(57)【要約】一実施例においては、ロボット機器システムがコントローラと通信する、マスタ入力デバイスと機器ドライバとを具え、前記機器ドライバはガイド機器インタフェースを有し、当該ガイド機器インタフェースは少なくとも部分的に、前記マスタ入力デバイスにより生成され、前記ガイド機器インタフェースと機能的に連結するガイド機器を操作するための制御信号に応答する、１又はそれ以上のガイド機器駆動要素を具えている。マスタ入力デバイスはリンケージアセンブリと連結したオペレータインタフェースを含み、前記オペレータインタフェースとリンケージアセンブリとの間に挿入された１又はそれ以上のロードセルを有し、前記マスタ入力デバイスによって生成された制御信号は前記リンケージアセンブリと関連する前記オペレータインタフェースの移動に応じて、１又はそれ以上のロードセルによって生成された出力信号に少なくとも一部分は基づいている。【選択図】図１
2009537232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット機器システムであって：
マスタ入力デバイスを具えるコントローラと；
当該コントローラと通信し、機器インタフェースと機能的に連結したガイド機器を操作するために、少なくとも部分的に前記マスタ入力デバイスにより生成される制御信号に応じた１又はそれ以上のガイド機器駆動要素を具えるガイド機器インタフェースを有する前記機器ドライバとを具え、
前記マスタ入力デバイスは、１又はそれ以上のロードセルがオペレータインタフェースとリンケージアセンブリとの間に挿入されて、当該リンケージアセンブリへ連結された前記オペレータインタフェースを具え、前記マスタ入力デバイスによって生成された制御信号は、少なくとも部分的に、前記リンケージアセンブリに対する前記オペレータインタフェースの移動に応じて、前記１又はそれ以上のロードセルによって生成された出力信号に基づくことを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記オペレータインタフェースが前記リンケージアセンブリに対して少なくとも３自由度で移動可能であることを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のシステムにおいて、前記１又はそれ以上のロードセルの各々が、前記オペレータインタフェースの移動のために局在型の張力又は加圧を検出するように構成されることを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシステムにおいて、前記オペレータインタフェースが、１又はそれ以上のロードセンサが間挿される各インタフェース取付部材（８０４、８０６）によって前記リンクアセンブリと連結されることを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムにおいて、前記１又はそれ以上のロードセルが、前記各インタフェース取付部材（８０４，８０８）間に挿入される３つのロードセル（８０８）と、３つの隣接するばね（８１０）とを具えることを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のシステムが更に、前記オペレータインタフェースに連結されたシャフト（８１４）を具え、当該シャフト（８１４）が前記インタフェース取付部材（８０６）に形成されたアーチ状スロット（８１６）を通過し、前記オペレータインタフェースに加えられたねじり荷重を検出する１対のロードセル（８２０）間に配置されることを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項６に記載のシステムにおいて、前記オペレータインタフェースが、前記オペレータインタフェース取付部材（８０６）の面に隣接して、回転型取付金具（８１２）の周りを回転し、それによって前記スロット（８１６）を通じて前記シャフト（８１４）の移動を制限できる、回転型取付止め具（８１２）を有するオペレータインタフェース取付部材（８０６）へ連結されたオペレータインタフェース台（８００）を具えることを特徴とするシステム。
【請求項８】
ロボット機器システムであって：
マスタ入力デバイスを具えるコントローラと；
当該コントローラと通信する機器ドライバと；
を具え、当該機器ドライバが：
機器インタフェースと機能的に連結したガイド機器を操作するために、少なくとも部分的に前記マスタ入力デバイスにより生成される制御信号に応じた２又はそれ以上のガイド機器駆動要素を具えるガイド機器インタフェースと；
機器インタフェースと機能的に連結したシース機器を操作するために、少なくとも部分的に前記マスタ入力デバイスにより生成される制御信号に応じた２又はそれ以上のシース機器駆動要素を具えるシース機器インタフェースと；
を具え、当該シース機器駆動要素が前記ガイド機器駆動要素とは独立して制御されることを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項８に記載のシステムにおいて、前記２又はそれ以上のガイド機器駆動要素の各々が、他のガイド機器制御要素とは独立して制御されることを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載のシステムにおいて、前記２又はそれ以上のシース機器駆動要素の各々が、他のシース機器制御要素とは独立して制御されることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のシステムにおいて、前記各々のガイド機器インタフェース及びシース機器インタフェースは、前記ガイド機器インタフェースと機能的に連結したガイド機器の部分が、前記シース機器インタフェースと機能的に連結したシース機器の内腔に同軸配置されるように、前記機器ドライバ上に配置されることを特徴とするシステム。
【請求項１２】
ロボット機器システムが：
マスタ入力デバイスを具えるコントローラと；
当該コントローラと通信する機器ドライバと；
を具え、当該機器ドライバが：
機器インタフェースと機能的に連結したガイド機器を操作するために、少なくとも部分的に前記マスタ入力デバイスにより生成される制御信号に応じた１又はそれ以上のガイド機器駆動要素を具え、ガイド機器挿入軌道に沿って制御可能に移動可能なガイド機器インタフェースと；
機器インタフェースと機能的に連結したシース機器を操作するために、少なくとも部分的に前記マスタ入力デバイスにより生成される制御信号に応じた１又はそれ以上のシース機器駆動要素を具え、前記ガイド機器駆動要素とは独立してシース機器挿入軌道に沿って制御可能に移動可能なシース機器インタフェースと；
を具えることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のシステムにおいて、前記ガイド機器軌道は前記シース機器軌道と実質的に整列していることを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載のシステムにおいて、前記ガイド機器インタフェースの移動が各ガイド挿入親ねじの制御された回転によって得られることを特徴とするシステム。
【請求項１５】
請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載のシステムにおいて、前記シース機器インタフェースの移動が各シース挿入親ねじの制御された回転によって得られることを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１２又は１３に記載のシステムにおいて、前記ガイド機器インタフェースの移動が、各ガイド挿入ケーブルと滑車のアセンブリとによって得られることを特徴とするシステム。
