特開 2025-4028 ロボット手術用の滅菌コンソール及びその使用方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025004028

(43)【公開日】2025-01-14

(54)【発明の名称】ロボット手術用の滅菌コンソール及びその使用方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 34/37 20160101AFI20250106BHJP

【ＦＩ】

A61B34/37

【審査請求】有

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024163661

(22)【出願日】2024-09-20

(62)【分割の表示】P 2020564356の分割

【原出願日】2019-05-17

(31)【優先権主張番号】102018000005471

(32)【優先日】2018-05-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT

(71)【出願人】

【識別番号】518132307

【氏名又は名称】メディカル・マイクロインストゥルメンツ・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＭＥＤＩＣＡＬ ＭＩＣＲＯＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ， ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(74)【代理人】

【識別番号】100113170

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 和久

(72)【発明者】

【氏名】マッシミリアーノ・シミ

(72)【発明者】

【氏名】ジュゼッペ・マリア・プリスコ

(57)【要約】      （修正有）

【課題】外科医が快適な姿勢で手術できるようにすると同時に、ロボット手術中に患者とロボット部品の安全性を向上させるのに適した、ロボット手術用の滅菌コンソールを提供する。
【解決手段】機械的に接地されておらず、手術中に外科医によって手持ちされるのに適したマスター入力ツール３０６を備える滅菌コンソール３０２と、手術中に外科医が着座するための着座面を有する手術用椅子３０９と、所定の追跡ボリューム３０８内のマスター入力ツール３０６の位置及び向きを検出するのに適した追跡システムと、マスター入力ツールが手持ちされていないときに、その上に置かれるように支持を提供するツール支持要素３２４と、患者の解剖学的構造で手術するように設計された手術器具を有するスレーブロボットアセンブリと、制御ユニットとを備える。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

手動指令を検出するのに適したロボット手術システム（３０１）用の滅菌コンソール（３０２）であって、
機械的に接地されておらず、手術中に外科医に手持ちされるのに適した少なくとも１つのマスター入力ツール（３０６）と、
手術中に外科医がその上に着座するための少なくとも１つの着座面（３１０）を有する少なくとも１つの手術用椅子（３０９）と、
所定の追跡ボリューム（３０８）内の前記少なくとも１つのマスター入力ツール（３０６）の位置及び向きを検出するのに適した少なくとも１つの追跡システムと、
外科医が前記少なくとも１つのマスター入力ツール（３０６）を手持ちしていないときに、前記少なくとも１つのマスター入力ツール（３０６）がその上に置かれるように支持を提供する少なくとも１つのツール支持要素（３２４）と、
を備え、
前記少なくとも１つのマスター入力ツール（３０６）が、それに取り付けられた少なくとも１つの第１の参照フレーム（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１；Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）を規定し、
前記追跡システムは、それに取り付けられた第２の参照フレーム（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０）を規定するフィールドジェネレータ（３０７）を含み、
前記追跡ボリューム（３０８）は、前記追跡システムの前記フィールドジェネレータ（３０７）と一体であり、
前記追跡システムによって検出された位置及び向きは、前記第２の参照フレーム（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０）に対する前記少なくとも１つの第１の参照フレーム（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１；Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）の位置及び向きであり、それによって、前記ロボット手術システム（３０１）の制御ユニット（３０５）は、前記追跡ボリューム（３０８）内の前記少なくとも１つのマスター入力ツール（３０６）の前記位置及び向きに関する情報を受信するのに適しており、また、前記少なくとも１つの手術器具（３０４）を作動させるように、指令信号をスレーブロボットアセンブリ（３０３）に送信するのに適しており、
前記追跡システムの前記フィールドジェネレータ（３０７）は、前記手術用椅子（３０９）の一部と一体であり、それによって、外科医が前記手術用椅子（３０９）の前記着座面（３１０）に着座し、前記少なくとも一つのマスター入力ツール（３０６）を手持ちしたとき、前記マスター入力ツール（３０６）は、前記追跡ボリューム（３０８）内に位置し、その位置及び向きは、前記追跡システムによって検出可能である、
滅菌コンソール（３０２）。

【請求項2】

前記手術用椅子（３０９）の前記着座面（３１０）は、実質的に垂直な回転軸（Ｖ－Ｖ）を中心に旋回可能であり、また、前記追跡システムの前記フィールドジェネレータ（３０７）は、前記着座面（３１０）と一体であり、それによって、前記着座面（３１０）が前記実質的に垂直な回転軸（Ｖ－Ｖ）を中心に旋回している間に、前記追跡ボリューム（３０８）は、前記滅菌コンソール（３０２）の前記手術用椅子（３０９）の前記着座面（３１０）と一体である、
請求項１に記載の滅菌コンソール（３０２）。

【請求項3】

前記手術用椅子（３０９）は、前記着座面（３１０）と一体の着座下部支持部分（３１５）と、着座下部支持部分（３１５）に構造的支持を提供する椅子基部構造（３１４）とを備え、
前記着座下部支持部分（３１５）は、前記椅子基部構造（３１４）に対して、実質的に垂直な回転軸（Ｖ－Ｖ）を中心に旋回可能であり、
前記フィールドジェネレータ（３０７）は、前記着座下部支持部分（３１５）と一体であり、それによって、追跡ボリューム（３０８）は、前記滅菌コンソール（３０２）の前記手術用椅子（３０９）の前記着座面（３１０）が前記実質的に垂直な回転軸（Ｖ－Ｖ）を中心に旋回している間に、前記着座面（３１０）と一体である、
請求項１又は２に記載の滅菌コンソール（３０２）。

【請求項4】

前記手術用椅子（３０９）の前記着座面（３１０）を覆う滅菌ドレープ（３６１）を備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の滅菌コンソール（３０２）。

【請求項5】

前記手術用椅子（３０９）は、前記手術用椅子（３０９）に、好ましくは、前記手術用椅子（３０９）の前記着座下部支持部分（３１５）に、前記実質的に垂直な回転軸（Ｖ－Ｖ）を中心に回転する機能を提供する座席調整装置（３２２）を備える、請求項１から４のいずれか１項に記載の滅菌コンソール（３０２）。

【請求項6】

前記手術用椅子（３０９）の前記着座面（３１０）は、高さが調整可能である、請求項１から５のいずれか１項に記載の滅菌コンソール（３０２）。

【請求項7】

前記椅子基部構造（３１４）は、少なくとも１つの接地ホイール（３２３）を有する、 請求項１から６のいずれか１項に記載の滅菌コンソール（３０２）。

【請求項8】

ロック装置（３２９）を備え
前記ロック装置（３２９）は、前記手術用椅子（３０９）の少なくとも１つの前記接地ホイール（３２３）によって提供される少なくとも運動自由度を選択的にブロックするのに適している、
請求項６に記載の滅菌コンソール（３０２）。

【請求項9】

前記手術用椅子（３０９）は、前記手術アリーナ（３３３）内の前記着座面（３１０）と実質的に同一平面上における少なくとも一方向に、及び／又は水平面若しくはサブ水平面における方向に移動可能である、請求項１から８のいずれか１項に記載の滅菌コンソール（３０２）。

【請求項10】

前記少なくとも１つのマスター入力ツール（３０６）は、ツール有線接続（３３０）によって前記手術用椅子（３０９）に動作可能に接続されており、及び／又は、
前記マスター入力ツール（３０２）は、持針器又はピンセットなどの手動顕微手術器具の形状及びサイズを有する、
請求項１から９のいずれか１項に記載の滅菌コンソール（３０２）。

【請求項11】

前記ツール支持要素（３２４）は、前記手術用椅子（３０９）の一部と一体であり、それによって、外科医が前記手術用椅子（３０９）の前記着座面（３１０）に着座したとき、外科医自身は、手動で少なくとも１つのマスター入力ツール（３０６）を、前記ツール支持要素（３２４）上に置くことができ、及び／又は、
前記ツール支持要素（３２４）が前記マスター入力ツール（３０６）を支持しているとき、前記追跡システムによって検出された前記マスター入力ツール（３０６）の位置及び向きは、前記手術用椅子（３０９）が移動され、例えば、前記スレーブロボットアセンブリ（３０３）に関して回転された場合にも変化しないままで維持することができ、及び／又は、
前記手術用椅子（３０９）は、外科医が前記手術用椅子（３０９）に着座したことを検出する少なくとも１つの着座検出器（３２８）を備え、及び／又は、
前記着座検出器（３２８）は、外科医が前記手術用椅子（３０９）に着座したときに前記手術器具（３０４）を作動させるために、及び／又は、外科医が前記手術用椅子（３０９）に着座していないときに前記手術器具（３０４）を作動させないようにするために、所定の指令信号を前記スレーブロボットアセンブリ（３０３）に送信するように、前記制御ユニット（３０５）と協働し、及び／又は、
前記手術用椅子（３０９）は、前記手術用椅子（３０９）の少なくとも１つの運動自由度を選択的にブロックするのに適した少なくとも１つのロック装置を備え、前記少なくとも１つの着座検出器（ ３２８）が前記手術用椅子（３０９）に着座している外科医を検出したときに、前記少なくとも１つのロック装置（３２９）は、前記手術用椅子（３０９）の前記少なくとも１つの運動自由度をブロックするように、前記前記少なくとも１つの着座検出器（３２８）と協働し、及び／又は、
前記手術用椅子（３０９）は、前記着座面（３１０）に関して互いに対向的に配置された一対の対向する肘掛けアセンブリ（３１７Ｌ、３１７Ｒ）を備え、
前記肘掛けアセンブリ（３１７Ｌ、３１７Ｒ）のうちの少なくとも１つは、ユーザインターフェース又はタッチスクリーンの一部を示すディスプレイ（３２１）を備え、及び／又は、
前記肘掛けアセンブリ（３１７Ｌ、３１７Ｒ）のうちの少なくとも１つは、丸みを帯びた形状を有し、及び／又は、
前記肘掛けアセンブリ（３１７Ｌ、３１７Ｒ）のうちの少なくとも１つは、マスター入力ツール（３０６）がその上に置かれるように支持を提供する前記少なくとも１つのツール支持要素（３２４）を備え、前記ツール支持要素は、前記肘掛け要素（３２０）に一体的に接続され、及び／又は、
前記ツール支持要素（３２４）は、ツール収容部（３２５）を規定するカップ形状の本体を有し、及び／又は、
前記ツール支持要素（３２４）は、前記マスター入力ツールがそれに吊るされるように規定するフック形状の本体を有し、及び／又は、
前記ロック装置（３２９）は、前記肘掛け調整装置（３１９）によって提供される少なくとも運動自由度を選択的にブロックし、及び／又は、
前記ツール支持要素（３２４）は、前記手術用椅子（３０９）の一部と一体であり、それによって、外科医が前記手術用椅子（３０９）の前記着座面（３１０）に着座したとき、外科医自身は、手動で前記少なくとも１つのマスター入力ツール（３０６）を、前記ツール支持要素（３２４）上に置くことが可能であり、及び／又は、
前記ツール支持要素（３２４）が前記マスター入力ツール（３０６）を支持しているとき、前記追跡システムによって検出された前記マスター入力ツール（３０６）の位置及び向きは、前記手術用椅子（３０９）が前記スレーブロボットアセンブリ（３０３）に関して移動された場合にも、変更されないままで維持することが可能であり、及び／又は、
前記手術用椅子（３０９）は、前記制御ユニット（３０５）を備え、及び／又は、
前記滅菌コンソール（３０２）は、少なくとも１対のマスター入力ツール（３０６）を備える、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の滅菌コンソール（３０２）。

