(57)【要約】      （修正有）【課題】補助入力装置をロボット手術システムの手術器具を制御するように割り当てる方法を提供する。【解決手段】方法は、補助入力装置の位置及びユーザの手のどちらが手術器具の動作を制御するように動作可能にされている他の入力装置を操作しているかに基づいて４０４、補助入力装置を手術器具の補助機能を制御するように自動的に割り当てるステップ４０６、４０８を含むことができる。手術器具を制御するためのシステムは、手術システムに動作可能に結合される手術器具の動作を制御するように入力制御信号を生成し且つ送信するように動作可能に結合される手術システムの入力装置を含み得る。システムはさらに、補助入力装置、及び補助入力装置の位置及びユーザの手のどちらが入力装置を操作しているかに基づいて、手術器具の補助機能を制御するように補助入力装置を動作可能に結合する制御システムを含み得る。【選択図】図４
2020179185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ支援手術システムの手術器具の補助機能の制御を割り当てる方法であって：
第１の補助機能を有する第１の手術器具が前記コンピュータ支援手術システムの第１の入力装置に追従していることを決定することと；
前記決定することに応じて、前記第１の手術器具の前記第１の補助機能の制御を前記コンピュータ支援手術システムの第１の補助入力装置に自動的に割り当てることと；
第１の手術器具が前記第１の入力装置に追従していることから第２の補助機能を有する第２の手術器具が前記第１の入力装置に追従していることへの変化を検出することと；
前記変化を検出することに応じて、前記第１の補助入力装置に、前記第２の手術器具の前記第２の補助機能を自動的に再割り当てすることと；を含む、
方法。
【請求項２】
前記第１の入力装置は、ユーザの手によって操作可能であるように構成され、前記第１の補助入力装置は、前記ユーザの足によって操作可能であるように構成される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の補助入力装置及び第２の補助入力装置は、前記第１の入力装置及び第２の入力装置の相対的な右及び左位置に対応する、互いに対する相対的な右及び左位置を有する、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の入力装置は、前記第１の入力装置に追従している前記手術器具の動きを制御するようにユーザによって動かせる把持機構を有し、
前記第１の補助入力装置は、前記把持機構とは分かれて、前記把持機構に結合されていない、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の入力装置は、前記第１の入力装置に追従している前記手術器具の動きを制御するようにユーザによって動かせる把持機構を有し、
前記第１の補助入力装置は、ペダルである、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の補助機能を制御するように前記第１の補助入力装置を自動的に再割り当てする前の前記第１の補助入力装置の作動に応じて、前記第１の手術器具の前記第１の補助機能を作動させるように第１の補助機能コマンドを与えることと；
前記第２の補助機能を制御するように前記第１の補助入力装置を自動的に再割り当てした後の前記第１の補助入力装置の作動に応じて、前記第２の手術器具の前記第２の補助機能を作動させるように前記第２の手術器具に第２の補助機能コマンドを与えることであって、前記第１及び前記第２の補助機能コマンドは、異なるタイプの補助機能コマンドである、与えることと；をさらに含む、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の補助機能及び前記第２の補助機能は、エネルギを供給すること、画像を取り込むこと、オーディオ記録、洗浄、吸引、ステープル留め、及び切断から選ばれる、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の補助機能及び前記第２の補助機能は、異なるタイプの補助機能である、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
入力装置と；
補助入力装置と；
コントローラであって：
コンピュータ支援手術システムに取り付けられた複数の手術器具のうちの１つを前記入力装置に追従するように選択的に割り当て；
前記複数の手術器具に関連付けられる複数の補助機能のうちの１つを前記複数の手術器具のうちのどの１つが前記入力装置に追従しているかに基づいて前記補助入力装置によって制御されるように選択的に割り当て；
前記複数の手術器具のうちの別の手術器具が前記入力装置に追従するように割り当てられていることを検出することに応じて、前記補助入力装置を前記複数の補助機能のうちの別の補助機能を制御するように自動的に再割り当てする；
ように構成される、コントローラと；を有する、
システム。
【請求項１０】
前記入力装置は、ユーザの手によって操作可能であるように構成され、前記補助入力装置は、前記ユーザの足によって操作可能であるように構成される、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
第２の入力装置と；
第２の補助入力装置と；をさらに有し、
前記補助入力装置及び前記第２の補助入力装置は、前記入力装置及び前記第２の入力装置の相対的な右及び左位置に対応する、互いに対する相対的な右及び左位置を有する、
請求項９又は１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記コントローラは：前記複数の補助機能のうちの１つを前記複数の手術器具のうちのどの１つが前記第２の入力装置に追従しているかに基づいて前記第２の補助入力装置によって制御されるように選択的に割り当て；
前記複数の手術器具のうちの別の手術器具が前記第２の入力装置に追従するように割り当てられていることを検出することに応じて、前記第２の補助入力装置を前記複数の補助機能のうちの別の補助機能を制御するように自動的に再割り当てする；
ように構成される、
請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記入力装置は、前記入力装置に追従している前記手術器具の動きを制御するようにユーザによって動かせる把持機構を有し、
前記補助入力装置は、前記把持機構とは分かれて、前記把持機構に結合されていない、
請求項９乃至１２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記コントローラは：
第１の補助機能を実行するように構成された手術器具が前記入力装置に追従するように割り当てられているという条件で、前記第１の補助機能を前記補助入力装置によって制御されるように自動的に割り当て；
第２の補助機能を実行するように構成された手術器具が前記入力装置に追従するように割り当てられているという条件で、前記第２の補助機能を前記補助入力装置によって制御されるように自動的に割り当て、前記第１の補助機能及び前記第２の補助機能は異なるタイプの補助機能である；
ように構成される、
請求項９乃至１３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５】
前記コントローラは、前記補助入力装置の動作に応じて：
前記第１の補助機能が前記補助入力装置によって制御されるように割り当てられているという条件で、第１の補助機能信号を前記入力装置に追従するように割り当てられる前記手術器具に供給されるようにし；
前記第２の補助機能が前記補助入力装置によって制御されるように割り当てられているという条件で、第２の補助機能信号を前記入力装置に追従するように割り当てられる前記手術器具に供給されるように；
構成され、
前記第１及び前記第２の補助機能信号は、異なるタイプの補助機能信号である、
請求項９乃至１４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１６】
前記複数の補助機能は、複数の異なるタイプの補助機能を含む、
請求項９乃至１５のいずれか１項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１２年９月１７日に出願された米国仮特許出願第６１／７０２，１６６号の優先権を主張し、その全体は参照により本出願に援用される。
【０００２】
本開示の態様は、手術器具の機能を遠隔操作する入力装置から手術器具に対する制御を割り当てるための方法及びシステムに関する。より具体的には、本開示の態様は、外科医コンソールの入力装置が患者側カートの手術器具の１又は複数の機能を制御するように割り当てられる遠隔（ロボット）手術システムで使用される方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
幾つかの低侵襲手術技法は、遠隔（ロボット制御式）手術器具の使用を通じて遠隔で実行される。このような手術システムでは、外科医は、外科医コンソールで入力装置を操作し、これらの入力は、様々なマニピュレータインタフェース機構を通じて１又は複数の手術器具とインタフェース接続する患者側カートに伝えられる。外科医コンソールにおける外科医の入力に基づいて、１又は複数の手術器具は、患者を手術するように患者側カートにおいて作動され、それによって、外科医コンソールと患者側カートの手術器具との間のマスタ−スレーブ制御関係を作る。外科医コンソールに設けられる入力装置は、例えば、外科医によって把持されるとともに位置決めするために使用されるハンドヘルド把持機構を含み得るとともに、所望の医療処置を実行するように器具を作動させる。
【０００４】
器具を外科医コンソールでのマスタ入力部の操作に基づいて位置決めするため及び別な方法で操作するために患者側カートで様々なマニピュレータインタフェース機構に結合されていることに加えて、遠隔手術器具はまた、これらに加えてマスタ入力装置の直接制御の下で他の補助手術機能を実行することができる。例として、手術器具は、モノポーラ又はバイポーラのエネルギ供給（例えば、焼灼）、吸引、洗浄、ステープル留め、クランプ、切断、イメージング等のような、様々な補助機能を実行し得る。通常の器具の動きと同様に、手術器具によって実行される補助手術機能は、一般的に外科医コンソールにおいて提供される入力装置によって制御される。このような入力装置は、例えば、補助機能を実行するための命令を送るために押し下げられるフットペダルを含み得る。補助機能入力装置はまた、手動低侵襲手術器具に動作可能に結合され得る。例えば、フットペダルは、例えば、焼弱エネルギの、エネルギ発生器を介して手動器具への、供給のような補助機能に対する制御を提供するために使用され得る。
【０００５】
幾つかの手術システムは、手動であろうとロボット式であろうと、補助機能を、個別の補助入力装置、例えば、フットペダルに、前もって割り当てる。特定の補助機能、例えば、エネルギ供給が、対応する機能的能力を有する手術器具によって実装されることになるとき、ユーザは、特定の補助機能に割り当てられた補助入力装置を作動させることができる。例えば、ユーザが、（例えば、モノポーラエネルギと対照的に）バイポーラ焼弱エネルギを供給する手術器具に焼弱エネルギを供給することを望む場合、ユーザは、バイポーラエネルギ器具を作動させるためのバイポーラエネルギ供給コマンドを提供するように割り当てられているとともに論理的に結合されている補助入力装置（例えば、フットペダル）での入力を提供する；同様に、モノポーラエネルギ器具／モノポーラエネルギに割り当てられた入力装置での入力を提供する。
