JP6922024B2 - トレーニング方法 - Google Patents
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Description
人間の運動系は、数ある中でも、随意運動の制御によって、手および指等の身体部分を外科医が動かすことにより、体腔の内側の手術器具の移動を制御可能な複雑系である。
上記ツールは、後述の通り組み立てることによって手術器具アセンブリを構成可能な手術器具およびパターン生成部材を備えた最小侵襲手術用の相関セットの形態で提供される。
「遠位方向」という表現は、ベクトルが手術器具の近位端から遠位端を向く方向を意味する。
遠位および近位方向は、手術器具の本体部が直線位置にある場合に決まる。
手術器具の本体部は、直線位置において決まる長手軸を有しており、この長手軸は、遠位および近位方向に平行である。
「手術器具アセンブリ」という用語は、手術器具およびパターン生成部材を備えたアセンブリを意味する。
用語「およそ」は一般的に、測定不確実性の範囲内が含まれるように使用する。本明細書において、範囲として使用する場合の用語「およそ」は、測定不確実性の範囲内が当該範囲に含まれることを意味する場合に採用するものとする。
一実施形態において、外科医が手術野の間接視にて体腔内の外科手術を行う最小侵襲手術で使用する手術器具は、器具を操作するための把持部と、把持部から延びて手術ツールを含む本体部とを備え、本体部は、身体の切開部を介して体腔に挿入されるように構成されている。パターン生成部材は、本体部に固定されており、本体部が体腔に挿入された場合、手術野の領域に光パターンを投射するため、外科医が光パターンの間接視に基づいて手術野の輪郭および器具の位置を推定できるようになっている。
上述の手術器具アセンブリは、最小侵襲手術における外科医のトレーニングおよび実際の外科手術の両方で使用可能である。これにより、トレーニング中の使用の場合は、最小侵襲外科医がライブ手術を行うのに十分熟練するまでのトレーニング時間が短くなる。
パターン生成部材の投射器は、手術ツールの少なくとも任意の非回転移動が投射器の相関移動となるように、手術器具の本体部に対して少なくとも一時的に固定されるように構成されているのが好都合である。
一実施形態においては、手術ツールの単なる回転移動が投射器ひいては投射パターンの相関移動とならないように、投射器またはパターンの形状が構成されている。
一実施形態において、パターン生成部材は、本体部に対して取り外し可能に取り付けられている。そして、外科医は、必要に応じてパターン生成部材を取り外すことができる。また、パターン生成部材は、既存の手術器具に取り付けて、手術器具アセンブリを得ることもできる。
材またはパターン生成部材の投射器等は、必要に応じていつでも交換可能である。さらに、パターン生成部材またはその部品がない状態で、再利用のために手術器具を洗浄するのがより簡単であることが分かっている。一実施形態において、パターン生成部材は、使い捨てのユニットである。一実施形態において、投射器は、使い捨てのユニットである。
本体を囲むスリーブ材料(ここでは、スリーブ壁と称する)の厚さは、特に切開部およびトレーニングキットのカバーの孔に挿通されるように構成されたスリーブの部分のうちの一方または両方において、手術器具アセンブリが嵩張り過ぎないように考慮された任意の厚さであってもよい。スリーブ壁の厚さは、本体の長さおよび/または本体周りの環状もしくは半環状延長部に沿って変化するものであってもよい。適当なスリーブ壁厚さの例は、およそ2〜5mm等、およそ0.1〜およそ10mmである。
一実施形態において、スリーブは、本体用の第1の細長貫通孔および光ファイバ用の別個の細長孔を備えることにより、搭載時のハンドルおよび投射器に最も近いスリーブの端部から、光ファイバ用の保護カバーを提供するようになっている。スリーブは、たとえば別の部品(たとえば、パターン生成部材のすべての部品)を手術器具(たとえば、手術器具の本体)に固定できるように、たとえばパターン生成部材の他の要素用の付加的な貫通孔およびポケット、あるいは貫通孔またはポケットを備えていてもよい。これによって、パターン生成部材の搭載がさらに簡単となる。
ていない実施形態においては、手術中に外科医を煩わせることのないように、外科医が選択するハンドルの両側に、たとえば固定位置にて、光を投射器に導く光ファイバを配置可能であるのが望ましい。
