(57)【要約】  指導者が生徒にロボット制御医療器具の使用法を教授することができる医療システムである。このシステム（１０）は、医療器具（２６、２８、３０、３２）を移動させるべく指導者が制御することができる第１のハンドル（５６）を備えている。このシステムには、さらに、同じ器具を制御するべく生徒が動かすことができる第２のハンドル（５６）を持たせることができる。生徒と指導者のハンドル（５６）への力フィードバックとして、指導者によるハンドル（５６）の移動と生徒によるハンドル（５６）の移動の間の逸脱を提供することができる。この力フィードバックにより、指導者の手の動きに一致するよう、生徒の手が強要される。また、この力フィードバックは、生徒の動きに関する情報を指導者に提供するべく指導者の手を強要することができる。したがって、指導者は、生徒のハンドルの力フィードバックを介して生徒の手を導き、このシステムの使用法を生徒に教授することができる。
2005515012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の医療デバイスと、
前記第１の医療デバイスを移動させるべく第１の入力距離を移動させることができる第１の入力デバイスと、
前記第１の医療デバイスを移動させるべく第２の入力距離を移動させることができる第２の入力デバイスと、
前記第１の入力距離と第２の入力距離の差の指示を提供するフィードバック・デバイスとを備えた医療ロボット・システム。
【請求項２】
前記フィードバック・デバイスが力フィードバックを提供する請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記フィードバック・デバイスが視覚フィードバックを備えた請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記力フィードバックが前記第１の入力デバイスに印加される請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記力フィードバックが前記第２の入力デバイスに印加される請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１の入力デバイスがハンドルを備え、かつ、前記第２の入力デバイスがハンドルを備えた請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１と第２の入力デバイスを前記第１の医療デバイスに結合する通信インタフェースをさらに備えた請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１の医療デバイスが、医療器具に結合されたロボット・アームを備えた請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１の入力デバイスが、前記第１の入力デバイスによる前記第１の医療デバイスの単独制御を可能にするスイッチを備えた請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１の医療デバイス、前記第１の入力デバイスと前記第２の入力デバイスに結合されたアービトレータをさらに備えた請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
第１の医療デバイスと、
前記第１の医療デバイスを移動させるべく第１の入力距離を移動させることができる第１の入力手段と、
前記第１の医療デバイスを移動させるべく第２の入力距離を移動させることができる第２の入力手段と、
前記第１の入力距離と第２の入力距離の差の指示を提供するためのフィードバック手段とを備えた医療ロボット・システム。
【請求項１２】
前記フィードバック手段が力フィードバックを提供する請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記フィードバック手段が視覚フィードバックを備えた請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記力フィードバックが前記第１の入力手段に印加される請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記力フィードバックが前記第２の入力手段に印加される請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１の入力手段がハンドルを備え、かつ、前記第２の入力手段がハンドルを備えた請求項１１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１と第２の入力デバイスを前記第１の医療デバイスに遠隔結合するための通信手段をさらに備えた請求項１１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第１の医療デバイスが、医療器具に結合されたロボット・アームを備えた請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第１の入力手段が、前記第１の入力デバイスによる前記第１の医療デバイスの単独制御を可能にするスイッチを備えた請求項１１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第１の医療デバイスの制御を前記第１の入力手段と前記第２の入力手段の間で調停するためのアービトレータ手段をさらに備えた請求項１１に記載のシステム。