【０００６】
様々な手術器具が、実行されることが望まれる外科手術の種類に応じてロボット手術システム患者側カートに加えられ得る又は同カートから取り外され得る。さらに、そのように取り付けられる他のものと同様又は異なり得る、多数の手術器具が、外科手術を実行するのに一緒に使用され得る。現在ユーザによって制御されている手術器具の機能的能力に基づいて動的に及び自動化された方法で補助機能に対する制御を補助入力装置に割り当てる遠隔（ロボット）手術システムを提供する利点があり得る。さらに、補助入力装置を、遠隔（ロボット）手術システムを含む、手術システムの補助手術器具機能を制御するために割り当てるための代替的及び直観的な方法を提供する要求が存在し得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本開示の例示的な実施形態は、上述の問題の１又は複数を解決し得る及び／又は上述の望ましい特徴の１又は複数を実証し得る。他の特徴及び／又は利点は、以下の記載から明らかになり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
少なくとも１つの例示的な実施形態によれば、補助入力装置を手術システムの手術器具に割り当てる方法は、補助入力装置の位置及びユーザの手のどちらが手術器具の制御動作に動作可能に結合された他の入力装置を操作しているかに基づいて、補助入力装置を手術器具の補助機能を制御するように、自動的に割り当てるステップを含むことができる。
【０００９】
他の例示的な実施形態によれば、手術器具を制御するためのシステムは、手術システムに動作可能に結合された手術器具の動作を制御するために入力制御信号を生成し且つ伝達するように動作可能に結合される手術システムの入力装置を含み得る。システムはさらに、補助入力装置、並びに補助入力装置の位置及びユーザの手のどちらが入力装置を操作しているかに基づいて手術器具を制御するように補助入力装置を動作可能に結合する制御システムを含み得る。
【００１０】
さらに他の例示的な実施形態によれば、補助入力装置を手術システムの手術器具を制御するように割り当てる方法は、手術システムの第１のマニピュレータインタフェース組立体に結合される第１の手術器具を検出するステップを含むことができ、マニピュレータインタフェース組立体は、第１の入力装置によって制御されるとともに、ユーザの左手及び右手のどちらの一方が第１の入力装置を操作しているかを検出する。方法はさらに、ユーザの左手が第１の入力装置を操作することが検出される場合、第１の手術器具の補助機能の制御を、第２の補助入力装置に対する左の位置に配置された第１の補助入力装置に割り当てるステップ、又はユーザの右手が第１の入力装置を操作することが検出される場合、第１の手術器具の補助機能の制御を、第１の補助入力装置に対する右の位置に配置された第２の補助入力装置に割り当てるステップを含み得る。左の位置及び右の位置の基準系は、第１の入力装置を操作するユーザに対するものであることができる。
【００１１】
追加的な目的、特徴、及び／又は利点は、後に続く説明で部分的に述べられ、部分的に、説明から明らかになる、又は本開示及び／又は請求項の実施によって理解され得る。これらの目的及び利点のすくなくとも幾つかは、添付の請求項で特に指摘された要素及び組み合わせによって実現及び達成され得る。
【００１２】
前述の包括的な説明及び以下の詳細な説明の両方は、例示的且つ説明的なものに過ぎず、請求項の限定ではないことが理解されるべきである。請求項は、むしろ、均等物を含む、それらの範囲の完全な広さに権利を与えられるべきである、
【図面の簡単な説明】
【００１３】
本開示は、以下の詳細な説明から、単独で又は添付の図面と共に理解され得る。図面は、本開示のさらなる理解をもたらすために含められ、本明細書に組み込まれ且つその一部を構成する。図面は、本教示の１又は複数の例示的な実施形態を示し、本書の記載と共に、特定の原理及び動作を説明する役目を果たす。
【図１】少なくとも１つの例示的な実施形態による例示的な遠隔手術システムの外観図である。
【図２】少なくとも１つの例示的な実施形態によるロボット手術システムの患者側カートにおける作動インタフェース組立体の斜視図である。
【図３】２つの電気手術器具が設置された位置にある患者側カートのマニピュレータアームの他の例示的な実施形態の部分概略図である。
【図４】少なくとも１つの例示的な実施形態による遠隔手術システムの補助機能入力装置に手術器具の補助手術機能の制御を割り当てるための例示的なワークフローを示すフロー図である。
【図５】少なくとも１つの例示的な実施形態による補助機能入力装置に関連する表示をグラフィカルユーザインタフェースに表示するための例示的なワークフローを示すフロー図である。
【図６】本開示によるグラフィカルユーザインタフェースの例示的なスクリーンである。
【図７】本開示によるグラフィカルユーザインタフェースの他の例示的なスクリーンである。
【図８】本開示によるグラフィカルユーザインタフェースのさらに他の例示的なスクリーンである。
【図９】本開示によるグラフィカルユーザインタフェースの他の例示的なスクリーンである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本記載及び例示的な実施形態を示す添付図面は、限定的なものと解釈されてはならない。種々の機械的、組成的、構造的、電気的、及び動作的な変更は、均等物を含む本記載及び請求項の範囲から逸脱することなく、行われ得る。いくつかの例では、よく知られた構造及び技術は、本開示を曖昧にしないようにするため、図示されていない又は詳細に記載されていない。２以上の図面における同じ番号は、同じ又は同様の要素を表す。さらに、一実施形態を参照して詳細に説明される要素及びそれらの関連する特徴は、実用的であるときはいつでも、それらが特に示されていない又は説明されていない他の実施例に含まれ得る。例えば、ある要素が１つの実施形態を参照して詳細に説明され、第２の実施形態を参照しては説明されていない場合であっても、その要素はその第２の実施形態に含まれるものとして請求項に記載され得る。
【００１５】
本明細書及び添付の請求項に関して、別段の指示がない限り、量、パーセンテージ、又は割合を表す全ての数、及び、明細書及び請求項で用いられる他の数値は、それらが既にそのように変更されていない限りは、“約”という用語によって全ての例で変更されるものとして理解されるべきである。したがって、特に明記しない限り、以下の明細書及び添付の請求項で説明される数値パラメータは、得られるものとして探し求められる所望の特性に応じて変化し得る近似値である。少なくとも、請求項の範囲に対する均等論の適用を制限する試みとしてではなく、各数値パラメータは、少なくとも、報告されている有効桁の数を考慮し且つ通常の丸め技術を適用することによって解釈されるべきである。
【００１６】
本明細書及び添付の請求項で用いられるとき、単数形１つの（“ａ”、“ａｎ”、及び“ｔｈｅ”）、並びに、任意の単語の任意の単数形使用は、明示的に且つ明解に１つの指示対象に限定されていない限り、複数形の指示対象を含む。ここで用いられるとき、“含む”という用語及びその文法的変化形は、非限定的なものとなるよう意図されており、リスト内のアイテムの列挙は、リストに挙げられたアイテムの代わりとなり得る又は追加され得る他の同様のアイテムを排除することはない。
【００１７】
さらに、本記載の用語法は、本発明を限定することを意図していない。例えば、空間的な関係の用語−例えば、「下方」、「下」、「下側」、「上」、「上側」、「近位」、「遠位」など−は、図面に描かれているような、１つの要素又は１つの特徴の、他の要素又は他の特徴に対する関係を記述するために使用され得る。これらの空間的な関係の用語は、図面に示された位置及び配向に加えて、使用中又は動作中の装置の様々な位置（すなわち、場所）及び配向（すなわち、回転配置）を包含することが意図されている。例えば、図面の装置がひっくり返される場合、他の要素又は他の特徴の「下」または「下方」と記述された要素は、他の要素又は他の特徴の「上」又は「上方」になり得る。したがって、例示的な用語「下」は、上及び下の位置と配向との両方を包含し得る。装置は、違ったように配向される（９０度又は他の配向に回転させられる）ことができ、本明細書において使用される空間的な関係の記述子は、それに応じて解釈される。同様に、様々な軸に沿った及び様々な軸の周りの運動の記述は、様々な、空間的な装置の位置及び配向を含む。
【００１８】
手術システムの構成要素の相対的な「左」及び「右」位置に関して、一般的に、基準系は、外科医コンソールにおいて操作位置にあるユーザに対するように取られる。例として、外科医コンソールにおいて操作位置にあるユーザの基準系に基づいて生じる相対的な右及び左方向を描く図１の例示的な実施形態が参照される。
【００１９】
さらに、単数形「１つの（“ａ”，“ａｎ”）」、「その（“ｔｈｅ”）」は、特に断りがない場合には、複数形も同様に含むことが意図されている。そして、用語「有する」、「備える」、「含む」などは、述べられた特徴、ステップ、動作、要素、及び／又はコンポーネントの存在を特定するが、１又は複数の他の特徴、ステップ、動作、要素、コンポーネント、及び／又はグループの存在又は追加を除外しない。結合されると記述されているコンポーネントは、電気的にもしくは機械的に直接結合され得るか、又はそれらは、１又は複数の中間コンポーネントを介して間接的に結合され得る。当業者は、例えば、実質的に同様な方法で機能する実質的に同様な要素が、用語が厳密な定義を有しても、記述語の範囲内に容易に含まれ得ることを理解するので、数学的及び幾何学的な用語は、記載の内容がそうでないことを示さない限り、必ずしもそれらの厳密な定義にしたがって使用されることが意図されない。
【００２０】
幾つかの既存のロボット手術システムは、機能マッピングスキームを使用し、この機能マッピングスキームでは、エネルギ供給、クランプ、ステープル止め、切断等のような、補助機能を操作する補助入力装置のそれぞれが、補助入力装置が手術器具において作動させることができる特定の補助機能に割り当てられる。例として、１又は複数の別々の補助入力装置は、手術器具によって実行される、モノポーラエネルギ供給（例えば、切断及び／又は凝固のため）、バイポーラエネルギ供給（例えば、血管封止のため）、吸引、洗浄、レーザエネルギ供給、等を制御し得る。したがって、特定の補助機能が手術器具によって実行されることが望まれるとき、外科医は、特定の補助機能専用の補助機能入力装置又は補助機能入力装置のセットを作動させる又は機能を、補助機能入力装置専用の補助機能の他のものに変化させる。
【００２１】
ここで使用されるとき、用語「補助機能」、「補助入力装置」及びそれらの変形は、例えば、外科医コンソールのように離れて配置される、入力装置によって、そして、幾つかの場合には器具それ自体に配置される冗長制御部によって、制御される手術器具の機能を意味するが、入力装置の動きが手術器具動き又は他の機能性の制御に直接対応するような手術器具のマスタ−スレーブ制御機能に基づく入力装置によって制御される機能ではないことを意味することが意図される。把持入力機構は、後者のマスタ−スレーブタイプの制御入力装置の例である一方、患者側カートの手術器具に、例えば、エネルギを要求させる、並進切断ブレードを作動させる、及び／又はステープラを発射させるコマンド信号を送るために押し下げられるフットペダルは、前者の、補助機能入力装置の例である。補助入力装置は、フットペダル、ボタン、トリガ、ジョイスティック、キーボード、及び当業者が良く知っている他の入力装置機構を含む、様々な入力装置構造から選ばれることができる。さらに、様々な例示的な実施形態がここには、外科医コンソールに配置されたフットペダルの使用を記載するが、補助入力装置は、そのようなものに限定されず、開示は、マスタ入力装置の一部として配置されていることを含む、他の場所の様々な構造の補助入力装置の配置を考慮している。後者の例は、限定されるものではないが、マスタ入力装置（例えば、把持機構）に配置されるトリガ及び／又はスライドスイッチを含むことができる。
