特許 7071045 外科用ロボットカートの配置のためのシステムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-10

(45)【発行日】2022-05-18

(54)【発明の名称】外科用ロボットカートの配置のためのシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 34/30 20160101AFI20220511BHJP

   B25J 5/00 20060101ALN20220511BHJP

   B25J 3/00 20060101ALN20220511BHJP

【ＦＩ】

A61B34/30

B25J5/00 A

B25J3/00 Z

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2020555060

(86)(22)【出願日】2019-04-01

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-07-29

(86)【国際出願番号】 US2019025108

(87)【国際公開番号】W WO2019204013

(87)【国際公開日】2019-10-24

【審査請求日】2020-10-16

(31)【優先権主張番号】62/660,476

(32)【優先日】2018-04-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】512269650

【氏名又は名称】コヴィディエン リミテッド パートナーシップ

(74)【代理人】

【識別番号】100107489

【弁理士】

【氏名又は名称】大塩 竹志

(72)【発明者】

【氏名】メグラン， ドワイト

(72)【発明者】

【氏名】ミード， エリック

(72)【発明者】

【氏名】ザヒン， サミール

(72)【発明者】

【氏名】バシック， レネン

(72)【発明者】

【氏名】リビアヌ， マシュー

【審査官】野口 絢子

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／１４７５９６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１０１５０８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／１９３６８６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２５７８３７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１２３４２１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ３４／００ － ９０／９８

Ｂ２５Ｊ １／００ － ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外科用ロボットカートアセンブリを配置する方法であって、
手術台に対する第１の外科用ロボットカートアセンブリの第１の位置を判定することと、
前記第１の外科用ロボットカートアセンブリおよび前記手術台に対する第２の外科用ロボットカートアセンブリの第１の位置を判定することと、
手術室の境界および少なくとも１つのランドマークを含む静的マップ部分と前記第１の外科用ロボットカートアセンブリおよび前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの位置を含む動的マップ部分とを含む環境マップを取り出すことと、
前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置および前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置を組み込むように前記動的マップ部分を更新することと、
前記環境マップに基づいて、前記手術台に対する前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの第２の位置に向かう前記第１の外科用ロボットカートアセンブリのための経路を計算することであって、前記第２の位置では、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリが、前記手術台から第１の安全距離だけ離間される、ことと、
前記第１の外科用ロボットカートアセンブリおよび前記手術台に対する前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの第２の位置に向かう前記第２の外科用ロボットカートアセンブリのための経路を計算することであって、前記第２の位置では、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリが、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリから第２の安全距離だけ離間され、かつ前記手術台から第３の安全距離だけ離間される、ことと、
前記第１の外科用ロボットカートアセンブリをその前記第２の位置に向かって自律的に移動させることと、
前記第２の外科用ロボットカートアセンブリをその前記第２の位置に向かって自律的に移動させることと、
前記第１の外科用ロボットカートアセンブリおよび前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの移動中に前記動的マップ部分を更新することと、
前記第１の外科用ロボットカートアセンブリがその前記第２の位置に向かって移動する際、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの前記経路に沿って潜在的な衝突を検出することと、
前記第２の外科用ロボットカートアセンブリがその前記第２の位置に向かって移動する際、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの前記経路に沿って潜在的な衝突を検出することと
を含む、方法。

【請求項2】

視覚センサから第１のセンサデータを取得して、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置を判定し、かつ前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置を判定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

フロアセンサから第２のセンサデータを取得して、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置を判定し、かつ前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置を判定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記第１の外科用ロボットカートアセンブリから第３のセンサデータを取得して、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置を判定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記手術台から第４のセンサデータを取得して、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置を判定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記第２の外科用ロボットカートアセンブリと前記第１の外科用ロボットカートアセンブリとの間の前記潜在的な衝突を検出すると、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの第３の位置を判定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記第２の外科用ロボットカートアセンブリと前記第１の外科用ロボットカートアセンブリとの間の前記潜在的な衝突を検出すると、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリのトラブルシューティングの要件を判定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記第１の外科用ロボットカートアセンブリおよび前記第２の外科用ロボットカートアセンブリを、それらのそれぞれの前記第２の位置に向かって同時に移動させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記第１の外科用ロボットカートアセンブリ、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリ、および前記手術台に対する臨床医の第１の位置を判定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

手術室内に複数の外科用ロボットカートアセンブリを位置決めする方法であって、
手術室センサから第１のセンサデータを取得することと、
第１の外科用ロボットカートアセンブリの第１の位置を判定し、第２の外科用ロボットカートアセンブリの第１の位置を判定することであって、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリが、第１のセンサおよび第１の送信機を有する第１のベース部分を含み、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリが、第２のセンサおよび第２の送信機を有する第２のベース部分を含む、ことと、
手術室の境界および少なくとも１つのランドマークを含む静的マップ部分と前記第１の外科用ロボットカートアセンブリおよび前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの位置を含む動的マップ部分とを含む環境マップを取り出すことと、
前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置および前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置を組み込むように前記動的マップ部分を更新することと、
前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの第２の位置に向かう前記第１の外科用ロボットカートアセンブリのための第１の経路を計算し、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの第２の位置に向かう前記第２の外科用ロボットカートアセンブリのための第２の経路を計算することと、
前記第１の外科用ロボットカートアセンブリおよび前記第２の外科用ロボットカートアセンブリをそれぞれ、それらの前記第２の位置に向かって自律的に移動させることと、
前記第１の外科用ロボットカートアセンブリがその前記第２の位置に向かって移動し、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリがその前記第２の位置に向かって移動する際、前記第１の経路および前記第２の経路に沿って潜在的な衝突を検出することと、
前記第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリが、それぞれそれらの前記第２の位置に移動すると、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの前記第２の位置および前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの前記第２の位置を用いて前記動的マップ部分を更新することと
を含む、方法。

【請求項11】

前記手術室センサから取得された前記第１のセンサデータから、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置を判定することと、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置を判定することと、をさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１のセンサから第２のセンサデータを取得して、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置を判定することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの前記第２のセンサから第３のセンサデータを取得して、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置を判定することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項14】

前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの前記第２の位置を計算し、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの前記第２の位置を計算して、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリと前記第２の外科用ロボットカートアセンブリとの間の第１の安全距離を維持することと、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリおよび前記第２の外科用ロボットカートアセンブリと手術台との間の第２の安全距離を維持することと、をさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項15】

