JP6695358B2 - 生体構造の計画された自律加工を実証するシステム及び方法 - Google Patents
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Description
本願は、2015年5月19日に出願された米国仮特許出願第62/163,654号の優先権及び利得を主張するものであり、その開示内容は、参照によってその全体がここに含まれるものとする。
本発明は、典型的には、生体構造の計画された自律加工を実証するように構成されるシステム及び方法に関する。
図面を参照すると、患者12の生体構造を加工するように構成されるシステム10及び方法が図面の全体にわたって示されている。なお、いくつかの図面を通して、同様の番号は、同様の部品又は対応する部品を示すものとする。
図4〜図10に示されるように、システム10及び方法は、生体構造の計画された自律加工を実証するように構成されている。システム10は、計画された加工の特性を実証するために生体構造と相互作用するように構成された実証工具100を備えている。制御装置30は、第2のモードにおいてこの実証を行う。一実施形態では、第2のモードは、「デモ(demo)モード」又は「実証(demonstrate)モード」であると理解されたい。従って、簡単にするために、この詳細な説明において、第2のモードを、以後、デモモードと呼ぶ。実証工具100は、デモモードにおいて計画された処置を実証するために生体構造と相互作用する。これによって、デモモードにおいて、加工パラメータ63の特性がオペレータに対して視覚的に実証されることになる。
外科システム10は、前述したもの以外の実証工具100及び実証パラメータ102における種々の他の実施形態を実施してもよい。
[実施形態例1]
生体構造を加工するように構成され、かつ計画された前記生体構造の自律加工を実証するように構成されるロボット外科システムであって、
前記生体構造を加工するように構成されたエンドエフェクタと、
前記生体構造と相互作用するように構成された実証工具と、
第1のモードにおける前記エンドエフェクタによる前記生体構造の体積部の自律加工における計画された制約を表す加工パラメータを生成すると共に、前記加工パラメータに関連し、前記加工パラメータよりも前記生体構造に対して低侵襲であるように前記生体構造の表面に関して規定された実証パラメータを生成するように構成された制御装置であって、第2のモードにて前記実証パラメータに従う前記実証工具の移動を指示することよって、前記生体構造の自律加工における計画された制約を前記生体構造の表面に関して実証するように構成されている制御装置と
を備えるロボット外科システム。
[実施形態例2]
前記実証工具は前記生体構造を加工するように構成されている、実施形態例1に記載のロボット外科システム。
[実施形態例3]
前記実証パラメータは、前記第2のモードにて前記実証工具が移動中に前記生体構造の前記表面を貫通するように規定されている、実施形態例2に記載のロボット外科システム。
[実施形態例4]
前記実証パラメータは非侵襲的である、実施形態例1に記載のロボット外科システム。
[実施形態例5]
前記実証パラメータは、前記第2のモードにて前記実証工具が移動の全体にわたって前記生体構造の表面から離間するように規定されている、実施形態例4に記載のロボット外科システム。
[実施形態例6]
前記エンドエフェクタは骨を切除するように構成されている、実施形態例1〜5のいずれか一項に記載のロボット外科システム。
[実施形態例7]
前記加工パラメータは、前記生体構造の体積部に関して切除境界を規定しており、
前記実証パラメータは、前記切除境界に関連する実証境界を規定している、実施形態例1〜5のいずれか一項に記載のロボット外科システム。
[実施形態例8]
前記加工パラメータは、前記生体構造の前記体積部に関して切除経路を規定しており、
前記実証パラメータは、前記切除経路に関連する実証経路を規定している、実施形態例1〜5のいずれか一項に記載のロボット外科システム。
[実施形態例9]
ロボット外科システムのエンドエフェクタによる生体構造の計画された自律加工を実証する方法であって、
第1のモードにおける前記エンドエフェクタによる前記生体構造の体積部の自律加工における計画された制約を表す加工パラメータを生成するステップと、
前記加工パラメータに関連し、前前記加工パラメータよりも前記生体構造に対して低侵襲であるように前記生体構造の表面に関して規定された実証パラメータを生成するステップと、
第2のモードにて実証工具を前記実証パラメータに従って移動させることよって、前記生体構造の自律加工における計画された制約を前記生体構造の表面に関して実証するステップと
を含む方法。
[実施形態例10]
前記生体構造のコンピュータ生成モデルを生成するステップをさらに含む、実施形態例9に記載の方法。
[実施形態例11]
