許出願第６２／１２１，２８３号の利益及び優先権を主張するものであり、その内容は、その全体として参照により本明細書に組み込まれる。

ロボット手術システムは、手術器具が、固定された進入点における手術用ポータルを通して患者の体内に挿入される、侵襲性が最小限の医療処置において使用されてきた。これらのシステムは、遠隔運動中心（ＲＣＭ）を組み込んで、器具が患者の体内で操作される際に手術器具がこれらの固定された進入点を超えて移動しないことを確実にした。これらの手術ロボットのうちの多くは、ロボットアームの一部が手術ポータルに直接取り付けられている機械的なＲＣＭを使用した。機械的なＲＣＭを使用する手術ロボットとは異なり、ソフトウェアベースのＲＣＭは、増加された運動範囲を提供するために、かつ手術ロボットのロボットアーム間の衝突を減少させるために、典型的に、手術ポータルに機械的に接続しなかった。残念ながら、ソフトウェアベースのＲＣＭを備えた手術ロボットの多くは、手術器具が除去されたときに手術ポータルがロボットアームとの整合から外れて移動したため、器具の交換を複雑にする傾向がある。

器具の交換中、手術器具は、手術ポートから引き抜かれ、ロボットアームから除去された。新しい、または異なる手術器具が次にロボットアームに接続され、手術ポータルを通して再度導入された。手術ポータルへの連結または接続によって、手術ポータルは、器具の運動の直線軸との整合が継続的に保たれたため、機械ベースのＲＣＭを備えた手術ロボットは交換を容易にした。対照的に、ソフトウェアベースのＲＣＭを備えた手術ロボットは、手術ポータルへの接続または連結を有しなかったため、手術器具が手術ポータルから除去されたときに整合が失われた。別の手術器具を挿入することは、臨床医が手術ポータルを手術器具と手動で整合することを必要とした。この処理は、器具の交換を行うために必要とされる時間を増加させた。

したがって、手術ポータルとロボットアームとの整合を維持することによって、器具の交換を容易にする、ソフトウェアベースのＲＣＭを備えたロボット手術システムに対する必要性がある。

本開示は、器具交換処理を速め、臨床医が手術器具の手術ポータルへの挿入中に手術ポータルを保持する必要性を排除する、誘導管を対象とする。

説明された誘導管は、手術部位において露出された遠位手首アセンブリのみで、手術器具の器具シャフト全体を覆うことができ、その結果、誘導管の遠位端は生体内の内視鏡の視野内に留まり、一方で手術器具は除去される。そのため、誘導管の利点として、新しい、または異なる器具のエンドエフェクタの、最終的で正確な生体内での場所が、再挿入の前に、臨床医によって知られる。この生体内でのエンドエフェクタの最終的な場所を知ることは、器具交換の安全性を有利に増加させる。誘導管は手術器具用に内視鏡カメラによって可視である手術部位までバリケードで囲まれた導管を提供するため、安全性はさらに増加される。理想的には、器具交換の通常の状況で、臨床医は、内視鏡を手術部位から離れるように常に移動または調整して、器具交換中に手術ポータルを視認し、新しい、または異なる手術器具が挿入される一方で、手術器具が臓器／結合組織を掴まない、または刺さないことを確実にするべきである。本説明される誘導管は、このような内視鏡の移動または調整を行う必要性を排除する。さらに、誘導管は、手術器具の器具シャフトへの機械的補強を提供して、曲げを減少させ、地面に接続されて、電気手術を用いる一方で、安全性を向上させるために電気分離を提供することができる。

一態様において、ロボット手術システムは、手術ロボットと、誘導管とを含む。

手術ロボットは、ロボットアームと、コントローラとを含む。コントローラは、それを通して手術器具が挿入される、患者における手術ポータルの場所に基づいて、ロボットアームに取り付けられた手術器具のソフトウェアベースの遠隔運動中心を確立するように構成される。

誘導管は、手術ロボットのロボットアームによって支持される末端と、手術ポータルに挿入され、手術器具交換中にロボットアームと手術ポータルとの整合を維持する先端と、手術器具交換中に手術器具の細長のシャフトがそれを通して挿入または除去される、細長の管状体とを有する。誘導管は、ロボットアームの移動に応じて、手術ポータルに対して摺動可能に移動可能である。