前記第１の外科用ロボットカートアセンブリと前記第２の外科用ロボットカートアセンブリとの間の距離が、前記第１の安全距離未満であるとき、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリをその第３の位置に自律的に移動させることをさらに含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記第２の外科用ロボットカートアセンブリが、その前記第３の位置に移動されるとき、前記環境マップを更新して、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの現在の位置として、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの前記第３の位置を登録することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、移動可能な外科用ロボットシステムに関し、より具体的には、手術台に対する１つ以上の外科用ロボットカートアセンブリの配置を容易にするシステムおよび方法に関する。

【背景技術】

【0002】

関連技術の背景
外科用ロボットシステムは、確度および利便性が向上しているため、低侵襲の医療処置において使用される。外科用ロボットシステムでは、ロボットアームは、手首アセンブリによってエンドエフェクタが取り付けられた外科用器具を支持する。動作中、ロボットアームは、患者の外科用ポータルまたは患者の自然の開口部を介して外科用器具を小さな切開部に挿入または外科用器具を小さな切開部内に保持して、エンドエフェクタを患者の体内の作業部位に位置決めする。

【0003】

市場に出ているほとんどの外科用ロボットシステムは、重く、かつ静止しており、モーター駆動のパレットジャッキを移動させる必要がある。より現代的な外科用ロボットシステムのいくつかでは、ロボットアームは、一連のキャスターを備えるベース部分を有する移動可能な外科用ロボットカート上で支持される。外科用ロボットシステムは、パレットジャッキなしで、必要に応じて様々な部屋の間、および様々な手術台に対する位置の間で移動することができるため有益である。

【0004】

しかしながら、低侵襲医療処置は、高度な確度、精度、および速度が必要であり、それゆえ、低侵襲医療処置に使用される移動可能な外科用ロボットシステムは、特定の外科処置に最適な位置決めを実現するために、手術台に対して正確に配置される必要がある。

【0005】

したがって、外科用ロボットカートを手術台に対して正確に配置および位置決めし、高度な確度、精度、および可動性でそれを行う必要がある。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の態様に従って提供されるのは、外科用ロボットカートアセンブリを配置する方法である。本方法は、手術台に対する第１の外科用ロボットカートアセンブリの第１の位置を判定することと、手術台に対する第１の外科用ロボットカートアセンブリの第２の位置に向かう第１の外科用ロボットカートアセンブリの経路を計算することであって、第２の位置では、第１の外科用ロボットカートアセンブリは、手術台から第１の安全距離だけ離間される、計算することと、第１の外科用ロボットカートアセンブリをその第２の位置に向かって自律的に移動させることと、第１の外科用ロボットカートアセンブリがその第２の位置に向かって移動する際、第１の外科用ロボットカートアセンブリの経路に沿って潜在的な衝突を検出することと、を含む。

【0007】

本開示の一態様では、本方法は、第１の外科用ロボットカートアセンブリおよび手術台に対する第２の外科用ロボットカートアセンブリの第１の位置を判定することと、第１の外科用ロボットカートアセンブリおよび手術台に対する第２の外科用ロボットカートアセンブリの第２の位置に向かう第２の外科用ロボットカートアセンブリのための経路を計算することであって、第２の位置では、第２の外科用ロボットカートアセンブリは、第１の外科用ロボットカートアセンブリから第２の安全距離だけ、かつ手術台から第３の安全距離だけ離間されており、第２の外科用ロボットカートアセンブリをその第２の位置に向かって自律的に移動させることと、第２の外科用ロボットカートアセンブリがその第２の位置に向かって移動する際、第２の外科用ロボットカートアセンブリの経路に沿って潜在的な衝突を検出することと、をさらに含む。

【0008】

本開示の別の態様では、本方法は、視覚センサから第１のセンサデータを取得して、第１の外科用ロボットカートアセンブリの第１の位置を判定し、第２の外科用ロボットカートアセンブリの第１の位置を判定することを含み得る。

【0009】

本開示の別の態様では、本方法は、フロアセンサから第２のセンサデータを取得して、第１の外科用ロボットカートアセンブリの第１の位置を判定し、第１の外科用ロボットカートアセンブリの第１の位置を判定することを含み得る。

【0010】

本開示のさらに別の態様では、本方法は、第１の外科用ロボットカートアセンブリから第３のセンサデータを取得して、第２の外科用ロボットカートアセンブリの第１の位置を判定することを含み得る。

【0011】

本開示の態様では、本方法は、手術台から第４のセンサデータを取得して、第１の外科用ロボットカートアセンブリの第１の位置を判定することを含み得る。

【0012】

本開示の一態様では、本方法は、環境マップを更新して、第１の外科用ロボットカートアセンブリの第１の位置および第２の外科用ロボットカートアセンブリの第１の位置を組み込むことを含み得る。

【0013】

本開示の別の態様では、本方法は、第２の外科用ロボットカートアセンブリと第１の外科用ロボットカートアセンブリとの間の潜在的な衝突を検出すると、第２の外科用ロボットカートアセンブリの第３の位置を判定することを含み得る。

【0014】

本開示のさらに別の態様では、本方法は、第２の外科用ロボットカートアセンブリと第１の外科用ロボットカートアセンブリとの間の潜在的な衝突を検出すると、第２の外科用ロボットカートアセンブリのトラブルシューティングの要件を判定することを含み得る。

【0015】

本開示のさらに別の態様では、本方法は、第１の外科用ロボットカートアセンブリおよび第２の外科用ロボットカートアセンブリをそれらのそれぞれの第２の位置に向かって同時に移動させることを含み得る。

【0016】

本開示の別の態様に従って提供されるのは、複数の外科用ロボットカートアセンブリを手術室内に位置決めする方法である。本方法は、手術室センサから第１のセンサデータを取得することと、第１の外科用ロボットカートアセンブリの第１の位置を判定し、第２の外科用ロボットカートアセンブリの第１の位置を判定することであって、第１の外科用ロボットカートアセンブリが、第１のセンサおよび第１の送信機を有する第１のベース部分を含み、第２の外科用ロボットカートアセンブリが、第２のセンサおよび第２の送信機を有する第２のベース部分を含む、判定することと、第１の外科用ロボットカートアセンブリの第２の位置に向かう第１の外科用ロボットカートアセンブリのための第１の経路を計算し、第２の外科用ロボットカートアセンブリの第２の位置に向かう第２の外科用ロボットカートアセンブリのための第２の経路を計算することと、第１の外科用ロボットカートアセンブリおよび第２の外科用ロボットカートアセンブリをそれぞれ、それらの第２の位置に向かって自律的に移動させることと、第１の外科用ロボットカートアセンブリがその第２の位置に向かって移動し、第２の外科用ロボットカートアセンブリがその第２の位置に向かって移動する際、第１の経路および第２の経路に沿って潜在的な衝突を検出することと、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリが、それぞれ、それらの第２の位置に移動すると、第１の外科用ロボットカートアセンブリの第２の位置および第２の外科用ロボットカートアセンブリの第２の位置を用いて環境マップを更新することと、を含む。