【請求項１７】
請求項１２、１３、及び１６のいずれか１項に記載のシステムにおいて、前記シース機器インタフェースの移動が、各シース挿入ケーブルと滑車のアセンブリとによって得られることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的にロボット制御の医療機器システムに関し、特に最小侵襲の医療行為及び診断の用途のために構成されるロボット制御の可撓性機器システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボット機器（例えば、カテーテル）システム及びデバイスは、外科医の手が内部器官にアクセスするのを可能にするように、患者の体腔が開けられた従来の技術とは対照的に、最小侵襲の医療手段を行う用途に好適である。例えば、制御可能性が高い、最小サイズのシステムが、患者内の深くにあり、血管又は胃腸管のような天然の経路、あるいは小さく、外科的に生成される経路を介してアクセスできる、組織のイメージング、診断及び治療を促進するのに必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の様々な実施例によると、ロボット機器システムは組織構造を通過して、様々な医学的状態を取り扱うために診断し介入するように提供される。一実施例においては、システムはコントローラと通信する、マスタ入力デバイスと機器ドライバとを含む、ロボット機器システムを具え、前記機器ドライバはガイド機器インタフェースを有し、当該ガイド機器インタフェースは少なくとも部分的に、前記マスタ入力デバイスにより生成され、前記ガイド機器インタフェースと機能的に連結するガイド機器を操作するための制御信号に応答する、１又はそれ以上のガイド機器駆動要素を具えている。マスタ入力デバイスはリンケージアセンブリと連結したオペレータインタフェースを含み、前記オペレータインタフェースとリンケージアセンブリとの間に挿入された１又はそれ以上のロードセルを有し、前記マスタ入力デバイスによって生成された制御信号は、前記リンケージアセンブリと関連する前記オペレータインタフェースの移動に応じて、１又はそれ以上のロードセルによって生成された出力信号の少なくとも一部分に基づいている。
【０００４】
様々な実施例において、前記オペレータインタフェースは前記リンケージアセンブリと関連して少なくとも３自由度で移動可能であり、前記１又はそれ以上のロードセルの各々が、前記オペレータインタフェースの移動による局在型の張力あるいは加圧を検出する。少なくとも１の実施例において、前記オペレータインタフェースは各インタフェース取付部材によって前記リンケージアセンブリと連結され、１又はそれ以上のロードセンサが各インタフェース取付部材の間に挿入される。一実施例において、前記１又はそれ以上のロードセルは、前記各インタフェース取付部材の間に挿入される、３つのロードセルと３つの隣接したばねとを具えている。一実施例において、前記オペレータインタフェースに連結されるシャフトは前記インタフェース取付部材で形成され、前記オペレータインタフェースへ加えられたねじり荷重を検出する、１対のロードセル間に配置された、アーチ状スロットを通過する。１のこのような実施例においては、前記オペレータインタフェースは、前記インタフェース取付部材の面に隣接して前記回転型取付金具の周りを回転できるように構成された回転型取付止め具を有する前記インタフェース取付部材へ連結されるオペレータインタフェース台を具え、これによって前記スロットを通ずる前記シャフトの移動を制限する。
【０００５】
別の実施例によると、ロボット機器システムはマスタ入力デバイスを含むコントローラと、当該コントローラと通信する機器ドライバを具えている。前記機器ドライバは、ガイド機器インタフェースであって、少なくとも一部分について、この機器インタフェースと機能的に連結したガイド機器を操作するために前記マスタ入力デバイスにより生成される制御信号に応答する２又はそれ以上のガイド機器駆動要素を具えるガイド機器インタフェースと、シース機器インタフェースであって、少なくとも一部分について、この機器インタフェースと機能的に連結したシース機器を操作するために前記マスタ入力デバイスにより生成される制御信号に応答する２又はそれ以上のシース機器駆動要素を具えるシース機器インタフェースとを具え、前記シース機器駆動要素は、前記ガイド機器駆動要素とは独立に制御される。１のこのような実施例において、前記２又はそれ以上のガイド機器駆動要素は、他のガイド機器制御要素とは独立に制御される。１のこのような実施例において、前記２又はそれ以上のシース機器駆動要素は、他のシース機器制御要素とは独立に制御される。１のこのような実施例において、前記各ガイド機器インタフェース及びシース機器インタフェースは、前記ガイド機器インタフェースに機能的に連結したガイド機器の一部分が、前記シース機器インタフェースに機能的に連結したシース機器の内腔内に同軸配置されるように、前記機器ドライバ上に配置される。
【０００６】
更に別の実施例においては、ロボット機器システムはマスタ入力デバイスを含むコントローラと、当該コントローラと通信する機器ドライバを具えている。前記機器ドライバは、ガイド機器インタフェースであって、少なくとも一部分について、この機器インタフェースと機能的に連結したガイド機器を操作するために前記マスタ入力デバイスにより生成される制御信号に応答する１又はそれ以上のガイド機器駆動要素を具え、ガイド機器挿入軌道に沿って制御可能に動くことができるガイド機器インタフェースと、シース機器インタフェースであって、少なくとも一部分について、この機器インタフェースと機能的に連結したシース機器を操作するために前記マスタ入力デバイスにより生成される制御信号に応答する１又はそれ以上のシース機器駆動要素を具え、前記ガイド機器インタフェースの移動とは独立して、シース機器挿入軌道に沿って制御可能に動くことができるシース機器インタフェースとを具える。１のこのような実施例において、前記ガイド機器軌道は、前記シース機器挿入軌道と実質的に一直線に並んでいる。１のこのような実施例において、前記ガイド機器インタフェースの移動は、各々のガイド挿入親ねじの回転制御によって得られる。１のこのような実施例において、前記シース機器インタフェースの移動は、各々のシース挿入親ねじの回転制御によって得られる。別のこのような実施例において、前記ガイド機器インタフェースの移動は、各々のガイド挿入ケーブル及び滑車のアセンブリによって得られる。別のこのような実施例において、前記シース機器インタフェースの移動は、各々のシース挿入ケーブル及び滑車のアセンブリによって得られる。
【０００７】
図は、例示した本発明の実施例の設計及び有用性を示し、同様の要素は共通の参照番号によって引用されている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、一実施例によるロボットカテーテルシステムを示す。
【図２】図２は、一実施例によるロボットカテーテルシステムの操作ワークステーションを示す。
【図３】図３は、一実施例によるマスタ入力デバイスの投射図を示す。
【図４Ａ】図４Ａは、別の実施例によるマスタ入力デバイスの側面図を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａのマスタ入力デバイスの実施例の拡大した一部分の側面図を示す。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４Ａのマスタ入力デバイスの実施例の分解組立した一部分の投射図を示す。