一実施形態において、パターン生成部材のすべての要素は、スリーブにより、手術器具の本体部に対して一時的に固定されている。パターン生成部材の要素には、投射器およびパターン光源と、任意選択としての電源および/または後述のパターン光源制御ユニット等の1つ、もしくは複数の制御要素とを含む。
手術ツールと投射器との間の相関移動は、手術ツールの所与の移動が投射器の所与かつ所定の移動となるようにするのが好都合である。
一実施形態において、パターン光源は、非コヒーレント光源であり、発光ダイオード(LED)等の半導体光源であるのが好ましい。
一実施形態において、パターン光源は、610nm<λ<760nmの範囲の赤色中心波長を有する。
一実施形態において、パターン光源は、570nm<λ<590nmの範囲の黄色中心波長を有する。
一実施形態において、パターン光源は、450nm<λ<500nmの範囲の青色中心波長を有する。
一実施形態において、パターン生成部材は、等しい帯域幅または異なる帯域幅を有する2つ以上のパターン光源を備え、これら2つ以上のパターン光源は、投射器に対して動作可能に接続されているのが好ましい。
一般的には、(1つまたは複数の)パターン光源がオン/オフ切り替え可能であり、任意選択として、パターン光源制御ユニットを用いることにより、波長および強度、あるいは波長または強度を修正可能であるのが望ましい。一実施形態において、パターン光源制御ユニットは、ペダルまたは音声作動式制御ユニット等の非手持ちユニットであるため、外科医は、光パターンを容易に制御可能である。一実施形態において、パターン光源制御ユニットは、外科医が容易に取り扱えるように、手術器具のハンドルに組み込まれている。
成部材の投射器は、位相光学素子、空間光変調器、高次回折レンズ、ホログラフィックレンズ、フレネルレンズ、および/またはコンピュータ制御光学素子を備えるのが好都合である。
一実施形態において、位相光学素子は、周期的な強度分布を有する画像を生成可能である。
一実施形態において、回折光学素子には、レンズの屈折力が光の波長に正比例する単一の回折次数を利用した従来の回折光学レンズ等の「高次回折」レンズを含む。
一実施形態において、投射器は、空間光変調器を備える。空間光変調器は、たとえばコンピュータ変調によって、パターンカバーの透明度を変調することにより、光パターンを変調するように構成されている。一実施形態において、空間光変調器は、パターン光源からの光の強度および位相の変調のうちの一方または両方によって、放出光パターンを変調するように構成されている。
パターン生成部材の投射器は、パターン生成部材が手術器具の本体部に固定され、本体部が直線位置にある場合の近位方向に垂直な最大拡張面積を有し、この最大拡張面積は、最大およそ2cm2、およそ0.01〜およそ1cm2、およそ0.1〜およそ0.5cm2等、最大およそ4cm2であるのが好都合である。
し、光導波路を介して体腔に導いて手術野の領域に投射することができるため、体腔に挿入されるパターン生成部材の投射器は、相対的に小さくすることができる。パターン光源は、少なくとも1つの光導波路から取り外し可能であるのが好都合である。これにより、パターン光源が体腔に入らない場合は殺菌の必要がないため、手術器具の殺菌プロセスが簡略化される。一例においては、1つのパターン光源が1つの光導波路または複数の光導波路に接続されている。別の例においては、2つ以上のパターン光源が存在する。
一実施形態において、パターン光源および任意選択としてのバッテリのうちの一方または両方が、手術器具の本体に内蔵または固定されている。パターン光源は、手術器具のハンドルに固定または内蔵され、バッテリは、手術器具の本体に内蔵または固定されているのが好都合であり、たとえば手術ツールよりもハンドルに近い手術器具の近位端の近傍であるのが好ましい。