誘導管及びロボットアームは、誘導管の先端と末端との間に延在する第１の長手軸を画定する。手術ポータルは、その先端と末端の間に延在する第２の長手軸を画定する。第１の長手軸は、手術器具交換中に第２の長手軸との同軸の整合を維持するように構成される。

実施形態において、誘導管は、誘導管内に受容された手術器具との封止関係を維持するように構成された、内部シールを含む。誘導管は、導電性材料で形成されてもよい。誘導管は、接地することができる。

ロボット手術システムは、誘導管とロボットアームとの間に位置付けられた滅菌ドレープをさらに含んでもよい。

別の態様によると、方法は、ロボットアームによって支持される誘導管の先端が患者の手術ポータルに挿入される位置内にロボットアームが移動した後に、手術ロボットのロボットアームのソフトウェアベースの遠隔運動中心（ＲＣＭ）を設定することを含む。ソフトウェアベースのＲＣＭを設定することは、手術ポータルの場所を記憶することを含んでもよい。誘導管は、ロボットアームによって制御された手術器具が手術ポータルに挿入される、または手術ポータルから除去される際に、手術器具の細長のシャフトが通過する細長の管状体を有する。

本方法は、設定されたソフトウェアベースのＲＣＭの周りでロボットアーム及び手術器具をロボットで移動させることと、手術器具が手術ポータルにない場合に手術器具交換中にロボットアームと手術ポータルとの間の整合を維持することと、を含む。設定されたソフトウェアベースのＲＣＭの周りでロボットアーム及び手術器具をロボットで移動させることは、誘導管を手術ポータルに対して摺動させることを含んでもよい。

本方法は、手術ポータルの場所をロボットアームに電気的に伝達することを含んでもよい。

本方法は、手術ポータルに隣接する第２の手術ポータルを通して内視鏡を前進させることと、誘導管の先端を内視鏡の視野内に維持するように内視鏡を配置することと、をさらに含んでもよい。本方法は、手術器具交換中に誘導管の先端を内視鏡の視野内に維持することを含んでもよい。

本開示の例示の実施形態のさらなる詳細及び態様が、添付の図面を参照して下記においてより詳細に説明される。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
ロボット手術システムであって、
ロボットアーム及びコントローラを含む手術ロボットであって、前記コントローラが、それを通して手術器具が挿入される患者における手術ポータルの場所に基づいて、前記ロボットアームに取り付けられた前記手術器具のソフトウェアベースの遠隔運動中心を確立するように構成される、手術ロボットと、
前記手術ロボットの前記ロボットアームによって支持された末端と、前記手術ポータルに挿入され、手術器具交換中に前記ロボットアームと前記手術ポータルとの間の整合を維持する先端、及び前記手術器具交換中に、それを通して前記手術器具の細長のシャフトが挿入または除去される、細長の管状体、を有する誘導管と、
を備える、ロボット手術システム。
（項目２）
前記誘導管が、前記ロボットアームの移動に応じて、前記手術ポータルに対して摺動可能に移動可能である、項目１に記載のロボット手術システム。
（項目３）
前記誘導管及び前記ロボットアームが、前記誘導管の前記先端と前記末端との間に延在する第１の長手軸を画定し、前記手術ポータルが、その前記先端と末端との間に延在する第２の長手軸を画定し、前記第１の長手軸は、前記手術器具交換中に、前記第２の長手軸との同軸整合を維持するように構成される、項目２に記載のロボット手術システム。
（項目４）
前記誘導管が、前記誘導管内に受容された手術器具との封止関係を維持するように構成された内部シールを含む、項目１に記載のロボット手術システム。
（項目５）
前記誘導管が、導電性材料で形成され、前記誘導管が、接地される、項目１に記載のロボット手術システム。
（項目６）
前記誘導管と前記ロボットアームとの間に位置付けられた滅菌ドレープをさらに含む、項目１に記載のロボット手術システム。
（項目７）
方法であって、
ロボットアームが、前記ロボットアームによって支持された誘導管の先端が患者における手術ポータルに挿入される位置内に移動された後に、手術ロボットの前記ロボットアームのソフトウェアベースの遠隔運動中心（ＲＣＭ）を設定することであって、前記誘導管が、前記ロボットアームによって制御された手術器具が前記手術ポータルに挿入される、または前記手術ポータルから除去されると、それを通して前記手術器具の細長のシャフトが通過する細長の管状体を有する、設定することと、
設定されたソフトウェアベースのＲＣＭの周りで前記ロボットアーム及び前記手術器具をロボットで移動させることと、
前記手術器具が前記手術ポータルにない場合、手術器具交換中に前記ロボットアームと前記手術ポータルとの間の整合を維持することと、
を含む、方法。
（項目８）
前記ソフトウェアベースのＲＣＭを設定することが、前記手術ポータルの場所を記憶することを含む、項目７に記載の方法。
（項目９）
前記手術ポータルの前記場所を前記ロボットアームに電気的に伝達することをさらに含む、項目８に記載の方法。
（項目１０）
前記設定されたソフトウェアベースのＲＣＭの周りで前記ロボットアーム及び前記手術器具をロボットで移動させることが、前記誘導管を前記手術ポータルに対して摺動させることを含む、項目７に記載の方法。
（項目１１）
前記手術ポータルに隣接する第２の手術ポータルを通して内視鏡を前進させることと、前記内視鏡を位置付けて、前記誘導管の先端を前記内視鏡の視野内に維持することと、をさらに含む、項目７に記載の方法。
（項目１２）
前記手術器具交換中に、前記誘導管の前記先端を前記内視鏡の視野内に維持することをさらに含む、項目１１に記載の方法。