【請求項12】

請求項１から１１のいずれか１項に記載の滅菌コンソール（３０２）と、
患者の解剖学的構造（３３７）で手術するように設計された少なくとも１つの手術器具（３０４）を備える少なくとも１つのスレーブロボットアセンブリ（３０３）と、
前記追跡ボリューム（３０８）内の前記少なくとも１つのマスター入力ツール（３０６）の前記位置及び向きに関する情報を受信するのに適しており、且つ、前記少なくとも１つの手術器具（３０４）を作動させるために、指令信号を前記スレーブロボットアセンブリ（３０３）に送信するのに適している制御ユニット（３０５）と、
を備える、
ロボット手術システム（３０１）。

【請求項13】

前記手術用椅子（３０９）は、前記制御ユニット（３０５）を備え、及び／又は、
前記手術用椅子（３０９）は、椅子有線接続（３１２）によって前記スレーブロボットアセンブリ（３０３）に動作可能に接続され、及び／又は、
前記手術用椅子（３０９）は、椅子無線接続（３１３）によって前記スレーブロボットアセンブリ（３０３）に動作可能に接続され、及び／又は、
請求項１２に記載のロボット手術システム（３０１）。

【請求項14】

請求項１から１１のいずれか１項に記載の滅菌コンソール（３０２）と、
患者の解剖学的構造（３３７）で手術するように設計された少なくとも１つの手術器具（３０４）を備える少なくとも１つのスレーブロボットアセンブリ（３０３）と、
手術アリーナ（３３３）内に配置され、手術中に患者の解剖学的構造（３３７）がその上に静置されるように支持を形成する患者支持構造（３３６）と、
を備える、
手術アリーナ（３３３）。

【請求項15】

外科医（３３２）に手術を示す手術ビジョンアセンブリ（３３８）を更に備え、及び／又は、
前記手術ビジョンアセンブリ（３３８）は、進行中の手術のリアルタイム画像を取得するのに適した少なくとも１つの画像取得デバイス（３４０）、例えば、顕微鏡取得デバイスと、少なくとも１つの画像表示デバイス、例えば、ディスプレイ（３２１）及び／又は顕微鏡接眼レンズ（３３９）とを備える、
請求項１４に記載の手術アリーナ（３３３）。

【請求項16】

手術を実施する方法であって、
滅菌コンソール（３０２）の手術用椅子（３０９）に着座するステップと、
マスター入力ツール（３０６）を手持ちするステップと、
前記マスター入力ツールを所定の追跡ボリューム（３０８）内に持ち込むステップと、
制御ユニットに指令を送信して、スレーブロボット（３０３）を作動するステップと、
前記マスター入力ツール（３０６）を操作することによって、前記スレーブロボット（３０３）の動きを制御するステップと、
を含む、
方法。

【請求項17】

実質的に垂直な回転軸（Ｖ－Ｖ）を中心に、前記所定の追跡ボリューム（３０８）を旋回することによって、前記手術用椅子（３０９）の前記着座面（３１０）に着座しながら、実質的に垂直な回転軸（Ｖ－Ｖ）を中心に旋回するステップ、及び／又は、
滅菌ドレープ（３６１）によって、少なくとも前記手術用椅子（３０９）の前記着座面（３１０）を覆うステップ、
を更に含む、
請求項１６に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、滅菌コンソールに関する。

【0002】

特に、前記滅菌コンソールはロボット手術に適している。

【0003】

また、本発明は、ロボット手術システム、及び前記滅菌コンソールを備える手術アリーナに関する。

【0004】

更に、本発明の一つの目的は、手術を実施する方法である。

【背景技術】

【0005】

マスターインターフェースとスレーブ手術ツールを含むロボット手術アセンブリは、本技術分野において一般的に知られている。具体的には、知られているタイプのロボット手術アセンブリは、ディスプレイを含み、マスターインターフェースに接続された制御ステーションを備える。例えば、国際出願公開ＷＯ２０１６／２０１２０７に示された、後付けの制御ステーションの付属器は、患者の解剖学的構造（身体：ａｎａｔｏｍｙ）で手術するスレーブ手術器具を制御するためのマスター入力ツールとして機能する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

例えば、米国特許出願公開ＵＳ２００８１７７２８５は、シート要素に取り付けられた肘掛けを有するマスターコンソールステーションを開示している。当該マスターコンソールステーションにおいて、各肘掛けから、機械的に拘束されている付属器が突出して、外科医の指にフィットするように設計された金属製着用リングを含む自由端を形成し、当該リングを着用している外科医によって提供された手動指令を検出する。マスターコントロール付属器は、関節式レバーアセンブリに直接接続されて、ロボットのスレーブ部に指令を送信する。

【0007】

上記特許文献に開示された手術用マスターコントロールステーションは、その着用可能な機械的付属器により邪魔されるため、手術中に外科医の腕及び手が不快な姿勢となる。

【0008】

例えば、欧州特許出願公開ＥＰ２８４５５５６は、ディスプレイ及び制御椅子を備えた遠隔ロボット手術用のマスターコンソールステーションを開示している。当該制御椅子は、椅子の肘掛けと一体のフレーム構造から突出している機械的付属器を備えている。当該機械的付属器は、スレーブ手術ロボットアームを制御するためのマスター入力ツールとして機能する。このようなマスター入力付属器は、力/トルク検出器及び力補償器に接続され、外科医の意図した手動指令を検出し、データ処理ユニットを介して当該情報をスレーブ手術器具に送信する。

【0009】

当該リモートコンソールステーションは、外科医が専用の制御室に座って操作することが必要とされる。なぜなら、リモートコンソールステーションは、滅菌される、又は、無菌の手術アリーナ（ａｒｅｎａ）、例えば、手術台の周辺に配置されるには適していないためである。同時に、そのようなコンソールステーションは、動かないように設計されている。言い換えれば、異なる場所のリモートコントロールルームには容易に移動することができないように設計されている。

【0010】

更に、そのような遠隔コンソールステーションは、外科医が、彼/彼女の腕を金属フレーム内に挿入して操作してマスターコントロール付属器にアクセスすることを必要とされる。外科医により力/トルク検出器を備えたマスター機械的付属器に伝達される機械的振動に主に起因したノイズの低減においては満足的な効果が得られるが、この方法において、外科医が手術の間に、特に長時間の外科手術の間に、不快な位置と姿勢で操作しなければならないこととなる。このようなリモートコンソールステーションを使用してロボット手術を実行しているとき、外科医が、理想的には手術アリーナから遠く離れた場所に配置された移動不能なコンソールに座り、力/トルク検出器を備え、コントロールレバーの外観を有するマスターコントロール付属器を操作する。そのため、外科医は手術に対する感覚を得ることができない。

【0011】

したがって、ロボット手術の間に、外科医の快適さを改善するとともに、外科医が熟知のマスターコントローラを操作する状態にあるようにする必要がある。

【0012】

例えば、同じ出願人の国際出願公開ＷＯ２０１７／０６４３０３及びＷＯ２０１７／０６４３０６は、一対の通常の外科用ピンセットの態様を再現する制御ツールを有するマスターインターフェースを開示している。これらのピンセットはセンサを備え、センサは、ピンセットに接続されたタブレットによって生成された追跡フィールドを適切に検出する。部分的に満足のいくものである、特に、そのような通常の外科用ピンセットの取り扱いに慣れているため、ロボット手術を実施するための外科医のトレーニング期間が短縮されるが、これらの解決策にも欠点がある。

【0013】

特に、そのような既知の解決策において、追跡タブレットによって検出されるボリューム（ｖｏｌｕｍｅ）は、追跡タブレットの上方の空間の一部に限られる。従って、外科医は、マスター入力ツールをマスター追跡タブレットの下に移動することができず、手術中に外科医の移動範囲が制限され、快適さも制限される。言い換えると、外科医がマスターコントローラをマスター追跡タブレットの下に移動すると、マスター追跡タブレットはマスターコントローラの動きを検出できず、そしてその動きをスレーブロボットエンドエフェクタに送信できない。

【0014】

したがって、ロボット手術の間に、外科医の動きの自由度を改善するとともに、外科医が熟知のマスターコントローラを操作する状態にあるようにする必要がある。

【0015】

米国特許出願公開ＵＳ２０１４００１８９６０は、患者を手術する遠隔操作のスレーブロボットアームを作動させるための制御システムにリンクされたリモートコンソールを備えるマスターインターフェースを開示している。当該コンソールは、身体中心の基準フレームを規定し、機械的に接地されないマスターツールグリップデバイスを備えている。そのようにして、身体中心の基準フレームを検出する制御ユニットは、前記マスターツールグリップデバイスの位置及び向きに関する情報を取得し、指令信号をスレーブロボットアームに送信し、エンドエフェクタを作動させる。リモートコンソールの他の例は、米国特許出願公開ＵＳ２０１８００７８３１９及びＵＳ２０１８００９２７０６に開示されている。

【0016】

腹腔鏡手術の解決策は、国際出願公開ＷＯ２０１４／１５１６２１により知られている。当該国際出願は、腹腔鏡ビューを示すのに適したディスプレイと、光学的又は電磁的に追跡される有線又は無線のマスターコントローラと、支持バーとを備えるマスタープラットフォームを開示している。支持バーは、立っている外科医が前腕をその上で休ませるのに適している。この解決策の主な利点は、支持バーの上下両方に広がるボリュームでマスターコントローラの動きを追跡できることにある。これにより、腹腔鏡手術中に、外科医の移動範囲が拡大され、また、外科医は前記支持バーの上に前腕を休ませることができる。更に、そのような解決策は、外科医が、ロボットのエンドエフェクタを介して手術するためのマスターコントローラを、直接に生体解剖学的構造で手術するのに適した通常の手術用ツールと同時に使用することを可能にし、広範囲での手術治療の可能性を外科医に提供する。

【0017】

上述した利点があるが、開示された解決策は、ロボット手術中に外科医に快適で信頼できる姿勢を提供することができない。このマスタープラットフォームの方法により外科医に不快な姿勢をさせるため、当該文献に開示されたマスターコントローラの光学的追跡は、外科医が手術中に手術アリーナで歩き回ることを可能とする。しかし、それによって、特に長引く手術の場合に、外科医及び／又は外科医チームが集中力を失うこと、及びロボットアセンブリとの望ましくない偶発的な衝突が容易に起こり得る。

【0018】

外科医が快適な姿勢で手術できるようにすると同時に、ロボット手術中に患者とロボット部品の安全性を向上させるのに適した、ロボット手術用の滅菌コンソールを提供する必要がある。