【請求項２１】
第１の医療デバイスを移動させるべく第１の入力デバイスを第１の入力距離だけ移動させるステップと、
第１の医療器具を移動させるべく第２の入力デバイスを第２の入力距離だけ移動させるステップと、
前記第１の入力距離と第２の入力距離の差の指示を生成するステップとを含む、第１の医療デバイスを制御するための方法。
【請求項２２】
力が前記第２の入力デバイスにフィードバックされる請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１の医療デバイスからの力フィードバック・データを通信ポートを介して前記第２の入力デバイスに送信するステップをさらに含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
第１の医療デバイスと、
前記第１の医療デバイスに結合されたコントローラと、
前記コントローラに結合された、前記第１の医療デバイスを制御するための第１のハンドル対と、
前記コントローラに結合された、前記第１のハンドル対と同時に前記第１の医療デバイスを制御するための第２のハンドル対とを備えた医療ロボット・システム。
【請求項２５】
前記第２のハンドル対が前記第１のハンドル対の移動を関数とした力フィードバックを受け取る請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記力フィードバックが変数である請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記第１のハンドル対が、前記第１のハンドル対による少なくとも１つの医療デバイスの単独制御を可能にするスイッチを備えた請求項２４に記載のシステム。
【請求項２８】
データを前記第１のハンドル対から前記第１の医療デバイスへ送信することができるネットワーク・ポートをさらに備えた請求項２４に記載のシステム。
【請求項２９】
第１の医療デバイスと、
前記第１の医療デバイスに結合されたコントローラと、
前記第１の医療デバイスを制御するための第１のハンドル手段と、
前記第１のハンドル対と同時に前記第１の医療デバイスを制御するための第２のハンドル手段とを備えた医療ロボット・システム。
【請求項３０】
前記第２のハンドル手段が前記第１のハンドル手段の移動を関数とした力フィードバックを受け取る請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記力フィードバックが変数である請求項３０に記載のシステム。
【請求項３２】
前記第１のハンドル手段が、前記第１のハンドル手段による少なくとも１つの医療デバイスの単独制御を可能にするスイッチを備えた請求項２９に記載のシステム。
【請求項３３】
データを前記第１のハンドル手段から前記第１、第２と第３の医療デバイスへ送信することができるネットワーク・ポートをさらに備えた請求項２９に記載のシステム。
【請求項３４】
第１のハンドルを移動させるステップと、
前記第１のハンドルの移動に応答して第１の医療デバイスを移動させるステップと、
前記第１の医療デバイスを移動させるべく、前記第１のハンドルと同時に第２のハンドルを移動させるステップとを含む、複数の医療デバイスを制御するための方法。
【請求項３５】
前記第１のハンドルが前記第１の医療デバイスを単独で制御する請求項３４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は医療ロボット・システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
外科手術は、歴史的に、手術部位へアクセスするために患者を広範囲に渡って切開することによって実施されていた。外科医が患者の微小切開を通して処置を施すことができる器具が開発されており、このような器具には、外科医が微小切開を通して患者の内部器官を観察することができるカメラを備えた内視鏡が含まれている。このような処置により、患者に与える外傷が少なく、また、従来の外科処置より回復時間が短くなっている。
【０００３】