本明細書において組み込まれ、本明細書の一部を構成する、添付の図面は、本開示の実施形態を上記の開示の一般的な説明と共に例証し、下記の実施形態の詳細な説明は、本開示の原理を説明する役割をする。

本開示による、ロボット手術システムの概略的な例証である。図１のロボット手術システムの手術アセンブリの、部品が分離された、拡大立面図である。図２の手術アセンブリに関連して行われる器具交換手順を例証する進捗図である。図２の手術アセンブリに関連して行われる器具交換手順を例証する進捗図である。図２の手術アセンブリに関連して行われる器具交換手順を例証する進捗図である。図２の手術アセンブリに関連して行われる器具交換手順を例証する進捗図である。図２の手術アセンブリに関連して行われる器具交換手順を例証する進捗図である。図２の手術アセンブリに関連して行われる器具交換手順を例証する進捗図である。図２の手術アセンブリに関連して行われる器具交換手順を例証する進捗図である。図２の手術アセンブリに関連して行われる器具交換手順を例証する進捗図である。図２の手術アセンブリに関連して行われる器具交換手順を例証する進捗図である。

本開示の実施形態が、複数の図の各々において同様の参照符号が同一または対応する要素を示す、図面を参照して詳細に説明される。本明細書で使用されるような、「遠位」という用語は、使用者から遠い装置の部分を指し、一方で、「近位」という用語は、使用者に近い装置の部分を指す。

図１を最初に参照すると、例えば、ロボット手術システムなどの手術システムが、ロボット手術システム１として一般的に示され、複数のロボットアーム２、３と、コントローラまたは制御装置４と、制御装置４と結合された操作コンソール５とを一般的に含む。操作コンソール５は、特に、三次元画像を表示するように設定されたディスプレイ装置６と、それによって例えば外科医などの人物（図示せず）が、主に当業者に知られているような、第１の操作モードでロボットアーム２、３を遠隔操作することができる、手動入力装置７、８とを含む。

ロボット手術システム１は、ロボットアーム２、３の各々の遠位端に接続された手術アセンブリ１００を、さらに含む。手術アセンブリ１００は、下記により詳細に説明されるように、手術器具２００、３００などの１つ以上の手術器具を支持してもよい。

ロボットアーム２、３の各々は、ジョイントを通して接続された複数の部材からなる。図２も参照すると、ロボットアーム２（及び／またはロボットアーム３）は、外面２ｂ及び内面２ｃを有する装着部２ａを含む。内面２ｃは、そこを通る受容通路２ｄ、及びその上に滅菌ドレープ２ｅを支持してもよい外面２ｂを画定する。滅菌ドレープ２ｅは、廃棄可能及び／または交換可能である。内面２ｃは、手術器具２００、３００のうちの１つを支持するように機能する、肩部２ｇを形成してもよい。

