特表 2022-551274 経路をたどるための制御された関節アーム付きのロボット手術介入装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-12-08

(54)【発明の名称】経路をたどるための制御された関節アーム付きのロボット手術介入装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 34/32 20160101AFI20221201BHJP

   A61F 11/20 20220101ALI20221201BHJP

【ＦＩ】

A61B34/32

A61F11/20

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022520626

(86)(22)【出願日】2020-10-01

(85)【翻訳文提出日】2022-05-23

(86)【国際出願番号】 FR2020051724

(87)【国際公開番号】W WO2021064331

(87)【国際公開日】2021-04-08

(31)【優先権主張番号】1911028

(32)【優先日】2019-10-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522116421

【氏名又は名称】コリン

【氏名又は名称原語表記】ＣＯＬＬＩＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100118843

【弁理士】

【氏名又は名称】赤岡 明

(72)【発明者】

【氏名】ステファヌ、マザレグ

(72)【発明者】

【氏名】アルマン、チャプリンスキー

(57)【要約】

このロボット手術介入装置は、作動モータ（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６）を有する関節アーム（１０）であって、手術器具（１２）を保持する遠位端、経路に沿って手術器具（１２）の機能的な端（２４）を動かす関節アーム（１０）の周辺制御機器（２８）、および周辺制御機器（２８）によって提供される運動命令を処理して、それらを関節アーム（１０）の作動モータを制御する命令へと変換する手段（３２）を含む。これは、関節アーム（１０）の自動逆行トリガ（３４）をさらに含み、トリガ（３４）の作動は、完了した経路に沿った手術器具（１２）の機能的な端の逆行運動のため、関節アーム（１０）の作動モータ（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６）の各々に個々の逆行制御命令が送信されることを引き起こす。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

－作動モータ（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６）を有する関節アーム（１０）であって、その遠位端は、手術器具（１２）を保持することを目的とする、関節アーム（１０）、
－経路に沿って前記手術器具（１２）の機能的な端（２４）を動かす前記関節アーム（１０）の周辺制御機器（２８）、および
－前記周辺制御機器（２８）によって提供される運動命令を処理して、それらを前記関節アーム（１０）の前記作動モータ（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６）の各々の個々の制御命令へと変換する手段（３２）、を含むロボット手術介入装置であって、
前記ロボット手術介入装置は、オペレータによって機械的に作動され得る前記関節アーム（１０）の自動逆行トリガ（３４）をさらに含み、前記トリガ（３４）の作動は、前記周辺制御機器（２８）からの任意の運動命令とは無関係に、完了した経路に沿った前記手術器具（１２）の前記機能的な端（２４）の逆行運動のため、前記関節アーム（１０）の前記作動モータ（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６）の各々に個々の逆行制御命令を送信することを引き起こすことを特徴とする、ロボット手術介入装置。

【請求項2】

前記自動逆行トリガ（３４）の作動が、前記周辺制御機器（２８）によって提供される新規運動命令の処理の保留を引き起こすように構成される、請求項１に記載のロボット手術介入装置。

【請求項3】

－前記処理手段（３２）は、前記経路に沿った前記機能的な端（２４）の制御された運動の間、前記関節アーム（１０）の連続的な位置付けの順序系列をメモリ（５０）に記憶する手段（３６、４８）を含み、
－前記処理手段（３２）は、前記自動逆行トリガ（３４）の作動が、前記関節アーム（１０）の連続的な逆行を、この順序系列の最後の記憶された位置付けから最初の記憶された位置付けまで段階的に引き起こすように構成される、請求項１または２に記載のロボット手術介入装置。

【請求項4】

前記関節アーム（１０）の前記連続的な位置付けの順序系列の各々の記憶された位置付けは、前記関節アーム（１０）の前記作動モータ（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６）の位置のセットを含む、請求項３に記載のロボット手術介入装置。

【請求項5】

前記記憶手段（３６、４８）は、一定の時間間隔で前記関節アーム（１０）の前記連続的な位置付けをメモリ（５０）に記憶するように構成される、請求項３または４に記載のロボット手術介入装置。

【請求項6】

前記関節アーム（１０）の前記連続的な位置付けの順序系列が記憶される前記メモリ（５０）は、スタック構造として構成される、請求項３～５のいずれか一項に記載のロボット手術介入装置。