また、このような器具を使用して、最小侵襲性心臓外科手術が施されている。冠状動脈が切断されると、生命の維持に必要な血液と酸素が心臓から奪われることになる。冠状動脈の切断は、薬物処理あるいは血管形成術によって除去される。切断が深刻である場合、大動脈冠状動脈バイパス移植（ＣＡＢＧ）が施され、動脈の切断領域をバイパスさせる。ＣＡＢＧ処置は、通常、心臓へアクセスするため、胸骨を分離させ、かつ、胸部空洞を引き開くことによって実施される。切断領域に隣接する動脈が切開され、次に内部乳房動脈が切断され、動脈の切開部分に接続される。内部乳房動脈によって動脈の切断部分がバイパスされ、血液のすべての流れが再び心臓に供給される。胸骨を分離させ、かつ、胸部空洞を開放することにより、患者に対する重大な外傷が生成され、また、胸骨にひびが入るため、患者の回復期間が長くなる。
【０００４】
Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ州ＧｏｌｅｔａにあるＣｏｍｐｕｔｅｒ  Ｍｏｔｉｏｎは、外科医がＣＡＢＧ処置を始めとする最小侵襲性外科手術を施すことができるシステムをＺＥＵＳの商標で提供している。処置は、患者の胸部の微小切開を通して挿入される器具を使用して実施され、ロボット・アームによって器具が制御される。ロボット・アームの移動と器具のエンド・エフェクタの駆動は、電子コントローラに結合された一対のハンドルとフット・ペダルを使用して外科医によって制御される。別法としては、外科医は、ボイス・コマンドを使用して患者の内部器官を観察するために使用される内視鏡の移動を制御することができる。
【０００５】
ハンドルとスクリーンは、通常、外科医がＺＥＵＳシステムの様々なロボット・アームと医療器具を制御するために操作するコンソール内に統合されている。ロボット・システムを利用して外科手術を施すためには、相当な訓練が必要である。ロボット医療システムを制御している他の外科医を第２の外科医が補助することができるシステムが提供されることが望ましい。この第２の外科医は、ＺＥＵＳシステムを使用した医療処置を施すべく学習中の外科医に教授し、かつ、補助することができ、それによりロボット支援医療システムの操作を学習するために必要な時間が著しく短縮される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
Ｗｉｌｋに発行された米国特許第５，２１７，００３号に、外科医がロボット制御医療器具を電気通信リンクを介して遠隔操作することができる外科手術システムが開示されている。Ｗｉｌｋのシステムの場合、所与の時間にロボット・アームを操作することができるのは１人の外科医のみである。Ｗｉｌｋは、同一セットのロボット・アームを２人の異なる外科医が操作することができるシステムを開示または意図していない。
【０００７】
Ｉｃｈｉｋａｗａ等に発行され、Ｏｌｉｍｐｕｓ  Ｏｐｔｉｃａｌ社に譲渡された米国特許第５，６０９，５６０号には、オペレータが単一インタフェースを介して複数の異なる医療デバイスを制御することができるシステムが開示されている。このＯｌｉｍｐｕｓの特許には、複数の外科医が同時に外科処置を実行することができるシステムは開示されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の医療デバイスを移動させるべく第１の入力距離を移動させることができる第１の入力デバイスと、前記第１の医療デバイスを移動させるべく第２の入力距離を移動させることができる第２の入力デバイスを備えた医療システムである。このシステムには、第１の入力距離と第２の入力距離の差を表示することができるフィードバック・デバイスをさらに持たせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
より詳細には参照番号によって図面を参照すると、最小侵襲性外科手術を施すことができるシステム１０が図１に示されている。一実施形態では、システム１０は、最小侵襲性大動脈冠状動脈バイパス移植術（ＭＩ−ＣＡＢＧ）および他の吻合処置を施するために使用される。ＭＩ−ＣＡＢＧ処置について図に示し、かつ、説明するが、このシステムを他の外科処置にも使用することができることを理解されたい。例えばこのシステムは、任意の血管対の縫合に使用することができる。システム１０を使用して、通常、手術台１４の上に横たわっている患者１２に処置を施すことができる。手術台１４には、同じく医療デバイスと呼ぶことができる第１の関節アーム１６、第２の関節アーム１８、第３の関節アーム２０、第４の関節アーム２２、第５の関節アーム２４が取り付けられている。関節アーム１６、１８、２０、２２、２４は、関節アームが患者と同じ基準平面に位置するように手術台１４に取り付けられていることが好ましい。５つの関節アームについて図に示し、かつ、説明するが、このシステムには、任意の数のアームを持たせることができることを理解されたい。
【００１０】