電源または電力入力コネクタ、投射器、および制御ユニットは、スリーブを用いて、手術器具の本体に固定されている。パターン光源、電源、投射器、および制御ユニットのうちの1つまたは複数(たとえば、すべて)は、手術器具の本体に対するスリーブの取り付けに先立って、当該スリーブに固定(一時的または完全に固定)することにより、要素を非常に簡単に組み立てて、使える状態の組み立て手術器具を提供するのが好都合である。パターン光源、電源、投射器、および/または制御ユニットは、たとえばスリーブのポケットに配置され、別の要素(スリーブに取り付けられた別の部品等)への接続による取り付けにより固定等がなされて、スリーブに対する機械的な取り付けによるスリーブの層間への配置により、スリーブの材料に全体または一部が組み込まれてスリーブに固定されているのが好ましい。一実施形態において、パターン光源、電源、投射器、および/または制御ユニットのうちの1つまたは複数の部品は、接着剤、溶接、ネジ、リベット、またはその他任意の適当な手段により、スリーブに対して機械的に取り付けられている。
パターンは、任意所望の形状を有していてもよい。パターンが1つまたは複数の同軸円から成る場合は、手術ツールの任意の非回転移動がパターンの相関変化となるのが好都合である。
一実施形態において、投射器は、手術器具の本体部の長手軸を中心とする円周方向移動を手術器具が専ら行う場合にパターンが実質的に静止状態を維持するように、手術器具の本体部に固定されているか、または固定されるように構成されている。
郭または手術野の輪郭を推定することができる。たとえば、手術器具が移動した場合の交差および/または平行格子線間の角度および距離の変化を用いることにより、手術器具の配向を決定することができる。
一実施形態において、搭載状態の(すなわち、手術器具の本体部に固定された)投射器は、手術ツールのすぐ遠位かつ手術器具の本体部の長手軸に垂直な投射表面に投射された場合に、最大およそ60cm、好ましくはおよそ1cm〜およそ25cm等、少なくともおよそ0.5cmのパターン彫刻円の直径として決定されたパターンビームサイズを有するパターンを放出するように構成されている。これにより、手術ツールが組織に接近、あるいは接触している場合であっても、パターンおよびパターンの変形によってユーザを導くことができる。
手術システムは、手術対象部位を照らす照明光源を備えた照明要素と、手術対象部位の画像を取得するカメラ要素と、取得した画像を表示するモニタと、少なくとも1つの手術器具アセンブリとを備える。
なるように、手術器具の本体部に対して少なくとも一時的に固定されている。
手術器具アセンブリは、上述のような組み立て相関セットであるのが好都合である。
一実施形態において、手術システムは、照明要素およびカメラ要素の両方を含む内視鏡を備える。内視鏡が照明要素(または、照明器具)およびカメラ要素の両方を含む場合、これらの部品は、内視鏡に組み込まれているのが好都合である。一実施形態において、内視鏡は、照明要素用のチャンネルを備えていてもよい。
一実施形態において、カメラ要素は、手術器具アセンブリ用のチャンネルを備えた内視鏡である。
照明器具は、照明が放出される要素である。照明要素は、上述の通り、位相光学素子、空間光変調器、高次回折レンズ、ホログラフィックレンズ、フレネルレンズ、および/またはコンピュータ制御光学素子を備えた投射器等、照明光の投射器であってもよい。
一実施形態において、照明光源は、VCSEL光源およびスーパーコンティニウム光源から選択される。
組み合わせたものである。
一般的に、照明光源は、良好な照明を提供するため、相対的に大きな帯域幅を有するのが望ましい。照明光源は、およそ400nm〜およそ900nmの範囲、好ましくはおよそ450nm〜およそ700nmの範囲、好ましくはおよそ500nm〜およそ650nmの範囲の波長を有する可視光を含む帯域幅を有するのが好都合である。後述の通り、照明要素は、狭帯域幅の光で照らされた特定の組織を外科医が観察したい場合に、フィルタ(たとえば、オン/オフフィルタまたは調節可能なフィルタ)を備えていてもよい。
照明光源およびパターン光源は、外科医またはコンピュータが光パターンの反射光を照明の反射光から区別できるように、互いに異なるのが好ましい。パターン光源は、照明光源の帯域幅よりも狭い帯域幅を有するのが好ましい。一実施形態において、パターン光源は、照明光源の帯域幅のおよそ半分以下の帯域幅を有する。一実施形態において、パターン光源は、照明光源の帯域幅の1/10以下の帯域幅を有する。
一実施形態において、マーキング光源は、可視光を含む。
また、本発明は、最小侵襲手術を行うトレーニングに適したトレーニングキットを含む。
このトレーニング方法は、