【図４Ｄ】図４Ｄは、図４Ａのマスタ入力デバイスの実施例の一部分の投射図を示す。
【図４Ｅ】図４Ｅは、図４Ａのマスタ入力デバイスの実施例の拡大した一部分の背面図を示す。
【図４Ｆ】図４Ｆは、図４Ａのマスタ入力デバイスの実施例の拡大した一部分の投射図を示す。
【図５】図５は、一実施例によるロボットカテーテルシステムを示す。
【図６Ａ】図６Ａは、一実施例によるロボット機器ドライバを示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、一実施例による機器セット及び機器インタフェース部材の投射図を示す。
【図６Ｃ】図６Ｃは、一実施例による機器セット及び機器インタフェース部材の一部分の投射図を示す。
【図６Ｄ】図６Ｄは、一実施例による機器ドライバの一部分の投射図を示す。
【図６Ｅ】図６Ｅは、一実施例による機器ドライバの一部分の投射図を示す。
【図６Ｆ】図６Ｆは、一実施例による機器ドライバの一部分の投射図を示す。
【図６Ｇ】図６Ｇは、一実施例による機器の輸送挿入構成の概略表現を示す。
【図６Ｈ】図６Ｈは、一実施例による機器インタフェースソケットと機器の輸送挿入構成の概略表現を示す。
【図６Ｉ】図６Ｉは、一実施例による機器ドライバの一部分の投射図を示す。
【図６Ｊ】図６Ｊは、一実施例による機器ドライバの一部分の投射図を示す。
【図６Ｋ】図６Ｋは、一実施例による機器ドライバの一部分の投射図を示す。
【図６Ｌ】図６Ｌは、一実施例による機器ドライバの一部分の投射図を示す。
【図６Ｍ】図６Ｍは、一実施例による機器ドライバの一部分の投射図を示す。
【図６Ｎ】図６Ｎは、一実施例による機器ドライバの一部分の投射図を示す。
【図７】図７は、一実施例によるオペレータ制御コンソールの投射図を示す。
【図８】図８は、一実施例による機器ドライバと機器の一部分の投射図を示す。
【図９】図９は、一実施例により示されるユーザインタフェースを示す。
【図１０Ａ】図１０Ａは、一実施例により示されるユーザインタフェースを示す。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、一実施例により示されるユーザインタフェースを示す。
【図１１】図１１は、一実施例により示されるユーザインタフェースを示す。
【図１２】図１２は、一実施例による操作上の構成を示す。
【図１３】図１３は、一実施例により示されるユーザインタフェースを示す。
【図１４】図１４は、一実施例により示されるユーザインタフェースを示す。
【図１５】図１５は、一実施例により示されるユーザインタフェースを示す。
【図１６】図１６は、一実施例により示されるユーザインタフェースを示す。
【図１７】図１７は、一実施例により示されるユーザインタフェースを示す。
【図１８】図１８は、一実施例により示されるユーザインタフェースを示す。
【図１９】図１９は、一実施例による操作上の構成を示す。
【図２０】図２０は、一実施例による操作上の構成を示す。
【図２１】図２１は、一実施例により示されるユーザインタフェースを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１によると、ロボットカテーテルシステムが、オペレータワークステーション（２）と、可動型計算処理及び制御システム（６）と、ロボット機器ドライバ（１６）と、手術台（２２）へ着脱可能に取り付けられた可動式支持アセンブリ（２６）と、シース機器（３０）の作業内腔を通じて同軸配置されるガイド機器（１８）を含む機器セットと、を具えているのを示し、前記ガイド機器は介入性及び診断上の医療手順用の様々な構成のツール（図１に図示せず）を受け取るように構成される作業内腔を規定している。
【００１０】
図２によると、オペレータワークステーション（２）の実施例の近接図が示され、マスタ入力デバイス（１２）と、オペレータ制御コンソール（８）と、タッチスクリーンインタフェース（５）と、デバイス無効スイッチ（７）と、いくつかのディスプレイ（４）とを具えている。図３によると、好適なマスタ入力デバイス（１２）の一実施例の近接した等尺図が、オペレータインタフェース（２１７）と好ましくは固定接触したマスタインタフェースリンクアセンブリ部材（９９２）によってマスタインタフェースリンクアセンブリ（９９１）に連結される実質的に球状のオペレータインタフェース（２１７）を有するように示されている。好適なマスタ意入力デバイスは商標名「ＰｈａｎｔｏｍＴＭ」で知られるＳｅｎｓｉｂｌｅ  Ｄｅｖｉｃｅｓ社あるいは商標名「ＯｍｅｇａＴＭ」で知られるＦｏｒｃｅ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ社のような製造業者から入手できる。図４Ａ−４Ｆによると、好適なマスタ入力デバイス（１２）の別の実施例が示されている。
【００１１】
図４Ａによると、マスタ入力デバイス（１２）構成は、オペレータインタフェース（２１７）とマスタ入力デバイスのリンクアセンブリ部材（８０４）との間に挿入される３自由度（ＤＯＦ）のインタフェースを伴って示されている。図４Ａによると、オペレータインタフェース（２１７）は２つのインタフェース取付部材（８０４、８０６）によりマスタインタフェースリンクアセンブリ（９９１）と連結され、それらのインタフェース取付部材（８０４、８０６）の間にいくつかのロードセンサが接続される。図４Ｂによると、マスタ入力デバイスのクローズアップしたマスタ入力デバイスの一部分の側面図が示され、リンクアセンブリ部材（８０４）と、オペレータインタフェース取付部材（８０４）との間に挿入された３つのロードセル（８０８）と３つの隣接するばね（８１０）とを示している。また、オペレータインタフェース台（８００）と連結され、オペレータインタフェース取付部材（８０６）内に形成されたアーチ状スロット（８１６）を通過し、２つの小さい方のロードセル（８２０）間に配置されるシャフトが示されている。オペレータインタフェース台（８００）は、図４Ｂに示されるように、シャフト（８１４）がスロット（８１６）を通過し、小さなロードセル（８２０）がオペレータインタフェース（２１７）上のトルクを感知するようにしたオペレータインタフェース取付部材（８０６）の面に隣接して、オペレータインタフェース台（８００）が回転型取付金具（８１２）の周りを回転できるように構成された回転型取付止め具（８１２）を有するオペレータインタフェース取付部材（８０６）へ連結される。オペレータインタフェース取付部材（８０６）とマスタ入力デバイスのリンクアセンブリ部材（８０４）との間の力を感知するロードセル（８０８）は、オペレータインタフェース（２１７）での縦揺れ及び偏揺れの荷重を感知するように協調して利用できる。従って、３自由度はこのマスタ入力デバイスの変動で感知されうる。一実施例において、トルクの自由度は、機器ドライバと関連する伸長型機器とを電気機械的な回転で動かす、オペレータによる企図として解釈されうる。縦揺れ及び偏揺れの自由度は関連する機器ドライバ及び／又は機器の様々な変数又は自由度に割り当てられる。例えば、一実施例においては、縦揺れの自由度は、ポジティブな縦揺れ（例えば、オペレータインタフェース２１７がガイド機器の先端を動かすように３Ｄ空間内について穏やかに動かされる場合に、縦揺れのＤＯＦが偶発的にトリガされるのを防ぐための、選択された最小しきい値荷重を超える）が、オペレータがシース機器をガイド機器の遠位端方向に遠位に挿入することを所望する信号として解釈されうるようなシース挿入の移動の自由度に割り当てられ、同様に、ネガティブな縦揺れが消極的な挿入、つまり、シース機器を近位で回すのに割り当てられる。図４Ｃ−４Ｆはマスタ入力デバイス（１２）のこの変動を示して、オペレータインタフェース台（８００）、マスタ入力デバイスのフレームセット（８０２）、マスタ入力デバイスのリンクアセンブリ部材（８０４）、オペレータインタフェース取付部材（８０６）、ロードセル（８０８，８２０）、ばね（８１０、８１８）、回転取付部材（８１２）、シャフト（８１４）、及びオペレータインタフェース取付部材（８０６）内に形成されるアーチ状スロット（８１６）の相対位置をより完全に示している。
