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公開番号2025133870
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-11
出願番号2025113029,2021543451
出願日2025-07-03,2020-01-29
発明の名称外科空間への外科器具の挿入を容易にするシステム及び方法
出願人インテュイティブサージカルオペレーションズ, インコーポレイテッド
代理人弁理士法人ITOH
主分類A61B 34/20 20160101AFI20250904BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】従来技術の問題を解決する。
【解決手段】例示的なシステム(100)は、外科器具が外科空間に挿入されるときに外科器具が従うと予測される挿入軌跡を決定する。システムは、ディスプレイデバイスによる表示のために、撮像デバイスによって取り込まれる外科空間の部分と外科空間内の挿入軌跡の表現の少なくとも部分とを描く画像を提供する。
【選択図】図4

特許請求の範囲【請求項１】
命令を格納するメモリと、
前記メモリに通信的に結合されるプロセッサと、を含み、
前記プロセッサは、前記命令を実行して、
外科器具に基づいて、前記外科器具が外科空間に挿入されるときに前記外科器具が従うよう位置付けられる挿入軌跡を決定し、
ディスプレイデバイスによる表示のために、撮像デバイスによって取り込まれる前記外科空間の部分と前記外科空間内の前記挿入軌跡の表現の少なくとも部分とを描く画像を提供し、
前記外科器具が結合されるロボットマニピュレータアームの姿勢、位置、又は向きのうちの少なくとも１つを示す運動学データに基づいて、前記外科器具が従うと予測される前記挿入軌跡が、前記外科空間内にあり且つ回避されるべき妨害を表す物体と接触する前記外科器具をもたらすことを決定し、
前記ディスプレイデバイスによる表示のために、
前記挿入軌跡の前記表現と共に、
前記外科空間内の前記物体による前記挿入軌跡の前記妨害の表示
を提供する、
ように構成される、
システム。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記挿入軌跡の前記表現は、前記挿入軌跡に沿って前記撮像デバイスの視野内で前記外科空間に入る前記挿入軌跡の前記表現を描くアニメーションを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記プロセッサは、前記命令を実行して、
前記外科器具が前記外科空間に挿入されるときに前記外科器具が達成すると予測される挿入深さを決定し、
前記ディスプレイデバイスによる表示のために、前記挿入軌跡に沿って前記決定される挿入深さで前記外科空間に挿入される前記挿入軌跡の前記表現を提供する、
ように更に構成される、
請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記プロセッサは、前記命令を実行して、
前記外科器具が前記外科空間に挿入されるときに前記外科器具が達成すると予測される挿入深さを決定し、
前記ディスプレイデバイスによる表示のために、前記決定される挿入深さを超えて前記挿入軌跡に沿って前記外科空間に挿入される前記挿入軌跡の前記表現を提供する、
ように更に構成される、
請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項５】
前記プロセッサは、
前記外科器具が前記外科空間に挿入され
る開
口を見るために前記撮像デバイスを用いて前記挿入軌跡に従うよ
うユ
ーザに命令するインジケータを
提供するように前記命令を実行するように更に構成される
、請求項１～４のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記プロセッサは、前記命令を実行して、
追加的な外科器具に基づいて、前記追加的な外科器具が前記外科空間に挿入されるときに前記追加的な外科器具が従うよう位置付けられる追加的な挿入軌跡を決定し、
前記ディスプレイデバイスによる表示のために、前記撮像デバイスによって取り込まれる前記外科空間の前記部分を描く前記画像と共に、前記外科空間内の前記追加的な挿入軌跡の追加的な表現の少なくとも部分を提供する、
ように更に構成される、
請求項１～５のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記挿入軌跡の前記表現及び前記追加的な挿入軌跡の前記追加的な表現は、前記外科空間の前記部分を描く前記画像と共に前記ディスプレイデバイスによる同時表示のために提供される、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記挿入軌跡の前記表現は、前記追加的な挿入軌跡の前記追加的な表現とは視覚的に異なる、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記プロセッサは、前記命令を実行して、
前記外科器具が従うよう位置付けられる前記挿入軌跡が、前記外科空間に既に挿入されている追加的な外科器具と接触する前記外科器具をもたらすことを決定し、