【0019】

また、外科医が快適な姿勢で安全に手術できるようにするとともに、そうすることによって許容される移動範囲が制限されることを回避することができる滅菌コンソールを提供する必要がある。

【0020】

正確性、集中力を高めることによってロボット手術の信頼性を向上させるのに適し、同時に長時間の手術に適するとともに、そうすることによって外科医が非常に不快又は不慣れとなることを回避することができる滅菌コンソールを提供する必要がある。

【課題を解決するための手段】

【0021】

既知の技術を参照して言及された欠点を克服することは、本発明の目的である。

【0022】

本発明の目的は、ロボット手術中の外科医の快適さを改善するとともに、そうすることによってロボット手術の信頼性を損なうことを回避することができるように設計されたロボット手術システム用の滅菌コンソールを提供することである。

【0023】

これら及び他の目的は、請求項１に記載の滅菌コンソール、請求項１２に記載のロボット手術システム、請求項１４に記載の手術アリーナ、及び請求項１６に記載の方法によって達成される。

【0024】

いくつかの好ましい実施形態は、従属請求項の対象である。

【0025】

本発明の一態様によれば、ロボット手術システム用の滅菌コンソールは、機械的に接地されておらず、手術中に外科医により手持ちされるのに適した少なくとも１つのマスター入力ツールと、手術中に外科医がその上に着座するための少なくとも１つの着座面を含む少なくとも１つの手術用椅子と、所定の追跡ボリューム内で前記少なくとも１つのマスター入力ツールの位置及び向きを検出するのに適した少なくとも１つの追跡システムと、外科医が前記少なくとも１つのマスター入力ツールを手持ちしていないときに、前記少なくとも１つのマスター入力ツールに対し支持を提供する少なくとも１つのツール支持要素と、を備える。

【0026】

前記少なくとも１つのマスター入力ツールは、それに取り付けられた少なくとも１つの第１の基準フレームを規定し、前記追跡システムは、フィールドジェネレータを有し、それに取り付けられた第２の基準フレームを規定する。前記追跡システムによって検出された位置及び向きは、前記第２の基準フレームに対する前記少なくとも１つの第１の基準フレームの位置及び向きであり、それによって、ロボット手術アセンブリの制御ユニットは、前記追跡ボリューム内における前記少なくとも１つのマスター入力ツールの前記位置及び向きに関する情報を受信し、前記少なくとも１つの手術器具を作動するためにスレーブロボットアセンブリに指令信号を送信する。

【0027】

追跡システムのフィールドジェネレータ、例えば、磁場発生器は、手術用椅子の一部と一体であり、それによって、外科医が手術用椅子の前記着座面に着座し、前記少なくとも１つのマスター入力ツールを手持ちしたとき、前記マスター入力ツールは、前記追跡ボリューム内に位置し、その位置及び向きは、追跡システムによって検出することができる。

【0028】

手術用椅子の着座面は、実質的に垂直な回転軸を中心に旋回することができ、追跡システムの前記フィールドジェネレータは、前記着座面と一体である。それによって、着座面が前記実質的に垂直な回転軸を中心に旋回する間に、追跡ボリュームが滅菌コンソールの手術用椅子の着座面と一体である。

【0029】

手術用椅子は、前記着座面と一体の着座下部支持部分と、構造的な支持を着座下部に提供する椅子基部構造とを備え、前記着座下部支持部分は、前記椅子基部構造に対して実質的に垂直な回転軸を中心に旋回することができる。また、フィールドジェネレータは、前記着座下部支持部分と一体であってもよく、それによって、着座下部支持部分が実質的に垂直な回転軸を中心に旋回する間に、追跡ボリュームが滅菌コンソールの手術用椅子の着座面と一体である。

【0030】

滅菌コンソールは、滅菌ドレープを含んでもよく、当該滅菌ドレープは、手術用椅子の少なくとも前記着座面を覆い、好ましくは、手術用椅子の肘掛けアセンブリの肘掛け面も覆い、好ましくは、手術用椅子の背部座席部分も覆う。滅菌ドレープは、プラスチック製の裏地等を有してもよい。

【0031】

本開示により、ロボット手術用の滅菌コンソールが提供される。当該滅菌コンソールは、手術中に患者の解剖学的構造を囲む手術アリーナ内に配置するのに適し、且つ、手術中に移動するにも適しているとともに、そうすることによって不要な指令信号が手術エンドエフェクタに送信されることはない。

【0032】

手術アリーナは、少なくとも１つの前記滅菌コンソールと、少なくとも１つのスレーブロボットアセンブリとを含んでもよい。スレーブロボットアセンブリは、患者の解剖学的構造で手術するように設計された少なくとも１つの手術器具と、患者支持構造とを備え、当該患者支持構造は、例えば、手術台等であって、手術中に患者の解剖学的構造がその上に置かれ、手術アリーナ内に配置されるサポートを形成する。

【0033】

前記滅菌コンソールは、手術台付近の手術アリーナ内に配置することができるとともに、そうすることによって１回のみの使用を必要としない。

【0034】

ロボット手術システムは、少なくとも１つの前記滅菌コンソールと、少なくとも１つのスレーブロボットアセンブリと、制御ユニットとを含んでもよい。スレーブロボットアセンブリは、患者の解剖学的構造で手術するように設計された少なくとも１つの手術器具を備える。制御ユニットは、前記追跡ボリューム内における前記少なくとも１つのマスター入力ツールの前記位置及び向きに関する情報を受信するのに適し、且つ、前記少なくとも１つの手術器具を作動させるために、指令信号をスレーブロボットアセンブリに送信するのに適しているとともに、そうすることによって１回のみの使用を必要としない。ロボット手術システムの全体は、手術アリーナ内に配置することができる。

【0035】

本発明の更なる特徴及び利点は、添付の図を参照して、以下に示す例示として記載され、限定することを意図するものではない好ましい実施形態の説明から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】一実施形態に係る、手術アリーナ内の滅菌コンソールを概略的に示す上面図である。

【図2】リモート非滅菌コンソールを概略的に示す上面図である。

【図3】一実施形態に係る、手術アリーナ内の滅菌コンソールを備えるロボット手術システムを示す不等角投影図である。

【図4】一実施形態に係る、滅菌コンソールを示す不等角投影図（ａｘｏｎｏｍｅｔｒｉｃ ｖｉｅｗ）である。

【図5】一実施形態に係る、着座検出器が示した滅菌コンソールの不等角投影図である。

【図6】一実施形態に係る、着座検出器及び滅菌ディスプレイが示した滅菌コンソールの不等角投影図である。

【図7】一実施形態に係る、所定の追跡ボリュームが示した滅菌コンソールの不等角投影図である。

【図8】一実施形態に係る、滅菌コンソールを示す不等角投影図である。

【図9】いくつかの実施形態に係る、滅菌コンソールを備えるロボット手術システムを示す不等角投影図である。

【図10】いくつかの実施形態に係る、滅菌コンソールを備えるロボット手術システムを示す不等角投影図である。

【図11】一実施形態に係る、ツールの無線接続が示された滅菌コンソールツールの不等角投影図である。

【図12】一実施形態に係る、滅菌コンソールを示す不等角投影図である。

【図13】一実施形態に係る、椅子の無線接続が示され、手術アリーナ内の滅菌コンソールを備えるロボット手術システムを示す軸測図である。

【図14】一実施形態に係る、フィールドジェネレータに関連付けられた各肘掛けアセンブリが示され、滅菌コンソールを示す斜視図である。

【図15】一実施形態に係る、フィールドジェネレータに関連付けられた各肘掛けアセンブリが示され、滅菌コンソールを示す斜視図である。

【図16】一実施形態に係る、ロボット手術システムのブロック図である。

【図17】一実施形態に係る、ロボット手術システムのブロック図である。

【図18】一実施形態に係る、手術用椅子を覆う滅菌ドレープが設けられた、手術アリーナ内の滅菌コンソールを概略的に示す側面図である。

【図19】一実施形態に係る、滅菌コンソールを示す斜視図である。

【図20】一実施形態に係る、滅菌ドレープで覆われた手術用椅子を示す不等角投影図である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

一般的な実施形態によれば、ロボット手術システム３０１用の滅菌コンソール３０２が提供される。

【0038】

一般的な実施形態によれば、少なくとも１つの前記滅菌コンソール３０２を備えるロボット手術システム３０１が提供される。

【0039】

好ましい実施形態によれば、前記ロボット手術システム３０１は、少なくとも１つのマスター入力ツール３０６を備える。

【0040】

前記マスター入力ツール３０６は、機械的に接地されておらず、外科医３３２によって手持ちされるのに適している。好ましくは、「機械的に接地されていない」という用語は、マスター入力ツール３０６が、所定の作業ボリューム内において、可能な位置及び向きの動きに関して機械的に拘束されていないことを意図する。例えば、所定の作業ボリュームは、外科医３３２の腕の長さ範囲内の位置の動きの追跡及び全方向の追跡を可能とするボリュームである。

【0041】

一実施形態によれば、前記ロボット手術システム３０１は、手動指令３４８を検出するのに適した前記少なくとも１つの滅菌コンソール３０２と、少なくとも１つのスレーブロボットアセンブリ３０３とを備える。前記滅菌コンソール３０２は、前記マスター入力ツール３０６を含み、前記スレーブロボットアセンブリ３０３は、患者の解剖学的構造３３７で手術するように設計された少なくとも１つの手術器具３０４を備える。好ましくは、前記少なくとも１つの手術器具３０４は、前記マスター入力ツール３０６との間に「マスター対スレーブのペア」となるスレーブロボットアセンブリ３０３の遠隔操作エンドエフェクタを形成する。

【0042】

一実施形態によれば、前記機械的に接地されていないマスター入力ツール３０６は、外科医の到達可能なワークスペース内において、位置及び向きの動きの両方、及び／又は送信機のワークスペースの手動追跡（例えば、デカルト座標系での左右振り、上下振動、サージ、ピッチ、偏走、ロールなど）について、スレーブロボットアセンブリ３０３により拘束されない。好ましくは、前記マスター入力ツール３０６は、接地されていないマスター入力ツールである。

【0043】

好ましい実施形態によれば、前記少なくとも１つのマスター入力ツール３０６は、手術中に外科医３３２によって手持ちされ、手術アリーナ３３３内の様々な位置から操縦されるのに適している。好ましい実施形態によれば、「手術アリーナ」という用語は、患者の解剖学的構造３３７を少なくとも部分的に囲む空間の一部を指す。好ましくは、手術アリーナ３３３は、患者の解剖学的構造付近における様々な場所を含む。好ましくは、「手術アリーナ３３３」という用語は、遠隔の場所、例えば、視覚化スクリーンを含み、患者の解剖学的構造付近に配置された手術用ロボットと遠隔通信している遠隔コンソール３５８を除外する。好ましくは、「手術アリーナ」という用語は、外科医が患者の解剖学的構造３３７を直接に見ることができる、手術中の患者と同じ部屋内の場所を指す。