【００２２】
様々な理由のために、医療処置が、１又は複数の手術器具を同時に制御することによって実行されることが望ましい場合がある。しかし、補助機能入力装置の数は、例えば、遠隔手術システムの外科医コンソールにおける又は手動手術システムの患者に近くにおける、のような、スペース考慮によって制限され得る。したがって、補助機能入力装置があるより多くの手術器具の補助機能を実装することができる限られた数の補助機能入力装置（例えば、フットペダル）を有することが望ましくなり得る。
【００２３】
ある場合には、多数の補助機能が、特定の補助機能入力装置に予め割り当てられる場合、一緒に使用されることになる１より多い手術器具がそれぞれ同じ補助入力装置又は補助入力装置のセットに割り当てられる場合、競合が発生する。例として、ハーモニックシアーズ手術器具のためのハーモニックシアーズ機能が、外科医コンソールのペダルの右の列に配置されたペダルに割り当てられ得るとともに、モノポーラ電気手術器具のためのモノポーラ電気焼灼機能もまた、ペダルの右の列に配置された同じペダルに割り当てられ得る。したがって、このスキームにおける２つの器具−ハーモニックシアーズ及びモノポーラ電気手術器具−は、それぞれが、同じ補助機能入力装置（例えば、ペダル）に割り当てられるので、同時に制御されることができない。
【００２４】
本開示の様々な例示的な実施形態は、同じ補助機能の実装を含む、１より多い手術器具が、同時に使用されるとき、競合が生じることなしに補助機能の制御を入力装置に割り当てるためのロバストな方法を提供する。さらに、割り当ては、手術中に、ユーザが、補助機能をそれらを実装する補助機能入力装置に割り当てなければならないことを必要とすることによってよりも、早く、より自動化され且つより煩雑でない方法で生じ得る。さらに、様々な例示的な実施形態は、補助機能入力装置が、補助機能タイプ（種類）を制御するように予め割り当てられておらず且つ固定されていないが、その代わりに、手術中に「その場で」ユーザが特定の手で制御している手術器具に合わせるように変更できるとき、手術システムを構成すること及び操作することにおける柔軟性を達成し得る。
【００２５】
様々な例示的な実施形態によれば、手術器具に補助手術機能を実行させるように構成される補助機能入力装置は、補助機能入力装置の位置及び、ユーザの手のどちら（すなわち、左手又は右手）がマスタ入力装置を操作しているかに基づいて、手術器具を制御するように割り当てられる。より具体的には、相対的に右位置に配置された補助入力装置に比べて、相対的に左位置に配置された補助入力装置は、ユーザの左手によって操作されるマスタ入力装置のマスタ‐スレーブ制御下にある手術器具の補助機能を制御するように割り当てられる。同様に、相対的に右位置に配置された補助入力装置は、ユーザの右手によって操作されるマスタ入力装置のマスタ‐スレーブ制御下にある手術器具の補助機能を制御するように割り当てられる。
【００２６】
当業者は、使用中、マスタ入力装置が、例えば、２つの把持機構を互いを越えて横方向に交差させることによってのように、互いに対して相対左又は相対右位置にあることができることを理解するであろう。しかし、互いに対するマスタ入力装置の位置にかかわらず、手術器具の操作を制御するための外科医の左又は右手によるそれらの操作が、複数の補助入力装置のどちらが手術器具の補助機能を制御するように自動的に且つ動作可能に結合されることになるかを割り当てるための根拠として、依存される。補助入力装置のこの位置ベースの割り当てを使用することで、２つの手術器具が一緒に使用されるとき、手術器具のそれぞれに対する１又は複数の補助機能は、異なる手術器具に対する補助機能が同じ補助機能入力装置に割り当てられないように、補助入力装置及び手術器具を制御するためにマスタ入力を提供するユーザの手の相対位置に基づいて別々の補助機能入力装置に割り当てられる。このような方法で、入力装置及び手術器具の補助機能を機能的にマッピング（対応付け）することから生じる競合が、回避されることができ、動的に構成可能なシステムが達成される。
【００２７】
個々に記載される様々な例示的な実施形態は、予め設定された、固定の補助機能を補助入力装置に割り当てる代わりに、マスタ入力装置に対するスレーブ器具（時々、「追従している」と称される）として現在制御されている手術器具のタイプ（種類）に基づいて補助入力装置に補助制御機能を動的且つ自動的に割り当てる。この動的な割り当ては、より直観的な関係が、特定のマスタ入力装置を操作するユーザに手に依存することによる手術器具の動作の制御と、それぞれの器具を操作するユーザの手と同じ相対右又は左位置を有する補助入力装置（例えばフットペダル）の作動との間に生じ得ることを提供することができる。さらに、様々な例示的な実施形態によって考慮される手術器具の補助機能を制御するための補助入力装置の位置マッピング（位置対応付け）は、外科医が、外科医の手、例えば、左手に追従している第１の器具を持ち、以前に同じ手に追従していない状態の第２の器具の制御を取るためにその第１の器具を落とす（ｄｒｏｐ）とき、容易に達成される。第１及び第２の器具が２つの異なる補助機能タイプのものであっても、システムは、本明細書に記載される位置マッピングに基づいて新たな追従している器具の補助機能を制御するように、補助入力装置を自動的且つ動的に割り当てることができる。上述のように、これは、ユーザ体験を促進し得るとともにシステムの全体的な操作に柔軟性を加え得る。
【００２８】
したがって、例えば、本開示の様々な例示的な実施形態は、ユーザが、ユーザの左手で操作されるマスタ入力装置、例えば、把持入力装置を使用するとき、その手術器具に対する補助機能が、補助機能入力装置のグループの左手側に相対的に向いて位置する（例えば、入力装置のグループの左列の）、１又は複数の補助機能入力装置、例えば、フットペダルによって実装されることを、考慮する。ユーザが、ユーザの右手で操作されるマスタ入力装置、例えば、把持装置を使用して他の手術器具も操作している場合、その手術器具に対する補助機能は、補助機能入力装置のグループの右手側に相対的に向いて位置する（例えば、補助機能入力装置のグループの右列の）、１又は複数の補助機能入力装置、例えば、フットペダルによって実装される。
【００２９】
本開示の様々な例示的な実施形態による位置マッピングはまた、第１の器具を右手で第１のマスタ入力装置を介して及び第２の器具を左手で第２のマスタ入力装置を介して制御するユーザが、手術中に、器具の制御を交換する（すなわち、第１の器具を左手に第２のマスタ入力装置を介して及び第２の器具を右手に第１のマスタ入力装置を介して）ことを可能にする一方、器具の補助機能に関連付けられる補助入力装置の最初の割り当ても自動的に交換する。すなわち、手術器具を制御するための補助入力装置の位置マッピングは、ユーザの手のどちらが手術器具を現在制御しているかを検出することに基づくので、手術器具が手術中にユーザの異なる手によって制御されるように切り替えられるとき、補助入力装置の同じ直観的なマッピング（ここにさらに説明されるように位置に基づく）が、どの補助入力装置が器具に予め割り当てられているかを通じてユーザが考えなければならないことなしに、保たれることができる。したがって、他の補助入力装置の右に位置する補助入力装置は、常にユーザの右手がそのとき操作しているどんな器具でも制御するように、及びその反対に割り当てられる。
【００３０】
さらに、本開示の様々な例示的な実施形態は、現在追従している手術器具の補助機能のタイプを検出すること及び検出された器具補助機能タイプに基づいてこれらの手術器具に補助機能を位置的にマッピングされた（対応付けられた）それぞれの補助入力装置に割り当てることを考慮する。したがって、様々な実施形態によれば、自動化され且つロバストな方法で、補助機能は、補助機能入力装置に割り当てられることができる。加えて、様々な例示的な実施形態は、制御されている手術器具のそれぞれに対する補助機能が補助機能入力装置の指定されたセットに割り当てられるので、例えば、１より多い電気手術器具のような、同じ補助機能のタイプの１より多い器具は、一緒に追従することができ且つそれらの補助機能を実行するために別々に作動されることができ得る。
【００３１】
様々な例示的な実施形態はまた、同時に制御されることになる１より多い器具の補助機能が、同じ補助機能入力装置にそれぞれ割り当てられるとき、補助機能を異なる補助入力装置に再び割り当てるユーザの必要を排除することによってユーザ体験を簡略化することも考慮する。代わりに、システムは、補助機能入力装置の位置及びユーザの左及び右手のどちらが、それとともに補助機能を実行するための器具が従動しているマスタ入力装置を操作しているかに基づいて割り当てを自動的に行う。
【００３２】
ロボット手術システム
図１を参照すると、遠隔手術システム１００が提供され、これは、例示的な実施形態では、様々な遠隔操作手術器具１０２ａ−１０２ｃとインタフェース接続するとともに制御することによって低侵襲手術を実行する。手術器具１０２ａ−１０２ｃは、様々な手術を実行するように構成される様々な器具から選択されることができ、様々な例示的な実施形態によれば、１又は複数は、電気手術器具、例えば、バイポーラ及び／又はモノポーラ電気手術器具であり得る。幾つかの手術器具はまた、いわゆる混在モードであることもでき、この混在モードは、モノポーラ及びバイポーラエネルギ両方の供給を可能にする。
【００３３】
モノポーラ電気手術器具は典型的には、１つの極及び電気エネルギを患者の外部に配置されたエネルギ発生器に戻すリターン電極を通じて電気エネルギを供給する。モノポーラ電気手術器具の例は、限定されるものではないが、フック、へら、同じ電位に電圧を印加された２つのブレードを含む大ばさみ、焼灼プローブ、イリゲータ、鋏、等を含む。バイポーラ電気手術器具は典型的には、２つの極を別々に通って電気エネルギを供給し、電流のリターン経路は一方の極から他方の極を通る。バイポーラ器具の例は、限定されるものではないが、把持器、鉗子、クランプ、等を含み、これらは一般的に、血管及び血管組織をシールするため、血管を掴むため、焼灼するため又は組織を凝固させるために使用される。他の種類のエネルギ（例えば、超音波、レーザ及び／又は神経刺激）もまた、患者側カートに取り付けられた手術器具を通じて患者に供給され得る。
【００３４】
もちろん、手術器具１０２ａ−１０２ｃは、必ずしもエネルギを供給する器具に限定される必要はないが、様々な補助機能を実行する様々な種類の器具であり得る。当業者は、以下の例示的な実施形態の説明が電気手術器具に集中しているが、本開示はそれに限定されず、様々な補助機能を有する手術器具がここに述べられる原理にしたがって使用されることができることを理解するであろう。
【００３５】
