【手続補正書】
【提出日】平成29年8月10日(2017.8.10)
【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】
ロボット制御に関する仮想遠隔運動中心を提供するためのシステムであって、前記システムは、
撮像システムによって収集される画像内でマーカデバイスの位置及び向きを示すことを可能にする１つ又は複数の形状を含むマーカデバイスであって、ロボットシステムによるロボット誘導式である機器を受け入れる又は一部受け入れるマーカデバイスと、
メモリであって、
前記撮像システムの座標系を前記ロボットシステムのロボット座標系とレジストレーションし、前記ロボット座標系内で前記仮想遠隔運動中心の位置を定義するための前記マーカデバイスの使用を可能にするレジストレーションモジュールと、
前記機器をロボット誘導するために前記ロボットシステムの運動を制御する制御ソフトウェアと
を記憶するメモリと
を備え、
前記仮想遠隔運動中心が、前記ロボットシステムの前記運動を制約する、
システム。
【請求項２】
前記撮像システムが、術中Ｘ線撮像システムを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記１つ又は複数の形状の各々が、放射線不透過性材料を含み、前記マーカデバイス内に一体形成される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記１つ又は複数の形状が、放射線不透過性であり、前記機器及び前記マーカデバイスの一方に関係する別個の部品として形成される、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記制御ソフトウェアが、前記仮想遠隔運動中心からの前記機器の前進を防止するが、前記機器の回転を許す、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
医療処置を実施するための手術スイートを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記マーカデバイスが、被験者への進入用ポートを含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
１つ又は複数の機器の運動を容易にするロボット制御に関する仮想遠隔運動中心を提供するためのマーカであって、
前記１つ又は複数の機器を受け入れる又は一部受け入れる内部キャビティを形成する放射線透過性の壁と、
前記壁の上に又は中に形成された放射線不透過性材料とを備え、前記放射線不透過性材料が、１つ又は複数の形状に構成されて、Ｘ線画像内での前記マーカの３次元向き及び位置を示すことを可能にし、それにより、前記３次元向き及び位置が、前記１つ又は複数の機器に関するロボット制御に関する前記仮想遠隔運動中心を提供する、
マーカ。
【請求項９】
前記マーカが、套管針内に一体形成される、請求項８に記載のマーカ。
【請求項１０】
前記マーカが、医療ポート又は套管針の一方に関係する部分を含む、請求項８に記載のマーカ。
【請求項１１】
ロボット制御に関する仮想遠隔運動中心を提供するための方法であって、
ある位置にマーカを配置するステップであって、前記マーカが、１つ又は複数の形状を含むステップと、
撮像システムの座標系内に前記マーカを含む画像を得るために、前記マーカを前記撮像システムを使用して撮像するステップであって、前記マーカに含まれる前記１つ又は複数の形状が、前記画像内の前記マーカの位置及び向きを示すステップと、
前記撮像システムの前記座標系をロボットシステムのロボット座標系とレジストレーションするステップ、及び前記ロボット座標系内で前記仮想遠隔運動中心の位置を定義するために、前記マーカを使用するステップと、
前記ロボットシステムによるロボット誘導式の機器の運動を制御するステップであって、前記仮想遠隔運動中心が、前記運動を制約するステップと
を含む、方法。
【請求項１２】
前記撮像システムが、Ｘ線撮像システムを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記１つ又は複数の形状が、放射線不透過性であって前記マーカに一体形成される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記運動を制御するステップが、前記遠隔運動中心からの前記ロボット誘導式の機器の前進を防止するが、前記ロボット誘導式の機器の回転を許すステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記マーカが、ポートに接する別個の部品を含み、前記方法が、前記レジストレーションを提供するために、前記ポートと前記マーカとのオフセットを計算するステップを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記１つ又は複数の形状の各々の前記放射線不透過性材料は、前記画像が捕捉される角度に関わらず、前記マーカデバイスの位置及び向きを識別する、請求項３に記載のシステム。
【請求項１７】
前記撮像システムの前記座標系内に前記ロボット誘導式の機器を更に含む画像を得るために、前記撮像システムを使用して、前記マーカと併せて前記ロボット誘導式の機器が撮像され、