【0044】

例えば、図１に示す好ましい実施形態によれば、滅菌コンソール３０２は、手術アリーナ３３３内に配置されている。

【0045】

好ましい実施形態によれば、前記滅菌コンソール３０２は、手術用椅子３０９の前記着座面３１０を覆う滅菌ドレープ３６１を含む。前記滅菌ドレープ３６１により、滅菌コンソール３０２の手術用椅子３０９の着座面３１０から、患者の解剖学的構造３３７の生物学的分離が提供され、汚染のリスクを低減することができる。更に、このようにして、手術用椅子３０９は、毎回手術の前に滅菌を行う必要がなく、手術アリーナ３３３内に配置することができる。

【0046】

一変形例によれば、例えば図２に示すように、外科医３３２は、遠隔位置３５８から手術することができ、患者の解剖学的構造３３７を直接に見ることができない。したがって、遠隔スクリーン３５９及び／又は遠隔眼鏡３６０のような遠隔視覚化手段３５９、３６０を使用しなければならない。好ましくは、遠隔位置３５８は、壁３６２又は障壁３６２によって手術アリーナ３３３から分離されている。

【0047】

好ましい実施形態によれば、前記マスター入力ツール３０６について言及された「操縦される」という用語は、マスター入力ツールが、手で、又は手であるように扱い又は操作することができることを指す。好ましい実施形態によれば、前記マスター入力ツール３０６に言及された「手持ち」という用語は、マスター入力ツールが、手、例えば外科医の手３５６に保持されながら操作されるように設計されていることを指す。一実施形態によれば、前記マスター入力ツール３０６は、携帯型マスター入力ツール３０６である。好ましい実施形態によれば、前記マスター入力ツール３０６に言及された「携帯型」という用語は、マスター入力ツールが持ち運び又は移動することができることを指す。

【0048】

一実施形態によれば、前記スレーブロボットアセンブリ３０３は、前記手術器具３０４を操縦する少なくとも１つの手術アーム３３４を備える。一実施形態によれば、前記スレーブロボットアセンブリ３０３は、前記手術器具３０４を操縦する少なくとも１つのマイクロマニピュレータ３３５を備える。好ましくは、前記少なくとも１つのマイクロマニピュレータ３３５は、前記手術アーム３３４に直列に直接接続され、前記手術アーム３３４と運動学連鎖を形成し、前記手術器具３０４を操縦する。一実施形態によれば、少なくとも２つのマイクロマニピュレータ３３５は、前記手術アーム３３４に直列に直接接続され、前記手術アーム３３４と少なくとも２分岐運動学連鎖を形成する。

【0049】

一実施形態によれば、前記ロボット手術システム３０１は、制御ユニット３０５を備え、当該制御ユニット３０５は、前記マスター入力ツール３０６に関連する少なくとも位置及び向きを受信するのに適し、且つ前記手術器具３０４を作動させるために、指令信号をスレーブロボットアセンブリ３０３に送信するのに適している。

【0050】

好ましい実施形態によれば、前記制御ユニット３０５は、前記手動指令３４８に関する情報を含む第１の指令信号３４９を受信し、前記手動指令３４８に関する情報を含む第２の指令信号３５０をスレーブロボットアセンブリ３０３に送信して前記手術器具３０４を作動させるのに適している。

【0051】

一実施形態によれば、前記スレーブロボットアセンブリ３０３は、前記手術器具３０４を操縦する少なくとも１つの手術アーム３３４を含む。一実施形態によれば、前記スレーブロボットアセンブリ３０３は、前記手術器具３０４を操縦する少なくとも１つのマイクロマニピュレータ３３５を備える。好ましくは、前記少なくとも１つのマイクロマニピュレータ３３５は、前記手術アーム３３４に直列に直接接続されて、前記手術アーム３３４と運動学連鎖を形成し、前記手術器具３０４を操縦する。一実施形態によれば、少なくとも２つのマイクロマニピュレータ３３５は、前記手術アーム３３４に直列に直接接続され、前記手術アーム３３４と少なくとも２分岐運動学連鎖を形成する。

【0052】

好ましい実施形態によれば、前記ロボット手術システム３０１、及び好ましくは前記ロボット手術システム３０１の前記滅菌コンソール３０２は、少なくとも１つの追跡システムを更に含む。当該追跡システムは、所定の追跡ボリューム３０８において、前記マスター入力ツール３０６の位置及び向きを検出するのに適したフィールドジェネレータ３０７又はベースコンポーネント３０７を含む。

【0053】

好ましい実施形態によれば、前記少なくとも１つの追跡システムは、例えば、フィールドジェネレータ、例えば、磁場発生器によって、前記所定の追跡ボリューム３０８を生成する。一実施形態によれば、追跡システムの前記フィールドジェネレータ３０７は、磁場発生器及び／又は光場発生器（ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｅｌｄ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）を含む。好ましい実施形態によれば、前記ベースコンポーネント３０７は、前記所定の追跡ボリューム３０８を規定するフィールドを生成する。

【0054】

前記マスター入力ツール３０６は、それに取り付けられた第１の参照フレームＸ１，Ｙ１，Ｚ１；Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２を規定する。言い換えれば、前記ロボット手術システム３０１は、前記マスター入力ツール３０６に取り付けられた第１の参照フレームＸ１，Ｙ１，Ｚ１；Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２を有する。

【0055】

前記滅菌コンソール３０２は、手術中に外科医がその上に着座するための少なくとも１つの着座面３１０を有する少なくとも１つの手術用椅子３０９を備える。一実施形態によれば、前記手術用椅子３０９はスツールである。 好ましくは、前記滅菌コンソール３０２は、前記手術用椅子３０９及び前記少なくとも１つのマスター入力ツール３０６を備える。

【0056】

追跡システムの前記フィールドジェネレータ３０７は、それに取り付けられた第２の参照フレームＸ０，Ｙ０，Ｚ０を規定する。言い換えれば、前記ロボット手術システム３０１は、追跡システムの前記フィールドジェネレータ３０７に取り付けられた第２の参照フレームＸ０、Ｙ０、Ｚ０を有する。

【0057】

追跡システムの前記フィールドジェネレータ３０７は、前記所定の追跡ボリューム３０８において、前記マスター入力ツール３０６の位置及び向きを検出するように設計される。

【0058】

好ましくは、前記所定の追跡ボリューム３０８は、前記フィールドジェネレータ３０７に関して空間に固定されている。言い換えれば、前記追跡ボリューム３０８は、追跡システムの前記フィールドジェネレータ３０７と一体である。

【0059】

有利的には、追跡システムの前記フィールドジェネレータ３０７によって検出されるマスター入力ツール３０６の前記位置及び向きは、前記追跡ボリューム３０８内における、前記第２の参照フレームＸ０、Ｙ０、Ｚ０に対する前記第１の参照フレームＸ１，Ｙ１，Ｚ１；Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２の位置及び向きである。

【0060】

一実施形態によれば、前記ロボット手術システム３０１は、制御ユニット３０５を備える。当該制御ユニット３０５は、前記マスター入力ツール３０６に関連する少なくとも位置及び向きを受信するのに適しており、且つ、前記手術器具３０４を作動させるために、スレーブロボットアセンブリ３０３に指令信号を送信するのに適している。

【0061】

好ましい実施形態によれば、前記制御ユニット３０５は、前記手動指令３４８に関する情報を含む第１の指令信号３４９を受信し、前記手動指令３４８に関する情報を含む第２の指令信号３５０をスレーブロボットアセンブリ３０３に送信して前記手術器具３０４を作動させるのに適している。

【0062】

一実施形態によれば、前記スレーブロボットアセンブリ３０３は、前記手術器具３０４を操縦する少なくとも１つの手術アーム３３４を備える。一実施形態によれば、前記スレーブロボットアセンブリ３０３は、前記手術器具３０４を操縦する少なくとも１つのマイクロマニピュレータ３３５を備える。好ましくは、前記少なくとも１つのマイクロマニピュレータ３３５は、前記手術アーム３３４に直列に直接接続され、前記手術アーム３３４と運動学連鎖を形成し、前記手術器具３０４を操縦する。一実施形態によれば、少なくとも２つのマイクロマニピュレータ３３５は、前記手術アーム３３４に直列に直接接続され、前記手術アーム３３４と少なくとも２分岐運動学連鎖を形成する。

【0063】

有利なこととして、追跡システムの前記フィールドジェネレータ３０７は、手術用椅子３０９の一部と一体であり、それによって、外科医が、手術用椅子３０９の前記着座面３１０に着座して、前記少なくとも１つのマスター入力ツール３０６を手持ちしたとき、前記マスター入力ツール３０６は、前記追跡ボリューム３０８内に位置し、その位置及び向きは、追跡システムによって検出することができる。更に、このようにして、追跡ボリューム３０８は、それと一体の手術用椅子３０９の前記一部と共に移動すること、及び／又は再配置することができる。

【0064】

好ましい実施形態によれば、追跡システムの前記フィールドジェネレータ３０７は、手術用椅子３０９の前記着座面３１０と一体である。

【0065】

好ましい実施形態によれば、前記手術用椅子３０９は、外科医３３２が前記手術用椅子３０９に着座したことを検出する少なくとも１つの着座検出器３２８を備える。例えば、前記着座検出器３２８は、前記着座面３１０の上、内部、又は下に配置された少なくとも１つのロードセルを含む。好ましくは、前記着座検出器３２８は、前記制御ユニット３０５に動作可能に接続される。

【0066】

好ましい実施形態によれば、前記マスター入力ツール３０６は、前記外科医３３２が前記手術用椅子３０９の前記着座面に着座したとき、外科医３３２によって前記追跡ボリューム３０８内で手持ちされるように設計される。好ましくは、前記マスター入力ツール３０６は、前記外科医３３２が前記手術用椅子３０９の前記着座面に着座する場合にのみ、外科医３３２によって前記追跡ボリューム３０８内で手持ちされるように設計される。

【0067】

好ましい実施形態によれば、前記ロボット手術システム３０１は、少なくとも１つのマスター入力ツール支持要素３２４又はツール支持要素３２４を備え、それによって、好ましくは、外科医が少なくとも１つのマスター入力ツール３０６を手持ちしていないとき、マスター入力ツール３０６がその上に置かれるように支持を提供する。

【0068】

好ましい実施形態によれば、前記ツール支持要素３２４は、前記手術用椅子３０９の一部と一体である。それによって、外科医３３２は、手術用椅子３０９の前記着座面３１０に着座するとき、外科医３３２は、手動で自ら前記少なくとも１つのマスター入力ツール３０６を前記ツール支持要素３２４の上に置くことができる。

【0069】

前記手術用椅子３０９の一部と一体であるそのようなツール支持要素３２４を提供することによって、前記ツール支持要素３２４が前記マスター入力ツール３０６を支持するとき、たとえ手術用椅子３０９が前記スレーブロボットアセンブリ３０３に対して動かされた場合にも、追跡システムによって検出された前記マスター入力ツール３０６の位置及び向きは、変更されないように維持することができる。