【請求項7】

前記自動逆行トリガ（３４）は、前記関節アーム（１０）の前記自動逆行の速度を、前記オペレータによって加えられる圧力の関数として変化させる速度バリエータを伴う停止ペダルまたはプッシュボタンを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載のロボット手術介入装置。

【請求項8】

前記処理手段（３２）は、圧力が前記オペレータによって前記自動逆行トリガ（３４）にそれ以上印加されなくなるとすぐに、現在の自動逆行を停止し、前記周辺制御機器（２８）によって提供される新規運動命令を処理することを再開するように構成される、請求項７に記載のロボット手術介入装置。

【請求項9】

前記周辺制御機器（２８）は、６Ｄジョイスティックである、請求項１～８のいずれか一項に記載のロボット手術介入装置。

【請求項10】

患者に対する中耳または内耳手術介入のために構成および寸法決定され、前記手術器具（１２）自体が患者の中耳または内耳手術介入器具である、請求項１～９のいずれか一項に記載のロボット手術介入装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、手術介入のためのロボット装置、特に、耳鼻科の分野に関するが、これに限られない。

【0002】

本発明は、より詳細には、
作動モータを有する関節アームであって、その遠位端は、手術器具を保持する、関節アーム、
経路に沿って手術器具の機能的な端を動かす関節アーム周辺制御機器、および
周辺制御機器によって提供される運動命令を処理して、それらを、関節アームの作動モータの各々を制御する個々の制御命令へと変換する手段
を含むロボット手術介入装置に当てはまる。

【背景技術】

【0003】

そのような装置は、台湾の台北にて、２０１０年１０月１８～２２日に開催されたＩＥＥＥ／ＲＳＪ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｒｏｂｏｔｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓにおいて公開された「ＲｏｂＯｔｏｌ： ｆｒｏｍ ｄｅｓｉｇｎ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｒｏｂｏｔ ｆｏｒ ｍｉｄｄｌｅ ｅａｒ ｓｕｒｇｅｒｙ」という表題のＭｉｒｏｉｒらによる論文に説明されている。それは、患者の中耳または内耳に対する耳鼻科手術介入に特によく適した構造および運動学を提示する。これらの介入は、誤った動きに敏感であり、そのため、ロボット支援は大いに役立つ。

【0004】

それにもかかわらず、この支援があったとしても、彼又は彼女が一般的に手術しなければならない狭い体積を考えると、医師は、周辺制御機器を操作するときに誤った行為をする場合がある。大半の場合において、手術行為の精度が、わずかな偏向は全く重大ではなく、容易に修正され得るようなものであっても、許容誤差がゼロまたはほぼゼロであるという特定の状況も存在する。これは、例えば、患者の耳の内側で耳鼻科手術器具を離脱するときに当てはまる。手術器具の機能的な端の接触のためにこれによってたどられる経路は、機能的な端が展開することになる隙間を前提とすると、複雑になり得るため、その除去は、完了した経路を考慮しなければならない場合に厄介になり得る。さらには、そのような除去は、緊急事態において望ましいため、それは高速でなければならない。この実行の速度は、医師にとってのストレス、および誤った行為の増大したリスクを付与する。

【0005】

より一般的には、手術器具を保持し、周辺制御機器の助けを借りて操作されるロボット装置によって支援される任意の種類の手術介入において、手術器具の迅速な除去が所望される場合のほんのわずかな不正確さが重大な結果を及ぼし得る状況は非常に多い。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

故に、上述した問題および制約の少なくとも一部を回避することを可能にするロボット装置を提供することが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0007】

したがって、
－作動モータを有する関節アームであって、その遠位端は、手術器具を保持する、関節アーム、
－経路に沿って手術器具の機能的な端を動かす関節アームを制御する周辺制御機器、および
－周辺制御機器によって提供される運動命令を処理して、それらを、関節アームを作動させる作動モータの各々を制御する個々の制御命令へと変換する手段、を含むロボット手術介入装置であって、
関節アームの自動逆行トリガをさらに含み、その作動は、周辺制御機器の任意の運動命令とは無関係に、完了した経路に沿った手術器具の機能的な端の逆行運動のため、関節アームの作動モータの各々に個々の逆行制御命令を送信することを引き起こす、ロボット手術介入装置が提案される。