ロボットアーム２、３は、制御装置４に接続された電気装置（図示せず）によって駆動されてもよい。制御装置４（例えば、コンピュータ）は、ロボットアーム２、３、その手術アセンブリ１００、及び／または手術器具２００、３００が、手動入力装置７、８によって定義された移動に従って、所望される移動を実行するような方法で、特にコンピュータプログラムによって、ドライブを作動するように設定される。制御装置４は、ロボットアーム２、３、及び／またはドライブの移動を規制するような方法で、さらに設定されてもよい。上記のように、ロボットアーム２、３はコントローラまたは制御装置４に電気的に結合される一方、ソフトウェアベースであってもよい、コントローラ４から信号を受信するように構成され、下記でより詳細に説明されるように、任意の好適な場所に遠隔運動中心を確立する。

ロボット手術システム１は、１つ以上の手術器具のエンドエフェクタによって侵襲性が最小限の方式で治療される、患者台１２上に横たわっている患者「Ｐ」に対する使用のために構成される。手術システム１は、制御装置４に同様に接続され、かつ操作コンソール５によって遠隔操作可能である、追加のロボットアームである、３つ以上のロボットアーム２、３をさらに含んでもよい。１つ以上の追加の手術アセンブリ１００、及び／または手術器具２００、３００が、追加のロボットアームにさらに取り付けられてもよい。

制御装置４は、各モータが、手術器具２００、３００の１つ以上のケーブルを押すこと、または引くことを駆動するように構成された、複数のモータ（モータ１．．．ｎ）を制御してもよい。下記に説明されるように、複数のモータは、図２に示されるように、手術器具２００、３００の器具駆動ユニット２０２の複数のモータ２０２ａを含むことができる。使用中、これらのケーブルが押される、及び／または引かれると、１つ以上のケーブルは、手術器具２００、３００のエンドエフェクタ２１０、３１０の操作及び／または移動を実行する。制御装置４は、様々なモータ（モータ１．．．ｎ）の作動を調整し、エンドエフェクタ２１０、３１０の操作及び／または移動を調整するために、これらのケーブルの押す動きまたは引く動きを調整することが想定される。「ＷｒｉｓｔａｎｄＪａｗＡｓｓｅｍｂｌｉｅｓｆｏｒＲｏｂｏｔｉｃＳｕｒｇｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ」と題された、２０１４年１０月２０日に出願された、国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１４／６１３２９号が参照されてもよく、その内容全体は、エンドエフェクタ２１０、３１０の構築及び操作の詳細な説明のために、参照によって本明細書に組み込まれる。

実施形態において、各モータは、駆動ロッドまたはレバーアームを動作させ、１つ以上のケーブルに加えて、または１つ以上のケーブルの代わりに、エンドエフェクタ２１０、３１０の操作及び／または移動を動作させるように構成することができる。

制御装置４は、命令のセットに従って、計算及び／または操作を実行するように適応された任意の好適な論理制御回路を含むことができる。制御装置４は、無線（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＬＴＥなど）及び／または有線接続のいずれかを介して遠隔システム「ＲＳ」と通信するように構成することができる。遠隔システム「ＲＳ」は、様々な部品、アルゴリズム、及び／またはワークステーション１の操作に関係するデータ、命令、及び／または情報を含むことができる。遠隔システム「ＲＳ」は、任意の好適な電子サービス、データベース、プラットフォーム、クラウド「Ｃ」などを含むことができる。制御装置４は、メモリに操作可能に接続される中央処理ユニットを含んでもよい。メモリは、一時的なタイプのメモリ（例えば、ＲＡＭ）及び／または非一時的なタイプのメモリ（例えば、フラッシュメディア、ディスクメディアなど）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、メモリは、遠隔システム「ＲＳ」の一部であり、及び／または遠隔システム「ＲＳ」に操作可能に結合される。

制御装置４は、ドライバ回路などを通して、ロボット手術システム１の部品と連動するための複数の入力及び出力を含むことができる。制御装置４は、入力信号を受信して、及び／または出力信号を生成して、ロボット手術システム１の様々な部品のうちの１つ以上（例えば、１つ以上のモータ）を制御するように構成することができる。出力信号は、事前にプログラムされた、及び／またはユーザによって入力された、アルゴリズム命令を含むことができる、及び／またはアルゴリズム命令に基づくことができる。制御装置４は、遠隔システム「ＲＳ」に結合されてもよい、ユーザインターフェース（例えば、操作コンソール５のスイッチ、ボタン、タッチスクリーンなど）から複数のユーザ入力を受け入れるように構成することができる。