手術器具アセンブリを用意する工程であり、手術器具アセンブリが、手術器具およびパターン生成部材を備え、手術器具が、遠位端および近位端を有し、その近位端に把持部と、その遠位端に手術ツールと、把持部を手術ツールに接続する本体部とを備え、パターン生成部材が、パターン光源および投射器を備えており、パターン光源が、投射器に対して動作可能に接続されて光パターンを投射し、パターン生成部材の少なくとも投射器が、手術ツールの移動が投射器の相関移動となるように、手術器具の本体部に対して少なくとも一時的に固定された工程と、
複数のトレーニングステップを行う工程であり、各ステップが、遠位端が手術対象部位または人工的な手術部位等のトレーニング表面を指す状態で手術器具を配置することと、トレーニング表面から光パターンが反射されるように、投射器から光パターンを放出することと、手術器具を移動させることと、光パターンの対応する変化を観察することを含む工程とを含む。
与えられたタスクを実行するのが好都合である。遠隔視と(たとえば、腹腔鏡を介して)結び付られたコンピュータによって、光パターンの形状、位置、サイズ、および色の少なくとも1つ、および/またはこれらの変化が記録された場合は、手術器具アセンブリを取り扱う外科医の能力を決定可能である。たとえば、光パターンが繰り返し変化する場合は、手術器具の同じ動きをオペレータが複数回行っていることを示しており、このため、特定のタスク(たとえば、器具の整列によって人工的な手術部位の特定のアイテムをつかむこと)を行うのが困難となり得る。このように、コンピュータは言わば、光パターンの形状、位置、サイズ、および色の少なくとも1つ、および/またはこれらの変化のデータに基づいて、トレーニング期間の外科医の能力を評価することができる。上述の特徴は、外科手術中の外科医の能力を評価するライブ手術においても使用可能であることが了解されるものとする。
別の実施形態において、手術ツール4としては、たとえばハサミまたは上述のような別の手術ツールも可能である。外科医は、把持部2を保持して、このように手術器具アセンブリを制御可能であり、把持部の押圧または操作によって、鉗子を制御可能である。
、光パターンは、所望の大面積を網羅することができる。
接続されている。投射器68は、手術ツール64の移動が投射器68の相関移動となるように、手術器具の本体部63に対して少なくとも一時的に固定されている。また、投射器68は、上述の通り、光パターンPを放出している。投射器68は、手術器具の本体部63を囲むスリーブ63aにより、手術器具の本体部63に固定されている。スリーブは同時に、光ファイバ67aを保持および保護している。
図8に示すトレーニングキットは、手術システムと、人工的な手術部位73と、当該人工的な手術部位のカバー76とを備える。カバー76は、後面75と、人工的な手術部位73に対向する図示しない反対側の前面とを有する。手術システムは、カバー76の前面に配置されて人工的な手術部位を照らす図示しない照明要素と、同じくカバー76の前面に配置されて人工的な手術部位73の画像を取得する図示しないカメラ要素とを備える。手術システムは、取得した画像を表示するモニタ77と、たとえば図7に示すような少なくとも1つの手術器具アセンブリ71とをさらに備える。モニタ77は、ワイヤ77aを介してカメラ要素に接続されている。カバー76は、手術器具アセンブリ71用の貫通孔75aを備える。貫通孔75aは、手術器具アセンブリ71を弾性的に封止する弾性材料の外周縁75cを含む。カバー76は、手術システムの別の手術器具72用の別の貫通孔75bを備える。貫通孔75bも同様に、手術器具アセンブリ72を弾性的に封止する弾性材料の外周縁75dを含む。
カメラ要素は、たとえばモニタ77と一体化されたコンピュータに接続されており、コンピュータは、手術器具アセンブリ71の手術ツール64の動きを監視するようにプログラムされているのが好都合である。
(実施態様2)前記パターン生成部材が、前記手術器具から取り外し可能であり、好ましくは、前記パターン生成部材の少なくとも前記投射器が、クリックロック、スリーブロック、スクリューロック、ターンロック、ウェッジロック、またはこれらの組み合わせにより、前記手術器具に対して一時的に固定されるように構成された、実施態様1に記載の相関セット。
(実施態様3)前記パターン生成部材の少なくとも前記投射器が、前記手術器具に対して完全に固定されており、好ましくは、前記パターン生成部材が、前記手術器具と一体化されて、統合手術器具アセンブリを構成した、実施態様1に記載の相関セット。