【0017】

本開示の一態様では、本方法は、手術室センサから取得された第１のセンサデータから、第１の外科用ロボットカートアセンブリの第１の位置を判定することと、第２の外科用ロボットカートアセンブリの第１の位置を判定することと、を含み得る。

【0018】

本開示の別の態様では、本方法は、第１の外科用ロボットカートアセンブリの第１のセンサから第２のセンサデータを取得して、第２の外科用ロボットカートアセンブリの第１の位置を判定することを含み得る。

【0019】

本開示のさらに別の態様では、本方法は、第２の外科用ロボットカートアセンブリから第３のセンサデータを取得して、第１の外科用ロボットカートアセンブリの第１の位置を判定することを含み得る。

【0020】

本開示のさらに別の態様では、本方法は、第１の外科用ロボットカートアセンブリの第２の位置を計算し、第２の外科用ロボットカートアセンブリの第２の位置を計算して、第１の外科用ロボットカートアセンブリと第２の外科用ロボットカートアセンブリとの間の第１の安全距離を維持することと、第１の外科用ロボットカートアセンブリおよび第２の外科用ロボットカートアセンブリと手術台との間の第２の安全距離を維持することと、を含み得る。

【0021】

本開示の一態様では、本方法は、第１の外科用ロボットカートアセンブリと第２の外科用ロボットカートアセンブリとの間の距離が第１の安全距離未満であるとき、第２の外科用ロボットカートアセンブリをその第３の位置に自律的に移動させることを含み得る。

【0022】

本開示の別の態様では、本方法は、第２の外科用ロボットカートアセンブリが、その第３の位置に移動されるとき、環境マップを更新して、第２の外科用ロボットカートアセンブリの現在の位置として第２の外科用ロボットカートアセンブリの第３の位置を登録することを含み得る。

【0023】

本開示のさらに別の態様に従って提供されるのは、外科用ロボットカートアセンブリである。外科用ロボットカートアセンブリは、ロボットアームと、その上にロボットアームを動作可能に支持するように構成されたベース部分と、を含む。ベース部分は、ベース部分上に取り付けられたプロジェクタと、ベース部分上に取り付けられたディスプレイと、ベース部分上に取り付けられ、ベース部分上で離間された複数のライトと、を有する視覚誘導システムを含む。プロジェクタは、目標場所に向けて移動方向に対応するパターンを投影するように構成される。ディスプレイは、目標場所に向かう移動方向に対応する視覚的表示を表現するように構成される。複数のライトのうちの少なくとも１つは、目標場所に向かう移動方向に対応して選択的に光を放つように構成される。