第１の関節アーム１６、第２の関節アーム１８、第３の関節アーム２０、第４の関節アーム２２の各々には、それぞれロボット・アーム３４、３６、３８、４０に結合された外科手術器具２６、２８、３０、３２をそれぞれ持たせることができる。第５の関節アーム２４は、内視鏡４４を保持し、かつ、移動させるロボット・アーム４２を備えている。外科手術器具２６、２８、３０、３２と内視鏡４４は、患者１２の皮膚に切り込まれた切開を通して挿入される。内視鏡４４は、患者の内部器官の画像を表示するビデオ・コンソール４８に結合されたカメラ４６を有している。
【００１１】
システム１０は、指導者制御ユニット（ＭＣＵ）５０と生徒制御ユニット（ＰＣＵ）５２を備えている。制御ユニット５０、５２の各々は、ＭＣＵ５０に位置する指導者外科医によるＰＣＵ５２に位置する生徒外科医に対する教授と補助を可能にするコントローラ５４および一対のハンドル・アセンブリ５６を有している。ＰＣＵ５２は、通常、手術室に置かれ、ＭＣＵ５０は、離れた場所に置くことができる。コントローラ５４の各々は、ロボット・アーム３４、３６、３８、４０、４２や器具２６、２８、３０、３２の移動と駆動を制御する１つまたは複数のプロセッサ、メモリ、Ｉ／Ｏインタフェース、ドライバなどの電気回路を備えている。外科医は、内視鏡４４を保持しているアーム４２を移動させる１つまたは複数のボイス・コマンドを与えることによって患者の様々な部分を観察することができる。１つまたは複数のロボット・アームには、本発明の譲受人である、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ州ＧｏｌｅｔａにあるＣｏｍｐｕｔｅｒ  Ｍｏｔｉｏｎ社がＡＥＳＯＰの商標で販売しているデバイスを使用することができる。このシステムは、Ｗａｎｇ等に発行され、Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｍｏｔｉｏｎに譲渡された、参照により本明細書に組み込まれている米国特許第５，６５７，４２９号にも記載されている。
【００１２】
制御ユニット５０、５２の各々のハンドル・アセンブリ５６を使用して、器具２６、２８、３０、３２のうちの任意の２つを制御することができる。例えば、ＭＣＵ５０のハンドル・アセンブリ５６を使用して器具２６、２８を制御し、ＰＣＵ５２のハンドル・アセンブリを使用して器具３０、３２を制御することができる。別法としては、ＭＣＵ５０とＰＣＵ５２の両方のハンドル・アセンブリ５６を使用して単一の器具を制御することもできる。
【００１３】
ハンドル・アセンブリ５６と関節アーム１６、１８、２０、２２は、マスタ−スレーブの関係を有しており、したがってハンドル５６の動きが、対応する外科手術器具２６、２８、３０および／または３２の動きを生成している。コントローラ５４は、制御ユニット５０、５２の各々のハンドル・アセンブリ５６から入力信号を受け取り、外科手術器具２６、２８、３０、３２の対応する動きを計算し、ロボット・アーム３４、３６、３８、４０や器具２６、２８、３０、３２を移動させるための出力信号を提供する。システム全体は、Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ＭｏｔｉｏｎがＺＥＵＳの商標で市場に出している製品と類似している。このシステムの動作については、Ｗａｎｇ等に発行され、Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｍｏｔｉｏｎに譲渡された、参照により本明細書に組み込まれている米国特許第５，７６２，４５８号にも記載されている。
【００１４】
図２は、制御ユニット５０または５２を示したものである。ハンドル・アセンブリ５６は、外科医の椅子５８に隣接して設置されている。ハンドル・アセンブリ５６はコントローラ５４に結合され、コントローラ５４は、ロボット・アーム３４、３６、３８、４０、４２および医療器具２６、２８、３０、３２に結合されている。コントローラ５４は、ハンドル・アセンブリ５６からの入力情報をロボット・アーム３４、３６、３８、４０を移動させ、かつ／または医療器具２６、２８、３０、３２を駆動する出力制御信号に変換する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、メモリ・デバイス、ドライバ等を備えている。
【００１５】