(実施態様4)前記手術器具が、腹腔鏡手術器具、関節鏡手術器具、胸腔鏡手術器具、胃内視鏡手術器具、結腸内視鏡手術器具、喉頭鏡手術器具、気管支鏡手術器具、膀胱鏡手術器具、またはこれらの組み合わせである、実施態様1〜3のいずれか一項に記載の相関セット。
(実施態様6)前記手術器具の前記本体部が、前記把持部と前記手術ツールとの間に柔軟性の相互接続を提供しており、好ましくは、前記本体部が柔軟性であり、前記本体部が、好ましくは前記把持部から前記手術ツールまで延びた最大およそ200cmの長さを有する、実施態様1〜5のいずれか一項に記載の相関セット。
(実施態様7)前記手術ツールが、手術対象部位の外科的処置を行うように構成されており、前記手術ツールが、好ましくはグラスパ、縫合糸グラスパ、ステープラ、鉗子、解剖器具、ハサミ、吸引器具、クランプ器具、電極、キュレット、アブレータ、外科用メス、生検・開創器具、またはこれらの組み合わせから選択される、実施態様1〜6のいずれか一項に記載の相関セット。
(実施態様8)前記パターン光源が、コヒーレント光源であり、好ましくは、前記パターン光源が、レーザダイオードおよびVCSEL光源等、あるいはレーザダイオードまたはVCSEL光源等の半導体光源である、実施態様1〜7のいずれか一項に記載の相関セット。
(実施態様10)前記パターン光源が、およそ400nm〜およそ900nmの範囲、好ましくはおよそ450nm〜およそ700nmの範囲、好ましくはおよそ500nm〜およそ650nmの範囲の波長を有する可視光を含む帯域幅を有する、実施態様1〜9のいずれか一項に記載の相関セット。
(実施態様11)前記パターン光源が、およそ900nm超および/またはおよそ450nm未満の波長を有する光等の非可視光を含む帯域幅を有する、実施態様1〜10のいずれか一項に記載の相関セット。
(実施態様12)前記パターン光源が、1nm〜およそ40nm等、最大およそ50nmの帯域幅(半値全幅−FWHM)を有する、実施態様1〜11のいずれか一項に記載の相関セット。
(実施態様13)パターン生成部材が、等しい帯域幅または異なる帯域幅を有する2つ以上のパターン光源を備え、前記2つ以上のパターン光源が、好ましくは前記投射器に対して動作可能に接続された、実施態様1〜12のいずれか一項に記載の相関セット。
(実施態様14)前記パターン生成部材の前記投射器が、位相光学素子、空間光変調器、高次回折レンズ、ホログラフィックレンズ、フレネルレンズ、および/またはコンピュータ制御光学素子を備えた、実施態様1〜13のいずれか一項に記載の相関セット。
(実施態様15)前記パターン生成部材の前記投射器が、前記パターン生成部材が前記手術器具の前記本体部に固定され、前記本体部が直線位置にある場合の近位方向に垂直な最大拡張面積を有し、前記最大拡張面積が、最大およそ2cm2、およそ0.01〜およそ1cm2、およそ0.1〜およそ0.5cm2等、最大およそ4cm2である、実施態様1〜14のいずれか一項に記載の相関セット。
(実施態様17)前記パターン光源が、前記投射器に対してある距離で配置されるように構成されており、前記パターン光源が、好ましくは前記手術器具に対してある距離で位置決めされるように構成されたパターン光源ハウジングに組み込まれ、有利には光ファイバを含む接続手段を介して前記投射器に接続されており、好ましくは、前記光ファイバが、ポリマーカバーにより保護された、実施態様1〜16のいずれか一項に記載の相関セット。
(実施態様18)前記パターン生成部材が、前記パターン光源用のバッテリを備えた、実施態様1〜17のいずれか一項に記載の相関セット。
(実施態様19)前記パターン生成部材の前記投射器が、前記手術器具の前記本体部に対して少なくとも一時的に固定されるとともに、およそ10°〜およそ60°、およそ15°〜およそ50°等、遠位方向に対しておよそ5°〜およそ85°の角度を有する複数の投射方向を含むパターンを放出するように構成された、実施態様1〜18のいずれか一項に記載の相関セット。
(実施態様20)前記パターン生成部材の前記投射器が、前記手術器具の前記本体部に対して少なくとも一時的に固定されるとともに、前記手術ツールの移動が相関変化となるパターンを放出するように構成された、実施態様1〜19のいずれか一項に記載の相関セット。