【0024】

本開示の一態様では、プロジェクタによって投影されたパターンは、ベース部分がパターンに沿って目標場所に向かって移動するに従い変化するように構成され得る。

【0025】

本開示の例示的な実施形態のさらなる詳細および態様は、添付の図面を参照して以下により詳細に記載される。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
（項目１）
外科用ロボットカートアセンブリを配置する方法であって、
手術台に対する第１の外科用ロボットカートアセンブリの第１の位置を判定することと、
前記手術台に対する前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの第２の位置に向かう前記第１の外科用ロボットカートアセンブリのための経路を計算することであって、前記第２の位置では、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリが、前記手術台から第１の安全距離だけ離間される、計算することと、
前記第１の外科用ロボットカートアセンブリをその前記第２の位置に向かって自律的に移動させることと、
前記第１の外科用ロボットカートアセンブリがその前記第２の位置に向かって移動する際、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの前記経路に沿って潜在的な衝突を検出することと、を含む、方法。
（項目２）
前記第１の外科用ロボットカートアセンブリおよび前記手術台に対する第２の外科用ロボットカートアセンブリの第１の位置を判定することと、
前記第１の外科用ロボットカートアセンブリおよび前記手術台に対する前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの第２の位置に向かう前記第２の外科用ロボットカートアセンブリのための経路を計算することであって、前記第２の位置では、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリが、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリから第２の安全距離だけ、かつ前記手術台から第３の安全距離だけ離間される、計算することと、
前記第２の外科用ロボットカートアセンブリをその前記第２の位置に向かって自律的に移動させることと、
前記第２の外科用ロボットカートアセンブリがその前記第２の位置に向かって移動する際、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの前記経路に沿って潜在的な衝突を検出することと、をさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
視覚センサから第１のセンサデータを取得して、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置を判定し、かつ前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置を判定することをさらに含む、項目２に記載の方法。
（項目４）
フロアセンサから第２のセンサデータを取得して、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置を判定し、かつ前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置を判定することをさらに含む、項目２に記載の方法。
（項目５）
前記第１の外科用ロボットカートアセンブリから第３のセンサデータを取得して、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置を判定することをさらに含む、項目２に記載の方法。
（項目６）
前記手術台から第４のセンサデータを取得して、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置を判定することをさらに含む、項目２に記載の方法。
（項目７）
環境マップを更新して、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置および前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置を組み込むことをさらに含む、項目２に記載の方法。
（項目８）
前記第２の外科用ロボットカートアセンブリと前記第１の外科用ロボットカートアセンブリとの間の前記潜在的な衝突を検出すると、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの第３の位置を判定することをさらに含む、項目２に記載の方法。
（項目９）
前記第２の外科用ロボットカートアセンブリと前記第１の外科用ロボットカートアセンブリとの間の前記潜在的な衝突を検出すると、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリのトラブルシューティングの要件を判定することをさらに含む、項目２に記載の方法。
（項目１０）
前記第１の外科用ロボットカートアセンブリおよび前記第２の外科用ロボットカートアセンブリを、それらのそれぞれの前記第２の位置に向かって同時に移動させることをさらに含む、項目２に記載の方法。
（項目１１）
前記第１の外科用ロボットカートアセンブリ、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリ、および前記手術台に対する臨床医の第１の位置を判定することをさらに含む、項目２に記載の方法。
（項目１２）
手術室内に複数の外科用ロボットカートアセンブリを位置決めする方法であって、
手術室センサから第１のセンサデータを取得することと、
第１の外科用ロボットカートアセンブリの第１の位置を判定し、第２の外科用ロボットカートアセンブリの第１の位置を判定することであって、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリが、第１のセンサおよび第１の送信機を有する第１のベース部分を含み、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリが、第２のセンサおよび第２の送信機を有する第２のベース部分を含む、判定することと、
前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの第２の位置に向かう前記第１の外科用ロボットカートアセンブリのための第１の経路を計算し、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの第２の位置に向かう前記第２の外科用ロボットカートアセンブリのための第２の経路を計算することと、
前記第１の外科用ロボットカートアセンブリおよび前記第２の外科用ロボットカートアセンブリをそれぞれ、それらの前記第２の位置に向かって自律的に移動させることと、
前記第１の外科用ロボットカートアセンブリがその前記第２の位置に向かって移動し、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリがその前記第２の位置に向かって移動する際、前記第１の経路および前記第２の経路に沿って潜在的な衝突を検出することと、
前記第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリが、それぞれそれらの前記第２の位置に移動すると、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの前記第２の位置および前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの前記第２の位置を用いて環境マップを更新することと、を含む、方法。
（項目１３）
前記手術室センサから取得された前記第１のセンサデータから、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置を判定することと、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置を判定することと、をさらに含む、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１のセンサから第２のセンサデータを取得して、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置を判定することをさらに含む、項目１２に記載の方法。
（項目１５）
前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの前記第２のセンサから第３のセンサデータを取得して、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの前記第１の位置を判定することをさらに含む、項目１２に記載の方法。
（項目１６）
前記第１の外科用ロボットカートアセンブリの前記第２の位置を計算し、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの前記第２の位置を計算して、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリと前記第２の外科用ロボットカートアセンブリとの間の第１の安全距離を維持することと、前記第１の外科用ロボットカートアセンブリおよび前記第２の外科用ロボットカートアセンブリと手術台との間の第２の安全距離を維持することと、をさらに含む、項目１２に記載の方法。
（項目１７）
前記第１の外科用ロボットカートアセンブリと前記第２の外科用ロボットカートアセンブリとの間の距離が、前記第１の安全距離未満であるとき、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリをその第３の位置に自律的に移動させることをさらに含む、項目１６に記載の方法。
（項目１８）
前記第２の外科用ロボットカートアセンブリが、その前記第３の位置に移動されるとき、前記環境マップを更新して、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの現在の位置として、前記第２の外科用ロボットカートアセンブリの前記第３の位置を登録することをさらに含む、項目１７に記載の方法。
（項目１９）
外科用ロボットカートアセンブリであって
ロボットアームと、
ベース部分と、を備え、前記ベース部分は、前記ベース部分上に前記ロボットアームを動作可能に支持するように構成されており、前記ベース部分は、視覚誘導システムを含み、前記視覚誘導システムは、
前記ベース部分上に取り付けられたプロジェクタであって、目標場所に向かう移動方向に対応するパターンを投影するように構成された、プロジェクタと、
前記ベース部分上に取り付けられたディスプレイであって、前記目標場所に向かう前記移動方向に対応する視覚的表示を表現するように構成された、ディスプレイと、
前記ベース部分上に取り付けられ、前記ベース部分上で離間されている複数のライトであって、前記複数のライトのうちの少なくとも１つが、前記目標場所に向かう前記移動方向に対応して選択的に光を放つように構成された、複数のライトと、を有する、外科用ロボットカートアセンブリ。
（項目２０）
前記ベース部分が前記パターンに沿って前記目標場所に向かって移動するに従い、前記プロジェクタによって投影された前記パターンが、変化するように構成されている、項目１９に記載の外科用ロボットカートアセンブリ。

【図面の簡単な説明】

【0026】

本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本開示の実施形態を示しており、上述した開示の一般的な説明および下記の例示的な実施形態の詳細な説明とともに、本開示の原理を説明する役割を果たす。

【図1】本開示によるロボット外科用アセンブリを含むロボット外科用システムの概略図である。

【図2】本開示の実施形態による、ベース部分上に支持されたロボットアームを示す、図１のロボット外科用システムの外科用ロボットカートアセンブリの斜視図である。

【図3】本開示による、図２の外科用ロボットカートアセンブリを位置決めする方法を示すフローチャートである。

【図4】第１の位置にある複数の外科用ロボットカートアセンブリを示す、図１のロボット外科用システムの手術室の上部平面図である。

【図5】第２の位置にある複数の外科用ロボットカートアセンブリを示す、図４の手術室の上部平面図である。

【図6】第３の位置にある複数の外科用ロボットカートアセンブリを示す、図４の手術室の上部平面図である。

【図7】本開示の別の実施形態による、ベース部分上に支持されたロボットアームを示す、図１のロボット外科用システムの外科用ロボットカートアセンブリの斜視図である。

【0027】

【図8】本開示の別の実施形態による、複数の外科用ロボットカートアセンブリを示す、図１のロボット外科用システムの手術室の上部平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

本開示は、手術台に対して１つ以上のロボットアーム（複数可）を最適に位置決めするために１つ以上の外科用ロボットカートアセンブリを目標場所に向けて位置付けおよび移動させるための自動ならびに手動手段を容易にするシステムおよび方法を提供する。本開示の実施形態が図面を参照して詳細に記載され、図面の中で同様の参照番号は、いくつかの図の各々において同一のまたは対応する要素を示す。

【0029】

最初に図１を参照すると、例えば、ロボット外科用システム１などの外科用システムが示される。実施形態では、ロボット外科用システム１は、手術室「ＯＲ」内で使用されるように構成され、具体的には、下記で詳述される手段によって低侵襲様式で処置されるように、手術台「ＳＴ」上に横たわる患者「Ｐ」上で使用するように構成される。ロボット外科用システム１は、概して、複数のロボットアーム２、３と、制御デバイス４と、制御デバイス４と結合された操作コンソール５と、を含む。

【0030】

実施形態では、手術台「ＳＴ」は、１つ以上のセンサ（複数可）１６と、その周囲に配設された送信機１８と、を含む。センサ（複数可）１６は、例えば、無線周波数（ＲＦ）信号（例えば、超広帯域ＲＦ信号）、超音波、および赤外線（ＩＲ）信号を受信するように構成され得、ならびに送信機１８は、同信号を送信するように構成されてもよい。