データベース１４は、制御装置４に、直接及び／または間接的に結合させることができる。データベース１４は、生物及び／または解剖図解書からの術前データを記憶するように構成することができる。データベース１４は、遠隔システム「ＲＳ」の一部であることができる、及び／または遠隔システム「ＲＳ」に操作可能に結合される、メモリを含むことができる。

「ＭｅｄｉｃａｌＷｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ」と題された、２０１１年１１月３日に出願された、米国特許公開第２０１２／０１１６４１６号が参照され得、その内容全体は、ロボット手術システム１の部品の構築及び操作の詳細な説明のために、参照によって本明細書に組み込まれる。

図２〜１１を次に参照すると、手術アセンブリ１００は、誘導管１１０と、第１の手術器具２００と、第２の手術器具３００と、１つ以上の手術ポータル４００とを含む。第１及び第２の手術器具２００、３００は、同じ、及び／または異なるタイプの器具（例えば、捕捉器具、ホチキス、カッター、シーラなど）であり得る。いくつかの実施形態では、手術アセンブリ１００は、第２の手術ポータル５００と、例えば、内視鏡などの、さらなる第２の手術器具６００と、を含む。

誘導管１１０は、誘導管１００の、近位または末端１１０ａと、誘導管１１０の、遠位または先端１１０ｂとの間を延在する。筐体１１２が、誘導管１１０の末端１１０ａに配置され、細長の管状体１１４が、筐体１１２から誘導管１１０の遠位端１１０ｂへ遠位に延在する。誘導管１１０は、ステンレス鋼などの任意の好適な材料から形成することができ、例えば、誘導管１１０の滅菌及び再利用を可能にする。さらに、及びまたは代替的に、誘導管１１０またはその部分は、透明な材料で形成することができる。例えば、先端１１０ｂは、その中を前進した手術器具の場所／位置を決定するための可視化を提供するために透明であり得る。誘導管１１０は、電気手術中に接地することもでき（例えば、図示しない接地ロッドなどを介して）、例えば、電気分離を提供する。誘導管１１０は、電気手術器具の絶縁不良を検出するように電気的に構成されてもよい。

筐体１１２は、外面１１２ａ及び内面１１２ｂを含む。筐体１１２は、上面１１２ｃ及び下面１１２ｄを含む。上面１１２ｃは、筐体１１２から径方向外向きに延在する円形フランジ１１２ｅを形成することができ、下面１１２ｄは、細長の管状体１１４を筐体１１２に結合させる円形肩部１１２ｆを形成することができる。

細長の管状体１１４は、外面１１４ａ及び内面１１４ｂを含む。細長の管状体１１４の内面１１４ｂと、筐体１１２の内面１１２ｂは、誘導管１１０の先端及び末端１１０ａ、１１０ｂを通って開口する通路１１６を画定する。

ディスクシール及び／またはダックビル弁などの内部シール１１８は、例えば、筐体１１２において支持され、筐体１１２の内面１１２ｂから延在する。内部シール１１８は、筐体１１２内に位置付けられ、第１及び／または第２の手術器具２００、３００の各１つと封止関係で、第１及び／または第２の手術器具２００、３００を、筐体１１２を通して受容する。

手術器具２００、３００の各々は、その近位端で支持される器具駆動ユニット２０２と、器具駆動ユニット２０２から遠位に延在するシャフトアセンブリ２０４とを含む。シャフトアセンブリ２０４は、シャフトアセンブリ２０４の遠位端に結合されたエンドエフェクタ２１０及び／またはエンドエフェクタ３１０まで、それに沿って延在する、及び／またはそこを通過する、ケーブル２０６、２０８など、１つ以上のケーブルを含む。例えば、エンドエフェクタ２１０、３１０は、組織を操作、締着、切断、及び／または封止するように機能する、捕捉器具、ホチキス、シーラなど、当技術分野において知られている任意の好適なエンドエフェクタを含むことができる。ケーブル２０６、２０８の近位端は、器具駆動ユニット２０２に結合され、器具駆動ユニット２０２内に支持された１つ以上のモータ２０２ａの作動に応じて動作可能であり、エンドエフェクタ２１０、３１０を操作する。