【0070】

好ましくは、前記マスター入力ツール３０６は、前記外科医３３２が前記手術用椅子３０９に着座したとき、前記外科医３３２によって前記ツール支持要素３２４上に置かれるのに適している。言い換えれば、手術中に、前記マスター入力ツール３０６は、外科医３３２によって、手動で前記ツール支持要素３２４の上に置くことができる。

【0071】

好ましい実施形態によれば、所定の追跡サブボリューム３２９は、前記追跡ボリューム３０８内に規定される。言い換えれば、前記追跡ボリューム３０８は、少なくとも１つの追跡サブボリューム３２９を含む。好ましくは、前記追跡サブボリュームは、その全体が前記追跡ボリューム３０８内に含まれる。好ましくは、追跡システムの前記フィールドジェネレータ３０７は、前記追跡サブボリューム３２９を生成する。好ましくは、前記制御ユニット３０５は、前記追跡サブボリューム３２９の範囲を規定する。

【0072】

一実施形態によれば、マスター入力ツール３０６が前記追跡サブボリューム３２９内に位置することが検出された場合、制御ユニット３０５は、指令信号を送信して、前記スレーブ手術器具３０４を作動させる。マスター入力ツール３０６が、前記追跡ボリューム３０８内であるが、前記追跡サブボリューム３２９の外側（例えば、前記安全追跡ボリューム部分３５４内）に位置することが検出された場合、制御ユニット３０５は、一対の前記手術器具３０４を作動することができない。

【0073】

前記追跡サブボリューム３２９によって、操作ワークスペースを規定することができる。マスター入力ツール３０６が前記サブ追跡ボリューム３２９内に位置することが検出されたとき、前記制御ユニット３０５によって、前記スレーブロボット３０３に指令信号に送信し、一対のスレーブ手術器具３０４を作動させる。同時に、前記追跡サブボリュームの提供は、反対に、前記追跡ボリューム３０８内において、少なくとも１つの安全追跡ボリューム部分３５４を規定する。マスター入力ツール３０６が前記安全追跡ボリューム内に位置していることが検出された場合、制御ユニット３０５が、前記手術器具３０４を作動させるための指令信号を送信することは阻止される。このような安全追跡ボリューム部分３５４の提供は、不作為で危険に前記手術器具３０４を作動させる可能性があるような望ましくない指令送信のリスクを最小限に抑え、手術中の患者の安全を向上させる。

【0074】

一実施形態によれば、前記少なくとも１つのマスター入力ツール３０６は、少なくとも１つのセンシング装置３１１を備える。センシング装置３１１は、前記所定の追跡ボリューム３０８内における前記マスター入力ツール３０６の少なくとも位置、好ましくは少なくとも位置及び向きを検出する。好ましくは、前記センシング装置３１１は、前記マスター入力ツール３０６と一体である。

【0075】

一実施形態によれば、前記センシング装置３１１は、前記フィールドジェネレータ３０７に動作可能に接続される。好ましくは、前記センシング装置３１１は、電磁通信によって前記フィールドジェネレータ３０７に動作可能に接続される。一実施形態によれば、前記センシング装置３１１は、マスター入力ツール３０６の少なくとも一部と一体の少なくとも１つのセンサと、前記フィールドジェネレータ３０７への少なくとも有線接続とを含む。一実施形態によれば、前記センシング装置３１１は、マスター入力ツール３０２の少なくとも一部と一体の少なくとも１つのセンサと、前記フィールドジェネレータ３０７への少なくとも無線接続とを含む。

【0076】

好ましい実施形態によれば、機械的接触による手術用椅子３０９からスレーブロボットアセンブリ３０３への振動運動の伝播を防ぐために、前記手術用椅子３０９は、スレーブロボットアセンブリ３０３により機械的に拘束されない。このようにして、不要な指令がスレーブ手術ロボット３０３に、特に前記スレーブ手術器具３０４に送信されるリスクが低減される。

【0077】

一実施形態によれば、前記手術用椅子３０９を含む前記滅菌コンソール３０２は、好ましくは電磁通信によって、前記スレーブ手術アセンブリ３０３に動作可能に接続される。一実施形態によれば、前記手術用椅子３０９を含む前記滅菌コンソール３０２は、椅子有線接続３１２によって前記スレーブ手術アセンブリ３０３に動作可能に接続される。一実施形態によれば、前記手術用椅子３０９を含む前記滅菌コンソール３０２は、椅子の無線接続３１３によって前記スレーブ手術アセンブリ３０３に動作可能に接続される。一実施形態によれば、前記椅子有線接続３１２及び／又は前記椅子無線接続３１３は、前記滅菌コンソール３０２に電力供給を提供する。

【0078】

一実施形態によれば、前記フィールドジェネレータ３０７は、前記フィールドジェネレータ３０７と一体の前記第２の参照フレームＸ０、Ｙ０、Ｚ０を規定し、前記少なくとも１つのセンシング装置３１１は、前記追跡ボリューム３０８内における前記センシング装置３１１の少なくとも位置を決定する第１の参照フレームＸ１，Ｙ１，Ｚ１；Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２を検出する。このようにして、センシング装置３１１は、前記所定の追跡ボリューム３０８内における、前記センシング装置３１１と一体の前記マスターツールアセンブリ３０６の少なくとも位置を決定する。

【0079】

好ましい実施形態によれば、滅菌コンソール３０２が規定され、前記滅菌コンソール３０２は、少なくとも前記少なくとも１つのマスター入力ツール３０６と、前記少なくとも１つの手術用椅子３０９と、前記少なくとも１つのツール支持要素３２４とを備える。滅菌コンソール３０２は、前記スレーブロボットアセンブリ３０３と協働して、前記手術器具３０４を制御する。

【0080】

一実施形態によれば、滅菌コンソール３０２は、少なくとも１対のマスター入力ツール３０６を備える。

【0081】

好ましくは、各マスター入力ツール３０６は、好ましくはそれに一体の少なくとも１つのセンシング装置３１１を含み、前記複数のセンシング装置３１１は、前記一対のマスター入力ツール３０６の少なくとも相互位置を検出するために協働する。

【0082】

一実施形態によれば、前記センシング装置３１１は、前記フィールドジェネレータ３０８によって生成された局所磁場を検出する少なくとも１つのセンサを備える。

【0083】

一実施形態によれば、前記手術用椅子３０９を含む前記滅菌コンソール３０２は、前記手術アリーナ３３３内に配置される。このようにして、手術チームメンバー間のコミュニケーションが強化される。一実施形態によれば、前記手術アリーナ３３３は全て、単一の手術室に含まれる。

【0084】

従って、前記ロボット手術システム３０２において、前記手術用椅子３０９は、手術アリーナ３３３の外部、例えば、遠隔地３５８などに配置されない。

【0085】

好ましい実施形態によれば、前記ロボット手術システム３０２は、患者支持構造３３６、例えば、手術台３３６等を更に含む。患者支持構造３３６は、手術アリーナ３３３内に配置され、手術中に患者の解剖学的構造３３７がその上に置かれるように支持を形成する。

【0086】

好ましい実施形態によれば、前記ロボット手術システム３０２は、外科医３３２に手術を示す手術ビジョンアセンブリ３３８を更に備える。一実施形態によれば、前記手術ビジョンアセンブリ３３８は、進行中の手術のリアルタイム画像を取得するのに適した少なくとも１つの画像取得デバイス３４０と、少なくとも１つの画像表示デバイス、例えば、ディスプレイ３２１及び／又は顕微鏡接眼デバイス３３９とを備える。

【0087】

一実施形態によれば、前記手術ビジョンアセンブリ３３８は、手術アリーナ３３３内の前記滅菌コンソール３０２にいる外科医３３２に手術を示すために、ディスプレイ３２１、好ましくは３Ｄディスプレイと協働する少なくとも３Ｄ眼鏡を備える。

【0088】

そのような手術ビジョンアセンブリ３３８及び手術アリーナ３３３内に配置された前記滅菌コンソール３０２を提供することによって、外科医は、同様な介入で手による手術の代わりにロボット手術を行うことができる。

【0089】

一実施形態によれば、前記ロボット手術システム３０２は、少なくとも１つのロボットカート３４２を備える。ロボットカート３４２は、少なくとも１つのカート接地接触ユニット３５１と、カートハンドル３４３とを含み、前記カートハンドル３４３は、ロボット手術システム３０１の少なくとも一部、好ましくは、少なくとも手術アリーナ３３３内の前記スレーブロボットアセンブリ３０３を動かすのに適している。好ましくは、前記ロボットカート３４２は、スレーブロボットアセンブリ３０３に対する機械的及び構造的支持、好ましくは可動の機械的及び構造的支持を形成する。

【0090】

一実施形態によれば、前記ロボットカート３４２は、電源ケーブル３４４に接続される。

【0091】

一実施形態によれば、前記ロボットカート３４２は、前記制御ユニット３０５を含む。

【0092】

一実施形態によれば、前記手術用椅子３０９は、前記制御ユニット３０５を含む。好ましくは、前記制御ユニット３０５は、前記フィールドジェネレータ３０７と一体である。

【0093】

一実施形態によれば、前記手術用椅子３０９は、着座下部３１５に対する構造的支持を提供する椅子基部構造３１４を備える。このように、椅子基部構造３１４は、前記着座下部３１５を介して、前記着座面３１０に対する構造的支持を提供する。好ましくは、前記椅子基部構造３１４は、ホイールなどの接地接触ユニット３２３を含む。

【0094】

一実施形態によれば、前記椅子基部構造３１４は、前記フィールドジェネレータ３０７を含み、それによって、前記追跡ボリューム３０８は、前記椅子基部構造３１４と一体である。

【0095】

一実施形態によれば、前記手術用椅子３０９は、前記着座面３１０と一体の着座下部支持部分３１５を備える。好ましくは、前記着座下部支持部分３１５は、前記着座面３１０の下に配置される。

【0096】

一実施形態によれば、前記手術用椅子３０９は、着座要素本体３４６を含む。一実施形態によれば、前記着座要素本体３４６は、前記着座面３１０を含む。一実施形態によれば、前記着座要素本体３４６は、地面３５５に面する下部着座本体部分３４７を備える。好ましくは、前記着座要素本体３４６は、前記着座下部支持部分３１５と一体である。

【0097】

一実施形態によれば、前記着座下部支持部分３１５は、前記フィールドジェネレータ３０７を含み、それによって、前記追跡ボリューム３０８は、前記着座面３１０と一体である。

【0098】

一実施形態によれば、前記着座下部支持部分３１５は、前記椅子基部構造３１４に伸縮自在に接続されている。それによって、前記着座下部支持部分３１５の着座面３１０の地面からの高さは、伸縮自在に調整可能である。