【0031】

例えば、ロボットアーム２などのロボットアームは、手術台「ＳＴ」に結合されてもよい。代替的に、例えば、ロボットアーム３などのロボットアームは、外科用ロボットカートアセンブリ１００上で支持されてもよい。

【0032】

操作コンソール５は、特に三次元画像を表示するように設定された表示デバイス６と、手動入力デバイス７、８と、を含み、それによって、人（図示せず）、例えば、外科医は、原則として当業者に既知のように、第１の動作モードでロボットアーム２、３を遠隔操作することができる。ロボットアーム２、３の各々は、接合部を通して接続されている複数の部材から構成され得、例えば、患者「Ｐ」を低侵襲様式で治療するためにそこに取り外し可能に取り付けられた電気機械式器具１０などの外科用器具を含み得る。

【0033】

ロボットアーム２、３は、制御デバイス４に接続される電気駆動部（図示せず）によって駆動されてもよい。制御デバイス４（例えば、コンピュータ）は、ロボットアーム２、３およびそれゆえ電気機械式器具１０（電気機械式エンドエフェクタ（図示せず）を含む）が手動入力デバイス７、８によって画定された動きに従って所望の動きを実行するように、特にコンピュータプログラムによって、駆動装置を作動させるように設定される。制御デバイス４は、ロボットアーム２、３および／または駆動装置の動きを調整するように設定することもできる。実施形態では、外科用ロボットカートアセンブリ１００は、手動入力デバイス７、８を介して制御され得る。加えて／代替的に、制御デバイス４は、外科用ロボットカートアセンブリ１００の動きを調節するように構成され得る。

【0034】

ロボット外科用システム１はまた、３つ以上のロボットアーム２、３を含んでもよく、同様に、付加的なロボットアームが制御デバイス４に接続され、操作コンソール５によって遠隔操作可能である。外科用器具、例えば、電気機械式器具１０（電気機械式エンドエフェクタを含む）もまた、付加的なロボットアームに取り付けられてもよい。ロボット外科用システム１はまた、図４～図６に示されるように、例えば、第１の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａおよび第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂなどのロボットアーム３を支持するための複数の外科用ロボットカートアセンブリ１００を含み得る。第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂは、同様に、制御デバイス４および／または手動入力デバイス７、８に接続されるように構成される。

【0035】

実施形態では、ロボット外科用システム１は、１つ以上の手術室センサ１４と通信するデータベース１２をさらに含む。データベース１２は、手術室「ＯＲ」内に配設された実体（例えば、手術台「ＳＴ」ならびに第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂ）の場所を表現する１つ以上の環境マップ１２ａを格納するために提供される。詳細は後述するが、環境マップ１２ａは、事前にプログラムされた入力から生成され、および／または手術室センサ１４から収集されたデータならびに／もしくは手術台「ＳＴ」ならびに第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂから収集されたデータから生成され得る。環境マップ１２ａは、静的マップ部分１２ａ１および動的マップ部分１２ａ２を含む。静的マップ部分１２ａ１は、手術室「ＯＲ」の寸法または境界、および、例えば、手術台「ＳＴ」などの任意のランドマークの場所を表現する。動的マップ部分１２ａ２は、例えば、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂなどの移動可能な実体の現在位置を知らせるデータを繰り返し組み込むことによって生成された現在の作業環境を表現する。

【0036】

データベース１２はまた、例えば、患者「Ｐ」に割り当てられた術前データおよび／または解剖学的アトラスなどの患者データ１２ｂを含み得る。データベース１２はまた、環境マップ１２ａおよび／または患者データ１２ｂが表示デバイス６に表示され得るように、操作コンソール５と結合され得る。

【0037】

手術室センサ１４は、手術室「ＯＲ」の天井に取り付けられた視覚センサ１４ａと、手術台「ＳＴ」の周りに配設されたフロアセンサ１４ｂと、を含み得る。視覚センサ１４ａは、外科用ロボットカートアセンブリ１００のベース部分１３０（図２）ならびに手術台「ＳＴ」の三次元幾何学形状を検出するように構成された、１つ以上のカメラ、ビデオカメラ、および／または撮像装置を含み得る。実施形態では、視覚センサ１４ａは、例えば、外科用ロボットカートアセンブリ１００のベース部分１３０上に配設されたしるしおよび／または幾何学的マーキングなどの固有のマーカー「Ｍ」を識別ならびに追跡するように構成され得る。フロアセンサ１４ｂは、センサ付き床カバー内に組み込まれ、外科用ロボットカートアセンブリ１００のベース部分１３０のポーズまたは配向を検出するように構成され得る。データベース１２および手術室センサ１４は、制御デバイス４が、環境マップ１２ａ、患者データ１２ｂ、および手術室センサ１４からの情報を組み込んで、外科用カートロボットアセンブリ１００の動きを調整することができるように、制御デバイス４と結合される。

【0038】

図１に示されるように、上記で詳述したロボット外科用システム１の様々な構成要素は、有線および／または無線手段を介して互いに結合されて、それらの間でデータを送受信することができる。

【0039】

ロボット外科用システムの構成および動作の詳細な考察については、その全容が、参照により本明細書に組み込まれる、２０１１年１１月３日に出願された、米国特許第８，８２８，０２３号、名称「Ｍｅｄｉｃａｌ Ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ」で参照することができる。

【0040】

図２を参照すると、本開示に従って使用するように構成された外科用ロボットカートアセンブリ１００の１つの例示的な実施形態が、概して識別されるが、本開示の態様および特徴は、任意の好適な外科用ロボットカートアセンブリに同様に組み込まれることもまた想定される。外科用ロボットカートアセンブリ１００は、概して、ロボットアーム３と、垂直カラム１２０と、ベース部分１３０と、を含む。ベース部分１３０は、それに結合された複数のキャスター１４０、１５０、および１６０を含む。キャスター１４０、１５０、および１６０の各々は、それぞれの枢動軸を中心に旋回するように構成され、外科用ロボットカートアセンブリ１００が移動すること、または外科用ロボットカートアセンブリ１００の移動を抑制することを可能にするように構成される。