【0008】

このやり方では、いかなる逆行も、逆行経路が厳密にたどられるという保証を伴って、トリガによって、および周辺制御機器の助けなしに、自動的に実行され得る。上で述べた厄介な状況において、これは、制限された体積においても、または隙間があっても、および自動逆行がトリガされるとき周辺制御機器によって発行されるいかなる命令にも関係なく、望ましい引き込みからのいかなる偏向も防ぐ。

【0009】

任意選択で、ロボット装置は、自動逆行トリガの作動が、周辺制御機器によって提供される新規運動命令の処理の保留を引き起こすように構成される。

【0010】

また任意選択で、
－処理手段は、経路に沿った機能的な端の制御された運動の間、関節アームの連続的な位置付けの順序系列をメモリに記憶する手段を含み、
－処理手段は、自動逆行トリガの作動が、関節アームの連続的な逆行を、この順序系列の最後の記憶された位置付けから最初の記憶された位置付けまで段階的に引き起こすように構成される。

【0011】

また任意選択で、関節アームの連続的な位置付けの順序系列の各々の記憶された位置付けは、関節アームの作動モータの位置のセットを含む。

【0012】

また任意選択で、記憶手段は、一定の時間間隔で関節アームの連続的な位置付けをメモリに記憶するように構成される。

【0013】

また任意選択で、関節アームの連続的な位置付けの順序系列が記憶されるメモリは、スタック構造に構成される。

【0014】

また任意選択で、自動逆行トリガは、関節アームの自動逆行の速度を、オペレータによって加えられる圧力の関数として変化させる速度バリエータを伴う停止ペダルまたはプッシュボタンを含む。

【0015】

また任意選択で、処理手段は、圧力がオペレータによって自動逆行トリガにそれ以上印加されなくなるとすぐに、現在の自動逆行を停止し、周辺制御機器によって提供される新規運動命令を処理することを再開するように構成される。

【0016】

また任意選択で、周辺制御機器は、６Ｄジョイスティックである。

【0017】

また任意選択で、本発明に係るロボット手術介入装置は、患者に対する中耳または内耳手術介入のために構成およびサイズ決定されてもよく、手術器具自体は患者の中耳または内耳手術介入器具である。

【0018】

本発明は、単に例として提供され、添付の図面を参照する、以下の説明の助けを借りてよりよく理解されるものとする。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態に係る、ロボット手術介入装置の一般的な構造を概略的に示す図である。

【0020】

【図2】本発明の実施形態に係る、図１のロボット装置を使用した手術介入方法の連続ステップを示す図である。

【0021】

【図3】図２の方法を実行することによって実現されるシナリオの例を示す図である。

【0022】

図１を参照すると、本発明の実施形態に係るロボット手術介入装置は、手術器具１２を保持する作動モータを有する関節アーム１０を含む。この図に示された非限定的な例は、より詳細には、患者の中耳または内耳の耳鼻科手術における応用のためのロボット装置のものであり、その構造および運動学は、Ｍｉｒｏｉｒらによる上述した文書の教示に従って最適化される。関節アーム１０は、故に、その基部から手術器具１２を保持するその端までに、直列の３つのモータ駆動の角柱リンクに続く直列の３つのモータ駆動のロトイド（ｒｏｔｏｉｄ）リンクを有する。

【0023】

第１モータＭ１によって作動される第１角柱リンクＬ１は、第１モータＭ１に関係している第１局所直交デカルト座標系（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）の軸Ｚ１に沿った（例えば、垂直）関節アーム１０の第１部材１４の並進運動を可能にする。第１モータＭ１は、第１局所座標系（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）がロボット装置の固定基部に関係しているグローバル直交デカルト座標系（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０）と同じ方向を有するように、ロボット装置に装着される。故に、第１部材１４の運動軸は、Ｚ０に平行である。

【0024】

第１部材１４の一端によって保持される第２モータＭ２によって作動される第２角柱リンクＬ２は、第２モータＭ２に関係している第２局所直交デカルト座標系（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）の軸Ｚ２に沿って関節アーム１０の第２部材１６の並進運動を可能にする。第２局所座標系（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）は、そのＺ２軸がＸ１軸に平行であるように、第１局所座標系（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）のＹ１軸に対して直角に回される。故に、第２部材１６の運動軸は、Ｘ０に平行である。