【００１２】
図５によると、可動式支持アセンブリ（２６）によって手術台（２２）へ連結される機器ドライバ（１６）の一実施例の等尺図が示されている。ガイド（１８）及びシース（３０）機器は、好ましくは主体のロボットカテーテルシステムを利用する医療手順中にあるように、機器ドライバに着脱可能に連結して示されている。
【００１３】
図６Ａによると、機器ドライバの一実施例が、ガイド機器インタフェース面（４０）の遠位に配置されるシース機器インタフェース面（３８）を有するクローズアップした等尺図で示されている。機器ドライバ（１６）の近位部分は可動式支持アセンブリ（２６）の遠位部分と連結されている。
【００１４】
図６Ｂによると、ガイド機器（１８）と、シース機器（３０）と、関連したガイド及びシースのベースカバー（１０６０）と、シースのパージチューブ（１０５１）と、Ｔｏｕｈｙアセンブリ（１１００）とを具える機器セットの一実施例は、シース機器インタフェース面（３８）とガイド機器インタフェース面（４０）の近くに示され、どのようにして機器セット（３０、１８）がインタフェース面（３８、４０）と接続して機能するように構成されるかを示している。図６Ｃによると、異なる部分の等尺図が、どのようにしてシース機器ベース（４６）及びガイド機器ベース（４８）の下方と、関連した機器インタフェース部材（１０５４）とが、シース機器インタフェース面（３８）とガイド機器インタフェース面（４０）とを幾何学的に接続して機能するように構成されるかを示している。各々の示されたガイド機器ベース（４８）とシース機器ベース（４６）の様態は、関連するインタフェース面（３８、４０）の方へ伸びる少なくとも１つのピン（１０５８）を有して、各ピン（１０５８）と連結した圧縮型電子スイッチ（図示せず）によって、インターフェースの検出を促進する。更に、各々の示されたガイド機器ベース（４８）とシース機器ベース（４６）の様態は、関連するインタフェース面（３８、４０）の方へ伸びて、組合せ可能に連結する少なくとも１つの連結部材（１０５６）を有して、このような面の幾何学的態様と着脱可能に連結するのを促進する。
【００１５】
図６Ｄ−６Ｆによると、機器ドライバ（１６）の一実施例の部分投射図が示され、シース機器インタフェース（３８）が連結されるシース機器ドライバのブロック（１８５）、及び、ガイド機器インタフェース（４０）が連結されるガイドキャリジ（２４０）は、このような様態における２つの別個に動作する親ねじ（９９５、９９８）機構によって、互いに独立して機器ドライバの長軸に沿って（あるいは、それに関する限りでは、各親ねじ（９９５、９９８）の長軸に沿って挿入できることを示している。図６Ｄによると、一実施例において、機器ドライバ（１６）はシース機器インタフェース（３８）とガイド機器インタフェース（４０）とを別個に挿入するように構成され、シース機器とガイド機器とを具える着脱可能に連結した機器セットの独立関係の挿入（互いに関連し、機器ドライバのメインフレーム（１３７）に関連する）を生ずる。ガイド及びシース機器は、図６Ｃに示したように、ガイド及びシースのインタフェース（４０、３８）の下にある駆動されたインタフェースソケット（４４）と連結できる、駆動可能な機器インタフェース部材（１０５４）を有するように構成される。
【００１６】
図６Ｃ及び６Ｄに示した実施例において、２つの駆動可能なインタフェース部材（１０５４）を有するシース機器（３０）と、４つの駆動可能なインタフェース部材（１０５４）を有するガイド機器は、シース機器（３０）の２のステアリング操作と、ガイド機器（１８）の４のステアリング操作とを提供するのに利用され、好ましい実施例においては、このようなステアリング操作は以下のように利用される：１のシースのステアリング操作は、シース機器の壁を通じて通されたプルワイヤのような、遠位で終端した張力要素が、第１の方向にシース機器を動くことを保証し；１のシースのステアリング操作は、シース機器の壁を通じて通されたプルワイヤのような、より近位で終端した張力要素が、近位の張力要素終端点の近位でシース機器に沿った位置で第１の方向と実質的に逆の方向に、シース機器の屈曲を生じさせることを保証し；４のステアリング動作の各々は、ガイド機器の壁を通じて通されたプルワイヤのような、より遠位で終端した張力要素が、４の張力要素内の結合した張力によって、ガイド機器の制御可能な全方向性の動作を生じさせることを保証する。
【００１７】
示された実施例においては、ケーブル式キャプスタン又はベルト式滑車のような、ガイド挿入モータインタフェース（９９３）に連結されたガイド挿入モータ（図示せず）は、動作をベルト（９９４）を利用するガイド挿入親ねじ（９９５）へ伝送する。ガイド挿入親ねじ（９９５）は、シースのブロック（１８５）あるいは機器ドライバフレーム（１３７）の位置とは独立して、ガイドのキャリッジ（２４０）に親ねじ（９９５）の軸と平行に挿入、往復させるように構成された、ガイドのキャリッジ（２４０）構造と連結した、ギヤ、歯形ノギス又はラックのような、親ねじインタフェースと連結される。
【００１８】
図６Ｅによると、図６Ｄに示されたものと似た実施例が異なる観点から示され、ガイド挿入親ねじ（９９５）と、更にはギヤのような回転駆動インタフェース（９９６）で連結されて、ベアリングあるいはブッシングのような低摩擦の回転型取付インタフェース（２７８）の回転軸（９９７）の周りの機器ドライバ全体（１６）の回転を駆動する回転駆動モータ（２８０）とを示している。このような回転動作が時計回りあるいは反時計回り方向になる場合、機器ドライバ全体（１６）は回転型取付インタフェース（２７８）の回転軸（９９７）の周りで回転し、機器ドライバ（１６）に連結されたシース、ガイド、及び／又はその他の機器を更に回転させ、あるいは従来のカテーテル用語での、患者の組織に対し「トルク」を与えている。
【００１９】
図６Ｆによると、図６Ｅに示したものに似た機器ドライバ（１６）の実施例の部分分解図が示され、前述のガイドのキャリッジ（２４０）挿入構造の実施例とは独立して、主の機器ドライバフレーム（１３７）に対してシース取付ブロック（１８５）を挿入する親ねじベースの手段を例示している。図６Ｆに示すように、シース挿入親ねじ（９９８）は、シース挿入モータ（９９９）及び連結したエンコーダ（２９２）と、シース取付ブロック（１８５）との間に配置される。シース挿入親ねじ（９９８）はガイドのキャリッジ（２４０）あるいは機器ドライバフレーム（１３７）の位置とは独立して、ガイドのキャリッジ（２４０）に親ねじ（９９８）の軸と平行に挿入、往復させるように構成された、シースのブロック（１８５）と連結した、ギヤ、歯形ノギス又はラックのような、親ねじインタフェースと連結される。
【００２０】