(実施態様21)前記パターン生成部材の前記投射器が、前記手術器具の前記本体部に対して少なくとも一時的に固定されるとともに、前記手術ツールの任意の非回転移動が相関変化となるパターンを放出するように構成された、実施態様1〜20のいずれか一項に記載の相関セット。
(実施態様22)前記パターン生成部材の前記投射器が、遠位方向に垂直な表面に投射された場合に最大10回の回転対称であり、好ましくは最大8回の回転対称であるパターンを放出するように構成された、実施態様1〜21のいずれか一項に記載の相関セット。
(実施態様24)搭載状態の前記投射器が、前記手術ツールのすぐ遠位かつ遠位方向に垂直な表面に投射された場合に、最大およそ60cm、好ましくはおよそ1cm〜およそ25cm等、少なくともおよそ0.5cmのパターン彫刻円の直径として決定されたパターンビームサイズを有するパターンを放出するように構成された、実施態様1〜23のいずれか一項に記載の相関セット。
(実施態様25)前記手術器具が前記手術ツールと投射表面との間の距離まで移動した場合、好ましくは1cmの距離にて、距離ゼロの場合よりも、前記パターンビームサイズが少なくともおよそ5%大きくなるように、前記パターンビームサイズが比例的に大きくなる、実施態様24に記載の相関セット。
(実施態様26)最小侵襲手術を行う手術システムであり、手術対象部位を照らす照明光源を備えた照明要素と、前記手術対象部位の画像を取得するカメラ要素と、前記取得した画像を表示するモニタと、少なくとも1つの手術器具アセンブリとを備えた、手術システムであって、前記手術器具アセンブリが、手術器具およびパターン生成部材を備え、前記手術器具が、遠位端および近位端を有し、その近位端に把持部と、その遠位端に手術ツールと、前記把持部を前記手術ツールに接続する本体部とを備え、前記パターン生成部材が、パターン光源および投射器を備えており、前記パターン光源が、前記投射器に対して動作可能に接続されて光パターンを投射し、前記パターン生成部材の少なくとも前記投射器が、前記手術ツールの移動が前記投射器の相関移動となるように、好ましくは、前記手術ツールの任意の非回転移動が前記投射器の相関移動となるように、前記手術器具の前記本体部に対して少なくとも一時的に固定された、手術システム。
(実施態様27)手術器具アセンブリが、実施態様1〜25のいずれか一項に記載の組み立て相関セットである、実施態様26に記載の手術システム。
(実施態様28)カメラ要素が、硬性内視鏡または軟性内視鏡等の内視鏡である、実施態様26または27に記載の手術システム。
(実施態様29)照明要素が、カメラ要素に組み込まれているか、または別個の要素であり、好ましくは手術システムが、前記照明要素および前記カメラ要素の両方を含む内視鏡を備えた、実施態様25〜28のいずれか一項に記載の手術システム。
(実施態様30)カメラ要素が、手術器具アセンブリ用のチャンネルを備えた内視鏡である、実施態様25〜29のいずれか一項に記載の手術システム。
(実施態様32)照明要素が、照明器具と、前記照明器具に対して動作可能に接続された照明光源とを備え、前記照明光源が、好ましくは前記照明器具に対してある距離で位置決めされるように構成されるとともに、好ましくは光ファイバを介して、前記照明器具に対して動作可能に接続された、実施態様25〜31のいずれか一項に記載の手術システム。
(実施態様33)照明光源が、コヒーレントまたは非コヒーレント光源であり、好ましくは前記照明光源が、ハロゲン灯、アーク灯、およびLED灯等のコヒーレントまたは非コヒーレント光源である、実施態様25〜32のいずれか一項に記載の手術システム。
(実施態様34)照明光源が、およそ400nm〜およそ900nmの範囲、好ましくはおよそ450nm〜およそ700nmの範囲、好ましくはおよそ500nm〜およそ650nmの範囲の波長を有する可視光を含む帯域幅を有する、請求項25〜33のいずれか一項に記載の手術システム。
(実施態様35)照明光源が、およそ60nm〜およそ800nm等、少なくともおよそ50nmの帯域幅(半値全幅−FWHM)を有する、請求項25〜34のいずれか一項に記載の手術システム。
(実施態様36)照明光源および前記パターン光源が互いに異なり、好ましくは前記パターン光源が、前記照明光源の帯域幅の1/10以下の帯域幅を有する場合等、前記パターン光源が、前記照明光源の帯域幅のおよそ半分以下の帯域幅を有するように、前記パターン光源が、前記照明光源の帯域幅よりも狭い帯域幅を有する、請求項25〜35のいずれか一項に記載の手術システム。