コンポーネントに対する適切な変更を伴う本開示に包含される補助機能の種類の限定ではない例は、例えば、電気エネルギ供給、例えば、焼灼、レーザ、超音波、又は高周波エネルギ；流体（例えば、液体又は気体）供給（例えば、洗浄）；画像及び／又はオーディオストリーム；吸引；切断（例えば、ハーモニックシアーズ又は切断ブレード）；クランプ；ステープル留め；低温供給機能、等；を含む。
【００３６】
図１の概略図に示されるように、ロボット手術システム１００は、患者側カート１１０、外科医コンソール１２０、及び補助／制御カート１３０を含む。ロボット手術システム１００の限定されない例示的な実施形態では、補助／制御カート１３０は、以下に議論される、コアプロセッサ１５０のような、「コア」処理装置、及び／又は他の補助処理又は機能生成装置を含み、これらは、制御カート１３０に組み込まれ得る又は物理的に支持され得る。制御カート１３０はまた、ロボット手術システムを操作するための他の制御部を含み得る。より詳細に以下に議論されるように、例示的な実施形態では、外科医コンソール１２０から伝達された信号は、制御カート１３０の１又は複数のプロセッサに伝達されることができ、このプロセッサは、信号を解釈し得るとともに、それに手術器具１０２ａ−１０２ｃが患者側カート１１０で結合されるマニピュレータインタフェース組立体１０４ａ−１０４ｃを介して手術器具１０２ａ−１０２ｃの１又は複数の操作を生じさせるように患者側カート１１０に伝達されることになるコマンドを生成し得る。手術器具１０２ａ−１０２ｃが患者側カート１１０に取り付けられていることに加えて、例示的な実施形態では、内視鏡イメージング装置１０３が、患者側マニピュレータアーム１４０ｄの１つに、遠隔手術部位のリアルタイム画像を提供するように取り付けられることができる。
【００３７】
図１のシステムコンポーネントは、如何なる特定の配置も示しておらず、患者側カート１１０が患者の手術を成し遂げるように患者に対して配置される状態で、希望通りに配置されることができる。器具１０２を利用することができる遠隔手術システムの限定されない例示的な実施形態は、カリフォルニア州ＳｕｎｎｙｖａｌｅのＩｎｔｕｉｔｉｖｅ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ，  Ｉｎｃ．により製品化されているｄａ  Ｖｉｎｃｉ（登録商標）  Ｓｉ  （モデル番号ＩＳ３０００）である。
【００３８】
動作において、外科医コンソール１２０は、ユーザ、例えば、外科医からの入力を、限定されるものではないが、把持機構１２２ａ、１２２ｂを含む様々なマスタ入力装置によって及び、限定されるものではないが、フットペダル１２４ａ−１２４ｄ等を含む、様々な補助入力装置によって、受信する。マスタ入力装置を通じて、外科医コンソール１２０は、それにより患者側カート１１０に取り付けられた器具１０２ａ−１０２ｃ、１０３が、手術器具の所望の動きを実行するようにスレーブとして働くマスタコントローラとしての機能を果たし、その結果、所望の手術を行う。例えば、それに限定されるものではないが、把持機構１２２ａ、１２２ｂ（マスタツールマニピュレータとも称される）は、手術器具１０２ａ−１０２ｃ、１０３、例えば、手術器具１０２ａ−１０２ｃ、１０３のエンドエフェクタ及び／又はリスト（手首）を制御し得る「マスタ」入力装置として働くことができ、この手術器具は、患者側マニピュレータアーム１４０ａ−１４０ｄに取り付けられた対応する「スレーブ」装置として働き得る。図１の実施形態では、把持機構１２２ａは、外科医コンソール１２０の左側にあり、一般的に、以下により詳細に議論されるように、患者側カート１１０の器具の対応する動作をもたらすようユーザの左手によって操作されるように配置されるとともに位置する。把持機構１２２ｂは、外科医コンソール１２０の右側にあり、一般的に、患者側カート１１０の器具の対応する動作をもたらすようユーザの右手によって操作されるように配置されるとともに位置する。
【００３９】
さらに、それに限定されるものではないが、フットペダル１２４а−１２４ｄが、患者側カート１１０に取り付けられ得る手術器具１０２、１０３の様々な補助機能のいずれかを駆動させるために作動され得る。このような補助機能の限定されない例は、例えば、モノポーラ又はバイポーラ電気手術エネルギ、レーザエネルギ、超音波エネルギ、高周波エネルギ、神経刺激エネルギ、画像及び／又はオーディオストリーム、吸引、流体洗浄（例えば、気体又は液体の供給を通じた）、ステープル留め、クランプ、切断、適用、等を含む。フットペダル１２４а−１２４ｄは、以下により詳細に記載されるように、ペダルの１つのセットが手術器具１２０ａ−１０２ｃ、１０３の１つの補助機能を作動させるように割り当てられ得るよう、ペダルのセット、例えば「列」で配置され得る。それに限定されるものではないが、例示的な実施形態によれば、フットペダル１２４а及び１２４ｂは、パダルの「左列」であると見なされることができる一方、フットペダル１２４ｃ及び１２４ｄは、パダルの「右列」であると見なされることができる。一般的に、任意の数のペダルが外科医コンソール１２０の右列又は左列に位置し得る。当業者は、図１に示されるペダル１２４ａ−１２４ｄの配置及び場所に基づいて、ペダルが、外科医コンソール１２０のより全体的な右側の方に位置しながら、相対左位置（例えば、ペダル１２４ａ，１２４ｂ）を有することができることを理解するであろう。このように、相対左又は右位置は、ペダルの他の列（又は他の同様の補助機能入力装置）を基準にする。さらに、当業者は、ペダルの列が、１つを含む任意の数を含むことができるが、他のペダルに対して左側又は右側に向かって同様の相対的に位置するペダルを含むことが意図されることを理解するであろう。
【００４０】
様々な例示的な実施形態では、外科医コンソール１２０はまた、限定されるものではないが、例えば、手術中に、例えば、患者側カート１１０の光学内視鏡１０３を介して、手術部位の画像（例えば、２次元及び／又は３次元画像）を外科医が見ることを可能にするビューワ又はディスプレイ１２６を含む、出力ユニットも含む。他の出力ユニットは、スピーカ（又は音を伝達できる他のコンポーネント）、及び／又は触覚フィードバックを提供するように振動等することができる外科医が接触しているコンポーネントを含み得る。様々な例示的な実施形態では、１又は複数の出力ユニットは、外科医コンソール１２０の一部であり得るとともに、信号が制御カート１３０からそこに伝達されることができる。様々な例示的な実施形態では、１又は複数のマスタ入力装置１２２ａ、１２２ｂ又は補助入力装置１２４ａ−１２４ｄは、外科医コンソール１２０に組み込まれ得るが、様々な他のマスタ及び／又は補助入力装置が、別個に加えられ得るとともに、システムの使用中に外科医がアクセス可能であるように設けられ得るが、必ずしも外科医コンソール１２０に組み込まれない。本開示の文脈では、そのように配置される入力機構は、外科医コンソールの一部と見なされる。
【００４１】
したがって、ここで使われる「外科医コンソール」は、外科医が、通常、例えば、以下により詳細に記載されるように制御カート１３０の一部のような、制御プロセッサを通じて、患者側カート１１０において遠隔操作される運動学的構造（例えば、マニピュレータアーム１４０ａ−１４０ｄに取り付けられた手術器具１０２ａ−１０２ｃ及び内視鏡イメージング装置１０３）を作動させるよう、信号を伝達するために操作することができる、１又は複数の入力装置１２２ａ、１２２ｂ及び１２４ａ−１２４ｄを有するコンソールを含む。外科医コンソール１２０はまた、外科医にフィードバックを提供することができる１又は複数の出力装置も含み得る。しかし、ここで使用されるとき、外科医コンソールは、様々な入力及び出力装置を、例えば、ディスプレイと統合させるユニット（例えば、実質的に図１の要素１２０で示される）を含むことができるが、例えば、制御カートに設けられ且つ外科医によってアクセス可能であるコントローラのような、コントローラと信号通信する別々の入力及び／又は出力装置も含むことができ、必ずしもユニット内で様々な他の入力装置と統合されないことが理解されるべきである。例として、入力ユニットは、制御カート１３０に直接設けられ得るとともに、入力信号を制御カートのプロセッサに提供し得る。このようなものとして、「外科医コンソール」は、１つのユニットに統合されることになる入力及び出力装置の全てを必ずしも必要とせず、１又は複数の別個の入力及び／又は出力装置を含むことができる。
【００４２】
さらに、本開示の範囲内で、マスタ入力装置は様々な形態を有することができ、外科医コンソール１２０に取り付けられた把持機構１２２ａ、１２２ｂは単なる例示であり限定するものではないことが考えられる。例えば、マスタ入力装置は、外科医コンソールの相対左及び相対右位置に向かって位置する台を介して外科医コンソールに結合されるよりも、浮動性であることができるが、ユーザの右手又は左手によって操作されることになる特定の構成を有する。他の代替では、例えば、光学センサのような、センサが、その特定の構成にかかわらず、ユーザの手のどちらが（すなわち、左又は右）マスタ入力装置を操作しているかを決定するために、使用され得る。また、ユーザの手の動きを検知し且つ追跡することができる様々なセンサ技術が、マスタ入力装置としての使用のために実装され得ることが考えられる。このようなセンサ技術を使用することは、どの手がどの器具を制御しているかを決定するためにユーザの左手又は右手の動きの検出を可能にし得る。ユーザの手の動きを検知し且つ追跡するように構成されたセンサ技術の例示的な実施形態は、Ｌｅａｐ  Ｍｏｔｉｏｎ，  Ｉｎｃ．によって開発されたセンサ技術を含む。したがって、マスタ入力装置及びユーザの手のどちらがマスタ入力装置を操作しているかの決定は、図１に示されたシステム１００の把持機構の構成に限定されない。
【００４３】
図１の例示的な実施形態は、それぞれマニピュレータインタフェース組立体１０４（例示的なこのような組立体２０４は図２の一部に示される）を支持し得るとともにそこに取付けられる様々な手術器具（例えば、手術器具１０２ａ−１０２ｃ）を保持するとともに操作するように構成される、多数の独立して動かせるマニピュレータアーム１４０ａ−１４０ｄを持つ患者側カート１１０を示す。しかし、当業者は、図３の例示的な実施形態でのように、図１に描かれたものだけではなく他の患者側カートの構成が、使用され得ることを理解するであろう。図３では、患者側カートは、複数の手術器具３０２ａ、３０２ｂ（２つのみが簡単にするために図３に示される）を複数のマニピュレータインタフェース組立体３０４ａ、３０４ｂ（この場合も２つのみが簡単にするために図３に示される）において支持することができるベース３５０を持つシングルマニピュレータアーム３４０（このアーム部分が図３に分離して示されている）を有することができ、これらのマニピュレータインタフェース組立体は、多数の手術器具３０２ａ、３０２ｂのトランスミッションハウジング３０６ａ、３０６ｂに収容されたトランスミッション機構とインタフェース接続する。図３の例示的な実施形態では、取り付けられた器具３０２ａ、３０２ｂの遠位部分は、１つの切開部位又は「ポート」において患者の体内に挿入されるカニューレ３０８に通じ得るエントリガイド構造３０７を通って受けられる。図３に描かれていないが、器具の遠位端部分は、遠隔手術部位にアクセスするために、カニューレ３０７（又は他のアクセス構造）の遠位端部の外に出ることができる。図１の例示的な実施形態では、取り付けられた器具の全てを挿入するために複数の別々の切開部位又は「ポート」があり得る（例えば、手術器具１０２ａ−１０２ｃ及び内視鏡イメージング装置１０３に適応するために４つ）ことが留意される。
【００４４】