図６Ｇによると、シースのブロック（１８５）又はガイドのキャリッジ（２４０）を挿入する別の実施例が概略形式で示され、このような実施例はシステムのケーブル、滑車、モータ及び可動的に連結されたプラットフォームを利用し、このような構成は前述の親ねじの挿入構成に対する別の実施例である。図６Ｇに示されたように、キャリッジ（２４０）はプラットフォーム（２４６）上にスライド可能に取り付けられ、プラットフォーム（２４６）はベース構造（２４８）にスライド可能に取り付けられる。これらのインタフェースでのスライド可能な台（２５０）は高精度の線形ベアリングで得ることができる。示されたシステムは複数の滑車（２４４）を通る２つのケーブル（２５６、２５８）を有して、スライド可能なインタフェース（２５０）に沿ったキャリッジ（２４０）とプラットフォーム（２４６）のモータ駆動の同期相対動作を得る。当該技術分野の当業者にとって明白なように、モータ（２４２）は張力Ｔでキャリッジ移動ケーブル（２５６）を引く場合、キャリッジ（２４０）は２＊Ｔの力を感知する。更に、モータが変位Ｘだけキャリッジ移動ケーブル（２５６）を引く場合、キャリッジはＸ／２だけ動き、プラットフォームは「滑車付き」の同期ケーブル（２５８）によって、その半分の量あるいはＸ／４だけ動く。
【００２１】
図６Ｈによると、挿入位置（すなわち、シースのブロック（１８５）あるいはガイドのキャリッジ（２４０）の挿入位置）とは独立して回転型機器インタフェースソケット（４４）を電気機械的に動作させる構成の実施例は簡単な概略形式で示されている−例示目的の単純化によって１つの駆動機器インタフェースソケット（４４）と関連するケーブルのみで示している。図６Ｈの実施例は、スライド可能なインタフェース（２５０）によって規定される線形経路に沿って連結される、キャリッジ（２４０）あるいはシースのブロック（１８５−例は図示せず）の位置から独立して双方向の回転を生成する機器インタフェースソケット（４４）と連結した機器インタフェースの滑車（２６０）を駆動するように構成される。要約すると、図６Ｈに示したものに似た機械図式では、モータ（２４２）が機器インタフェースケーブル（２６４）の撓みＸを引く場合、同一の撓みが、モータ（２４２）に対するキャリッジ（２４０）の位置に関わらず、同期ケーブル（２６６）の位置決めと終端（２５２）のために、機器インタフェースの滑車（２６０）に直接的に見られる。このような構成は前述の２駆動のシース機器ステアリングの場合には２倍になり、前述の４駆動のシース機器ステアリングの場合は４倍になる。実際に図６Ｉによると、このような４の独立駆動されたガイド機器インタフェースソケット（４４）のキャリッジ（２４０）の実施例が示され、ケーブル布線（２６４）と連結した４つのモータ（２４２）とエンコーダ（２９２）を示している。
【００２２】
図６Ｊ−６Ｎによると、機器ドライバ（１６）の実施例の更なる部分等尺図が、２のシース機器インタフェースソケット（４４）を独立駆動するための一実施例を説明するために示されている。今度も、示された機器ドライバの実施例が、２つのシース機器インタフェース部材（図６Ｃにおける１０５４）と４のガイド機器インタフェース部材（図６Ｃにおける１０５４）を独立して回転駆動できるように構成される一方で、更に互いに関連するシースのブロック（１８５）及びガイドのキャリッジ（２４０）と、機器ドライバフレーム（１３７）とを独立して挿入している。穴（８６８）はシース及びガイドの機器インタフェース（３８、４０）内に規定して、このようなシース機器インタフェース部材（図６Ｃにおける１０５４）の、下にある回転駆動用の機器インタフェースソケット（４４）への通過に対応させている。図６Ｊによると、シャフト及び／又は滑車あるいはギヤのような２のモータ駆動インタフェース（１００１）は、示した実施例でシースのブロック（１８５）に固定連結されたモータ（モータ（２４１）については図６Ｋ−６Ｎ参照）によって独立して回転できる。このようなインタフェース（１００１）は、図６Ｊに示されるように、ケーブル、鎖あるいはベルトのような機械的な内部連結器を利用する、シャフト及び／又は滑車あるいはギヤのような第２のインタフェース（１００２）と機械的に結合される。図６Ｋ−Ｎによると、この実施例における第２のインタフェース（１００２）は、ウォームスクリューインタフェースのような動作伝送インタフェース（１００３）を有する機器インタフェースソケット（４４）と機械駆動可能に連結する。最終結果は機器インタフェースソケット（４４）がこの実施例でシース駆動モータ（２４１）によって駆動されることである。
【００２３】
図７によると、オペレータコンソール（８）の一実施例が示され、様々な所定の方法で主のロボット機器システムを操作するように構成され、操作構成とユーザインタフェースのシナリオの例を利用して以下のように示されている。
【００２４】
図７に示されたような制御コンソール（８）と、図６Ａ−６Ｎで示されたような機器ドライバ／機器構成で、心臓切除シナリオが主発明の操作態様を利用した、診断上及び／又は介入性の手順の例として例示できる。図８によると、機器ドライバの実施例（１６）はシース機器（３０）とガイド機器（１８）へ着脱可能に連結されたように示されている。ガイド機器（１８）の遠位管状部分は、シース機器（３０）によって規定される作業内腔を通じて可動的に挿入される。心臓マッピング又は切除カテーテル（８８１）はガイド機器（１８）によって規定される作業内腔を通じて挿入され、ハンドルからの応力を防ぐためにガイド機器インタフェース（４０）の一部分と連結される従来の切除カテーテル（８８１）の近位のハンドル（１００４）は、ガイド機器（１８）に利用される。
【００２５】
図９によると、フラットスクリーンのコンピュータモニタのようなオペレータワークステーション（図２の要素２）のディスプレイ（１０１１）の１つが、主表示領域（１００５）と、２の補助領域（１００６、１００７）と、シース機器制御ダッシュボード（１０１２）と、身体に対する機器の空間定位表示器（１００８）と、身体に対する蛍光透視の空間定位表示器（１００９）と、負荷感知表示目盛（１０１０）とを伴い示されており、それらの総てがグラフィカルユーザインタフェースのオブジェクトとして図表で表わされる。シース機器制御ダッシュボードは例えば、機器ドライバ（ひいては、示された実施例におけるシース機器及びガイド機器）の回転、あるいは「トルク」位置、あるいはシステムの物理的な回転限界に対する機器ドライバの回転と、システムあるいは機器の安全限界に対するシース機器の遠位屈曲動作と、示されたシースのブロック（１８５）を挿入することによる、システムあるいは機器の安全限界に対するシース機器の挿入動作の表示器を具えている。各グラフィカルゲージ表示器は、（例えば、機器の安全ゾーン外の操作が好ましくはシステムに損害を与えないように構成されず、一実施例においては、システムの所定の限界を得ることが難しいことを除いては、自動車エンジンのタコメータのレッドライン表示に似た）安全ゾーンの着色した表示で示すこともできる。示されたグラフィカルユーザインタフェース式の負荷感知表示器は、最大範囲と負荷０とこのような最大値の間の目盛とで構成される。「インテリセンス」用のオペレータコンソール（８）ボタン（８２６）を利用して、負荷感知をアクティブにでき、「ベースライン」用のボタン（８２８）は、負荷比較目的の基準（ほぼ零の）負荷になるとオペレータが考えるものを捕捉するように構成され、ズーム（８３０）、スチール（８３４）、クリップ（８３６）及びレビュー（８３８）ボタンを利用して、それぞれシステムに、示した画像を拡大あるいは縮小させ、示された静止画像を捕捉させ、示された画像のムービークリップを捕捉させ、ムービーあるいはクリップを再検討させることができる。例えばトラックボール（８２４）と２つのボタン（８２２）とを具えるマウスインタフェースは、オペレータ及びシステムの相互作用に利用できる。