(実施態様37)前記パターン光源が、照明光源の帯域幅よりも強度が高い波長を帯域幅に含む、請求項25〜36のいずれか一項に記載の手術システム。
(実施態様38)前記パターン光源が、照明光源の帯域幅に含まれない波長を帯域幅に含んでおり、好ましくは前記パターン光源が、550nmを下回る波長を含み、前記照明光源が、550nmを下回る波長を含まない、請求項25〜37のいずれか一項に記載の手術システム。
(実施態様39)照明光源が、波長可変光学フィルタ等の光学フィルタを備えた、請求項25〜38のいずれか一項に記載の手術システム。
(実施態様41)最小侵襲手術を行うトレーニング用のトレーニングキットであり、請求項25〜40のいずれか一項に記載の手術システムと、人工的な手術部位と、前記人工的な手術部位のカバーとを備えた、トレーニングキットであって、前記カバーが、手術器具アセンブリ用の1つまたは複数の貫通孔を備えた、トレーニングキット。
(実施態様42)カメラ要素が、前記人工的な手術部位の画像を取得するように構成されており、任意選択として、前記カメラ要素が、前記カバーに固定されているか、または前記1つまたは複数の貫通孔に挿通されるように構成された、請求項41に記載のトレーニングキット。
(実施態様43)照明要素が、前記人工的な手術部位に向かって光を放出するように構成されており、任意選択として、前記照明要素が、前記カバーに固定されているか、または前記1つまたは複数の貫通孔に挿通されるように構成されている、請求項41または42に記載のトレーニングキット。
(実施態様44)任意選択として組み合わせ照明要素/カメラ要素の形態の照明要素およびカメラ要素が、近位端および遠位端を有しており、前記カメラ要素および照明要素が、その遠位端にカメラレンズおよび照明放出体を持ち、前記1つまたは複数の貫通孔が、前記手術器具および照明要素/カメラ要素の遠位端を挿通可能なように構成されている、請求項41〜43のいずれか一項に記載のトレーニングキット。
(実施態様45)カメラ要素が、前記手術器具の前記手術ツールの動きを監視するようにプログラムされたコンピュータに接続されており、好ましくは前記コンピュータが、時間の関数として光パターンの形状、位置、サイズ、および色の少なくとも1つを監視するとともに、これに基づいて、前記手術ツールの動きを決定するようにプログラムされ、有利には前記コンピュータがさらに、ユーザの能力を評価するようにプログラムされている、請求項41または42に記載のトレーニングキット。
手術器具アセンブリを用意する工程であり、前記手術器具アセンブリが、手術器具およびパターン生成部材を備え、前記手術器具が、遠位端および近位端を有し、その近位端に把持部と、その遠位端に手術ツールと、前記把持部を前記手術ツールに接続する本体部とを備え、前記パターン生成部材が、パターン光源および投射器を備えており、前記パターン光源が、前記投射器に対して動作可能に接続されて光パターンを投射し、前記パターン生成部材の少なくとも前記投射器が、前記手術ツールの移動が前記投射器の相関移動となるように、前記手術器具の前記本体部に対して少なくとも一時的に固定された工程と、
複数のトレーニングステップを行う工程であり、各ステップが、遠位端がトレーニング表面を指す状態で前記手術器具を配置することと、前記トレーニング表面から光パターンが反射されるように、前記投射器から光パターンを放出することと、前記手術器具を移動させることと、前記光パターンの対応する変化を観察することを含む工程を備える、トレーニング方法。
(実施態様47)少なくとも1つのトレーニングステップが、前記手術ツールを前記トレーニング表面に対して前後に移動させることと、前記光パターンの対応する変化を観察することを含む、実施態様46に記載のトレーニング方法。
(実施態様48)少なくとも1つのトレーニングステップが、前記トレーニング表面に対する捻りおよび傾斜、あるいは捻りまたは傾斜によって前記手術ツールを移動させることと、前記光パターンの対応する変化を観察することを含む、実施態様46または47に記載のトレーニング方法。
(実施態様49)手術器具アセンブリが、実施態様26〜44のいずれか一項に記載の手術システムの一部であり、トレーニング方法が、前記手術システムを用いて少なくとも1つのトレーニングステップを行う工程を備える、実施態様46〜48のいずれか一項に記載のトレーニング方法。