４つのマニピュレータアーム１４０ａ−１４０ｄが図１に示されるとともに１つのマニピュレータアーム３０４が図３に示されているが、当業者は、本教示の原理が、患者側マニピュレータアームの数にかかわらず当てはまり、本開示は、４つより多い若しくは少ない患者側マニピュレータアーム、又は多数のマニピュレータインタフェース組立体を持つ１つより多い患者側マニピュレータアームに当てはまることが分かるであろう。
【００４５】
例えば、外科医コンソール１２０における、把持機構１２２ａ、１２２ｂのような、マスタ入力装置へのコマンド入力に基づいて、患者側カート１１０は、所望の医療処置を行うために、器具１０２ａ−１０２ｃ及び１０３を位置決めし且つ作動させることができる。例えば、把持機構１２２ａ、１２２ｂが操作されるとき、患者側カート１１０において、能動的且つ別々に把持機構１２２ａ、１２２ｂと関連付けられるマニピュレータアーム１４０ａ−１４０ｄの２つは、それらにそれぞれ取り付けられた手術器具１０２ａ−１０２ｃを操作する。さらに、把持機構１２２ａ、１２２ｂは、図１及び２に示されるマニピュレータインタフェース組立体１０４、２０４、並びに図３に示されるマニピュレータインタフェース組立体３０４ａ、３０４ｂのような、マニピュレータインタフェース組立体を介して、もしあればリスト又はエンドエフェクタのような器具１０２ａ−１０２ｃの作動を生じさせることができ、これらのマニピュレータインタフェース組立体は、手術器具１０２ａ−１０２ｃ、２０２、３０２ａ−３０２ｂのそれぞれの近位端部に設けられたトランスミッションハウジング１０６ａ−１０６ｃ、２０６（図２に分離して示される）、３０６ａ−３０６ｂに係合するように構成される。当業者は、図２に示されるマニピュレータインタフェース組立体２０４のアクチュエータ２０５のような、マニピュレータインタフェース組立体のアクチュエータによって作動される様々な歯車装置及び力伝達機構を収容するロボット手術器具のこのようなトランスミッションハウジングに精通している。「近位」及び「遠位」方向は、図２及び３に手術器具に対して示される。
【００４６】
トランスミッションハウジングを介して手術器具は、器具を操作することができるようにマニピュレータインタフェース組立体に機械的及び／又は電気的に結合されることができる。図２に示される、少なくとも１つの例示的な実施形態によれば、滅菌野の間に滅菌境界を作るために、滅菌ドレープ２０８が、患者側カート１１０、特にマニピュレータアーム１４０ａ−１４０ｄの上と手術器具１０２との間に設けられ得る。マニピュレータインタフェース組立体２０４はまた、滅菌手術器具トランスミッションハウジング２０６（図１に１０６ａ−１０６ｄで示される）と係合するための滅菌アダプタ面を有し得る。トランスミッションハウジング２０６は、図２に部分的に示される器具シャフト２０２とともに分離して示され、マニピュレータインタフェース組立体２０４と係合されていない。
【００４７】
制御システムは、患者側カート１１０及び外科医コンソール１２０に及び患者側カート１１０及び外科医コンソール１２０から、様々な制御信号を送受信し、光を送信し且つ画像を（例えば、患者側カート１１０の内視鏡イメージング装置１０３からの）を、例えば、外科医コンソール１２０のディスプレイ１２６及び／又は制御カート１３０に付随するディスプレイ１３２のような、ディスプレイのために処理することができる。
【００４８】
制御カート１３０は、患者側カート１１０に設置された手術器具１０２ａ−１０２ｃ及び内視鏡１０３並びに手術器具１０２ａ−１０２ｃ及び内視鏡１０３が結合される患者側マニピュレータアーム１４０ａ−１４０ｄの動作を制御する、少なくとも１つのプロセッサ、例えば、コアプロセッサ（又はコントローラ）１５０を含み得る。例示的な実施形態では、コアプロセッサ１５０は、例えば、エネルギ（例えば、レーザ、超音波、電気手術、神経刺激等）及び／又は他のフラックス（ｆｌｕｘ）の供給（洗浄、吸引）及び／又はクランプ、切断、ステープル留め、並びに／又は他の補助操作のような、手術器具１０２の補助機能の実行を制御することができる。
【００４９】
例示的な実施形態では、制御システムは、全ての制御機能を、制御カート１３０のコアプロセッサ１５０のような、１又は複数のプロセッサに統合し得る、又は追加的なコントローラが、別個のユニットとして設けられ得る及び／又は便宜のために制御カート１３０に（例えば、棚に）支持され得る。後者は、例えば、モノポーラ及びバイポーラ印加での使用のために電気エネルギを供給することによる、追加的な機能を必要とする手術器具を制御するために、既存の制御カートを改良するとき、有益であり得る。例えば、制御カート１３０は、電気手術ユニット（ＥＳＵ）１６０を含むことができ、この電気手術ユニットは、モノポーラ又はバイポーラエネルギ源のようなフラックス源を供給することができ、コアプロセッサ１５０から離れたユニットとして設けられ且つ制御カート１３０に支持され得る。様々な例示的な実施形態では、ＥＳＵ１６０は、コアプロセッサ１５０に又はコアプロセッサ１５０から信号を送受信するように配置され得る。代替実施形態では、コアプロセッサ１５０及び、ＥＳＵの構成要素は、モノポーラ又はバイポーラエネルギ源のようなフラックス源を提供することができる、ＥＳＵ１６０の構成要素は、１つの統合ユニットとして制御カート１３０に組み込まれることができ、その中でＥＳＵ１６０の構成要素の少なくとも１つは、コアプロセッサ１５０に及びコアプロセッサ１５０から信号を送受信するように通信し得る。
【００５０】
当業者は、制御カート１３０に設けられるコントローラ、例えば、コアプロセッサ１５０が、以下により詳細に議論されるように、本開示の様々な機能を制御する、制御システムの一部として実装され得ることを理解するであろう。当業者は、コントローラ、例えば、コアプロセッサ１５０の機能及び特徴が、限定されるものではないが、外科医コンソール１２０、患者側カート１１０及び／又はプロセッサをその中に組み込んでいる、ＥＳＵのような他の装置のいずれかのプロセッサを含む、幾つかのデバイス又はソフトウェアコンポーネントに分散され得ることを理解するであろう。コアプロセッサ１５０を含み得る、制御システムの機能及び特徴は、幾つかの処理装置にわたって分散され得る。
【００５１】
位置マッピングシステム及び方法
以下の記載では、様々な例示的な実施形態は、図１の手術器具１０２ａ−１０２ｃのような手術器具との補助入力装置のマッピング（対応付け）を記載する。しかし、当業者は、イメージング器具（例えば、図１の内視鏡カメラ器具１０３）のような、他のタイプの器具もまた、補助入力装置及びここに記載された位置マッピングを通じて制御されることができることを理解するであろう。したがって、請求項で使われるとき、手術器具は、特定の形態の器具に限定されるべきではなく、上述のように、手術、診断、又は治療を実行するため使用され且つ遠隔制御される手術システムの様々な器具を包含するように広く解釈されるべきである。
【００５２】
様々な例示的な実施形態によるワークフローの例示的なステップを描くフロー図が図４に示される。描かれたステップのそれぞれは、いずれかの特定の実施形態に必要とされない場合があり、描かれたステップの幾つかは、他の順番で及び／又は図示されたものとは違って１より多く発生する場合があることが理解されるべきである。
【００５３】
理解を容易にするために、図４の例示的なワークフローは、図１の例示的な実施形態の様々な構成要素への実施を参照して以下に記載される。しかし、当業者は、図１を参照するこのような記載が、限定することを意図せず、図４のワークフローが、例えば、図３のもののような患者側カート構造を有する手術システムを含む、様々なロボット手術システムで実行されることができることを理解するであろう。
【００５４】
次に図４を参照すると、少なくとも１つの例示的な実施形態では、図１に示されるとともに記載された遠隔手術システム１００は、本開示の実施に使用することができ、これは、補助機能、例えば、フラックス供給、クランプ、ステープル留め、切断、等を遠隔手術システムの外科医コンソールの補助機能入力装置に割り当てるための方法及びシステムを提供することを考慮する。図４は、手術器具に対する補助機能制御を補助機能入力装置に自動的に割り当てるためのワークフローの例示的な実施形態である。本開示による様々な例示的な実施形態では、図４の例示的なワークフローで、動作４０２において、複数のマスタ入力装置、例えば、把持機構１２２ａ、１２２ｂの１つに反応し且つ同把持機構１２２ａ、１２２ｂの１つとスレーブ制御関係にある、手術器具１０２のタイプが検出される。マスタ入力装置に反応するそれぞれの手術器具１０２ａ−１０２ｃは、「追従」状態と称される状態であり、この「追従」状態は、マスタ入力装置１２２ａ、１２２ｂの１つによって能動的に制御されている手術器具１０２ａ−１０２ｃの状態である。
【００５５】
例えば、本開示の範囲内に包含されるロボット手術システムの幾つかの例示的な実施形態では、設置された手術器具を持つマニピュレータインタフェース組立体、例えば１０４（図１）又は３０４（図３）（例えば、患者側カート１１０、３０１に３以上）より少ない一時に操作可能であるマスタ入力装置（例えば、外科医側コンソール１２０の２つの把持機構１２２ａ、１２２ｂ）がある。他の実施形態では、設置された手術器具を持つマニピュレータインタフェース組立体より多い一時に操作可能であるマスタ入力装置があり得る。このような状況は、例えば、当業者が精通している、デュアル外科医コンソール遠隔手術システム構成において起こり得る。いずれの場合でも、外科医側コンソール１２０は、複数のマニピュレータインタフェース組立体のいずれが、与えられたマスタ入力装置にマップされるか（対応付けられるか）及び同マスタ入力装置の制御下にあるかを制御システムに対して特定するために使用される。図１を参照すると、例えば、外科医側コンソール１２０は、マニピュレータインタフェース組立体１０４ａ−１０４ｃのどれが、２つの把持機構１２２ａ、１２２ｂの一方と現在マスタ−スレーブ関係に対応付けられ、したがってどの取り付けられた手術器具１０２ａ−１０２ｃがそれぞれの把持機構１２２ａ、１２２ｂに追従しているかを、制御システムに対して特定する。
【００５６】
例示的な実施形態では、マニピュレータアーム１４０ｂのマニピュレータインタフェース組立体１０４ｂは、外科医側コンソール１２０の左把持機構１２２ａに対応付けられ得る。マニピュレータインタフェース組立体がマスタ入力装置とマスタ−スレーブ関係にあるとき、マニピュレータインタフェース組立体、その結果、マニピュレータインタフェース組立体に設置された手術器具（例えば、この例では１０２）は、「追従している」と示され、この状態を示す信号が、制御カート１３０のプロセッサ１５０のように、制御システムに提供される。
【００５７】
幾つかのシステムでは、患者側カート１１０の追加のマニピュレータアーム、例えば、１４０ａが、患者側カート１１０の左側（図１に示される）又は右側（図示せず）のいずれかにあるように回ることができ、したがって、その位置に応じて左マスタ入力装置１２２ａ又は右マスタ入力装置１２２ｂのいずれかによって制御される。以下の記載に関して、マニピュレータアーム１４０ａは、図１に示される左動作位置で示され且つ記載される。図３の例示的な実施形態では、把持機構１２２ａ及び１２２ｂは、マニピュレータインタフェース組立体３０４ａ、３０４ｂそれぞれと、したがって、それに取り付けられた器具３０２ａ、３０２ｂそれぞれと追従制御関係にある状態に置かれ得る。しかし、２より多いマニピュレータインタフェースが図３の実施形態に設けられ得るとともにしたがって、選択的にマスタ入力装置と追従する状態に置かれ得る。