前記ディスプレイデバイスによる表示のために、前記挿入軌跡の前記表現と共に、前記外科器具が従うよう位置付けられる前記挿入軌跡に沿って前記外科器具が挿入されるならば、前記外科器具が前記追加的な外科器具と接触するよう位置付けられることを示す通知を提供する、
ように更に構成される、
請求項１～８のうちのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記挿入軌跡は、前記外科器具が結合されるマニピュレータアームに関連する運動学データに基づいて決定される、請求項１～９のうちのいずれか１項に記載のシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
（関連出願の参照）
本願は、２０１９年１月３１日に出願された「SYSTEMS AND METHODS FOR FACILITATING INSERTION OF A SURGICAL INSTRUMENT INTO A SURGICAL SPACE」という名称の米国仮特許出願第６２／７９９，２５８号の優先権を主張し、その全文を参照により本明細書に援用する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
コンピュータ支援外科システムは、外科医が外科器具を制御して患者に外科処置を行うことを可能にする。例えば、最小侵襲手術のために、手術器具は、１つ以上のカニューレを通じて患者に挿入される。外科器具は、典型的には、外科空間の画像をキャプチャする(取り込む)撮像デバイス（例えば、内視鏡）と、外科処置を行うためにコンピュータ支援外科システムによって操作される１つ以上の外科ツールとを含む。外科医は、外科空間のキャプチャされた画像を見て、コンピュータ支援外科システムのマスタ制御装置を使用して外科器具の動きを制御して外科処置を行う。
【０００３】
外科処置の間に、誘導されるツール変更構成を使用して外科空間内の所定の位置に外科器具を挿入することを容易にすることがある。しかしながら、そのような誘導されるツール変更構成は、特定の場合には利用可能でないことがある。例えば、ユーザは、外科処置中にコンピュータ支援外科システムに関連するクラッチを作動させることがあり、その結果、誘導されるツール変更構成が無効になることがある。そのような場合、撮像デバイスの視野は、手術器具を手術空間内に挿入する開口を可視化するために調整されることがある。しかしながら、手術空間内からの開口のそのような視覚化は技術的に挑戦である。その上、開口を視覚化することの困難さは、外科医が開口を見つけるために視野を調整するのに有意な時間を費やさなければならないならば遅延を引き起こし得る、挿入されている手術器具の挿入軌跡が解剖学的構造をクリアせずかつ視覚化されないならば患者に危害を加え得る、外科空間を不明瞭にし得る及び／又は中断し得る、且つ／或いは挿入されている外科器具と外科空間内に既に挿入されている１つ以上の追加的な外科器具との間の衝突を引き起こし得る。
【発明の概要】
【０００４】
例示的なシステムが、プロセッサと、プロセッサに通信的に結合されるメモリとを含み、メモリは、プロセッサによって実行可能な命令を格納して、外科器具が手術空間に挿入されるときに外科器具が従うと予測される挿入軌跡を決定し、ディスプレイデバイスによる表示のために、撮像デバイスによってキャプチャされる外科空間の一部分及び外科空間内の挿入軌跡の表現の少なくとも一部分を描く画像を提供する。
【０００５】
追加的な例示的システムが、プロセッサと、プロセッサに通信的に結合されるメモリとを含み、メモリは、プロセッサによって実行可能な命令を格納して、外科器具が外科空間内に挿入されるときに外科器具が従うと予測される挿入軌跡を決定し、ディスプレイデバイスによる表示のために、撮像デバイスによってキャプチャされる外科空間の一部分及び外科空間内の挿入軌跡の表現の少なくとも一部分を描く画像を提供し、挿入ツールを挿入する開口を見るために撮像デバイスが使用されたという決定が行われるまで、外科器具が挿入軌跡に沿って外科空間内に挿入されることを防止する。
【０００６】
例示的な方法が、挿入軌跡視覚化システムによって、外科器具が外科空間内に挿入されるときに従うと予測される挿入軌跡を決定することと、挿入軌跡視覚化システムによって、ディスプレイデバイスによる表示のために、撮像デバイスによってキャプチャされる外科空間の一部分及び外科空間内の挿入軌跡の表現の少なくとも一部分を描く画像を提供することとを含む。
【０００７】
添付の図面は、様々な実施形態を図示しており、明細書の一部である。図示の実施形態は、単に例であり、本開示の範囲を限定しない。図面を通じて、同一又は類似の参照番号は、同一又は類似の要素を指し示している。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本明細書に記載する原理に従った例示的な挿入軌跡視覚化システムを図示している。
【０００９】
本明細書に記載する原理に従った例示的なコンピュータ支援外科システムを図示している。
【００１０】
本明細書に記載された原理に従った外科空間内の外科器具の図を図示している。
（【００１１】以降は省略されています）

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