【0025】

第２部材１６の一端によって保持される第３モータＭ３によって作動される第３角柱リンクＬ３は、第３モータＭ３に関係している第３局所直交デカルト座標系（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）の軸Ｚ３に沿って関節アーム１０の第３部材１８の並進運動を可能にする。第３局所座標系（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）は、そのＺ３軸がＹ２軸に平行であるように第２局所座標系（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）のＸ２軸に対して直角に回され、Ｙ２軸自体はＹ１軸に平行である。故に、第３部材１８の運動軸は、Ｙ０に平行である。

【0026】

第３部材１８の一端によって保持される第４円柱モータＭ４によって作動される第４ロトイドリンクＬ４は、第４モータＭ４に関係している第４局所直交デカルト座標系（Ｘ４、Ｙ４、Ｚ４）軸Ｚ４を中心に、関節アーム１０の第４部材２０の回転運動を可能にする。

【0027】

第４部材２０の一端によって保持される第５円柱モータＭ５によって作動される第５ロトイドリンクＬ５は、第５モータＭ５に関係している第５局所直交デカルト座標系（Ｘ５、Ｙ５、Ｚ５）の軸Ｚ５を中心に、関節アーム１０の第５部材２２の回転運動を可能にする。

【0028】

最後に、第５部材２２の一端によって保持される第６円柱モータＭ６によって作動される第６ロトイドリンクＬ６は、第６モータＭ６に関係している第６局所直交デカルト座標系（Ｘ６、Ｙ６、Ｚ６）の軸Ｚ６を中心に、手術器具１２の回転運動を可能にする。

【0029】

図１の特に興味深い構成に従って、３つのロトイドリンクの３つのそれぞれの回転軸Ｚ４、Ｚ５、およびＺ６は、手術器具１２の機能的遠位端２４の同じ中心点で収束し、故にこの点を枢支点にする。これは、角柱リンクのモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３のいかなる作動もなしに、ロトイドリンクのモータＭ４、Ｍ５、Ｍ６のうちの少なくとも１つを作動させる任意の命令が、グローバル座標系（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０）における手術器具１２のいかなる運動もなしに、手術器具１２の回転をその枢支点を中心に引き起こすことを意味する。

【0030】

手術器具１２は、関節アーム１０に、より詳細には、モータＭ６に接続されているアーム１０の対応する装着端に装着する近位端２６を有する。この装着は、例えば、有利には、特許ＦＲ２ ９９８ ３４４ Ｂ１に説明されるロッキングシステムに従ってなされるが、これは必須ではない。意図した用途に適合な任意の他の締結システムも適合する。

【0031】

手術器具１２は、局所デカルト座標系（Ｘｐ、Ｙｐ、Ｚｐ）が規定され関係している周りのその主軸Ｚｐが、近位装着端２６の中心点を手術器具１２の遠位機能端２４の枢支点に接続するものであるように、直線形態を有してもよい。この場合、図１に示されないが、Ｚｐ軸は、Ｚ６軸と併合する。

【0032】

代替として、および図１に示されたように、それは、特許出願ＦＲ３ ０６６ ３７８ Ａ１に説明されるものなどのずれた部を有する手術器具であってもよい。この場合、それに関係している局所デカルト座標系（Ｘｐ、Ｙｐ、Ｚｐ）がまだ規定されている周りのその主軸Ｚｐは、この器具の直線遠位部のものであり、その近位固定端２６の中心点をその機能的遠位端２４の枢支点に接続する軸Ｚ６に対して軸外である。

【0033】

ロボット手術介入装置は、６つのモータＭ１～Ｍ６を作動させることによって、３つの並進自由度および３つの回転自由度に従って望ましい経路に沿った手術器具１２の機能的遠位端２４の運動を可能にするように適合される、６Ｄジョイスティックまたは任意の他の均等の装置などの、関節アーム１０の周辺制御装置２８をさらに含む。それはまた、特に、手術フェーズ中の手術器具１２の、その経路に沿った任意の運動を表示および監視する、画面３０を含み得る。

【0034】

ロボット手術介入装置は、周辺制御機器２８によって提供される運動命令を処理して、それらを、関節アーム１０のモータＭ１～Ｍ６の各々を制御する個々の制御命令へと変換する手段をさらに含む。これらの処理手段は、電子回路３２の形態を取ってもよい。