【００５８】
様々な例示的な実施形態では、手術器具１０２は、例えば、手術器具が実行できる補助機能を含む、特定の手術器具及び手術器具のタイプを識別する手術器具にエンコードされた固有識別子を含む。固有識別子は、例えば、特定の手術器具に対する固有のシリアルナンバであり得る。固有識別子は、手術器具１０２に設けられ、例えば、器具タイプ、使用回数等、当業者が精通しているような、手術器具１０２に関する様々な情報を含む、１又は複数のメモリストレージ構造に提供され得る。例として、そこに固有識別子が提供されるメモリストレージ構造は、無線、例えば、無線ＩＤ（ＲＦＩＤ）タグであり得る、固有識別子がエンコードされる、送信機であり得る。
【００５９】
固有識別子は、手術器具１０２から送信されることができ、例えば、それぞれの作動インタフェース組立体の近くの又はそれぞれの作動インタフェース組立体に関連付けられた、患者側カート１１０の１又は複数のメモリ構造リーダ装置（図示せず）によって感知される。例示的な実施形態によれば、メモリ構造リーダ装置は、作動インタフェース組立体が取付けられる１又は複数の支持構造に設けられ得る。例示的な器具リーダ装置は、限定されるものではないが、例えば、各手術器具に配置される固有ＲＦＩＤタグを読み取るＲＦＩＤセンサ；各手術器具に設けられる固有メモリチップとインタフェース接続するとともに同固有メモリチップからデータを受信するメモリチップ（例えば、ＳＲＡＭ又はＥＥＰＲＯＭメモリチップ）リーダ；バーコードリーダ；及び／又は磁気媒体リーダ（例えば、磁気ストリップリーダ）を含むことができる。当業者は、器具に関連付けられる読み込み可能又は読み書き可能なメモリストレージ構造から記憶された情報を読み込む能力を有する他の種類のリーダ装置が、使用できることを理解するであろう。このようなメモリストレージ構造リーダ装置は、それを用いて器具メモリストレージ装置がプログラムされる固有の情報を読み込む能力が、患者側カートのそれぞれの作動インタフェース組立体と近距離にある、例えば、結合又は係合されている、器具に依存するという点で、近接ベースであることができる。
【００６０】
本開示の例示的な実施形態によれば、マニピュレータインタフェース組立体１０４ａ−１０４ｄを有するマニピュレータアーム１４０ａ−１４０ｄのそれぞれは、手術器具１０２の送信機によって送信された情報を感知するための受信機を含み得る。他の例示的な実施形態によれば、マニピュレータインタフェース組立体を支持する様々な支持構造のいずれかが、手術器具１０２の送信機によって送信される情報を感知するために器具リーダ装置を含むことができる。送信機及び受信機は両方、当業者が精通している、様々な無線通信プロトコルをサポートし得る。
【００６１】
本開示の例示的な実施形態によれば、器具リーダ装置が固有識別子を感知した後、固有識別子情報は、制御システムに送信されることができ、この制御システムは、検出された手術器具１０２のタイプを解析することができる１又は複数のプロセッサ１５０を含み得る。
【００６２】
固有識別子は、器具タイプ及び患者側カート１１０に設置された器具１０２に関する他の情報を決定するために使用されることができる。器具タイプに関して、例示的な実施形態によれば、それぞれの手術器具に関連付けられる固有識別子情報は、それがエネルギ供給（例えば、電気手術器具）のようなフラックス供給用に構成された手術器具であるかどうか、及びどのような種類のエネルギが供給されるように構成されるか（例えば、バイポーラ、モノポーラ、混在モード、等）を含むことができる。
【００６３】
当業者は、器具識別情報のようなデータが、制御システムによって受信されるとき、データは、制御システムの一部として上述された１又は複数のコントローラ又はプロセッサで受信され得ることを理解するであろう。さらに、データの受信及び／又は処理は、制御システムの１又は複数のコントローラ又はプロセッサに渡って分散され得る。
【００６４】
器具識別（ＩＤ）ストレージ及びリーダ装置技術は、例えば、様々な光学エンコーディング／読み込み、無線周波数エンコーディング／読み込み、磁気エンコーディング／読み込み、デジタル（例えば、ＥＥＰＲＯＭ及び他の同様のストレージデバイス／リーダ）エンコーディング／読み込みのいずれかのような、当業者に知られた様々な技術を用いることができる。
【００６５】
器具識別情報がコアプロセッサ１５０に提供されるとき、コアプロセッサ１５０は、器具識別情報がそこに特定の器具１０２ａ−１０２ｃが取付けられる特定のマニピュレータインタフェース組立体１０４ａ−１０４ｃと関連付けられることを、認識する。これは、例えば、作動インタフェース組立体に取り付けられた器具からのみ識別タグを読み込むことができるように識別子リーダがマニピュレータインタフェース組立体に近接して配置されることによることができる。作動インタフェース組立体１０４が結合される任意の構造、例えば、マニピュレータアーム１４０、アーム１４０の支持部、図２のアダプタ、等が、器具識別信号を認識するために器具識別リーダを備え得る。制御システムはしたがって、器具識別信号が、器具識別信号を読み込まれるとともに送信されるリーダと関連付けられる特定のマニピュレータインタフェース組立体に関連付けられることを決定することができる。
【００６６】
様々な例示的な実施形態によれば、制御システムは、マニピュレータインタフェース組立体１０４のどれが、マスタ入力装置、例えば、把持機構１２２ａ、１２２ｂのどれとマスタ−スレーブ関係にあるかを決定するように構成され、また、特定の手術器具１０２が、特定のマニピュレータインタフェース組立体１０４に設置されることを検出するように構成される。したがって、様々な例示的な実施形態によれば、遠隔手術システム１００は、設置された器具１０２ａ−１０２ｃのどれが、マスタ入力装置、例えば、把持機構１２２ａ、１２２ｂのどれによって制御されているかを決定するように構成される。
【００６７】
本開示による様々な例示的な実施形態において、図４の例示的なワークフローでは、動作４０４において、制御システムは、ユーザの手のどちらが、手術器具１０２が追従しているマスタ入力装置を操作しているかを検出する。例えば、制御システムは、器具１０２ａが、ユーザの左手によって操作される、把持機構１２２ａに追従していることを、及び器具１０２ｃが、ユーザの右手によって操作される、把持機構１２２ｂに追従していることを、決定し得る。上で説明されたように、ユーザの手のどちらがマスタ入力装置を操作しているかの決定は、例えば、マスタ入力装置の相対位置及び／又は構造、及び／又は他の感知及び追跡技術によるなどのような様々な方法で検出されることができる。
【００６８】
様々な例示的な実施形態によれば、図４のワークフローの動作４０６において、遠隔手術システム１００は、他の補助機能入力装置と比べた補助機能入力装置の相対左又は右位置、及び追従している手術器具を制御しているマスタ入力装置を操作するそれぞれのユーザの手に基づいて、追従している手術器具１０２に（例えば、信号通信を介して）動作可能に結合するように及び追従している手術器具を作動させるように、１又は複数の補助機能入力装置を割り当てるように構成される。補助機能が割り当てられる１又は複数の補助機能入力装置は、例えば、ペダルの左列（例えば、図１の１２４ａ、１２４ｂ）又はパダルの右列（例えば、１２４ｃ、１２４ｄ）に配置されることができ、したがって、ユーザの左手又はユーザの右手にそれぞれ位置的に対応する。
【００６９】
さらに、様々な例示的な実施形態では、４０８において描かれるように、制御システムは、ステップ４０２で検出された器具の補助機能タイプに基づいて、割り当てられた補助機能入力装置の作動の際、特定の補助機能信号タイプを対応する位置的に対応付けられた手術器具に送らせることができる。
【００７０】
例として、遠隔手術システム１００は、手術器具１０２ａが、ステップ４０２においてバイポーラ電気手術器具であると検出されるとともにステップ４０４において左把持機構１２２ａに追従していることも決定されるとき、フットペダルの左列にある、フットペダル１２４ａの作動に応じて、補助機能、例えば、バイポーラエネルギ供給を割り当て得る。上で議論されたように、フットペダルの左列は、図１の例示的な実施形態では、フットペダル１２４ａ及び１２４ｂを含むと考えられ得るとともに、フットペダルの右列は、図１の例示的な実施形態では、フットペダル１２４ｃ及び１２４ｄを含むと考えられ得る。さらなる例として、検出された手術器具１０２ａのタイプに基づいて制御機能が割り当てられるフットペダル１２４ａは、補助機能を実行するように手術器具を作動させる他のフットペダル１２４ｃ−１２４ｄに対して、例えば、左の、相対位置を有する。フットペダル１２４ａの相対位置は、手術器具１０２ａを操作するための信号を出力するようにマスタ把持機構１２２ａを操作するユーザの左手に対応する。したがって、左手用把持機構１２２ａによって制御される、手術器具１０２ａに対する補助機能は、図１の例示的な実施形態では、１２４ａ、１２４ｂを含むフットペダルの左列に割り当てられる。例として、検出された手術器具のタイプが永久焼灼へらである場合、フットペダル１２４ａは、モノポーラ切断補助機能を実行するようにモノポーラエネルギ発生器に信号を送るように自動的に割り当てられることができ、フットペダル１２４ｂは、モノポーラ凝固補助機能を実行するようにモノポーラエネルギ発生器に信号を送るように割り当てられることができる。
【００７１】
様々な例示的な実施形態では、補助入力装置の補助機能信号タイプへの割り当ては、位置的及び／又は検出された器具タイプ対応付けに加えて、認められた業界標準にも依存することができる。限定ではない例として、補助入力装置は、着色されることができ、機能的な割り当てはこれらの色に基づくことができる。例えば、フットペダル１２４ａ−１２４ｄは、青いペダルが凝固プロセスを生じさせるエネルギ供給に割り当てられ且つ黄色いペダルが切断プロセスを生じさせるエネルギ供給プロセスに割り当てられて、これらが補助入力装置の制御下で器具に対して利用可能である機能であるとき、青又は黄色のいずれかであり得る。
【００７２】
様々な例示的な実施形態では、図４のワークフローの動作４１０において、補助機能入力装置、例えば、フットペダル１２４ａ−１２４ｄの１つの作動の際、入力コマンド信号が、作動された補助入力装置から、制御システムの、例えば、コアプロセッサ１５０に出力される。その後、コアプロセッサ１５０は、作動された補助機能入力装置に現在割り当てられている手術補助機能にしたがって、割り当てられ且つ追従している手術器具１０２を制御するように、補助機能作動信号を、送信する。特定の例として、フットペダル１２４ａが特定の補助機能タイプの手術器具１０２ａに割り当てられ且つその手術器具１０２ａが左把持機構１２２ａに追従しているとき、フットペダル１２４ａの作動（例えば、押し下げ）は、手術器具１０２ａをモノポーラ焼灼エネルギを供給するよう作動させる。しかし、モノポーラ焼灼エネルギ供給器具ではなく、手術器具１０２ａが代わりに例えばステープル留めするように構成される場合、フットペダル１２４ａの作動は、ステープル留め補助機能を行うように手術器具１０２ａを作動させる。
【００７３】