手術ポータル４００、５００は、実質的に同一であり、そのため、簡潔性のために、手術ポータル４００のみが本明細書で詳細に説明される。図２に示されるように、手術ポータル２００は、外面４１０ａ及び内面４１０ｂを有する本体４１０を含む。内面４１０ｂは、本体４１０の末端及び先端４１０ｃ、４１０ｄで開口する通路４１２を画定する。本体４１０は、本体４１０の末端４１０ｃで本体４１０から径方向に外向きに延在する円形フランジ４１４を含む。ディスクシール及び／またはダックビル弁などの内部シール４１６が、例えば、本体４１０が組織「Ｔ」の管内に位置付けられる一方で、第１及び第２の器具２００、３００などの器具、及び／または手術部位「Ｓ」内にそこを通過して前進した内視鏡６００との、封止関係を確立するように機能する通路４１２において支持される。

使用において、図２〜１１に例証されるように、例えば、患者の腹部領域に通気して手術部位「Ｓ」に作業空間を作る腹腔鏡処置中に（本説明される手術システムは任意の好適な開口または侵襲性が最小限の処置で使用することができるが）、手術ポータル４００、５００は、組織「Ｔ」内に位置付けられる。図２に示されるように、内視鏡６００が手術ポータル５００を通して手術ポータル４００に隣接する手術部位「Ｓ」内に前進した状態で、内視鏡６００は、手術部位「Ｓ」、第１の器具２００、第２の器具３００、誘導管１１０、及び／または手術ポータル４００を視認するための手術部位「Ｓ」内で視野「Ｆ」を確立するように機能する。

図３を参照すると、ロボットアーム２の装着部２ａが、手術ポータル４００に隣接して、及び手術ポータル４００と整合して、位置付けられ、手術ポータル４００の場所に基づいて、遠隔運動中心（ＲＣＭ）、例えば、設定されたソフトウェアベースのＲＣＭを確立する／設定する。手術ポータル４００の場所は、所望されるように記憶することができる（例えば、コントローラを介して電子的に）。ＲＣＭ及び／またはロボットアーム２の場所は、手術ポータル４００の先端及び末端４１０ｃ、４１０ｄを通って延在する長手軸「Ｌ」に基づくことができる。ロボットアーム２の装着部２ａは、ロボットアーム２の受容通路２ｄを通って延在する長手軸「Ｌ２」は、手術ポータル４００の長手軸「Ｌ」と同軸であるように、手術ポータル４００に対して位置付けられてもよい。ロボットアーム２の位置付けは、手術ポータル４００及び／または長手軸「Ｌ」の場所に対応する制御装置４からの電気的な伝達に基づいてもよい。

次に、誘導管１１０の細長の管状体１１４は、装着部２ａ及び滅菌ドレープ２ｅがロボットアーム２上の筐体１１２を支持し、手術ポータル４００の内部シール４１６が誘導管１１０の外面１１４ａと封止して係合される状態で、誘導管１１０の先端１１０ｂが手術ポータル４００の通路４１２内に延在するように、ロボットアーム２の受容通路２ｄを通って前進される。筐体１１２の円形フランジ１１２ｅが滅菌ドレープ２ｅと係合して、誘導管１１０とロボットアーム２との間の滅菌接続を提供するように、誘導管１１０の筐体１１２は、ロボットアーム２の受容通路２ｄにおいて受容することができる。

誘導管１１０がロボットアーム２によって支持された状態で、誘導管１１０の先端１１０ｂが手術ポータル４００の先端４１０ｄを超えて遠位に、及び手術部位「Ｓ」内に延在することができるように、誘導管１１０は、手術ポータル４００に対して位置付けられることができる。ロボットアーム２は、矢印「Ａ１」で示されるように（図３）、長手軸「Ｌ」及び「Ｌ２」に対して軸方向に移動され、誘導管１１０を介してロボットアーム２と手術ポータル４００との間の整合を維持する一方で、手術ポータル４００に対する誘導管１１０の軸方向の位置付けを調整することができる。例えば、誘導管１１０の軸方向の移動は、処置中のいつでも実施されてもよく、誘導管１１０の先端１１０ｂの場所に基づいて、手術部位「Ｓ」内の異なる領域へのアクセスを提供する。