前記ロボット誘導式の機器の位置を使用して、前記撮像システムの前記座標系が前記ロボットシステムの前記ロボット座標系とレジストレーションされる、
請求項１１に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
本原理によると、ロボット制御に関する遠隔運動中心を提供するためのシステムは、撮像システムによって収集される画像内でマーカデバイスの位置及び向きを示すために１つ又は複数の形状を含むマーカデバイスを有する。マーカデバイスは、ロボット誘導式である機器を受け入れる又は一部受け入れる。レジストレーションモジュールは、ロボット座標系内で仮想遠隔運動中心が存在する位置を定義するために、前記マーカデバイスを使用して前記画像の座標系を前記ロボット誘導式の機器の座標系とレジストレーションする。制御ソフトウェアは、ロボット誘導式の機器の運動を制御し、仮想遠隔運動中心が、ロボットの運動を制約する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
ロボット制御に関する遠隔運動中心を提供するための方法は、被験者に対してある位置にマーカを配置するステップであって、マーカが、画像内でのマーカの位置及び向きを示すために１つ又は複数の形状を含むステップと、マーカを撮像するステップと、ロボット座標系内で仮想遠隔運動中心が存在する位置を定義するために、マーカを使用して画像の座標系とロボット誘導式の機器の座標系をレジストレーションするステップと、ロボット制御式の機器の運動を制御するステップであって、仮想遠隔運動中心が、ロボットの運動を制約するステップとを有する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
メモリ１１６はレジストレーションモジュール１１７を含み、レジストレーションモジュール１１７は、撮像システム１１０及び／又は画像処理モジュール１１５から、デバイス１０２及びデバイス１０４を含む画像１３５を受信する。レジストレーションモジュール１１７は、画像１３５をロボット座標系１３２の位置とレジストレーションする。例えば、デバイス１０２は、ロボットシステム１３０によって保持され、その位置は、ロボットアーム１３４からのフィードバックを使用してロボット座標系１３２内で既知である。更に、マーカデバイス１０４を有するデバイス１０２の画像が捕捉され、ロボット座標系１３２内での医療デバイス１０２及びマーカデバイス１０４の位置／向きを提供するためにロボットアーム１３４からの位置情報とレジストレーションされ得る。レジストレーションは、走査ロボット座標系１３２と、走査メカニズム１１１の座標系１３８（例えばＸ線Ｃアーム座標系）、撮像システム１１０の座標系、又は他の既知の基準座標系との間で行われる。レジストレーション技法は、当技術分野で知られている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
再び図１を参照すると、放射線不透過性マーカ１０４の姿勢が、ロボット座標系１３２内で決定及び記述され得る。本発明の原理によれば、マーカデバイス１０４は、遠隔運動中心（ＲＣＭ）を示す又は定義する位置に配置される。次いで、画像座標系１３８とロボット座標系１３２の間でのマーカ位置のレジストレーションによって、マーカ位置がロボット制御ソフトウェア１３６に提供される。機器１０２がロボット１３０によってマーカデバイス１０４内に又はそこを通して挿入されるとき、制御ソフトウェア１３６は、仮想ＲＣＭ１４０を定義し、それにより、ロボットシステム１３０は、仮想ＲＣＭ１４０の位置によって制約され、従って機器１０２の運動を制約する。例えば、ロボットアーム１３４は並進され得ず、ポート（１０４）等の中へ機器を更に前進させないが、回転は、依然として可能であり得、一部制約されることも、妨げられないこともある。マーカデバイス１０４は、枢支ポート位置に位置されることも、ポートの一部であることも、又はＲＣＭが生じる若しくは生じる可能性が高い別の位置に含まれることもある。マーカデバイス１０４は、ただ１つのＸ線画像でポート位置の姿勢をレンダリングすることができる放射線不透過性の幾何形状１０５を埋め込まれ得る。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
仮想ＲＣＭを支点（３１０）又は他の位置として（例えばソフトウェアで）定義することによって、ソフトウェアは、ポートで回転のみ（又は他の運動制約、例えば１次元又は２次元のみでの回転）が行われ得て、その位置での全ての並進力がなくされるようにする。これは、撮像システムとロボットシステムの間のレジストレーションを使用して定義される特定の場所にあるマーカデバイスの位置（ポート３０６）に仮想ＲＣＭを定義することによって実現され得る。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
ブロック６０４で、ロボットと画像システムとのレジストレーションが行われる。ロボット座標フレームとＸ線Ｃアーム座標フレームとのレジストレーションは、既知の方法（例えば位置合わせマーカ、２点間のレジストレーション、Ｃアームでの既知の位置へのロボットの取付け等）を使用して行われる。