【0035】

ロボット手術介入装置は、関節アーム１０の自動逆行トリガ３４をさらに含む。例えば、それは、オペレータによって加えられる圧力の関数として、関節アーム１０の自動逆行の速度を変化させる速度バリエータを伴う停止ペダルまたはプッシュボタン装置であってもよい。その機能は、例えば、それがペダルである場合、足圧によって作動されると、周辺制御機器２８からの任意の運動命令とは無関係に、完了した経路に沿った手術器具１２の機能的な端２４の逆行運動のため、６つの作動モータＭ１～Ｍ６の各々に個々の逆行制御命令を送信することを引き起こすことになる。手術行為において、トリガ３４は、足によるその作動が医師の手を自由にするため、有利にはペダルである。

【0036】

電子回路３２は、モータＭ１～Ｍ６を制御する個々の制御命令を関節アーム１０に伝送するため、およびそれが望むたびに、モータＭ１～Ｍ６のデカルトまたは角度位置を受信するために、関節アーム１０に接続される。それは周辺制御機器２８の運動命令を受信するために周辺制御機器２８に接続される。これらは、一般的には、グローバル座標系（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０）で表現される。それは逆行トリガ３４に接続されて、その作動を検出し、結果的に関節アーム１０の自動逆行に従事する。

【0037】

それは、関節アーム１０に個々の制御命令を伝送し、周辺制御機器２８から運動命令を受信し、関節アーム１０からモータＭ１～Ｍ６の位置を受信するように設計される、マイクロプロセッサなどの中央処理装置３６を有する。それは、上述した変換および自動逆行を実施する、中央装置３６によって実行されることになる、少なくとも１つのコンピュータプログラムが記憶されるメモリ３８をさらに有する。ソフトウェアスイッチ４４に従って選択され得る２つのコンピュータプログラム４０および４２が図１に示される。

【0038】

本発明の１つの潜在的な実施形態によると、第１コンピュータプログラム４０は、周辺制御機器２８によって提供される運動命令の、モータＭ１～Ｍ６の各々を制御するための個々の命令への変換を実施するため、および望ましい時間にモータＭ１～Ｍ６のそれぞれの位置の記憶を実施するための命令を含む。第２コンピュータプログラム４２は、自動逆行を実施するための命令を含む。

【0039】

図１に概略的に示されるような電子回路３２は、例えば、データファイルおよびコンピュータプログラムを記憶するための１つまたは複数のメモリと関連付けられたプロセッサを含む従来のコンピュータなどのコンピュータ装置、又は、プログラム４０、４２の命令、および同様にコンピュータプログラムを構成し得るソフトウェアスイッチ４４の命令などプロセッサによって実行されるコンピュータプログラムの命令によって実装されてもよいことに留意されたい。これらのプログラムは、別々に示されるが、この区別は単に機能的である。それらは、任意の組み合わせに係り、１つ以上のソフトウェアプログラムへと、同じくらい容易にグループ分けされ得る。それらの機能はまた、少なくとも部分的に、専用集積回路へとマイクロプログラムまたはマイクロワイヤードされ得る。故に、代替として、電子回路３２を実装するコンピュータ装置は、同じアクションを実施するためにデジタル回路のみで（コンピュータプログラムなしに）作製された電子装置によって置き換えられ得る。

【0040】

より詳細には、第１コンピュータプログラム４０は、メモリに記憶されたヤコビアンパラメータを使用して、グローバル座標系（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０）で表現された、周辺制御機器２８によって提供される命令を、関節アーム１０を作動させるためのモータＭ１～Ｍ６の各々を制御する個々の命令へヤコビアン変換を実施するための命令４６を含む。このヤコビアン変換器関数は、当業者によく知られているため、詳述されないものとする。コンピュータプログラム４０の実行によって提供される個々の制御命令は、中央装置３６によって関節アーム１０に伝送されることになる。