【００２６】
図１０Ａによると、２次元の背景で表わされる実際の蛍光透視ベースの画像に入り組んだシース／ガイド／切除カテーテルの登録は、オペレータコンソール（８）上の登録ボタン（８３２）を押下し、マウス（８２２，８２４）を用いて、シース機器（１０１３）、ガイド機器（１０１４）及び作業機器（１０１５）の蛍光間接撮影画像の長さの下に３つのグラフィックマーカ（１０２０）を配置することによって得ることができる。３次元で登録するために、蛍光透視画像面は一般的には蛍光透視システムのスイングアームを移動し、新しい蛍光透視の位置に関係する情報をロボット機器制御システムへ入力することによって変化し、更なる３つのマーカ（１０２５）がマウス（８２２、８２４）を用いて選択され、１つは遠位端のガイド機器（１０１４）の蛍光透視画像表示であり、２のその他のマーカは、その他の蛍光透視面内で事前選択されたポイント位置に基づく突出線（１０２３、１０２４）が背景で第２の蛍光間接撮影画像と交差する場所にある。６つの点（１０２０、１０２５）と、蛍光透視面の相対位置とが決められると、蛍光透視画像は、機器があるべき算出位置に基づき（例えば運動学的な計算に基づき）表示された機器の「アニメーション」画像（１０１６、１０１７，１０１８）で登録できる。
【００２７】
更に図１０Ａに示すように、長軸の目盛線（１０２２）は、オペレータにシース機器の外側にガイド機器がどの程度挿入されているかに関連する表示を提供する方法として、ガイド機器のアニメーション画像（１０１７）上にグラフィカルに示すことができる。各目盛が例えば、挿入長の追加のセンチメータを表示することができる。更に、透過する影（１０２１）が、関連する機器がモニタ面から平面外部に向けられている表示をオペレータに提供する方法として、シース機器、ガイド機器又は作業機器のアニメーション表現（１０１６、１０１７、１０１８）の一部としてオペレータに提供できる。更に、機器が所定の瞬間に能動的に駆動されている表示をオペレータに提供する方法として、このような機器のアニメーション表現（１０１６、１０１７、１０１８）は表示された機器のアニメーション上での着色の切換で強調でき、例えば、ガイド機器が能動的でない場合、ガイド機器のアニメーション（１０１７）は一般的に青色に着色したオブジェクトで表示でき、ガイド機器がオペレータによって能動的に駆動されていない場合、ガイド機器（１０１７）のアニメーション表現は、例えば明赤色又は鮭肉色のオブジェクトとして表現でき、点滅するオブジェクトを提供するように不連続に表現できる。同様に、シース機器のアニメーション表現（１０１６）はこのような機器がシース機器コンソールで能動的に駆動されているフィードバックでオペレータに示す方法として強調される。更に、各機器が強調されたカラム強度の位置にあるフィードバックをオペレータに提供する方法として（すなわち、機器の１つが組織構造のようなオブジェクトに向けて挿入される際に屈曲がまっすぐなカラム応力より可能性が高い非常に屈曲する位置と対照的に、各機器がまっすぐな位置にある場合、例えば、各機器の全長又は別の実施例の遠位部分のみが、直線位置の５あるいは１０度内の位置を占有する場合）、このような機器のアニメーション表現は、明黄色のような異なる容易に区別可能な色で強調される。
【００２８】
図１１によると、登録の次に、機器システムは右心房のような組織構造（１０２６）に対して示された機器（１０１６，１０１７，１０１８）のアニメーション表現を利用して周囲にナビゲートでき、いくつかの点は、データベースに保存されたグラフィカルマーカ（１０２７）及びこのようなマーカの座標で、コンソール（８）上のマークポイントボタン（８４０）を用いてマークされる。各々のマークされた点は例えば、着色した球体として示すことができ、自動あるいは手動で標識できる。後に、これらの点は、事象のプログラムを用いて、主のロボット機器システムの電気機械的な操縦性を利用して、選択した命令で自動的に元に戻すことができる（例えば小休止の時間が、各マーカ位置で選択されて、作業機器がそこに接触したままにすることができ、あるいは小休止の時間が、同時に加えられる切除エネルギ、ＥＫＧ、インピーダンス、組織コンプライアンス、あるいはこのような小休止間に得られる他のデータを伴っている）。
【００２９】
図１２によると、操作の順番が示されている。関連する機器の登録（１０２８）の次に、このような機器は対象の組織構造及び対象地点の方向に、蛍光透視（１０１３、１０１４、１０１５）と機器のグラフィカルユーザインタフェースのアニメーション（１０１６、１０１７，１０１８）表示の双方を利用して正確にナビゲートでき、機器と近くの組織構造あるいは他の組織との間の幾何学的位置、及び／又は推定した、あるいは確認された点のような（例えば、インピーダンスモニタリング、力あるいは接触感知、ＥＫＧ信号分析等を用いて決定された接触のような）、システムによってマークされ、保存される。オペレータワークステーション（２）のインタフェース（タッチスクリーンインタフェース（５）のような）を用いて、これらの点は上述のようにオペレータによってプログラムされて、機器が、ある期間中各地点で最も遠位の機器先端を配置し、このような小休止中に加熱切除し、ＥＫＧをモニタするなどできるようにする機能系列によって、再命令し、標識し、着色コード化し、あるいは利用することができる。機能系列がプログラムされた後に、オペレータは機器が自動的に及び電気機械的に機能系列を通じて移動するのを見るように実行できる。このような方法は、例えば、心臓のマッピング、心臓の切除あるいは組織注入療法のシナリオで用いることができる。
【００３０】
上述したように、示したオペレータコンソール（８）の実施例上のズームトグルスイッチ（８３０）を利用して、示したグラフィカルインタフェース上でズームインあるいはズームアウトできる。静止ボタン（８３４）を利用して、主表示領域のスクリーンショットあるいは画像を捕捉できる。クリップボタン（８３６）を利用して、選択した期間の特定の表示領域のディジタルビデオを捕捉できる。レビューボタン（８３８）を利用して、静止ショットあるいはビデオグリップを再検討できる。ＩＣＥボタン（８４２）を利用して、上述のような機器の表示に加えて、血管内の超音波画像を具えるビューイングモードに切換えることができる。蛍光ビューボタンを選択して（８４４）、上述の機器の表示に加えて、蛍光透視図を表示できる。「３Ｄモード」ボタンを選択して（８４６）、表示されたユーザインタフェース領域（例えば１００５、１００６、１００７）のうちの１つが、マウス（８２４、８２２）あるいはマスタ入力デバイス（１２）のような入力を用いて３次元で回転操縦することを可能にでき、選択した地点を示すことができる。機器に対する患者の空間定位表示器の小さなグラフィカルユーザインタフェース表現は、周囲を回転するように構成され、手術台上の患者に対して示された機器の位置を示すこともできる。
【００３１】
前の図７によると、いくつかのシース機器制御は示されたオペレータコンソール（８）の実施例に特徴付けられ、特定のシースの「屈曲モード」（８５０）、特定の「作業機器先端モード」（８５２）、機器ドライバ（ひいては、前述した示された実施例においては機器）回転あるいは「トルク」動作（８５４）、シースの遠位屈曲動作（８５８）、シースの近位屈曲動作（８６０）、シース挿入動作（８５６）、特定の「シース  フォロー  ザ  ガイド（ｓｈｅａｔｈ  ｆｏｌｌｏｗ  ｔｈｅ  ｇｕｉｄｅ）」あるいは「シースフォロー」モード（８６２）、及び特定の「ガイド機器自動後退」モード（１０６８）のためのコントロールを含んでいる。
