JP6886976B2 - 独立ロール、ピッチ、及びヨースケーリングを備えたロボット外科用システム - Google Patents
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Description
本出願は、2015年12月10日に出願された米国仮特許出願第62/265,457号の利益及びそれに対する優先権を主張し、その全体の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
ロボット外科用システムであって、
ベースに対して外科用ツールを移動可能に支持する連結部と、
第1の回転軸及び第2の回転軸を中心に回転可能な入力デバイスと、
前記入力デバイスと通信し、かつ前記連結部と動作可能に関連付けられ、第1のスケーリング因子による前記第1の回転軸を中心とした前記入力デバイスのスケーリングされた回転に基づいて、第1の移動軸を中心に前記外科用ツールを回転させ、前記第1のスケーリング因子とは異なる第2のスケーリング因子による前記第2の回転軸を中心とした前記入力デバイスのスケーリングされた回転に基づいて、第2の移動軸を中心に前記外科用ツールを回転させる処理装置と、を備える、ロボット外科用システム。
(項目2)
前記第2のスケーリング因子が、前記第1のスケーリング因子よりも小さい、項目1に記載のロボット外科用システム。
(項目3)
前記第1のスケーリング因子が1.0である、項目1に記載のロボット外科用システム。
(項目4)
前記入力デバイスが、第3の回転軸を中心に回転可能であり、前記処理装置が、前記連結部と動作可能に関連付けられ、第3のスケーリング因子による前記第3の回転軸を中心とした前記入力デバイスのスケーリングされた回転に基づいて、第3の移動軸を中心に前記外科用ツールを回転させる、項目1に記載のロボット外科用システム。
(項目5)
前記第3のスケーリング因子が、前記第2のスケーリング因子と等しい、項目4に記載のロボット外科用システム。
(項目6)
前記第3のスケーリング因子が、前記第1のスケーリング因子よりも大きい、項目4に記載のロボット外科用システム。
(項目7)
前記第2のスケーリング因子が、前記第1のスケーリング因子よりも小さい、項目6に記載のロボット外科用システム。
(項目8)
前記第1のスケーリング因子が1.0である、項目7に記載のロボット外科用システム。
(項目9)
前記第3のスケーリング因子が、前記第1及び第2のスケーリング因子とは異なる、項目4に記載のロボット外科用システム。
(項目10)
前記第2のスケーリング因子が、前記第1のスケーリング因子よりも小さく、前記第3のスケーリング因子が、前記第1のスケーリング因子よりも大きい、項目4に記載のロボット外科用システム。
(項目11)
ロボット外科用システムであって、
ベースに対して外科用ツールを移動可能に支持する連結部と、
第1の回転軸を中心に回転可能な入力デバイスであって、前記第1の回転軸を中心に第1の入力方向において、アイドル位置から第1の回転位置に向かって回転可能である、入力デバイスと、
前記入力デバイスと通信し、かつ前記連結部と動作可能に関連付けられ、前記入力デバイスが前記アイドル位置から前記第1の回転位置に向かって回転されるとき、前記外科用ツールを第1の出力方向において第1の移動軸を中心に回転させ、前記入力デバイスが前記アイドル位置にあるとき、前記第1の移動軸を中心に前記外科用ツールの半径方向位置を維持する、処理装置と、を備える、ロボット外科用システム。
(項目12)
前記処理装置が、前記アイドル位置から前記第1の回転位置に向かう前記入力デバイスの回転量に基づいて、前記第1の移動軸を中心に前記外科用ツールの半径方向速度を変化させる、項目11に記載のロボット外科用システム。
(項目13)
前記処理装置が、円滑な方法または段階的な方法のうちの少なくとも1つの方法で、前記第1の移動軸を中心に前記外科用ツールの前記半径方向速度を変化させる、項目12に記載のロボット外科用システム。
(項目14)
前記入力デバイスが、前記第1の回転軸を中心に、前記第1の方向とは反対の第2の方向において第2の回転位置に向かって回転可能であり、前記処理装置が、前記連結部と動作可能に関連付けられ、前記入力デバイスが前記アイドル位置から前記第2の回転位置に向かって回転されるとき、前記第1の移動軸を中心に、前記第1の出力方向とは反対の第2の出力方向において前記外科用ツールを回転させる、項目11に記載のロボット外科用システム。
(項目15)
前記入力デバイスが、第2の回転軸を中心に回転可能であり、前記処理装置が、前記連結部と動作可能に関連付けられ、第1のスケーリング因子による前記第2の回転軸を中心とした前記入力デバイスのスケーリングされた回転に基づいて、第2の移動軸を中心に前記外科用ツールを回転させる、項目11に記載のロボット外科用システム。
(項目16)
前記入力デバイスが、第3の回転軸を中心に回転可能であり、前記処理装置が、前記連結部と動作可能に関連付けられ、第2のスケーリング因子による前記第3の回転軸を中心とした前記入力デバイスのスケーリングされた回転に基づいて、第3の移動軸を中心に前記外科用ツールを回転させる、項目15に記載のロボット外科用システム。