図４〜６を参照すると、誘導管１１０は、例えば、第１の手術器具２００を受容し、第１の手術器具２００が誘導管１１０によって受容されると、内部シール１１８を介して第１の手術器具２００のシャフト２０４との封止関係を確立する。第１の手術器具２００は、誘導管１１０を通って前進させられ、その結果、第１の手術器具２００のエンドエフェクタ２１０が、誘導管１１０及び手術ポータル４００のそれぞれ先端１１０ｂ、４１０ｄを遠位へ超え、手術部位「Ｓ」内の内視鏡６００の視野「Ｆ」内に延在する。エンドエフェクタ２１０は、次に、所望されるように手術部位「Ｓ」内で操作するために利用することができる。

図７〜１１を参照すると、臨床医が、器具交換が必要であると判断する場合、第１の手術器具２００を抜去し、第２の手術器具３００と交換することができる。器具交換の効果を促進するために、ロボットアーム２と手術ポータル４００との間の整合が、手術器具が手術ポータル４００内に位置付けられていない場合を含めて、器具交換の全体の間に、誘導管１１０で（ソフトウェアベースのＲＣＭを介して）維持することができる。誘導管１１０の先端１１０ｂは、処置中及び器具交換中に内視鏡６００の視野「Ｆ」内に留まり、臨床医が最終的で正確な第２の手術器具３００のエンドエフェクタ３１０の生体内での場所を決定することを可能にする。様々な器具で様々な工程／処置を実行するために、１以上の引き続く器具交換が、上述されるのと同様に、第１の手術器具２００、第２の手術器具３００、及び／または他の好適な手術器具で、所望されるように実行することができる。これらの手術器具のうちのいずれかが、誘導管１１０に前進させられる、及び／または抜かれると、誘導管１１０は、バリケードで囲まれた導管を提供し、引っ掛かりなどから生じる、望ましくない組織の損傷から周りの患者の組織を保護する。

誘導管１１０が組織「Ｔ」を直接通って前進するように、誘導管１１０が手術ポータル４００を伴わずに利用することができることも想定される。実施形態において、誘導管１１０は、様々な識別の目的で、１つ以上のマーキング、発光ダイオード、及び／または光導体を含む。例えば、ダイオードまたは光導体から伝達された光は、ロボットアームが作動しているかどうか、器具交換が行われているかどうか、器具が装着されているかどうかなどの情報を伝達してもよい。誘導管１１０は、器具のうちの１つの近位端に印加される測定された力から差し引くことができる、組織（例えば、腹壁）によってかけられる力などの力を測定するための１つ以上のセンサも含んでもよい。

内視鏡６００を除去及び挿入することの安全性を向上させるために、手術ポータル５００と併せて誘導管１１０も利用され、手術ポータル４００及び器具２００、３００について説明されたのと同様の方式で、１つ以上の内視鏡６００の使用を容易にすることができる。一実施形態では、誘導管１１０は、内視鏡６００のレンズを洗浄するための液体（例えば、生理食塩水）を受容する別個の管腔を画定してもよい。

本明細書で詳細に説明される、及び添付の図面に示される、構造及び方法は、非限定的な例示の実施形態であり、明細書、開示、及び図面は、特定の実施形態の単なる例として解釈されるべきであることを、当業者は理解するであろう。そのため、本開示は、正確な説明された実施形態に限定されず、本開示の範囲または趣旨から逸脱せずに、様々な他の変更や修正が当業者によって実行されてもよいことが理解されるべきである。さらに、特定の実施形態に関連して示される、または説明される要素及び特徴は、本開示の範囲から逸脱せずに特定の他の実施形態の要素及び特徴と組み合わせられてもよく、このような修正や変形も、本開示の範囲内に含まれる。したがって、本開示の主題は、特に示される、及び説明されるものに限定されない。