【0099】

一実施形態によれば、前記手術用椅子３０９は、シートバック部分３１６を有する。このようにして、外科医は、手術中に前記シートバック部分に背もたれすることができる。

【0100】

一実施形態によれば、前記手術用椅子３０９は、着座調整装置３２２を含む。当該着座調整装置３２２は、手術用椅子３０９、好ましくは手術用椅子３０９の前記着座下部支持部分３１５が、実質的に垂直な回転軸Ｖ－Ｖを中心に回転することを可能にする。

【0101】

好ましい実施形態によれば、前記着座下部支持部分３１５は、前記椅子基部構造３１４に関して垂直軸Ｖ－Ｖを中心に旋回することができる。好ましくは、フィールドジェネレータ３０７は、前記着座下部支持部分３１５と一体である。それにより、追跡ボリューム３０８は、実質的に垂直な回転軸Ｖ－Ｖの周りを回転する間に、滅菌コンソール３０２の手術用椅子３０９の着座面と一体である。このようにして、手術用椅子３０９に座っている外科医は、手術器具３０６に対する制御を失うことなく、すなわち、そうすることによって不要な指令がスレーブ手術器具３０６に送信されることなく、手術中に旋回することができる。

【0102】

一実施形態によれば、前記着座調整装置３２２は、着座面３１０の地面からの高さを調整することを可能にする。

【0103】

好ましい実施形態によれば、前記手術用椅子３０９は、可動式であり、好ましくは、少なくとも前記手術アリーナ３３３内において、着座面３１０と同一平面上の少なくとも一の方向に移動可能である。好ましい実施形態によれば、手術用椅子３０９の前記着座面３１０は、垂直軸Ｖ－Ｖを中心に旋回することができる。好ましい実施形態によれば、手術用椅子３０９の前記着座面３１０は、高さ調整可能である。

【0104】

好ましい実施形態によれば、手術用椅子３０９の前記着座面３１０は、垂直軸Ｖ－Ｖを中心に回転することができる。

【0105】

好ましい実施形態によれば、手術用椅子３０９の前記着座面３１０は、床、例えば、手術アリーナ３３３の床に対して高さを調整することができる。

【0106】

前記手術用椅子３０９と一体の追跡システムの前記フィールドジェネレータ３０７の提供によって、マスター入力ツール３０６の位置及び向きの検出は、手術アリーナ３３３内における着座面３１０の位置に関係なく達成することができる。言い換えれば、追跡ボリューム３０８及び追跡サブボリューム３２９は、前記手術用椅子３０９に関連する前記フィールドジェネレータ３０７と一体であるため、第１の参照フレームＸ１，Ｙ１，Ｚ１；Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２の検出は、手術アリーナ３３３内における手術用椅子３０９の位置とは無関係である。これにより、外科医３３２は、手術中に着座する手術用椅子３０９を配置する最良の場所の選択、リアルタイムの選択又は計画的な選択のいずれかも可能である。

【0107】

一実施形態によれば、前記手術用椅子３０９は、少なくとも１つの接地ホイール３２３を備える。前記少なくとも１つの接地ホイール３２３の提供は、手術用椅子３０９、そしてフィールドジェネレータ３０７及びそれに一体の所定のフィールドボリューム３０８を少なくとも手術アリーナ３３３内で動かすことを可能にする。好ましくは、前記接地ホイールは、前記椅子基部構造３１４に接続される。

【0108】

好ましい実施形態によれば、前記手術用椅子３０９は、少なくとも１つの肘掛けアセンブリ３１７Ｌ又は３１７Ｒを備える。肘掛けアセンブリ３１７Ｌ及び３１７Ｒは、外科医の前腕の少なくとも一部のための静置面を形成するように設計された肘掛け面３１８を有する。

【0109】

好ましい実施形態によれば、前記肘掛けアセンブリ３１７Ｌ及び３１７Ｒのうちの少なくとも１つは、丸みを帯びた形状である。それによって、外科医は肘だけを休ませることができ、外科医の前腕の移動範囲が広がる。言い換えれば、前記肘掛け面３１８は、実質的に円形である。好ましくは、肘掛けは実質的に円筒形のボリュームを含む。好ましくは、前記肘掛け面３１８は出っ張り部分を形成する。

【0110】

好ましくは、前記手術用椅子３０９は、前記着座面３１０に関して互いに反対側に配置された一対の対向する肘掛けアセンブリ３１７Ｌ、３１７Ｒを備える。このようにして、手術用椅子３０９は、第１の肘掛けアセンブリ３１７Ｌ、又は左肘掛けアセンブリ３１７Ｌと、第２の肘掛けアセンブリ３１７Ｒ、又は右肘掛けアセンブリ３１７Ｒとを備える。

【0111】

一実施形態によれば、前記肘掛けアセンブリ３１７Ｌ及び３１７Ｒのうちの少なくとも１つは、追跡システムのフィールドジェネレータ３０７を含み、これによって、第２の参照フレームＸ０、Ｙ０、Ｚ０は、前記肘掛けアセンブリ３１７Ｌ及び３１７Ｒのうちの少なくとも１つの少なくとも一部と一体である。

【0112】

一実施形態によれば、前記肘掛けアセンブリ３１７Ｌ及び３１７Ｒのうちの少なくとも１つは、ユーザインターフェース又はタッチスクリーンの一部を示すディスプレイ３２１を備える。一実施形態によれば、前記少なくとも１つのディスプレイ３２１は、手術中のスレーブ手術器具３０４の一部を示す。

【0113】

一実施形態によれば、前記肘掛けアセンブリ３１７Ｌ及び３１７Ｒのうちの少なくとも１つは、前記少なくとも１つのツール支持要素３２４を備える。当該少なくとも１つのツール支持要素３２４は、マスター入力ツール３０６に対する支持、好ましくはマスター入力ツール３０６がその上に置かれるように支持を提供する。前記ツール支持要素３２４は、前記肘掛け要素３２０に一体的に接続される。

【0114】

一実施形態によれば、前記肘掛けアセンブリ３１７Ｌ及び３１７Ｒは、少なくとも１つの接続要素３５２、例えば、管状接続要素によって、前記着座下部支持部分３１５に接続されている。このようにして、肘掛けアセンブリ３１７Ｌ及び３１７Ｒの少なくとも一部は、着座面３１０と一体となることができる。

【0115】

一実施形態によれば、前記肘掛けアセンブリ３１７Ｌ及び３１７Ｒは、前記少なくとも１つの肘掛け面３１８を含む肘掛け本体を有する少なくとも１つの肘掛け要素３２０を備える。

【0116】

一実施形態によれば、前記肘掛けアセンブリ３１７Ｌ及び３１７Ｒのうちの少なくとも１つは、肘掛け調整装置３１９を含む。当該肘掛け調整装置３１９は、少なくとも肘掛け面３１８の高さを前記着座面３１０の高さに関して調整するのに適している。

【0117】

一実施形態によれば、前記肘掛け調整装置３１９は、前記着座下部支持部分３１５に関して伸縮自在に移動可能な伸縮延長部分３５３を有する。好ましくは、前記伸縮延長部分３５３は、前記接続要素３５２に関して伸縮自在に延長可能である。

【0118】

一実施形態によれば、前記肘掛け調整装置３１９は、前記肘掛け要素３２０の空間的向きを調整するのに適するように、前記肘掛け要素３２０に接続された少なくとも球形接合部を有する。

【0119】

前記肘掛け調整装置３１９により、前記肘掛け面３１８の着座面３１０に対する適切な高さを選択することができるとともに、前記肘掛け要素３２０のピッチ及び／又はヨー（ｙａｗ）及び／又は回転の自由度を適切に動かせることができる。

【0120】

一実施形態によれば、前記一対の肘掛けアセンブリ３１７Ｌと３１７Ｒとのそれぞれは、１つのフィールドジェネレータ３０７を備える。このようにして、２つの所定の追跡ボリューム３０８Ｌと３０８Ｒとが規定され、第１の所定の追跡ボリューム３０８Ｌは、前記左肘掛けアセンブリ３１７Ｌの少なくとも一部と一体であり、第２の追跡ボリューム３０８Ｒは、前記右肘掛けアセンブリ３１７Ｒの少なくとも一部と一体である。一実施形態によれば、前記２つの所定の追跡ボリューム３０８Ｌと３０８Ｒとは接続されている。好ましくは、左マスター入力ツール３０６Ｌの位置及び向きは、前記第１の追跡ボリューム３００８Ｌ内で検出され、右マスター入力ツール３０６Ｒの位置及び向きは、前記第２の追跡ボリューム３０８Ｒ内で検出される。

【0121】

一実施形態によれば、前記一対の肘掛けアセンブリ３１７Ｌと３１７Ｒとのそれぞれは、前記肘掛け調整装置３１９を有し、それによって、前記肘掛けアセンブリ３１７Ｌと３１７Ｒとのそれぞれは、互いに独立して調整可能である。このようにして、外科医３３２は、右肘掛けアセンブリ３１７Ｒに独立して、前記左肘掛けアセンブリ３１７Ｌの前記肘掛け面３１８の着座面３１０に対する高さを調整することができ、その逆も可能である。

【0122】

一実施形態によれば、前記肘掛けアセンブリ３１７Ｌと３１７Ｒとは、マスター入力工具３０６がその上に置かれるように支持を提供する前記ツール支持要素３２４を含む。前記ツール支持要素３２４により、滅菌コンソール３０２はマスター入力ツール３０６を安全に備えることができ、当該マスター入力ツール３０６は、前記手術用椅子３０９及び前記スレーブロボットアセンブリ３０３の両方から、並びに前記ロボットカート３４２及び前記ロボット手術システム３０１の他の部分から機械的に拘束されない。また、このようにして、外科医３３２は、使用していないときにマスター入力ツール３０６を置くことができ、使用していないときにもマスター入力ツールを手持ちすることを回避できるため、外科医の快適さが大幅に向上することができる。

【0123】

一実施形態によれば、前記ツール支持要素３２４は、ツール収容部３２５を規定するカップ形状の本体を備える。一実施形態によれば、前記ツール支持要素３２４は、カップ底壁３２６及び少なくとも１つのカップ側壁３２７を有する。一実施形態において、前記ツール支持要素３２４は、前記肘掛け要素３２０に一体的に接続される。

【0124】

一実施形態によれば、前記ツール支持要素３２４は、マスター入力ツールをそこに吊るすためのフック形状の本体を備える。

【0125】

好ましい実施形態によれば、前記手術用椅子３０９は、外科医が前記手術用椅子３０９に着座したことを検出する少なくとも１つの着座検出器３２８を備える。

【0126】

好ましくは、前記着座検出器３２８は、外科医が前記手術用椅子３０９に着座したときに前記手術器具３０４を作動させるように、及び／又は、外科医３３２が前記手術用椅子３０９に着座していないときに、前記手術器具３０４を作動させないように、前記制御ユニット３０５と協働して、所定の指令信号を前記スレーブロボットアセンブリ３０３に送信する。