【００３２】
図１３によると、シース機器はコンソール（８）上の「挿入」ロッカースイッチ（８５６）を用いてガイド機器の位置に対し挿入あるいは後退できる。シース機器が、このような既存のガイド位置を実質的に変えることなく、システムにシース及びガイド機器の移動を統合させ、ガイドの以前の位置に沿ってシース「フォローイング」を生じさせるように構成されるガイド機器の遠位部分に忍び寄って「包む」場合、他の考察のない簡単なシース挿入は、ガイドの遠位部分の位置を空間に移動させることができ、よって、オペレータがガイドの遠位先端の位置を自動維持する間に、ガイドに対してシースを挿入することを所望する場合、「シースフォロー」ロッカースイッチ（８６２）を用いることができる。例えば、フォローモードを用いて、ガイドが既に通過した中隔横断穿刺を通じてシースを通すことが所望され、更なる負荷はシースがガイド上に進む場合に回転移動するガイド機器及び／又はシース機器によって組織穿刺位置に使用されることなく、実質的に最小侵襲のシース機器交差を得ている。
【００３３】
図１４によると、デュアル動作のシース機器は、ある張力要素をより近位の位置（１０３４）で終端させ、他の張力要素がシース機器の遠位先端でシース機器の実質的に逆位置に終端させた場合、示された機器ドライバ（１６）の実施例により述べたように、遠位のシース屈曲ロッカースイッチ（８５８）及び近位のシース屈曲ロッカースイッチ（８６０）を利用して、個別又は同時にシース機器の位置を調節できる。
【００３４】
図１５によると、「自動後退」ボタン（１０６８）は以前に占有した経路に沿ってガイド機器を後退させるように構成され、ガイド機器の遠位の中心点（１０３８）は、ガイド機器及び／又はシース機器のより近位の部分によって事前に占有された長軸の中心点（１０３７）によって形成される経路に沿って後退する。この特徴を利用して、近傍の構造での妨害を最小化することが重要である（及び、オペレータはガイド機器が以前に経路を占有したことを知っている、したがって、ガイド機器がおそらくはこのような経路に沿って安全に引き戻すことができる）場合に、様々なシナリオでガイド機器を安全に撤退することができる。
【００３５】
図１６によると、シース「屈曲」モードを用いて（屈曲ボタン（８５０）を押すことによって）、近位のシース機器の形状を調節する間に、空間においてグラフィカルユーザインタフェースマーカ（１０３９）として表示できる遠位のシースの位置をロックでき、例えば、シース及び／又はガイドの軌道を変更できる。図１７によると、機器「先端」モード（先端ボタン（８５２）を押すことによって動作する）は同様に、シースの調節を許容する空間内で、遠位のガイドの位置、あるいは別の実施例においては作業機器の遠位チップの位置をロックしている。ロックされた先端位置は、図１７に示されるようにグラフィカルユーザインタフェースマーカ（１０４０）として示すことができる。図１８によると、シースと屈曲モードの双方が同時に動作して、シースのより近位の形状が調節される間に、シース及びガイドの双方の遠位先端をロックできる。
【００３６】
図１９によると、操縦可能な機器の主システムを操作するための構成の実施例が示されている。機器が登録された（１０２８）後に、対象の組織構造の方に正確にナビゲートされる（１０２９）。例えば、心房細動のアプリケーションにおいては、下大静脈から、右心房を横切って、中隔横断穿刺の共通の標的である、中隔の卵円窩の方向にナビゲートできる。所望の組織構造に届いた後で、ガイド機器の作業内腔外にツールを進める前にに、シース機器の形状を再配置あるいは最適化する（１０４１）ことが所望される。例えば、中隔横断のシナリオにおいては、中隔横断針を進める前に、針の軌道を注意深く調節して、大動脈の流出路のような重要な近傍の組織構造を避けることが所望される。「フォロー」機能（前述の機能を統合して、遠位のガイド機器を再配置することなくガイド機器の軌道に沿って追従できる）と同様に、シース配置（遠位の屈曲、近位の屈曲、挿入）の機能はマスタ入力デバイス（１２）を介したガイド機器ナビゲーションと同様に、このような目標に対して利用できる。
【００３７】
関連する機器の配置及び形状を最適化した後で、ツールは正確な軌道及び位置で標的の組織構造内に進めることができる（１０４２）。例えば中隔横断シナリオで、標的の組織構造を横断することが所望された場合、ガイド機器はツール上を進み（１０４３）、シースは次いでガイド上を進み（例えば、上述の「フォロー」モードを用いて）、標的とされた組織構造を横切る双方の機器の遠位先端に配置できる（１０４４）。そこから、シースの遠位先端は上述の「屈曲」モード（あるいは、一実施例においては、左心房のガイド機器作業空間の配置を変えて、所望の組織構造へのアクセスを提供するために、シース機器が新形態をとって、ガイド機器用のより良い軌道を提供する間に、所定の位置にガイド機器の先端をロックする「屈曲」＋「先端」モード）を利用して位置にロックでき（１０４５）、ガイドはそこから前方にナビゲート（１０４６）できる（一実施例においては、例えば、切除カテーテルあるいは他のツールを運んで、地点をマークする、又は、外傷を生成する−１０４７）。
【００３８】
図２０によると、作業機器の力感知機能を利用する構成が示されている。登録された機器又は機器のセットは、例えば２００７年２月２２日出願の米国特許出願第１１／６７８，０１６号に述べられているように、力感知を活性化しながら対象の組織構造の方にナビゲートできる（１０４８）。いったんシステムが、機器が何かと接触したという（好ましくは、図９に示したような主表示領域に近い力感知範囲を介して）フィードバックを提供すると、このような接触は他の表示器で確認できる（１０４９−例えば、ＥＫＧ信号、局在化した位置と算出した位置との間、あるいは算出した位置と蛍光透視位置との間の不整合、インピーダンスモニタリング等）。次いで、関連するステアリング可能な機器の位置及び形状に与えられる正確な力感知信号を得るために、機器は例えば自動後退機能性を用いて、自由空間の位置に後退でき（１０５３）、接触がないことは他の指示器（ＥＫＧがないこと、局在化した位置と算出した位置との間、あるいは算出した位置と蛍光透視位置との間の近い整合、インピーダンスモニタリング等）に加えて、力センサから示された零負荷によって確認でき、力感知システムはベースライン化できる（１０５７）。次いで、組織構造は、類似の機器形状のファクタ及び位置を有する最新のベースラインで与えられる強化した精度で、再接近及び力感知され（１０５９）、地点はマークされ、外傷を生成する等ができる（１０６１）。
【００３９】
ステアリング制御の損失と関連する張力要素のゆるみを防ぐ一方で、ガイド機器の過剰圧縮を減ずるために、８ポンドのような正味容量が張力要素で維持され、ガイド機器本体の正味の圧縮負荷はこの正味量で維持される（例えば、４の張力要素の各々で２ポンドで開始）一方で、個別の張力要素の互いに対する負荷は増減して、ガイド機器の屈曲／ステアリングを誘発できる。
【００４０】