【0041】

第１コンピュータプログラム４０は、手術器具１２が動作中であるとき、例えば、一定の時間間隔で、モータＭ１～Ｍ６の位置の取得をメモリ３８に、より正確には、データストレージ専用のメモリ３８の一部５０にそれらを記憶するために実施する、命令４８をさらに含む。メモリ５０のこの一部は、有利には、スタックとして、すなわちＬＩＦＯ（後入れ先出し）タイプのメモリとして、構造化され得る。データ取得は、中央装置３６によって実行される。故に、たどられた経路に沿った機能的な端２４の制御された運動の間に一定の時間間隔で回復される関節アーム１０の連続的な位置付け、すなわち、より正確には図１の例においてのモータＭ１～Ｍ６のそれぞれの連続的な位置は、順序系列に従ってＬＩＦＯメモリ５０に記憶される。

【0042】

また、より詳細には、第２コンピュータプログラム４２は、そのような連続的な位置の後のセットから最初のセットまで関節アーム１０の連続的な段階的逆行のためのＬＩＦＯメモリ５０に記憶されるモータＭ１～Ｍ６のそれぞれの連続的な位置の読み出しを実施する命令５２を含む。モータＭ１～Ｍ６の位置の新規セットが読み出されるたびに、手術器具１２の機能的な端２４によってたどられた経路が反対方向にたどりなおされることが可能になり、命令５２は、モータＭ１～Ｍ６を制御するための対応する個々の命令を生成する。これらは、中央装置３６によって関節アーム１０に伝送され、位置読み出されたセットは、次いでＬＩＦＯメモリ５０から消去される。

【0043】

ソフトウェアスイッチ４４は、ペダル３４が作動されるか否かに応じて、コンピュータプログラム４０、４２のうちの一方または他方の実行を選択することを可能にする。デフォルトでは、第１コンピュータプログラム４０が選択される。周辺制御機器２８によって提供される任意の運動命令は、中央装置３６によって考慮され、このプログラムの実行によってモータＭ１～Ｍ６の各々を制御するための個々の命令へと変換される。加えて、一定の時間間隔で、モータＭ１～Ｍ６の連続的な位置は、ＬＩＦＯメモリ５０内のスタックされた順序付きリストに記憶される。足でペダル３４を押すことにより、ソフトウェアスイッチ４４は、第２コンピュータプログラム４２の実行に設定される。周辺制御機器２８によって発行される任意の新規運動命令は、このとき、もはや考慮されない。ＬＩＦＯメモリ５０に記憶されるモータＭ１～Ｍ６の連続的な位置データは、手術器具１２によってたどられた逆経路を再構築するためにそれらの記憶の逆の順序で次々にアンスタックされる。電子装置３２がペダル３４に加えられる圧力に対して高感度であるようにプログラムされる場合、結果として生じるロボットアーム１０の逆行は、例えば、圧力が強いほど、より高速である。好ましい実施形態において、ペダル３４が解放されるとすぐに、ＬＩＦＯメモリ５０がクリアにされるかどうかに関わりなく自動逆行は停止し、ソフトウェアスイッチ４４は第１コンピュータプログラム４０を実行することへと切り替わる。

【0044】

図２は、図１のロボット装置を使用した手術介入方法の連続ステップを示す。

【0045】

最初ステップ１００において、ペダル３４は作動されず、オペレータは、周辺制御機器２８を使用して関節アーム１０によって保持される手術器具１２の機能的遠位端２４の運動に従事する。

【0046】

後続ステップ１０２において、中央処理装置３６は、周辺制御機器２８によって提供される命令を、モータＭ１～Ｍ６を制御するための個々の命令へと変換するために、および手術器具１２によってたどられる経路をＬＩＦＯメモリ５０に保存するようにそれらの連続的な位置を定期的に記憶するために、第１コンピュータプログラム４０の命令４６および４８を実行する。モータＭ１～Ｍ６の連続的な位置を一定の時間間隔で記録するということは、２つの記録の間の手術器具１２の機能的遠位端２４によって網羅される距離がその運動の速度に比例することから、有利には、手術器具１２の運動の速度に関する情報を維持することを可能にするということに留意されたい。

【0047】

次のステップ１０４において、医師は、すでに完了した経路に沿った手術器具１２の迅速かつ自動逆行を開始することを望む。それを行うため、医師は、ペダル３４を押す。

【0048】

後続ステップ１０６において、中央処理装置３６は、次いで、この自動逆行を以前に説明したように実施して第２コンピュータプログラム４２の命令５２を実行し、逆行の速度は、ペダル３４に加えられる圧力の関数であり得る。