様々な例示的な実施形態では、図１を参照すると、例えば、上方ペダル１２４ａ、１２４ｃは、下方ペダル１２４ｂ、１２４ｄより高い又は強い補助機能レベルを作動させることができる。例えば、ペダル１２４ａ、１２４ｂの左列に位置的に対応付けされる手術器具タイプが、電気手術エネルギタイプの器具である場合、ペダル１２４ａを押し下げることは、１２４ｂを押し下げることより高い電圧エネルギを供給するように手術器具を作動させ得る、又はその逆である。他の例示的な実施形態では、列の上方及び下方ペダルは、例えば、モノポーラ切断及びモノポーラ凝固；ステープラ発射及びステープラクランプ；吸引及び洗浄；機械的な切断、及び血管シール、等のような、異なる形態に対応することができる。
【００７４】
さらに以下に記載されるように、制御システムはまた、ユーザに、どのタイプの器具が特定のマスタ入力装置と追従し、また補助入力装置のそれぞれの補助機能のどれが作動するように割り当てられているかをユーザに知らせるために、外科医コンソール、例えば、ディスプレイ１３２において、ユーザに情報を提供することもできる。この情報を用いて、手術システムは、様々な外科処置を実行するようにユーザによって知的に制御されることができる。
【００７５】
様々な例示的な実施形態によるワークフローの例示的なステップを描くフロー図が、図５に示される。描かれたステップのそれぞれは、いずれかの特定の実施形態に必要とされない場合があり、描かれたステップの幾つかは、他の順番で及び／又は図示されたものとは違って１回より多く発生する場合があることが理解されるべきである。例えば、１つの例示的な実施形態では、ステップ５０６及び５０８は、５０２及び５０４が発生することなしに、発生することができる。
【００７６】
図５は、グラフィカルユーザインタフェース上の補助機能入力装置に関する指標を表示するためのワークフローの例示的な実施形態であり、そのグラフィカルユーザインタフェースの例示的な実施形態は図６及び７に示される。様々な例示的な実施形態では、グラフィカルユーザインタフェースが、外科医コンソール１２０のユーザのような、遠隔手術システムのユーザによる視覚化のためにディスプレイに表示され得る。本開示によれば、図５の例示的なワークフローでは、動作５０２において、フットペダル１２４ａ−１２４ｄのような、補助機能入力装置の１又は複数の近くにおけるユーザの存在が検出される。様々な例示的な実施形態によれば、ユーザの存在は、１又は複数の存在センサ、例えば、図１に示される、足存在センサ１２８ａ−１２８ｄの使用により検出されることができ、この足存在センサは、フットペダル１２４ａ−１２４ｄのそれぞれに設けられ得る又はフットペダル１２４ａ−１２４ｄに相対的に近くに設けられ得る。様々な例示的な実施形態では、各ペダルは、それ自体のセンサを有し得る又はペダルのグループ（例えば、左列及び右列それぞれ）は、共通の存在センサに関連付けられることができ、したがって、図１に描かれたセンサ１２８の２つだけを用いることができる。とにかく、例えば、ユーザの足が、１又は複数のフットペダル１２４ａ−１２４ｄの上で検出されるとき、ユーザは、１又は複数のフットペダル１２４ａ−１２４ｄの近くにいると検出される。例として、ユーザの足は、フットペダル１２４ａ、１２４ｂの左列の上又はフットペダル１２４ｃ、１２４ｄの右列の上を動いていることが検出され得る。
【００７７】
当業者は、ユーザの足が光ビームを遮るとき、センサが、プロセッサに、ペダルの上に物体があることが感知されたことを示す信号を送信するように配置された光エミッタ及び光検出器を含む１つの限定ではない例を用いる存在センサとして実現され得る様々な種類のセンシング技術に精通しているであろう。
【００７８】
ユーザの、例えばユーザの足（右足又は左足のいずれかであり得る）の存在が、フットペダル１２４ａ−１２４ｄの１又は複数の上で検出されるとき、ユーザの存在を検出する１又は複数の足存在センサ（例えば、センサ１２８ａ−１２８ｄの１又は複数）は、ユーザの存在を示す存在検出信号を送信する。存在検出信号は、例えば、外科医コンソール１２０に配置された１又は複数のプロセッサで受信され得る、又は、例えば、制御カート１３０のコアプロセッサ１５０に送信され得る。プロセッサは、存在検出信号を受信し、例えばディスプレイ１３２においてのように、ユーザへの表示を提供するように信号を出力する。
【００７９】
次に図６及び７を見ると、本開示の例示的な態様を示すグラフィカルユーザインタフェースのスクリーンキャプチャの例示的な部分が描かれる。図６及び７はそれぞれ、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）６００、７００を示し、これらは、遠隔手術システム１００のユーザによってアクセス可能なディスプレイに提供されることができる。例示的な実施形態では、ＧＵＩ６００、７００は、ディスプレイ１２６に提供され得る。しかし、当業者は、本開示がそれらに限定されず、ＧＵＩ６００、７００は、例えば、ロボット手術システム１００の制御カート１３０に設けられる、ディスプレイ１３２のような、任意のディスプレイに提供され得ることが分かるであろう。また、ＧＵＩ６００、７００は、システムに付随する１より多いディスプレイで表示され得る。
【００８０】
さらに、簡単化のために、全体的な表示を構成するＧＵＩディスプレイ６００、７００の一部のみが示される。一般的に、図６及び７において空白で表示される、ディスプレイの主要部分は、内視鏡カメラからの画像を表示することができ、例えば、手術部位及び／又は関連のある追従している手術器具の画像を含むことができる。
【００８１】
ＧＵＩ６００、７００の左側６０２、７０２及び右側６０４、７０４を含むＧＵＩ６００、７００は、例示的な実施形態によれば、以下により詳細に記載されるように、それぞれ強調可能であり得る（図６及び７に陰影によって示される）表示バー６０６ａ、７０６ａ及び６０６ｂ、７０６ｂを提供し得る。表示バー６０６ａ、７０６ａは、ＧＵＩ６００、７００の左側６０２、７０２の外側部分の一部又は全体に沿って設けられ得るとともに、表示バー６０６ｂ、７０６ｂは、ＧＵＩ６００、７００の右側６０４、７０４の外側部分の一部又は全体に沿って設けられ得る。当業者は、本開示が、例えば表示バーに限定されず、ＧＵＩ６００、７００の外側部分に設けられることに限定されず、ＧＵＩ６００、７００の相対的に位置する側（すなわち左及び右）の間を区別する能力をユーザに提供する、任意の様々な表示が、ＧＵＩ６００、７００に設けられ得ることを認識するであろう。例えば、表示は、ＧＵＩ６００、７００の、左側６０２、７０２又は右側６０４、７０４全体、又はそれらの一部を強調し得る。
【００８２】
ＧＵＩ６００、７００はまた、左器具識別表示６０８ａ、７０８ａ及び右器具識別表示６０８ｂ、７０８ｂも含むことができ、これらは、ユーザに、現在、マスタ入力装置に対応している、例えば、把持機構１２２ａ、１２２ｂに追従している、器具のタイプを示す。図６及び７に示される例では、左識別表示６０８ａ、７０８ａは、左把持機構１２２ａ（したがってユーザの左手）によって制御される器具が、メリーランド型バイポーラ鉗子であることを示し、右識別表示６０８ｂ、７０８ｂは、右把持機構１２２ｂ（したがってユーザの右手）によって制御される器具が、永久焼灼へらであることを示す。もちろん、当業者は、これらは、単なる２つの例示的な手術器具タイプであり、開示はそれに限定されないことを理解するであろう。加えて、ＧＵＩ６００、７００は、左ペダル補助機能指標６１０ａ、７１０ａ及び右ペダル補助機能指標６１０ｂ、７１０ｂを含むことができ、これらはそれぞれ、相対左手位置及び相対右手位置において、それぞれのペダル、例えば、ペダル１２４ａ−１２４ｄに割り当てられた補助機能を示す。他のペダル（図示せず）もまた、表示されることができるとともに、本開示にしたがって同様の方法でユーザに伝達されることができる異なる補助機能を割り当てられることができる。
【００８３】
図５に戻り、且つ図６に示されたスクリーンキャプチャを参照すると、動作５０４において、例えば、外科医カート１２０、制御カート１３０等において、制御システムの１又は複数のプロセッサからの表示信号の受信に基づいて、ユーザの検出された存在の指標がＧＵＩ６００に表示される。図６に示された例示的な実施形態では、表示バー６０６ａは、強調されていない状態を示す一方、表示バー６０６ｂは、強調された状態を示す。図６の説明例の表示バー６０６ａにおける強調されていない状態は、ユーザの存在が、左列のフットペダル１２４ａ、１２４ｂのいずれかの直ぐ近くで検出されていないことを示す。
【００８４】
様々な例示的な実施形態によれば、ユーザの検出された存在は、特定の左列又は右列のフットペダルに、又はその上に、あることが、制御システムによって、決定される。特定の例として、ユーザの存在が、フットペダル１２４ｃ、１２４ｄの左列にある、フットペダル１２４ｃの上に検出されるとき、制御システムは、ユーザの存在が検出された補助入力装置を示すディスプレイに信号を送信する。指標が表示されるＧＵＩ６００の部分は、フットペダル、例えば、右列のフットペダル１２４ｃが対応付けられる、左手又は右手に対応し、そこではユーザの存在が検出されている。例えば、ＧＵＩ６００の右側６０４の表示バー６０６ｂは、ユーザの手及びフットペダルの右列のフットペダル１２４ｃの対応する位置の指標を表示する。この場合、表示バー６０６ｂは、検出された存在を示すように（例えば、特定の色を用いて）強調されるようになり、強調されていないバー（及び／又は異なる色のバー）とは異なり、この強調されていないバーは表示バー６０６ａで示される。
【００８５】
図５の例示的なワークフローを再び参照すると、動作５０６において、補助機能入力装置、例えばフットペダル１２４ａ−１２４ｄの１つの作動が、フットペダル１２４ａ−１２４ｄのそれぞれに設けられた、又は接続された様々な作動検出装置のいずれかによって検出される。１又は複数のフットペダル１２４ａ−１２４ｄの作動が生じるとき、特定のフットペダル、例えばフットペダル１２４ａの作動を検出する作動検出装置は、フットペダルの作動を示す作動検出信号を送信する。作動検出信号は、例えば、外科医コンソール１２０に、配置された１又は複数のプロセッサで受信され得る、又は、例えば、制御カート１３０のコアプロセッサ１５０に、送信され得る。プロセッサは、作動検出信号を受信し、ディスプレイ１２６又はディスプレイ１３２のような、ディスプレイに信号を出力する。１つの例示的な実施形態では、作動検出は、当業者が精通しているような、ペダルに付随するスイッチによって、生じる
次に、図７に示されたスクリーンキャプチャを参照すると、図５の例示的な実施形態によるワークフローの動作５０８において、相対左又は右手に対応付けされた作動された入力装置、例えば、フットペダル１２４ａ−１２４ｄの１つの指標が、ＧＵＩ７００に表示される。表示された指標は、例えば、外科医コンソール１３０、制御カート１３０等の、制御システムの１又は複数のプロセッサからの表示信号の受信に基づいて、例えば、ディスプレイ１２６又は１３２に、表示される。図７に示される例示的な実施形態では、表示バー７０６ａは強調された状態を示す一方、表示バー７０６ｂは強調されていない状態を示す。図７の例示的な実施形態の表示バー７０６ｂにおける強調されていない状態は、フットペダルの右列のフットペダル１２４ｃ、１２４ｄのいずれも作動されていないことを示す。
【００８６】