図２１によると、一実施例においては、局在化感知を利用して、エラー検出及び接触感知解釈を補助できる。図２１に示したように機器システムの変化は、シース機器、ガイド機器、切除カテーテル（あるいは、配置された他の機器であり、切除機器は図示の目的で簡単な機器である）、及び局在化したセンサ（センサが切除カテーテルの遠位先端部分を具える位置（１０６２）と、センサがガイド機器の遠位先端部分を具える位置（１０６３）という、２つの選択可能な位置で示され、多くの他の位置も好適である）を含んでいる。システムはガイド機器の遠位先端の中心又は切除カテーテルの遠位先端の中心について、１）逆運動学及び機器機械学に基づき算出された位置、２）局在化したシステムからのフィードバックに基づく位置という、遠位の機器の位置のこのような中心がどこに配置されるかを考察する２つの情報源を用いて、球状に着色されたマーカ（例えば、半透明−例示要素１０６５、１０６６）を表示するように構成できる。局在化したシステムが正確であると知られていて、逆運動学に基づく計算が自由空間内で正確である場合は、２つの球状マーカ（１０６５、１０６６）は空間において実質的に整列すべきである。２つの球形マーカが整列しない場合、これはシステム又は組織構造との接触のような外部ファクタのエラーであると解釈でき、局在化した位置（このような実施例においては、現実の正確な表現であると推測される）が、システムが機器は逆運動学及び関連するサーボモータ電流（例えば、張力要素負荷の表示）に基づいて到達したと考える位置に到達するのを防いでいる。このような実施例においては、ライン（１０６６）は２つの示された球形マーカの中心間にグラフィカルに表示でき、よって、オペレータはこのようなラインの長さが、システムの１つのエラー、あるいは、組織構造のような外部ファクタとの接触であると解釈することができる。
【００４１】
本発明の多くの態様の複数の実施例及び変形がここに開示され、述べられてきたが、このような開示は例示の目的のためだけに提供されている。開示されたシステムの多くの組合せ及び置換は、最小侵襲の手術に有用であり、システムはフレキシブルに構成される。例えば、医療アプリケーションよると、４未満の制御要素を有するガイド機器をがシース機器と組み合わされ、ことによると事前に屈曲したステアリング不可能なシース、あるいは、ことによるとシースなしで組み合わされることが所望される。機器ドライバを調整して、より少ない制御要素のためにより少ないモータ及びギヤボックス、あるいは所定の制御要素インタフェースアセンブリを動作するための構成の変化、及び張力メカニズムと、関連する制御要素インタフェースアセンブリと連結した制御要素の滑車の数の変更（制御要素インタフェースアセンブリにつき１の滑車と１のケーブル、制御要素インタフェースアセンブリにつき２の滑車と２のケーブル、割り込ませたスプリットキャリッジ、及び翼付きスプリットキャリッジの実施例、様々な張力の実施例等）を伴う機器構成と調和できる。
【図１】
2009537232.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図６Ｈ】
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【図６Ｉ】
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【図６Ｊ】
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【図６Ｋ】
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【図６Ｌ】
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【図６Ｍ】
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【図６Ｎ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2009537232.tif 000029
【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
2009537232.tif 000031
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
2009537232.tif 000042
【手続補正書】
【提出日】平成21年1月26日(2009.1.26)
【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】
ロボット機器システムであって：
マスタ入力デバイスを具えるコントローラと；
当該コントローラと通信する機器ドライバと；
を具え、当該機器ドライバが：
機器インタフェースと機能的に連結したガイド機器を操作するために、少なくとも部分的に前記マスタ入力デバイスにより生成される制御信号に応じた２又はそれ以上のガイド機器駆動要素を具えるガイド機器インタフェースと；
前記機器インタフェースと機能的に連結したシース機器を操作するために、少なくとも部分的に前記マスタ入力デバイスにより生成される制御信号に応じた２又はそれ以上のシース機器駆動要素を具えるシース機器インタフェースと；
を具え、当該シース機器駆動要素が前記ガイド機器駆動要素とは独立して制御されることを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記２又はそれ以上のガイド機器駆動要素の各々が、他のガイド機器制御要素とは独立して制御されることを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のシステムにおいて、前記２又はそれ以上のシース機器駆動要素の各々が、他のシース機器制御要素とは独立して制御されることを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシステムにおいて、前記ガイド機器インタフェース及びシース機器インタフェースはそれぞれ、前記ガイド機器インタフェースと機能的に連結したガイド機器の部分が、前記シース機器インタフェースと機能的に連結したシース機器の内腔に同軸配置されるように、前記機器ドライバ上に配置されることを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシステムにおいて、前記ガイド機器インタフェースがガイド機器挿入軌道に沿って制御可能に移動可能であり、前記シース機器インタフェースが前記ガイド機器駆動要素とは独立してシース機器挿入軌道に沿って制御可能に移動可能であることを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項５に記載のシステムにおいて、前記ガイド機器軌道は前記シース機器軌道と実質的に整列していることを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項５に記載のシステムにおいて、前記ガイド機器インタフェースの移動が各ガイド挿入型の親ねじの制御された回転によって得られることを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項５に記載のシステムにおいて、前記シース機器インタフェースの移動が各シース挿入型の親ねじの制御された回転によって得られることを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項５に記載のシステムにおいて、前記ガイド機器インタフェースの移動が、各ガイド挿入ケーブルと滑車のアセンブリとによって得られることを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項５に記載のシステムにおいて、前記シース機器インタフェースの移動が、各シース挿入ケーブルと滑車のアセンブリとによって得られることを特徴とするシステム。
【国際調査報告】
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