前記加工パラメータを生成する前記ステップは、前記加工パラメータを前記生体構造のコンピュータ生成モデルに基いて生成することを含んでいる、実施形態例10に記載の方法。
[実施形態例12]
前記実証パラメータを生成する前記ステップは、前記実証パラメータを前記生体構造のコンピュータ生成モデルに基づいて生成することを含んでいる、実施形態例10に記載の方法。
[実施形態例13]
前記実証工具を移動させる前記ステップは、前記第2のモードにて前記実証工具を移動の全体にわたって前記生体構造の表面から離間させることを含んでいる、実施形態例9〜12のいずれか一項に記載の方法。
[実施形態例14]
前記実証工具を移動させる前記ステップは、前記第2のモードにて前記実証工具を移動中に前記生体構造の表面を貫通させることを含んでいる、実施形態例9〜12のいずれか一項に記載の方法。
[実施形態例15]
前記第2のモードと前記第1のモードとを切り換えるステップをさらに含む実施形態例9〜12のいずれか一項に記載の方法。
[実施形態例16]
前記第2のモードから前記第1のモードへの切換えの後、前記第1のモードにて前記生体構造を加工するために、前記エンドエフェクタを前記加工パラメータに従って移動させるステップをさらに含む実施形態例15に記載の方法。
[実施形態例17]
生体構造を加工するように構成され、かつ前記生体構造の計画された自律加工を実証するように構成されるロボット外科システムであって、
前記生体構造を加工するように構成された工具と、
第1のモードにおける前記工具による前記生体構造の体積部の自律加工における計画された制約を表す加工パラメータを生成すると共に、前記加工パラメータに関連し、前記加工パラメータよりも前記生体構造に対して低侵襲であるように前記生体構造の表面に関して規定された実証パラメータを生成するように構成された制御装置であって、第2のモードにて前記実証パラメータに従う前記工具の移動を指示することによって、前記生体構造の自律加工における計画された制約を前記生体構造の表面に関して実証するように構成されている制御装置と
を備えるロボット外科システム。
[実施形態例18]
前記実証パラメータは、前記第2のモードにて前記工具が移動中に前記生体構造の表面を貫通するように規定されている、実施形態例17に記載のロボット外科システム。
[実施形態例19]
前記実証パラメータは非侵襲的である、実施形態例17に記載のロボット外科システム。
[実施形態例20]
前記実証パラメータは、前記第2のモードにて前記工具が移動の全体にわたって前記生体構造の表面から離間するように規定されている、実施形態例19に記載のロボット外科システム。
[実施形態例21]
前記工具は骨を切除するように構成されている、実施形態例17〜20のいずれか一項に記載のロボット外科システム。
[実施形態例22]
前記加工パラメータは、前記生体構造の前記体積部に関して切除境界を規定しており、
前記実証パラメータは、前記切除境界に関連する実証境界を規定している、実施形態例17〜20のいずれか一項に記載のロボット外科システム。
[実施形態例23]
前記加工パラメータは、前記生体構造の前記体積部に関して切除経路を規定しており、
前記実証パラメータは、前記切除経路に関連する実証経路を規定している、実施形態例17〜20のいずれか一項に記載のロボット外科システム。
[実施形態例24]
ロボット外科システムの工具による生体構造の計画された自律加工を実証する方法であって、
第1のモードにおける前記工具による前記生体構造の体積部の自律加工における計画された制約を表す加工パラメータを生成するステップと、
前記加工パラメータに関連し、前前記加工パラメータよりも前記生体構造に対して低侵襲であるように前記生体構造の表面に関して規定された実証パラメータを生成するステップと、
第2のモードにて前記工具を前記実証パラメータに従って移動させることによって、前記生体構造の自律加工における計画された制約を前記生体構造の表面に関して実証するステップと
を含む方法。
[実施形態例25]
前記第1のモードにて前記工具の加工能力を電気的に有効にし、前記第2のモードにて前記工具の加工能力を電気的に無効にするステップをさらに含む実施形態例24に記載の方法。
[実施形態例26]
前記生体構造のコンピュータ生成モデルを生成するステップをさらに含む実施形態例24に記載の方法。
[実施形態例27]
前記加工パラメータを生成する前記ステップは、前記加工パラメータを前記生体構造のコンピュータ生成モデルに基いて生成することを含んでいる、実施形態例26に記載の方法。
[実施形態例28]
前記実証パラメータを生成する前記ステップは、前記実証パラメータを前記生体構造のコンピュータ生成モデルに基づいて生成することを含んでいる、実施形態例24に記載の方法。
[実施形態例29]
前記工具を移動させる前記ステップは、前記第2のモードにて前記工具を移動の全体にわたって前記生体構造の表面から離間させることを含んでいる、実施形態例24〜28のいずれか一項に記載の方法。