【0127】

好ましい実施形態によれば、前記手術用椅子３０９は、少なくとも１つのロック装置を更に含む。当該ロック装置は、前記手術用椅子３０９の少なくとも１つの運動自由度を選択的にブロックするのに適している。外科医が前記手術用椅子３０９、好ましくは前記着座面３１０に着座したことを検出したときに、前記少なくとも１つのロック装置は、前記少なくとも１つの着座検出器３２８と協働して、前記手術用椅子３０９の少なくとも１つの運動自由度をブロックする。好ましくは、前記ロック装置は、手術アリーナ３３３内での前記手術用椅子３０９の前記少なくとも１つの運動自由度をロックする機械的作用を提供する。

【0128】

一実施形態によれば、前記ロック装置は、前記少なくとも１つの接地ホイール３２３によって提供される少なくとも運動自由度を選択的にブロックする。このようにして、例えば、手術中に、外科医３３２が、前記手術用椅子３０９に着座するとき、後者は手術アリーナ３３３内に再配置することはできない、手術中の手術チーム全体の安全性が改善される。

【0129】

一実施形態によれば、前記ロック装置は、前記シート調整装置３２２によって提供される少なくとも運動自由度を選択的にブロックする。言い換えれば、前記ロック装置は、垂直軸Ｖ－Ｖを中心に回転する自由度、及び／又は前記着座面３１０の地面からの高さをブロックする。このように、手術用椅子３０９は、例えば、手術中に、外科医が前記手術用椅子に着座するときには調整することができない。

【0130】

一実施形態によれば、前記ロック装置は、前記アームレスト調整装置３１９によって提供される少なくとも運動自由度を選択的にブロックする。この特徴は、前記一対の肘掛けアセンブリ３１７Ｌと３１７Ｒとのそれぞれが１つのフィールドジェネレータ３０７を備える実施形態と組み合わせて提供される場合には特に有利である。

【0131】

一実施形態によれば、前記着座検出器３２８は、少なくとも１つのロードセルを含む。このようにして、ロードセルは、前記手術用椅子３０９の少なくとも一部に対する外科医の負荷を感知する。

【0132】

一実施形態によれば、前記着座検出器３２８は、前記着座面３１０に加えられる外科医の負荷を検出するために、前記着座面３１０に関連付けられる。言い換えれば、前記着座面３１０は、前記着座検出器３２８を含む。

【0133】

一実施形態によれば、前記着座検出器３２８は、前記着座要素本体３４６に加えられる外科医の負荷を検出するために、前記着座要素本体３４６に関連付けられる。言い換えれば、前記着座要素本体３４６は、前記着座検出器３２８を含む。

【0134】

一実施形態によれば、前記着座検出器３２８は、前記着座下部支持部分３１５に加えられる外科医の負荷を検出するために、前記着座下部支持部分３１５に関連付けられる。言い換えると、前記着座下部支持部分３１５は、前記着座検出器３２８を含む。

【0135】

一実施形態によれば、前記着座検出器３２８は、外科医の前記シートバック部分３１６への接触を検出するために、前記シートバック部分３１６に関連付けられている。このようにして、前記着座検出器３２８は、外科医の背部３５７が前記シートバック部分３１６に持たれたことを検出する。

【0136】

一実施形態によれば、前記着座検出器３２８は、前記シートバック部分３１６への外科医の接触を検出するために、前記肘掛け面３１８に関連付けられている。言い換えれば、前記肘掛け面３１８は、前記着座検出器３２８を含む。

【0137】

一実施形態によれば、前記着座検出器３２８は、前記一対の肘掛けアセンブリ３１７Ｌと３１７Ｒとの両方の前記肘掛け面３１８に関連付けられている。言い換えれば、各肘掛けアセンブリ３１７Ｌと３１７Ｒとの前記肘掛け面３１８は、前記着座検出器３２８を含む。

【0138】

一実施形態によれば、前記着座検出器３２８は、例えば、ロードセルなどの複数の着座検出器センシング要素を含む。

【0139】

一実施形態によれば、前記フィールドジェネレータ３０７は、取り外し可能に手術用椅子３０９に接続されている。それによって、前記フィールドジェネレータ３０７を外した手術用椅子を滅菌することができる。これは、滅菌環境で、例えば、手術室で前記手術用椅子の使用を可能にする。

【0140】

一実施形態によれば、前記滅菌コンソール３０２は、クラッチデバイス３４５を備える。当該クラッチデバイス３４５は、作動状態にあるとき、スレーブロボットアセンブリ３０３が、前記滅菌コンソール３０２によって検出された手動指令を含むいかなる指令信号を受信するのを防止する。このようにして、クラッチデバイス３４５は、スレーブ手術器具３０４への意図しない動きの伝達を防止する。

【0141】

一実施形態によれば、前記クラッチ装置３４５は、有線又は無線接続によって、前記手術用椅子３０９に、好ましくは前記フィールドジェネレータ３０７に動作可能に接続される。

【0142】

一実施形態によれば、前記マスター入力ツール３０６は、前記手術用椅子３０９及び前記スレーブロボットアセンブリ３０３の両方から機械的に拘束されない。これによって、前記マスター入力ツール３０６は、好ましくは複数回で、前記所定の追跡ボリューム３０８内において、外科医によって自然に移動可能であり、回転可能であり、旋回可能である。

【0143】

一実施形態によれば、前記マスター入力ツール３０６は、ツール有線接続３３０によって前記フィールドジェネレータ３０７に動作可能に接続される。

【0144】

一実施形態によれば、前記マスター入力ツール３０６は、ツール無線接続３３１によって前記フィールドジェネレータ３０７に動作可能に接続される。

【0145】

一実施形態によれば、前記手術用椅子３０９は、椅子有線接続３１２によって前記スレーブ外科用アセンブリ３０３に動作可能に接続される。

【0146】

一実施形態によれば、前記手術用椅子３０９は、椅子無線接続３１３によって前記スレーブ外科用アセンブリ３０３に動作可能に接続される。

【0147】

一実施形態によれば、前記制御ユニット３０５は、その全体が前記シート本体３１４内に配置される。

【0148】

一実施形態によれば、前記制御ユニットは、その全体が前記着座下部支持部分３１５内に配置される。

【0149】

前記滅菌コンソール３０２に関連する前記ロボット手術システム３０１は、患者の解剖学的構造で手術するように設計された少なくとも１つの手術器具３０４と、制御ユニット３０５とを含む少なくとも１つのスレーブロボットアセンブリ３０３を備える。

【0150】

ロボット手術システム３０１用の前記滅菌コンソール３０３は、
機械的に接地されておらず、手術中に外科医に手持ちされるのに適した少なくとも１つのマスター入力ツール３０６と、
外科医３３２が手術中にその上に着座するための少なくとも１つの着座面３１０を有する少なくとも１つの手術用椅子３０９と、
所定の追跡ボリューム３０８内の前記少なくとも１つのマスター入力ツール３０６の位置及び向きを検出するのに適した少なくとも１つの追跡システムと、
外科医が前記少なくとも１つのマスター入力ツール３０６を手持ちしていないときに、前記少なくとも１つのマスター入力ツール３０６がその上に置かれるように支持を提供する少なくとも１つのツール支持要素３２４と、
を含む。

【0151】

好ましい実施形態によれば、前記少なくとも１つのマスター入力ツール３０６は、それに取り付けられた少なくとも１つの第１の参照フレームＸ１，Ｙ１，Ｚ１；Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２を規定する。

【0152】

好ましい実施形態によれば、前記追跡システムは、それに取り付けられた第２の参照フレームＸ０、Ｙ０、Ｚ０を規定するフィールドジェネレータ３０７を備える。

【0153】

好ましい実施形態によれば、前記追跡ボリューム３０８は、追跡システムの前記フィールドジェネレータ３０７と一体である。

【0154】

有利的には、前記追跡システムによって検出される位置及び向きは、第２の参照フレームＸ０、Ｙ０、Ｚ０に関する前記少なくとも１つの第１の参照フレームＸ１，Ｙ１，Ｚ１；Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２の位置及び向きである。したがって、ロボット手術アセンブリ３０１の前記制御ユニット３０５は、前記追跡ボリューム３０８内における前記少なくとも１つのマスター入力ツール３０６の前記位置及び向きに関する情報を受信するのに適するとともに、前記少なくとも１つの手術器具３０４を作動させるために、指令信号をスレーブロボットアセンブリ３０３に送信するのに適している。

【0155】

有利的には、追跡システムの前記フィールドジェネレータ３０７は、手術用椅子３０９の一部と一体であり、それによって、外科医が手術用椅子３０９の前記着座面３１０に着座して、前記少なくとも１つのマスター入力ツール３０６を手持ちしたとき、前記マスター入力ツール３０６は、前記追跡ボリューム３０８内に位置し、その位置及び向きは、追跡システムによって検出することができる。

【0156】

好ましい実施形態によれば、前記ツール支持要素３２４は、前記手術用椅子３０９の一部と一体であり、それによって、外科医が手術用椅子３０９の前記着座面３１０に着座したとき、外科医は、手動で前記少なくとも１つのマスター入力ツール３０６を、自ら前記ツール支持要素３２４の上に置くことができる。

【0157】

好ましい実施形態によれば、追跡システムによって検出された前記マスター入力ツール３０６の位置及び向きは、前記ツール支持要素３２４が前記マスター入力ツール３０６を支持しているとき、手術用椅子３０９が前記スレーブロボットアセンブリ３０３に対して動かされた場合においても、変化しないままで維持することができる。

【0158】

一実施形態によれば、前記手術用椅子３０９は、前記制御ユニット３０５を含む。

【0159】

好ましい実施形態によれば、前記滅菌コンソール３０２は、上述した実施形態のいずれか１つによって規定される。

【0160】

一般的な実施形態によれば、上記の実施形態のいずれかに係る滅菌コンソール３０２を含む手術アリーナ３３３が提供される。

【0161】

前記手術アリーナ３３３は、患者の解剖学的構造３３７で手術するように設計された少なくとも１つの外科用器具３０４と、好ましくは、手術中に、手術アリーナ３３３に配置され、患者の解剖学的構造３３７がその上に置かれるための支持体を形成する患者支持構造３３６とを含む少なくとも１つのスレーブロボットアセンブリ３０３を更に備える。好ましくは、前記患者支持構造３３６は、手術台等を含む。

【0162】

一実施形態によれば、前記手術アリーナ３３３は、上述した実施形態のいずれか１つに係るロボット手術アセンブリ３０１を備える。

【0163】

一実施形態によれば、前記手術アリーナ３３３は、外科医３３２に手術を示す手術ビジョンアセンブリ３３８を備える。好ましくは、前記手術ビジョンアセンブリ３３８は、実施中の手術のリアルタイム画像を取得するのに適した少なくとも１つの画像取得デバイス３４０と、少なくとも１つの画像表示デバイス、例えば、ディスプレイ３２１及び／又は顕微鏡接眼デバイス３３９とを含む。

【0164】

好ましい実施形態によれば、前記手術アリーナ３３３は、滅菌ボリュームを含み、前記滅菌コンソール３０２は、手術アリーナ３３３の滅菌ボリューム内に配置され、滅菌ドレープ３６１によるカバーで保護される。