様々な例示的な実施形態によれば、制御システムは、ユーザの左又は右手によって制御されている器具の補助機能を制御するように対応付けられたフットペダル１２４ａ−１２４ｄの１つが作動されていることを決定する。例えば、システムは、左列のペダル１２４ａ、１２４ｂ又は右列のペダル１２４ｃ、１２４ｄの１つが作動されていることを検出することができる。フットペダルの左列に配置されている、フットペダル１２４ａが作動されるとき、制御システムは、作動された補助入力装置、例えば、フットペダル１２４ａの相対左手又は右手対応付けを表示するディスプレイに信号を送信する。指標が表示されるＧＵＩ７００の部分は、作動されるフットペダルが対応付けられる手に対応する。例えば、ＧＵＩ７００の左側７０２の表示バー７０６ａは、左列位置に基づいて左手に対応付けられた手術器具を制御するように割り当てられた作動されるフットペダル１２４ａの指標を表示する。この場合、表示バー７０６ａは、作動を示す特定の色に強調されるようになり（又は幾つかの他の表示を含む）、図７において表示バー７０６ｂで示された、強調表示されていないバー、及び、図６において表示バー６０６ｂで示される１又は複数のフットペダルの近くにおけるユーザの存在を示す強調されたバーの両方とも異なる。
【００８７】
したがって、様々な例示的な実施形態によれば、ユーザの存在が検出されている又は作動されている補助機能入力装置、例えば、フットペダル１２４ａ−１２４ｄの１つの左手又は右手に対応付けられる位置の指標が、ＧＵＩ上で遠隔手術システム１００のユーザに表示される。このように、ＧＵＩは、特定の近位に配置された補助機能入力装置（例えば、存在検出を用いて）又は作動される補助機能入力装置の左手又は右手に対応付けられた補助入力装置をユーザに即座に示すことができる。
【００８８】
本開示の様々な例示的な実施形態は、患者側助手のディスプレイのためのグラフィカルユーザインタフェースを含み、この患者側助手のディスプレイは、例えば、制御カート１３０のディスプレイ１３２に、配置され得る。図８及び９を参照すると、遠隔手術システムに関する様々な情報を伝えるのに役立ち得る、特に、患者側助手に役立ち得る、グラフィカルユーザインタフェースの１つの例示的な実施形態が描かれている。図６及び７と同様に、図８及び９のスクリーンショットは、例えば、内視鏡イメージング装置から提供される画像及び／又は他のＧＵＩコンポーネントのような、図示されたＧＵＩコンポーネントとともにディスプレイに示され得る様々な画像を示していない。
【００８９】
図８及び９では、ユーザの左及び右手のそれぞれに追従している状態にある手術器具はそれぞれ、スクリーンの左及び右側に配置された表示機能８０２ａ、８０２ｂによって、並びに、それぞれ互いに対して左右にスクリーンの上部に配置された表示機能８０４ａ、８０４ｂによって、左及び右が画面を向いている観察者の視点からである状態で、概して示される。表示機能８０２及び８０４は、左及び／又は右手によって制御されるマスタ入力装置に現在応答している、例えば、把持機構１２２ａ、１２２ｂに追従している、器具のタイプをユーザに示す左器具識別表示８０３ａ、８０５ａ及び右器具識別表示８０３ｂ、８０５ｂを含み得る。１又は複数の他の表示機能、例えば表示機能８１３もまた、他の手術器具がマニピュレータインタフェース組立体に動作可能に結合されているが、マスタ入力装置の制御下で追従している状態にないことを示すために、器具識別表示８１５とともに表示され得る。器具識別表示８１５は、手術器具がどのタイプであるかを示す。手術器具のタイプを示すことに加えて、表示機能はまた、外科医コンソールのどれの制御下にあるように器具が割り当てられているかに関する情報も含むことができ、これは、デュアル又は複数外科医コンソール設定において有益であり得る。したがって、図８及び９では、表示機能８０２、８０４、８１３のそれぞれは、８２０においてコンソール指示表示を描く。
【００９０】
図６及び７に示された例に対応して、左器具識別表示８０３ａ、８０５ａは、左把持機構１２２ａ（したがって、ユーザの左手）によって制御される器具がメリーランド型バイポーラ鉗子であることを示し、右器具識別表示８０３ｂ、８０５ｂは、右把持機構１２２ｂ（したがって、ユーザの右手）によって制御される器具が永久焼灼へらであることを示す。もちろん、当業者は、これらが単なる２つの例示的な手術器具タイプであり、開示はこれに限定されないことを理解するであろう。スクリーンの左および右側におけるこれらの表示機能８０２、８０４のそれぞれの配置に加えて、様々な例示的な実施形態では、左手アイコン８０６ａ、８０７ａ及び右手アイコン８０６ｂ、８０７ｂが、どのユーザの手が、どの追従している手術器具を制御しているかの追加的な可視表現を提供するように表示され得る。
【００９１】
様々な例示的な実施形態では、表示機能８０２、８０４はまた、手術器具が、補助入力装置からのコマンドを受けて、補助機能を実行する準備ができていることを示すアイコンも表示する。例として、図８及び９のスクリーンショットは、表示機能８０２、８０４のそれぞれにおいて、手術器具が補助機能を実行する準備ができていることを示す、稲妻アイコン８１０を表示する。アイコン８１０は、補助入力装置によって制御される補助機能を実行することができる器具が、マスタ入力装置の制御下にある（追従している）マニピュレータインタフェース組立体に動作可能に結合されるとき、表示される。当業者は、稲妻が、補助機能を実行するための手術器具の準備ができていることを示すために表示され得る例示的なアイコンであり、様々な他のアイコンが、このような状態を示すために表示されることができることを理解するであろう。さらに、異なるアイコンが、例えば、どの補助機能を器具が実行するかに応じて使用され得る、加えて、１より多いこのようなアイコンが、同時に、例えば、器具が、１より多い補助機能を実行するために準備完了状態であることを示すために、表示され得る。
【００９２】
図６及び７を参照して上述されたグラフィカルユーザインタフェースのように、図８及び９のグラフィカルユーザインタフェースは、例示的な実施形態において、補助入力装置が対応付けられた左又は右手制御器具に対応する補助入力装置の近くにおけるユーザの検出された存在（図８）又は同補助入力装置の作動（発射）（図９）を示すことができる。
【００９３】
例えば、図８では、表示機能８０２、８０４は、ユーザの存在が、補助入力装置の右又は左列のいずれかの近くで検出されたことをユーザに伝えるように、異なる色で強調されることができる又は別の方法で変更され得る。図８に示されるように、例えば、陰影の無い表示機能８０２ａ、８０４ａに対する８０２ｂ、８０４ｂにおける強調又は異なる色を示すための陰影は、例えば、ユーザの存在が、補助入力装置の右列、例えばフットペダル１２４ｃ、１２４ｄのいずれかの近くで検出されるとき、表示され得る。したがって、図８に描かれるように、表示機能８０２ｂ、８０４ｂは、左手及び右手制御器具のどちらを、ユーザが、補助入力装置の特定の列の近くにおける存在検出に基づいて、作動させようとしているかを示すために、異なって強調されることができる（例えば、特定の色を用いて）又は別な方法で変更されることができる。
【００９４】
同様に、表示機能８０２、８０４のこのような変更は、特定の補助入力装置が、手術器具の補助機能を作動させるためにコマンド信号を提供するように作動されていることを示すために使用されることができる。図９はまた、作動された補助入力装置、例えば、その左列位置に基づいて左手対応付け手術器具を制御するように割り当てられたフットペダル１２４ａ、１２４ｂの１つの指標を表示するために、ＧＵＩ９００の左側において８０２ａ、８０４ａの陰影でこれを示すための例示的な方法として使用される。例示的な実施形態では、図８及び９で用いられた異なる陰影によって描かれるように、強調、色、又は他の指標が、作動に対して存在検出を示すように異なる。
【００９５】
当業者は、様々な変更が、同様の情報を遠隔手術システムのユーザに伝えながら且つ本教示の範囲から離れることなしに、図６−９の例示的な実施形態で描かれたＧＵＩスクリーンに行われ得ることを理解するであろう。例えば、異なる種類及び組み合わせのアイコン及び／又はテキストが、上述の情報を伝えるために用いられることができ、点滅又は他の標識が、色若しくは表示機能の強調の代わりに又は色若しくは表示機能の強調との組み合わせで、用いられることができる、及び／又は、スクリーンショットの特定の特徴の異なる配置もまた、本開示の範囲から離れることなしに、ある程度使用され得る。
【００９６】
ここに記載された様々な動作方法を含む、例示的な実施形態は、コンピューティングハードウェア（コンピューティング装置）及び／又はソフトウェア、例えば（限定されない例では）、データを記憶する、取得する、処理する及び／又は出力する並びに／又は他のコンピュータと通信する任意のコンピュータ等、に実装されることができる。生成される結果は、コンピューティングハードウェアのディスプレイに表示されることができる。様々な応答及び本開示の様々な例示的な実施形態による信号処理を生じさせるためのアルゴリズムを含む１又は複数のプログラム／ソフトウェアは、例えば、データインタフェースモジュールのような、コアプロセッサを含む制御カートの又はコアプロセッサを含む制御カートと併せて、コアプロセッサによって実装されることができ、コンピュータ可読記録及び／又は記憶媒体を含むコンピュータ可読媒体に記録され得る。コンピュータ可読記録媒体の例は、磁気記録装置、光ディスク、光磁気ディスク、及び／又は半導体メモリ（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ等）を含む。磁気記録装置の例は、ハードディスク装置（ＨＤＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、及び磁気テープ（ＭＴ）を含む。光ディスクの例は、ＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ（コンパクトディスク−リードオンリメモリ）、及びＣＤ−Ｒ（記録可能な）／ＲＷを含む。
【００９７】
さらなる変形形態及び代替実施形態は、本書の開示を考慮することで、当業者にとって明らかとなる。例えば、システム及び方法は、動作の明確化のために図及び記載から省略された追加的な構成要素又はステップを含み得る。したがって、この記載は、単に例示的なものと解釈されるべきであり、また、本教示を実施する際の一般的な方法を当業者に教示することを目的とする。ここに図示され且つ説明された種々の実施形態は例示的なものであることが理解されるべきである。要素及び材料、並びに、それら要素及び材料の配置は、本書で図示され且つ説明されたものを代替でき、部品及びプロセスは逆にされてもよく、また、本教示の特定の特徴は独立して利用されてもよく、それら全ては、本明細書の記載の利益を得た後で、当業者にとって明らかとなるであろう。本教示及び以下の請求項の精神及び範囲から逸脱することなく、本明細書に記載された要素に対して変更が行われ得る。
【００９８】
本明細書で説明された特定の例及び実施形態は非限定的なものであり、構造、寸法、材料、及び手順に対する変更は、本教示の範囲を逸脱することなく行われ得る。
【００９９】
本発明の他の実施形態は、明細書及びここに開示された本発明の実施の検討から当業者に明らかになるであろう。明細書及び例は、単なる例示としてみなされ、真の範囲及び精神は以下の請求項によって示されることが意図される。
【図１】
2020179185.tif 000003
【図２】
2020179185.tif 000004
【図３】
2020179185.tif 000005
【図４】
2020179185.tif 000006
【図５】
2020179185.tif 000007
【図６】
2020179185.tif 000008
【図７】
2020179185.tif 000009
【図８】
2020179185.tif 000010
【図９】
2020179185.tif 000011
【外国語明細書】
2020179185000001.pdf