[実施形態例30]
前記工具を移動させる前記ステップは、前記第2のモードにて前記工具を移動中に前記生体構造の表面を貫通させることを含んでいる、実施形態例24〜28のいずれか一項に記載の方法。
[実施形態例31]
前記第2のモードと前記第1のモードとを切り換えるステップをさらに含む実施形態例24〜28のいずれか一項に記載の方法。
[実施形態例32]
前記第2のモードから前記第1のモードへの切換えの後、前記第1のモードにて前記生体構造を加工するために、前記工具を前記加工パラメータに従って移動させるステップをさらに含む実施形態例24〜28のいずれか一項に記載の方法。
Claims (15)
- 生体構造を加工するように構成され、かつ計画された前記生体構造の自律加工を実証するように構成されるロボット外科システムであって、
前記生体構造を加工するように構成されたエンドエフェクタと、
前記生体構造と相互作用するように構成された実証工具と、
第1のモードにおける前記エンドエフェクタによる前記生体構造の体積部の自律加工における計画された制約を表す加工パラメータを生成すると共に、前記加工パラメータに関連し、前記加工パラメータよりも前記生体構造に対して低侵襲であるように前記生体構造の表面に関して規定された実証パラメータを生成するように構成された制御装置であって、第2のモードにて前記実証パラメータに従う前記実証工具の移動を指示することよって、前記生体構造の自律加工における計画された制約を前記生体構造の表面に関して実証するように構成されている制御装置と
を備えるロボット外科システム。 - 前記実証工具は前記生体構造を加工するように構成されている、請求項1に記載のロボット外科システム。
- 前記実証パラメータは、前記第2のモードにて前記実証工具が移動中に前記生体構造の前記表面を貫通するように規定されている、請求項2に記載のロボット外科システム。
- 前記実証パラメータは非侵襲的である、請求項1に記載のロボット外科システム。
- 前記実証パラメータは、前記第2のモードにて前記実証工具が移動の全体にわたって前記生体構造の表面から離間するように規定されている、請求項4に記載のロボット外科システム。
- 前記エンドエフェクタは骨を切除するように構成されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載のロボット外科システム。
- 前記加工パラメータは、前記生体構造の体積部に関して切除境界を規定しており、
前記実証パラメータは、前記切除境界に関連する実証境界を規定している、請求項1〜5のいずれか一項に記載のロボット外科システム。 - 前記加工パラメータは、前記生体構造の前記体積部に関して切除経路を規定しており、
前記実証パラメータは、前記切除経路に関連する実証経路を規定している、請求項1〜5のいずれか一項に記載のロボット外科システム。 - 生体構造を加工するように構成され、かつ前記生体構造の計画された自律加工を実証するように構成されるロボット外科システムであって、
前記生体構造を加工するように構成された工具と、
第1のモードにおける前記工具による前記生体構造の体積部の自律加工における計画された制約を表す加工パラメータを生成すると共に、前記加工パラメータに関連し、前記加工パラメータよりも前記生体構造に対して低侵襲であるように前記生体構造の表面に関して規定された実証パラメータを生成するように構成された制御装置であって、第2のモードにて前記実証パラメータに従う前記工具の移動を指示することによって、前記生体構造の自律加工における計画された制約を前記生体構造の表面に関して実証するように構成されている制御装置と
を備えるロボット外科システム。 - 前記実証パラメータは、前記第2のモードにて前記工具が移動中に前記生体構造の表面を貫通するように規定されている、請求項9に記載のロボット外科システム。
- 前記実証パラメータは非侵襲的である、請求項9に記載のロボット外科システム。
- 前記実証パラメータは、前記第2のモードにて前記工具が移動の全体にわたって前記生体構造の表面から離間するように規定されている、請求項11に記載のロボット外科システム。
- 前記工具は骨を切除するように構成されている、請求項9〜12のいずれか一項に記載のロボット外科システム。
- 前記加工パラメータは、前記生体構造の前記体積部に関して切除境界を規定しており、
前記実証パラメータは、前記切除境界に関連する実証境界を規定している、請求項9〜12のいずれか一項に記載のロボット外科システム。 - 前記加工パラメータは、前記生体構造の前記体積部に関して切除経路を規定しており、
前記実証パラメータは、前記切除経路に関連する実証経路を規定している、請求項9〜12のいずれか一項に記載のロボット外科システム。
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