【0049】

最後に、最終ステップ１０８において、医師は、ＬＩＦＯメモリ５０がクリアされたかどうかに関わりなく、自動高速逆行が停止するようにペダル３４を解放する。本方法は、次いで、ステップ１００または１０４において再開し得る。

【0050】

図３は、図２の方法を実行することによって実現されるシナリオの例を示す。

【0051】

最初に（すなわち、ステップ１００の第１実行において）、ＬＩＦＯメモリ５０は空であり、手術器具１２の機能的遠位端２４は、初期地点Ｐ１にある。

【0052】

ステップ１０２を実施している間、機能的遠位端２４は、
－高速で地点Ｐ１から地点Ｐ２へ（故に、ＬＩＦＯメモリ５０内の少量の連続運動情報を記憶する）、次いで
－平均速度で地点Ｐ２から地点Ｐ３へ（故に、ＬＩＦＯメモリ５０内の中間数の連続運動情報を記憶する）、次いで
－平均速度で地点Ｐ３から地点Ｐ４へ（故に、ＬＩＦＯメモリ５０内の中間数の連続運動情報を記憶する）、次いで
－低速で地点Ｐ４から地点Ｐ５へ（故に、ＬＩＦＯメモリ５０内の大量の連続運動情報を記憶する）、次いで
－高速で地点Ｐ５から地点Ｐ６へ（故に、ＬＩＦＯメモリ５０内の少量の連続運動情報を記録する）、動く。

【0053】

地点Ｐ６において、オペレータは、ペダル３４を押すことによって手術器具１２の迅速かつ自動逆行を有効化することを決定する（ステップ１０４）。

【0054】

これは、ステップ１０６の実行を結果としてもたらし、このステップの間、機能的遠位端２４は、
－高速戻しでＰ６からＰ５へ（故に、Ｐ５とＰ６との間の以前に記憶された連続運動情報をアンスタックする）、次いで
－高速戻しでＰ５からＰ４へ（故に、Ｐ４とＰ５との間の以前に記憶された連続運動情報をアンスタックする）、次いで
－高速戻しでＰ４からＰ３へ（故に、Ｐ３とＰ４との間の以前に記憶された連続運動情報をアンスタックする）、戻る。

【0055】

地点Ｐ３に戻ると、オペレータは、ペダル３４を解放することによって手術器具１２の迅速かつ自動な逆行を中断することを決定する（ステップ１０８）。

【0056】

彼又は彼女は、次いで、手術器具１２の機能的遠位端２４を別の経路へ向けることを決定し、これによりステップ１００の新規実行へ戻る。

【0057】

図３に示されたシナリオの終わりを示すステップ１０２の新規実行の間、機能的遠位端２４は、
－高速で地点Ｐ３から地点Ｐ７へ（少量の連続運動情報がＬＩＦＯメモリ５０に記憶されることを結果としてもたらす）、次いで
－低速で地点Ｐ７から地点Ｐ８へ（大量の連続運動情報がＬＩＦＯメモリ５０に記憶されることを結果としてもたらす）、動く。

【0058】

図２内の手術介入方法および図３内のその例示的なシナリオは、患者の中耳または内耳に対するそれら以外の介入の実施に容易に一般化可能である。

【0059】

明白には、上に説明されるものなどのロボット装置は、誤った運動または以前にたどられた経路からの偏向なしに手術器具の迅速な除去が望ましい特定の状況において、安全な手術介入を可能にする。

【0060】

本発明は、上に説明される実施形態に限定されないということにも留意されたい。

【0061】

本発明は、有利には、図１の関節アーム１０の構造および運動学に適用されるが、それは、対応する変換および位置付け情報を適合させることによって、他の構造および運動学に一般化され得る。

【0062】

関節アーム１０の連続的な位置付けは、モータの位置の形態で記録されるが、手術器具１２の連続的な６Ｄ位置など、他の形態で記録されてもよい。

【0063】

様々な変形が、まさに開示された教示を鑑みて、上に説明した実施形態に対してなされ得ることは、当業者にとってより広く明白であるものとする。本発明の上の詳細な提示において使用される用語は、本発明を本説明に明記される実施形態に限定すると解釈されるべきではなく、当業者にまさに開示された教示の実装形態に当業者の一般的知識を当てはめることにより、当業者の手が届く範囲にある予想のすべての均等物を含むと解釈されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【国際調査報告】