【0165】

以下に、手術を実施する方法について説明する。

【0166】

一般的な実施形態によれば、手術を実施する方法は、
上記手術用椅子３０９に着席するステップと、
前記マスター入力ツール３０６を手持ちするステップと、
前記マスター入力ツールを所定の追跡ボリューム３０８内に持ち込むステップと、
制御ユニットに前記指令を送信して、スレーブロボット３０３を作動するステップと、
を含む。

【0167】

好ましい動作モードによれば、前記方法は、前記マスター入力ツール３０６を扱うことによって、前記スレーブロボット３０３の動きを制御する以下の更なるステップを含む。

【0168】

好ましい実施形態によれば、前記方法は、前述した実施形態のいずれか１つに係るロボット手術システム３０１を提供する以下の更なるステップを含む。

【0169】

好ましい動作モードによれば、前記方法は、前記着座検出器３２８を作動させる以下の更なるステップを含む。好ましくは、この作動させるステップは、前記指令を制御ユニット３０５に送信してスレーブロボット３０３を作動させるステップの前に実行される。

【0170】

好ましい動作モードによれば、着座するステップは、好ましくは、手術用椅子３０９の前記着座面３１０に着座することによって実行される。

【0171】

好ましい動作モードによれば、手持ちするステップは、前記ツール支持要素３２４から前記マスター入力ツール３０６を手に取って持つサブステップを含む。

【0172】

好ましい動作モードによれば、持ち込むステップは、前記マスター入力ツール３０６を、好ましくは前記安全追跡ボリューム部分３５４内に配置された前記ツール支持要素３２４から、前記サブ追跡ボリューム３２９内に移動することによって実行される。

【0173】

好ましい動作モードによれば、指令を送信するステップは、好ましくは、ユーザ指令を制御ユニット３０５に送信して、前記スレーブロボット３０３を作動させることによって実行される。動作モードによれば、前記ユーザ指令はフットペダル指令である。動作モードによれば、前記ユーザ指令は、前記マスター入力ツール３０６に提供される手動指令である。

【0174】

好ましい動作モードによれば、制御するステップは、前記マスター入力ツール３０６の動きに応答して、前記スレーブロボット３０３を動かすことによって実行される。好ましくは、このステップは、前記マスター入力ツール３０６の動きに応答して、スレーブロボット３０３の前記手術器具３０４を動かす更なるステップを含む。言い換えれば、前記マスター入力ツール３０６を扱うことによって、スレーブロボット３０３の前記少なくとも１つの手術器具３０４の動きを制御する。好ましい動作モードによれば、各マスター入力ツール３０６は、スレーブロボット３０３の単一の手術器具３０４を制御する。言い換えれば、好ましい動作モードによれば、マスタースレーブペアの関係に従い、１つの手術器具３０４は、１つのマスター入力ツール３０６とヘアになる。

【0175】

動作モードによれば、前記方法は、前記スレーブロボット３０３を停止させる更なるステップを含む。言い換えれば、動作モードによれば、前記方法は、前記スレーブロボット３０３を前記マスター入力ツール３０６から切り離す更なるステップを含む。好ましくは、前記ステップは、少なくとも前記手術器具３０４の動きをロックする目的でスレーブロボット３０３に指令信号を送信することによって、又は前記手術器具３０４への通信を中断させることによって、制御ユニット３０５によって実行される。

【0176】

好ましい動作モードによれば、前記スレーブロボット３０３を前記マスター入力ツール３０６から切り離す前記ステップは、フットペダル指令を送信することによって実行される。例えば、前記フットペダル指令は、足で操作するデッドマン型クラッチ装置３４５等によって伝達される。

【0177】

好ましい動作モードによれば、着座検出器３２８が、外科医が立ち上がる目的で手術用椅子３０９の着座面３１０から離れることを検出すると、前記スレーブロボット３０３を前記マスター入力ツール３０６から切り離す前記ステップが自動的に実行される。好ましくは、前記着座検出器３２８は、前記スレーブロボット３０３を前記マスター入力ツール３０６から切り離すために、指令信号を前記制御ユニット３０５に送信する。

【0178】

好ましい動作モードによれば、前記スレーブロボット３０３を前記マスター入力ツール３０６から切り離す前記ステップは、マスター入力ツール３０６が前記安全追跡ボリューム部分３５４内に位置することが検出されると、ロボット手術システム３０１によって自動的に実行される。言い換えれば、前記スレーブロボット３０３を前記マスター入力ツール３０６から切り離す前記ステップは、マスター入力ツール３０６が前記追跡サブボリューム３２９の外側に位置することが検出されると、ロボット手術システム３０１によって自動的に実行される。

【0179】

好ましい動作モードによれば、この方法は、実質的に垂直な回転軸（Ｖ－Ｖ）を中心に所定の追跡ボリューム３０８を旋回することによって、手術用椅子（３０９）の着座面（３１０）に着座しながら、それを実質的に垂直な回転軸（Ｖ－Ｖ）を中心に旋回する更なるステップを含む。このようにして、旋回中に不要な指令がスレーブロボットに送信されることはない。

【0180】

動作モードによれば、外科医３３２は、前記方法を実行する。

【0181】

別個に又は組み合わせて提供される前述した特徴によって、適用可能な場合、特定の実施形態においては、時々上記に開示されたニーズとは対照的なニーズを満たすことも可能であり、前述した有利な効果を得ることが可能である。特に、
ロボット手術システム、滅菌コンソール、及び手術アリーナが提供され、これによってロボット手術中に外科医の快適性が向上されるとともに、それすることによって入力指令の検出精度の低下を回避することができる。
ロボット手術及びロボット顕微手術を行うときに、外科医は、患者の解剖学的構造の近傍に座ることができ、同時に動き回ることができる。
手術中の外科医の快適性が向上され、それによって、患者の解剖学的構造に対して長く続く外科手術において、集中力を失うリスクが最小限に抑えることができる。
外科医は、マスター入力ツールを安全且つ無菌の場所に置くことができ、椅子が垂直な軸を中心に回転している間でも、不要な指令をスレーブ手術器具に送信するリスクを低減することができる。
外科医は、必要あれば、手術中に肉眼で患者の解剖学的構造を見ることができる。

【0182】

当業者は、前述した実施形態に多くの変更及び改変を行うことができ、又は、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく個別のニーズを応じて機能的に同等である他の要素に置き換えることができる。

【符号の説明】

【0183】

３０１ ロボット手術システム
３０２ 滅菌コンソール
３０３ スレーブロボットアセンブリ、又はスレーブロボット
３０４ スレーブ手術器具、又は手術器具
３０５ 制御ユニット
３０６ マスター入力ツール
３０６Ｌ 左マスター入力ツール
３０６Ｒ 右マスター入力ツール
３０７ フィールドジェネレータ
３０８ 追跡ボリューム
３０８Ｌ 第１追跡ボリューム
３０８Ｒ 第２追跡ボリューム
３０９ 手術用椅子
３１０ 手術用椅子の着座面
３１１ マスター入力ツールのセンシング装置
３１２ 椅子有線接続
３１３ 椅子無線接続
３１４ 椅子基部構造
３１５ 着座下部支持部分
３１６ シートバック部分
３１７Ｌ；Ｒ 肘掛け（左、右）
３１８ 肘掛け面
３１９ 肘掛け調整装置
３２０ 肘掛け要素
３２１ ディスプレイ
３２２ 着座調整装置
３２３ 接地ホイール
３２４ ツール支持要素又はツール保持要素
３２５ ツール収容部
３２６ カップ底壁
３２７ カップ側壁
３２８ 着座検出器
３２９ 追跡サブボリューム
３３０ マスター有線接続
３３１ マスター無線接続
３３２ 外科医
３３３ 手術アリーナ
３３４ 手術アーム
３３５ マイクロマニピュレータ
３３６ 手術台
３３７ 患者の解剖学的構造
３３８ ビジョンアセンブリ
３３９ 顕微鏡接眼デバイス
３４０ 画像取得デバイス
３４２ ロボットカート
３４３ カートハンドル
３４４ 電源ケーブル
３４５ クラッチデバイス
３４６ 着座要素本体
３４７ 下部着座本体部分
３４８ 手動指令又はユーザ指令
３４９ 第１の指令信号
３５０ 第２の指令信号
３５１ カート接地接触ユニット
３５２ 接続要素
３５３ 伸縮延長部分
３５４ 安全追跡ボリューム
３５５ 地面又は土
３５６ 外科医の手
３５７ 外科医の背部
３５８ 遠隔位置
３５９ 遠隔スクリーン
３６０ 遠隔眼鏡
３６１ 滅菌コンソールの滅菌ドレープ
３６２ 壁又は障壁
Ｖ－Ｖ 垂直な軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【手続補正書】

【提出日】2024-10-10

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

手動指令を検出するのに適したロボット手術システム（３０１）用の滅菌コンソール（３０２）であって、
機械的に接地されておらず、手術中に外科医に手持ちされるのに適した少なくとも１つのマスター入力ツール（３０６）と、
手術中に外科医がその上に着座するための少なくとも１つの着座面（３１０）を有する少なくとも１つの手術用椅子（３０９）と、
所定の追跡ボリューム（３０８）内の前記少なくとも１つのマスター入力ツール（３０６）の位置及び向きを検出するのに適した少なくとも１つの追跡システムと、
外科医が前記少なくとも１つのマスター入力ツール（３０６）を手持ちしていないときに、前記少なくとも１つのマスター入力ツール（３０６）がその上に置かれるように支持を提供する少なくとも１つのツール支持要素（３２４）と、
を備え、
前記少なくとも１つのマスター入力ツール（３０６）が、それに取り付けられた少なくとも１つの第１の参照フレーム（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１；Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）を規定し、
前記追跡システムは、それに取り付けられた第２の参照フレーム（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０）を規定するフィールドジェネレータ（３０７）を含み、
前記追跡ボリューム（３０８）は、前記追跡システムの前記フィールドジェネレータ（３０７）と一体であり、
前記追跡システムによって検出された位置及び向きは、前記第２の参照フレーム（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０）に対する前記少なくとも１つの第１の参照フレーム（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１；Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）の位置及び向きであり、それによって、前記ロボット手術システム（３０１）の制御ユニット（３０５）は、前記追跡ボリューム（３０８）内の前記少なくとも１つのマスター入力ツール（３０６）の前記位置及び向きに関する情報を受信するのに適しており、また、前記少なくとも１つの手術器具（３０４）を作動させるように、指令信号をスレーブロボットアセンブリ（３０３）に送信するのに適しており、
前記追跡システムの前記フィールドジェネレータ（３０７）は、前記手術用椅子（３０９）の一部と一体であり、それによって、外科医が前記手術用椅子（３０９）の前記着座面（３１０）に着座し、前記少なくとも一つのマスター入力ツール（３０６）を手持ちしたとき、前記マスター入力ツール（３０６）は、前記追跡ボリューム（３０８）内に位置し、その位置及び向きは、前記追跡システムによって検出可能である、
滅菌コンソール（３０２）。

【外国語明細書】