【0041】

外科用ロボットカートアセンブリの構造および動作の詳細な考察については、その各々の全容が、参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年４月３日に出願された、米国特許出願第１５／７６５，５４４号、名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＲＯＢＯＴＩＣ ＣＡＲＴ ＷＩＴＨ ＳＥＬＥＣＴＩＶＥ ＷＨＥＥＬ ＡＬＩＧＮＭＥＮＴ」、および／または２０１８年４月１６日に出願された、米国仮特許出願第６２／６５８，１０１号、名称「ＧＲＡＶＩＴＹ ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＩＯＮ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴＩＣ ＡＲＭ」で参照することができる。

【0042】

引き続き図２を参照すると、外科用ロボットカートアセンブリ１００は、カメラ１３２と、１つ以上のセンサ（複数可）１３４と、送信機１３６と、ベース部分１３０上に配設された固有のマーカー「Ｍ」と、を含む。実施形態では、センサ（複数可）１３４は、ベース部分１３０の周囲に沿って離間し、かつ配設され得、そのため、ベース部分１３０の相対的なポーズまたは配向は、センサ（複数可）１３４のうちのどれが最初に、例えば、第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂの送信機１３６（図４）および／または手術台「ＳＴ」の送信機１８などのソースから信号を受信するかを判定することによって取得され得る。代替的に、カメラ１３２、センサ（複数可）１３４、送信機１３６、および固有のマーカー「Ｍ」は、外科用ロボットカートアセンブリ１００の他の構成要素（例えば、垂直カラム１２０）の周りに配設され得る。

【0043】

手術台「ＳＴ」のセンサ（複数可）１６と同様に、センサ（複数可）１３４は、例えば、ＲＦ信号（例えば、超広帯域ＲＦ信号）、超音波、およびＩＲ信号を受信するように構成され得、手術台「ＳＴ」の送信機１８と同様に、送信機１３６は、同信号を送信するように構成され得る。図３～図６を参照して下記で詳述されるように、手術台「ＳＴ」のセンサ（複数可）１６、および送信機１８、ならびに外科用ロボットカートアセンブリ１００のカメラ１３２、センサ（複数可）１３４、および送信機１３６は、例えば、第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂに対する第１の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａおよび手術室「ＯＲ」内に配設された手術台「ＳＴ」の正確かつロバストな位置特定を協働して提供するように構成されることが企図される。さらに、手術台「ＳＴ」のセンサ（複数可）１６、および送信機１８、ならびにカメラ１３２、センサ（複数可）１３４、および送信機１３６は、複数の外科用ロボットカートアセンブリ１００の各々の、手術台「ＳＴ」に対する相対的な配向の正確な測定を協働して提供するように構成される。

【0044】

図１および図２と連動して、図３～図６を参照すると、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂのロボットアーム３が、互いに対して最適に配置され、特定のタスクを完了するように、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂを手術台「ＳＴ」の周りに自動的に位置決めするためにロボット外科システム１を使用する例示的な方法が、説明される。２つの外科用ロボットカートアセンブリのみが記載されているが、任意の数の外科用ロボットカートアセンブリが、ロボット外科システム１に組み込まれ得ることが企図される。以下で詳述されるように、手術台「ＳＴ」の周りに第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂを位置決めするプロセスは、概して、位置特定段階（例えば、ステップＳ２００）、経路計画段階（例えば、ステップＳ２０８）、移動段階（例えば、ステップＳ２１４）、および配置段階の確認（例えば、ステップＳ２２４）を含む。ロボット外科用システム１は、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂと手術室「ＯＲ」内に位置付けられた任意の実体との間の不注意な衝突を防止するために、以下に詳述する様々な段階に組み込まれた安全システムを提供することが企図される。この安全システムは、例えば、物体の３Ｄ表面ポイントのクラウドを生成するＬＩＤＡＲなどのセンサを組み込み、アームおよびテーブルの、互いに対する縁部または周辺／境界の物理的な存在を識別する。安全システムは、この境界情報を互いに、かつ手術台に対するカートの現在の動き、ならびに予測される将来の動きと結び付けて、衝突の可能性を判定し、そうであればカート（複数可）の経路（複数可）を互いにおよび／または手術台に対して調節するであろう。この安全システムはまた、アームおよび／または手術台の既知の幾何学的構成を、同アームおよび／または手術台の既知のポーズと結びつけて、潜在的な衝突を計算し、これを防止するための修正措置を講じることもできる。このように、表面境界を測定するためのセンサは必要ではない。手術室のスタッフおよび／または手術屋の周りを移動する機器など、以前の形状が未知の物体との潜在的な衝突を評価する場合は、表面形状測定センサの使用が望ましいことに注意されたい。

【0045】

最初に図３～図４を参照すると、ステップＳ２００では、位置特定段階が、開始される。位置特定段階の開始に続いて、ステップＳ２０２では、センサデータが取得されて、ステップＳ２０４では、第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂおよび手術台「ＳＴ」に対する第１の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａの現在位置「ＰＡ１」、ならびに、第１の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａおよび手術台「ＳＴ」に対する第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂの現在位置「ＰＢ１」を判定する。実施形態では、センサデータは、手術室「ＯＲ」の視覚センサ１４ａおよびフロアセンサ１４ｂから取得される。代替的に／加えて、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂの現在位置「ＰＡ１」および「ＰＡ２」は、それぞれ、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂと手術台「ＳＴ」との間で信号を送信ならびに受信することによって判定され得る。

【0046】

実施形態では、オペレータまたは臨床医「Ｃ」が手術室「ＯＲ」内に位置付けられる場合、臨床医「Ｃ」は、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂ、ならびに手術台「ＳＴ」に対する、臨床医「Ｃ」の現在位置「ＰＣ１」に対応する信号を送信するように構成されたタグ１３８を提供され得る。臨床医「Ｃ」の現在位置「ＰＣ１」は、視覚センサ１４ａ、床センサ１４ｂ、手術台「ＳＴ」のセンサ（複数可）１６、および／または第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂの各々のカメラ１３２およびセンサ（複数可）１３４のうちの１つ以上によって判定され得る。

【0047】

位置特定段階に続いて、ステップＳ２０６では、環境マップ１２ａは、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂおよび臨床医「Ｃ」の現在位置「ＰＡ１」、「ＰＢ１」、および「ＰＣ１」をそれぞれ、動的マップ部分１２ａ２に組み込むこと、ならびに動的マップ部分１２ａ２を静的マップ部分１２ａ１に組み込みかつ位置合わせして、手術室「ＯＲ」の境界内の現在位置「ＰＡ１」、「ＰＢ１」、および「ＰＣ１」の表現を提供することによって更新される。