(項目17)
前記第1のスケーリング因子が、前記第2のスケーリング因子とは異なる、項目16に記載のロボット外科用システム。
(項目18)
外科用ロボットを動作させる方法であって、
ロボット外科用システムのツールを、第1の移動軸を中心に第1の出力距離分回転させるために、ロボット外科用システムの入力デバイスを、第1の回転軸を中心に第1の入力距離分回転させることであって、前記第1の入力距離が、第1のスケーリング因子によって前記第1の出力距離にスケーリングされる、回転させることと、
前記ツールを、第2の移動軸を中心に第2の出力距離分回転させるために、前記入力デバイスを、第2の回転軸を中心に第2の入力距離分回転させることであって、前記第2の入力距離が、前記第1のスケーリング因子とは異なる第2のスケーリング因子によって前記第2の出力距離にスケーリングされる、回転させることと、を含む、方法。
(項目19)
前記ツールを、第3の移動軸を中心に第3の出力距離分回転させるために、前記入力デバイスを、第3の回転軸を中心に第3の入力距離分回転させることであって、前記第3の入力距離が、前記第1のスケーリング因子とは異なる第3のスケーリング因子によって前記第3の出力距離にスケーリングされる、回転させること、をさらに含む、項目18に記載の方法。
(項目20)
前記ツールを、第3の移動軸を中心に第3の出力距離分回転させるために、前記入力デバイスを、第3の回転軸を中心に第3の入力距離分回転させることであって、前記第3の入力距離が、前記第1及び第2のスケーリング因子とは異なる第3のスケーリング因子によって前記第3の出力距離にスケーリングされる、回転させること、をさらに含む、項目18に記載の方法。
(項目21)
外科用ロボットを動作させる方法であって、
ロボット外科用システムのツールを、第1の出力速度で、第1の出力方向において、第1の移動軸を中心に回転させるために、ロボット外科用システムの入力デバイスを、アイドル位置から第1の回転位置に、第1の入力方向において、第1の回転軸を中心に回転させることと、
前記第1の移動軸を中心とした前記ツールの回転を停止させるために、前記入力デバイスを前記アイドル位置に戻すことと、を含む、方法。
(項目22)
前記ツールを、前記第1の出力速度よりも大きい第2の出力速度で、前記第1の出力方向において、前記第1の移動軸を中心に回転させるために、前記入力デバイスを、前記第1の回転位置を越えて第2の回転位置に、前記第1の入力方向において、前記第1の回転軸を中心に回転させること、をさらに含む、項目21に記載の方法。
(項目23)
前記ツールを、前記第1の出力速度で、前記第1の出力方向とは反対の第2の出力方向において、前記第1の移動軸を中心に回転させるために、前記入力デバイスを、前記アイドル位置から第3の回転位置に、前記第1の入力方向とは反対の第2の入力方向において、前記第1の回転軸を中心に回転させること、をさらに含む、項目21に記載の方法。
Outputdistance=Inputdistance/SF
スケーリング因子SFが大きいほど、入力ハンドル42の移動に対するツール20の移動が小さくなることが認識されるであろう。
Claims (18)
- ロボット外科用システムであって、
ベースに対して外科用ツールを移動可能に支持する連結部と、
第1の回転軸及び第2の回転軸を中心に回転可能な入力デバイスと、
前記入力デバイスと通信し、かつ前記連結部と動作可能に関連付けられ、第1のスケーリング因子による前記第1の回転軸を中心とした前記入力デバイスのスケーリングされた回転に基づいて、第1の移動軸を中心に前記外科用ツールを回転させ、前記第1のスケーリング因子とは異なる第2のスケーリング因子による前記第2の回転軸を中心とした前記入力デバイスのスケーリングされた回転に基づいて、第2の移動軸を中心に前記外科用ツールを回転させる処理装置と
を備え、前記第1のスケーリング因子および前記第2のスケーリング因子のうちの少なくとも1つは、前記入力デバイスがそれぞれの軸を中心に回転させられるときに動的に変化させられる、ロボット外科用システム。 - 前記第2のスケーリング因子が、前記第1のスケーリング因子よりも小さい、請求項1に記載のロボット外科用システム。
- 前記第1のスケーリング因子が1.0である、請求項1に記載のロボット外科用システム。
- 前記入力デバイスが、第3の回転軸を中心に回転可能であり、前記処理装置が、前記連結部と動作可能に関連付けられ、第3のスケーリング因子による前記第3の回転軸を中心とした前記入力デバイスのスケーリングされた回転に基づいて、第3の移動軸を中心に前記外科用ツールを回転させる、請求項1に記載のロボット外科用システム。
- 前記第3のスケーリング因子が、前記第2のスケーリング因子と等しい、請求項4に記載のロボット外科用システム。
- 前記第3のスケーリング因子が、前記第1のスケーリング因子よりも大きい、請求項4に記載のロボット外科用システム。