Claims

ロボット手術システムであって、
ロボットアームとコントローラとを含む手術ロボットであって、前記コントローラは、患者における手術ポータルの場所に基づいて、前記ロボットアームに取り付けられた手術器具のソフトウェアベースの遠隔運動中心を確立するように構成され、前記手術ポータルを通して前記手術器具が挿入される、手術ロボットと、
末端と先端と細長の管状体とを有する誘導管であって、前記末端は、前記手術ロボットの前記ロボットアームによって支持され、前記先端は、前記手術ポータルに挿入され、かつ、第１の手術器具を第２の手術器具に交換する期間の間、前記ロボットアームと前記手術ポータルとの間の整合を維持し、前記期間の間、前記細長の管状体を通して、前記第１の手術器具の細長のシャフトが除去され、または、前記第２の手術器具の細長のシャフトが挿入され、前記期間は、前記細長の管状体を通して前記第１の手術器具の前記細長のシャフトの除去が開始してから、前記細長の管状体を通して前記第２の手術器具の前記細長のシャフトの挿入が終了するまでであり、前記期間は、前記第１の手術器具の前記細長のシャフトおよび前記第２の手術器具の前記細長のシャフトのいずれもが前記細長の管状体内に存在しない時点を含む、誘導管と、
を備え、
前記誘導管は、前記ロボットアームの移動に応じて、前記手術ポータルに対して摺動可能に移動可能であり、
前記誘導管および前記ロボットアームは、前記誘導管の前記先端および前記末端を通るように延在する第１の長手軸を画定し、前記手術ポータルは、前記手術ポータルの先端および末端を通るように延在する第２の長手軸を画定し、
前記コントローラは、前記ソフトウェアベースの遠隔運動中心を介して、前記期間の間、前記第１の長手軸と前記第２の長手軸との同軸整合を維持するように構成されている、ロボット手術システム。
前記誘導管は、前記誘導管内に受容された手術器具との封止関係を維持するように構成された内部シールを含む、請求項１に記載のロボット手術システム。
前記誘導管は、導電性材料で形成されており、前記誘導管は、接地されている、請求項１に記載のロボット手術システム。
前記誘導管と前記ロボットアームとの間に位置付けられた滅菌ドレープをさらに含む、請求項１に記載のロボット手術システム。
手術ロボットを動作させる方法であって、前記手術ロボットは、ロボットアームとコントローラとを含み、
前記方法は、
前記ロボットアームによって支持された誘導管の先端が患者における手術ポータルに挿入される位置に前記ロボットアームが移動された後に、前記コントローラが、前記ロボットアームのソフトウェアベースの遠隔運動中心（ＲＣＭ）を設定することであって、前記誘導管は、細長の管状体を有し、前記ロボットアームによって制御された手術器具が前記手術ポータルに挿入される、または、前記手術ポータルから除去されると、前記手術器具の細長のシャフトが前記細長の管状体を通過する、ことと、
前記コントローラが、設定されたソフトウェアベースのＲＣＭの周りで前記ロボットアームと前記手術器具とをロボットで移動させることであって、前記設定されたソフトウェアベースのＲＣＭの周りで前記ロボットアームと前記手術器具とをロボットで移動させることは、前記手術ポータルに対して前記誘導管を摺動させることを含む、ことと、
前記コントローラが、第１の手術器具を第２の手術器具に交換する期間の間、前記ロボットアームと前記手術ポータルとの間の整合を維持することであって、前記期間は、前記細長の管状体を通して前記第１の手術器具の前記細長のシャフトの除去が開始してから、前記細長の管状体を通して前記第２の手術器具の前記細長のシャフトの挿入が終了するまでであり、前記期間は、前記第１の手術器具の前記細長のシャフトおよび前記第２の手術器具の前記細長のシャフトのいずれもが前記細長の管状体内に存在しない時点を含む、ことと
を含み、
前記誘導管および前記ロボットアームは、前記誘導管の前記先端および末端を通るように延在する第１の長手軸を画定し、前記手術ポータルは、前記手術ポータルの先端および末端を通るように延在する第２の長手軸を画定し、
前記期間の間、前記ロボットアームと前記手術ポータルとの間の整合を維持することは、前記ソフトウェアベースの遠隔運動中心を介して、前記期間の間、前記第１の長手軸と前記第２の長手軸との同軸整合を維持することを含む、方法。
前記ソフトウェアベースのＲＣＭを設定することは、前記手術ポータルの場所を記憶することを含む、請求項５に記載の方法。
前記コントローラが、前記手術ポータルの前記場所を前記ロボットアームに電気的に伝達することをさらに含む、請求項６に記載の方法。
前記誘導管の前記先端は、前記期間の間、前記手術ポータルに隣接する第２の手術ポータルに挿入された内視鏡の視野内に維持される、請求項５に記載の方法。