【0048】

次に図３と連動して、図５を参照すると、ステップＳ２０８では、経路計画段階が、制御デバイス４によって開始される。ステップＳ２１０では、制御デバイス４は、少なくとも位置確認段階中に収集された更新された環境マップ１２ａおよび患者データ１２ｂを使用して、第１の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａに対する第２の目標位置「ＰＡ２」、および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂに対する第２の目標位置「ＰＢ２」を計算して、手術台「ＳＴ」に対して、各ロボットアーム３（図２）を最適に位置決めする。ステップＳ２１０は、第１の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａに対する経路「Ｘ１」および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂに対する経路「Ｘ２」をプロットすることを含み、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂの第２の位置「ＰＡ２」および「ＰＢ２」にそれぞれ、向かう途中のあらゆる障害物を回避する。

【0049】

実施形態では、図５に示されるように、制御デバイス４は、第１の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａの経路「Ｘ１」を計算して、第１の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａと手術台「ＳＴ」との間の衝突を回避し、ならびに第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂの経路「Ｘ２」を計算して、第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂと臨床医「Ｃ」との間の衝突を回避する。

【0050】

次にステップＳ２１２では、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂが第２の位置「ＰＡ２」および「ＰＢ２」にそれぞれあるとき、制御デバイス４が、第１の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａと第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂとの間に安全距離「Ｄ１」があり、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂの各々と手術台「ＳＴ」との間に安全距離「Ｄ２」があると判定する場合、制御デバイス４は、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂにそれぞれの第２の位置「ＰＡ２」および「ＰＢ２」に向かって移動するように命令する。

【0051】

しかしながら、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂが、第２の位置「ＰＡ２」および「ＰＢ２」にそれぞれあるとき、制御デバイス４が、第１の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａと第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂとの間の距離が、安全距離「Ｄ１」未満となり、および／または第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂの各々と手術台「ＳＴ」との間の距離が、安全距離「Ｄ２」未満となると判定する場合、ロボット外科用システム１は、ステップＳ２０２に戻って、上記のようにさらなるセンサデータを取得する。

【0052】

図３、図５、および図６を参照すると、一度経路計画段階が完了すると、移動段階は、ステップＳ２１４で開始され、その間に、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂは、制御デバイス４から受信した命令に基づいて、それぞれ、第２の位置「ＰＡ２」および「ＰＢ２」に向かって自律的に移動する。第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂは、それぞれ、第２の位置「ＰＡ２」および「ＰＢ２」に向かって、連続的または同時に移動され得ることが企図される。第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂは、それらの自動化された動きのために動力付きホイールおよびステアリングアセンブリを備え得ることが企図される。

【0053】

ステップＳ２１６では、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂが、それぞれ、第２の位置「ＰＡ２」および「ＰＢ２」に向かって移動する際、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂの各々のセンサ（複数可）１３４は、上記の経路計画段階で障害物を事前に検出するだけでなく、近接接触電位の兆候を継続的に検出するように構成される。近接接触電位は、コンピュータグラフィックスおよびロボットナビゲーション（例えば、“ＦＣＬ：Ａ ｇｅｎｅｒａｌ ｐｕｒｐｏｓｅ ｌｉｂｒａｒｙ ｆｏｒ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ ｑｕｅｒｉｅｓ，”Ｒｏｂｏｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ（ＩＣＲＡ），２０１２ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ，ＤＯＩ１０．１１０９／ＩＣＲＡ．２０１２．６２２５３３７を参照）から確立された技術を使用して計算することができる。

【0054】

ステップＳ２１６において、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂが、図６に示されるように、それぞれ、第２の位置「ＰＡ２」および「ＰＢ２」に位置付けられて、第１の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａと第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂとの間の潜在的な接触距離「Ｄ３」が、第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂのセンサ（複数可）１３４によって検出される場合、ステップＳ２１８では、第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂは、トラブルシューティングが必要かどうかを判定するように構成される。

【0055】

ステップＳ２２０では、トラブルシューティングが必要な場合、第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂは、動きを停止し、送信機１３６を介して手術室「ＯＲ」内の臨床医「Ｃ」および／または手術室「ＯＲ」外の観察者（図示せず）に、第１の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａまたは手術台「ＳＴ」との衝突の可能性を示す信号を送信するように構成される。

【0056】

ステップＳ２２２では、トラブルシューティングが必要でない場合、第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂは、第１の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａまたは手術台「ＳＴ」との衝突の可能性を示す制御デバイス４に送信機１３６を介して信号を送るように構成される。第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂからの表示に従って、制御デバイス４は、第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂに対する第３の位置「ＰＢ３」を判定し、そのため第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂが、第１の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａまたは手術台「ＳＴ」との衝突を回避する。第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂの第３の位置「ＰＢ３」は、第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂが第１の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａおよび手術台「ＳＴ」との衝突を回避しながら、その特定のタスクを実行し続けることができるように計算されることが企図される。

【0057】

一度第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂの第３の位置「ＰＢ３」が判定されると、ロボット外科用システム１は、ステップＳ２１４に戻り、移動段階が開始されて、第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂを第３の位置「ＰＢ３」に移動させる。図６には具体的には示されないが、第１の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａは、第１の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａと第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂとの間の潜在的接触距離「Ｄ３」の検出に応答して、第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂと同様に動作するように構成されることが企図される。

【0058】

引き続き図３を参照して、代替的に、第１の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａと第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂとの間の潜在的な接触距離「Ｄ３」が、第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ｂのセンサ１３４によって検出されない場合、ステップＳ２１６に続いて、ステップＳ２２４で、配置段階の確認が開始される。一度制御デバイス４が、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂがそれぞれの指定された位置（例えば、位置「ＰＡ２」および「ＰＢ２」または「ＰＢ３」）にあると判定すると、ステップＳ２２６では、環境マップ１２ａが、ステップＳ２０４のプロセスと同様に更新される。具体的には、環境マップ１２ａの動的マップ部分１２ａ２は、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂの位置「ＰＡ２」および「ＰＢ２」／「ＰＢ３」をそれぞれ、それぞれの現在の位置として登録するように更新される。次に、環境マップ１２ａの更新された動的マップ部分１２ａ２は、環境マップ１２ａの静的マップ部分１２ａ１に再度組み込まれるか、または位置合わせされて、手術室「ＯＲ」の境界内の現在位置「ＰＡ２」および「ＰＢ２」／「ＰＢ３」の表現を提供する。