(実施態様51)人工的な手術部位に向かって、カメラ要素および照明要素の遠位端をカバーの1つまたは複数の孔に挿通する工程と、前記照明要素によって前記人工的な手術部位を照らす工程と、前記カメラ要素によって前記人工的な手術部位の画像を取得するとともに、前記取得した画像をモニタに送信して前記取得した画像を表示する工程と、前記手術器具の前記手術ツールを前記カバーの孔に挿通するとともに、前記人工的な手術部位に向かって光パターンを放出する工程と、前記人工的な手術部位に対して前記手術器具を移動させるとともに、前記モニタ上に画像化された前記光パターンおよび前記手術器具の前記各移動に対応する変化を観察する工程を備える、実施態様46〜50のいずれか一項に記載のトレーニング方法。
(実施態様52)時間の関数として前記光パターンの形状、位置、サイズ、および色の少なくとも1つを監視するとともに、これに基づいて、前記手術ツールの一連の動きを決定し、トレーニング者の能力を評価することによって、前記能力を評価する工程であり、前記能力が有利には、予め設定された一連の動きに対する前記手術器具の動きのベンチマーキングによって評価される工程をさらに備える、実施態様46〜51のいずれか一項に記載のトレーニング方法。
Claims (7)
- 最小侵襲手術を行うトレーニング方法であり、手術器具の取り扱いのトレーニングを含む、トレーニング方法であって、
手術器具アセンブリを用意する工程であり、前記手術器具アセンブリが、手術器具およびパターン生成部材を備え、前記手術器具が、遠位端および近位端を有し、その近位端に把持部と、その遠位端に手術ツールと、前記把持部を前記手術ツールに接続する本体部とを備え、
前記パターン生成部材が、パターン光源および投射器を備えており、前記パターン光源が、前記投射器に対して動作可能に接続されて光パターンを投射し、前記パターン生成部材の少なくとも前記投射器が、前記手術ツールの移動が前記投射器の相関移動となるように、前記手術器具の前記本体部に対して少なくとも一時的に固定された工程と、
複数のトレーニングステップを行う工程であり、各ステップが、前記遠位端がトレーニング表面を指す状態で前記手術器具を配置することと、前記トレーニング表面から光パターンが反射されるように、前記投射器から光パターンを放出することと、前記手術器具を移動させることと、前記手術器具の移動期間中において前記トレーニング表面から反射される前記光パターンの連続的、継続的、及び、時系列的な変化を観察することを含む工程を備える、トレーニング方法。 - 前記把持部が、ロボットに接続されたアクチュエータによって制御されるように構成されている、請求項1に記載のトレーニング方法。
- 前記トレーニング表面が、手術対象部位および人工的な手術部位から選択される、請求項1または2に記載のトレーニング方法。
- 前記トレーニング方法が、前記光パターンの形状、位置、サイズ、色、およびその変化の少なくとも1つに関するデータを取得する工程を備え、コンピュータが前記データを受信しかつ前記手術ツールの位置を決定するようにプログラムされている、請求項1〜3のいずれか一項に記載のトレーニング方法。
- 決定された前記手術ツールの位置が、前記手術ツールと前記トレーニング表面との間の距離の情報を有する、請求項4に記載のトレーニング方法。
- 前記トレーニング方法が、前記手術ツールの位置および前記光パターンの変化の少なくとも1つのデータを取得する工程と、前記データをコンピュータに転送する工程とを備え、前記コンピュータが、前記光パターンの位置および前記光パターンの変化の少なくとも一方のデータの評価に基づいて、前記手術器具のオペレータの能力を決定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トレーニング方法。
- 時間の関数として前記光パターンの形状、位置、サイズ、および色の少なくとも1つを監視するとともに、これに基づいて、前記手術ツールの一連の動きを決定し、トレーニング者の能力を評価することによって、前記能力を評価する工程をさらに備える、請求項1〜6のいずれか一項に記載のトレーニング方法。
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