- 前記第2のスケーリング因子が、前記第1のスケーリング因子よりも小さい、請求項6に記載のロボット外科用システム。
- 前記第1のスケーリング因子が1.0である、請求項7に記載のロボット外科用システム。
- 前記第3のスケーリング因子が、前記第1及び第2のスケーリング因子とは異なる、請求項4に記載のロボット外科用システム。
- 前記第2のスケーリング因子が、前記第1のスケーリング因子よりも小さく、前記第3のスケーリング因子が、前記第1のスケーリング因子よりも大きい、請求項4に記載のロボット外科用システム。
- ロボット外科用システムであって、
ベースに対して外科用ツールを移動可能に支持する連結部と、
第1の回転軸を中心に回転可能な入力デバイスであって、前記第1の回転軸を中心に第1の入力方向において、アイドル位置から第1の回転位置に向かって回転可能である、入力デバイスと、
前記入力デバイスと通信し、かつ前記連結部と動作可能に関連付けられ、前記入力デバイスが前記アイドル位置から前記第1の回転位置に向かって回転されるとき、前記外科用ツールを第1の出力方向において第1の移動軸を中心に回転させ、前記入力デバイスが前記アイドル位置にあるとき、前記第1の移動軸を中心に前記外科用ツールの半径方向位置を維持する、処理装置と
を備え、前記入力デバイスは、第2の回転軸を中心に回転可能であり、
前記処理装置は、第1のスケーリング因子による前記第2の回転軸を中心とした前記入力デバイスのスケーリングされた回転に基づいて、第2の移動軸を中心に前記外科用ツールを回転させるように、前記連結部と動作可能に関連付けられ、
前記入力デバイスは、第3の回転軸を中心に回転可能であり、
前記処理装置は、第2のスケーリング因子による前記第3の回転軸を中心とした前記入力デバイスのスケーリングされた回転に基づいて、第3の移動軸を中心に前記外科用ツールを回転させるように、前記連結部と動作可能に関連付けられ、
前記第1のスケーリング因子および前記第2のスケーリング因子のうちの少なくとも1つは、前記入力デバイスがそれぞれの軸を中心に回転させられるときに動的に変化させられる、ロボット外科用システム。 - 前記処理装置が、前記アイドル位置から前記第1の回転位置に向かう前記入力デバイスの回転量に基づいて、前記第1の移動軸を中心に前記外科用ツールの半径方向速度を変化させる、請求項11に記載のロボット外科用システム。
- 前記処理装置が、円滑な方法または段階的な方法のうちの少なくとも1つの方法で、前記第1の移動軸を中心に前記外科用ツールの前記半径方向速度を変化させる、請求項12に記載のロボット外科用システム。
- 前記入力デバイスが、前記第1の回転軸を中心に、前記第1の入力方向とは反対の第2の入力方向において第2の回転位置に向かって回転可能であり、前記処理装置が、前記連結部と動作可能に関連付けられ、前記入力デバイスが前記アイドル位置から前記第2の回転位置に向かって回転されるとき、前記第1の移動軸を中心に、前記第1の出力方向とは反対の第2の出力方向において前記外科用ツールを回転させる、請求項11に記載のロボット外科用システム。
- 前記第1のスケーリング因子が、前記第2のスケーリング因子とは異なる、請求項11に記載のロボット外科用システム。
- 外科用ロボットを動作させる方法であって、
ロボット外科用システムのツールを、第1の移動軸を中心に第1の出力距離分回転させるために、ロボット外科用システムの入力デバイスを、第1の回転軸を中心に第1の入力距離分回転させることであって、前記第1の入力距離が、第1のスケーリング因子によって前記第1の出力距離にスケーリングされる、回転させることと、
前記ツールを、第2の移動軸を中心に第2の出力距離分回転させるために、前記入力デバイスを、第2の回転軸を中心に第2の入力距離分回転させることであって、前記第2の入力距離が、前記第1のスケーリング因子とは異なる第2のスケーリング因子によって前記第2の出力距離にスケーリングされる、回転させることと
を含み、前記第1のスケーリング因子および前記第2のスケーリング因子のうちの少なくとも1つは、前記入力デバイスがそれぞれの軸を中心に回転させられるときに動的に変化させられる、方法。 - 前記ツールを、第3の移動軸を中心に第3の出力距離分回転させるために、前記入力デバイスを、第3の回転軸を中心に第3の入力距離分回転させることであって、前記第3の入力距離が、前記第1のスケーリング因子とは異なる第3のスケーリング因子によって前記第3の出力距離にスケーリングされる、回転させること、をさらに含む、請求項16に記載の方法。
- 前記ツールを、第3の移動軸を中心に第3の出力距離分回転させるために、前記入力デバイスを、第3の回転軸を中心に第3の入力距離分回転させることであって、前記第3の入力距離が、前記第1及び第2のスケーリング因子とは異なる第3のスケーリング因子によって前記第3の出力距離にスケーリングされる、回転させること、をさらに含む、請求項16に記載の方法。
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