【0059】

配置段階の確認に続いて、ステップＳ２２８では、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂは、それぞれの指定されたタスク（例えば、医療処置）を実行するように構成される。図３～図６を参照して上記の方法ステップで説明されたように、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ１００ａ、１００ｂの位置にさらなる調整を行うことができることが企図される。

【0060】

ここで図７を参照すると、本開示の別の態様に従って提供される外科用ロボットカートアセンブリ３００が、示される。外科用ロボットカートアセンブリ１００と同様に、外科用ロボットカートアセンブリ３００は、概して、ロボットアーム３０と、垂直カラム３２０と、ベース部分３３０と、を含む。ベース部分３３０は、それに結合された複数のキャスター３４０、３５０、および３６０を含む。

【0061】

ベース部分３３０はまた、視覚誘導システム３３１および搭載安全システム３７０を含む。視覚誘導システム３３１は、外科用ロボットカートアセンブリ３００が、手動で移動される必要のある場所に関して臨床医「Ｃ」に指示するように構成される。実施形態では、視覚誘導システム３３１は、ベース部分３３０の底面または床に面する表面３３０ａ上で支持されたジンバル３３４上に取り付けられたプロジェクタ３３２を含む。実施形態では、視覚誘導システム３３１はまた、ディスプレイ３３６と、その上面３３０ｂ上に取り付けられた１つ以上のライト（複数可）３３８と、を含む。ライト（複数可）３３８は、離間され得、ベース部分３３０の周囲に配設されてもよい。

【0062】

さらに図７と連動して、図８を参照すると、手術台「ＳＴ」の周囲の第１の外科用ロボットカートアセンブリ３００ａおよび第２の外科用ロボットカートアセンブリ３００ｂの手動位置決め手段が、記載される。図２～図６を参照して上記で説明された自動位置決め手段と同様に、手動位置決め手段は、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ３００ａ、３００ｂの各々のロボットアーム３０の、相互および手術台「ＳＴ」に対する最適な位置決めを容易にして、特定のタスクを完了するように構成される。

【0063】

実施形態では、各第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ３００ａ、３００ｂのプロジェクタ３３２は、パターン「Ａ１」および「Ｂ１」を、それぞれ、手術室「ＯＲ」の床上に送信または投影するように構成され、それは、臨床医「Ｃ」に指示し、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ３００ａ、３００ｂを、それぞれ、目標場所「Ａ２」および「Ｂ２」に向かって移動させる。実施形態では、手術室「ＯＲ」の天井に取り付けられた視覚センサ１４ａは、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ３００ａ、３００ｂ、それぞれに対して、パターン「Ａ１」、および「Ｂ１」、ならびに目標場所「Ａ２」および「Ｂ２」を同時に投影するように構成されたプロジェクタ１４ｃを含み得る。代替的に、プロジェクタ１４ｃは、手術台「ＳＴ」の上部の手術室のライト（図示せず）内に代わりに配設されてもよい。臨床医「Ｃ」が第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ３００ａ、３００ｂをそれぞれ、目標場所「Ａ２」および「Ｂ２」に向かって移動する際、パターン「Ａ１」および「Ｂ１」は、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ３００ａ、３００ｂの正確な配置が達成されるまで、変化して、更新された方向を提供するように構成されることが企図される。それぞれの目標場所「Ａ２」および「Ｂ２」に到達すると、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ３００ａ、３００ｂは、目標場所「Ａ２」および「Ｂ２」に到達したという可聴および／または可視的表示を提供するように構成される。

【0064】

実施形態において、ベース部分３３０上のディスプレイ３３６は、方向の視覚的表示３３７を表示して、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ３００ａ、３００ｂを移動するように構成される。ディスプレイ３３６の視覚的表示３３７は、例えば、目標場所「Ａ２」および「Ｂ２」に、それぞれ到達するために、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ３００ａ、３００ｂが移動する必要がある距離に従って、スケーリングされた矢印などの幾何学的しるしを含み得る。実施形態では、ディスプレイ３３６の視覚的表示３３７は、目標場所「Ａ２」および「Ｂ２」へそれぞれ、残りの距離の数値のしるしを含み得る。ディスプレイ３３６は、目標場所「Ａ２」および「Ｂ２」に到達するまで視覚的表示３３７を連続して更新するように構成される。実施形態では、ベース部分３３０の周囲に配設されたライト（複数可）３３８は、選択的に光を放ち、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ３００ａ、３００ｂを特定の方向に移動させるための表示を提供するように構成され得る。

【0065】

さらに、図８に示されるように、臨床医「Ｃ」は、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ３００ａ、３００ｂを移動させる必要がある場所の視覚的表示、ならびに目標場所「Ａ２」および「Ｂ２」にそれぞれ到達するための動的な経路の更新を含む、手術室「ＯＲ」の拡張ビューを提供するように構成された、拡張現実ディスプレイデバイス「ＡＲ」を備え得る。拡張現実ディスプレイデバイス「ＡＲ」はまた、衝突を回避するために、速度の表示、ならびに第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ３００ａ、３００ｂの動きを遅くする必要性を提供するように構成され得る。

【0066】

安全システム３７０は、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ３００ａ、３００ｂが臨床医「Ｃ」によって移動された際、視覚誘導システム３３１と連動して動作して、第１の外科用ロボットカートアセンブリ３００ａおよび第２の外科用ロボットカートアセンブリ３００ｂと手術台「ＳＴ」との間の衝突を防止するように構成される。実施形態では、安全システム３７０は、ベース部分３３０の複数のキャスター３４０、３５０、および３６０のうちの１つ以上にブレーキをかけるためにロック機構を選択的にトリガーするように構成される。安全システム３７０はまた、第１および第２の外科用ロボットカートアセンブリ３００ａ、３００ｂがトラブルシューティングを必要とする場合に、制御デバイス４（図１）と通信するように構成される。

【0067】

本開示のいくつかの実施形態が図面に示されているが、本開示は当該技術分野が許容する範囲において同じく広範とし意図されており、本明細書も同様に読み取られるべきと意図されるので、本開示はこれらの実施形態に限定されるものではない。上記の実施形態の任意の組み合わせがまた、想定され、特許請求される発明の範囲内でなる。したがって、上記の説明は、限定的であるとして解釈されるべきではなく、特定の実施形態の単なる例示として解釈されるべきである。当業者は本明細書に添付されている特許請求の範囲の範囲および趣旨内での他の修正を想定するであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】