外科医の椅子５８とハンドル・アセンブリ５６は、ビデオ・コンソール４８の前面に配置することができる。ビデオ・コンソール４８と図１に示す内視鏡４４をリンクさせ、患者のビデオ画像を提供することができる。制御ユニット５０または５２も、コントローラ５４に結合されたコンピュータ・スクリーン６０を備えている。コンピュータ・スクリーン６０は、外科医による様々な機能の制御を可能にするグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）やシステム１０のパラメータを表示することができる。制御ユニット５０または５２には、さらに、ボイス・コマンドを受け取るためのマイクロホン（図示せず）を持たせることができる。１つまたは複数のボイス・コマンドを使用して内視鏡を移動させることができ、他のボイス・コマンドを使用してシステムのパラメータを変更することができる。音声制御とパラメータ変更システムとしては、Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ＭｏｔｉｏｎがＨＥＲＭＥＳの商標で販売している製品と同じ製品または類似した製品を使用することができる。
【００１６】
それぞれのハンドル・アセンブリ５６は、ハンドル／リスト・アセンブリ６２を備えている。ハンドル／リスト・アセンブリ６２は、リスト６６に結合されたハンドル６４を有している。リスト６６は、スライド・バー７０に沿ってスライドする前腕リンケージ６８に接続されている。スライド・バー７０は、エルボ継手７２にピボット接続され、エルボ継手７２は、コントローラ５４に取り付けられたショルダ継手７４にピボット接続されている。
【００１７】
図３は、医療器具２６、２８、３０または３２と重ね合わせたハンドル・アセンブリ５６を示したものである。医療器具２６、２８、３０または３２は、器具シャフト７７に取り付けられたエンド・エフェクタ７６を備えている。器具シャフト７７は、患者１２の切開を通して挿入されるカニューレ７８を通って延びている。切開は、医療器具２６、２８、３０または３２のピボット・ポイントＰを決めている。
【００１８】
ショルダ継手７４は、ショルダ軸７６の周りのハンドル６４の移動に関するフィードバックを提供するセンサ（図示せず）を備えている。このセンサには、機械式エンコーダ、光学エンコーダ等を使用することができ、あるいはショルダ軸７６の周りのハンドル６４の位置に対応する出力信号を提供する他のデバイスを使用することもできる。ショルダ・センサの出力は、コントローラ５４に提供される。コントローラ５４は、医療器具２６、２８、３０または３２の対応する移動を決定するための一連の計算を実行する。この計算には、１つまたは複数の変換や運動方程式を含む。コントローラ５４は、対応するロボット・アームに出力信号を提供し、矢印７９で示すように、医療器具２６、２８、３０または３２を移動させている。変換と運動方程式には、ＡＥＳＯＰ製品やＺＥＵＳ製品に使用されている方程式に類似したものを、外科医の背後に位置しているエルボ軸７６を記述する符号（＋／−）を反転して使用することができる。
【００１９】
ショルダ継手７４には、軸７６の周りのハンドル６４の移動に抵抗力を提供する力アクチュエータ（図示せず）を持たせることができる。この力アクチュエータには、能動デバイスあるいは摩擦クラッチなどの受動デバイスを使用することができる。
【００２０】
エルボ継手７２は、エルボ軸８０の周りのアセンブリの位置に関する位置フィードバックを提供するセンサ（図示せず）を備えている。コントローラ５４は、この位置フィードバックを利用してロボット・アームを駆動し、医療器具を矢印８２で示す方向に移動させている。
【００２１】
また、エルボ継手７２には、軸８０の周りのハンドルの移動に抵抗を提供することができる力アクチュエータ（図示せず）を持たせることができる。ハンドル６４の移動を医療器具２６、２８、３０または３２の移動に変換する場合、コントローラ５４は、エルボ軸８０を医療器具ピボット・ポイントＰに一致させる。エルボ軸８０と医療器具ピボット・ポイントＰを一致させることにより、外科医が実際に自ら医療器具を移動させているように「感じる」ような運動関係が提供される。さらに、前腕リンケージの長さとハンドルの位置は、自らが医療器具の遠位端を保持し、かつ、移動させているという感覚を外科医に提供するような長さと位置になっている。また、これらの関係は、ハンドル・アセンブリの人間工学を改善し、全体としてのロボット・システムの使用を容易にしている。
【００２２】
前腕リンケージ６８とスライド・バー７０は、前腕リンケージ６８のトランスレータ軸８６に沿った線形移動を可能にするトランスレータ８４を生成している。トランスレータ８４は、ロボット・アームを駆動し、医療器具２６、２８、３０または３２を矢印８８で示す方向に移動させるために使用されるフィードバック情報を提供するセンサ（図示せず）を有している。また、トランスレータ８４には、軸８６に沿った移動に抵抗を提供することができる力アクチュエータ（図示せず）を持たせることができる。
【００２３】
図４、５は、リスト／ハンドル・アセンブリ６２を示したものである。リスト６６は、ロール・ベアリング９２によって前腕リンケージ（図示せず）に結合された継手シャフト９０を備えている。ロール・ベアリング９２は、ハンドル６４のロール軸９４の周りの回転を可能にしている。リスト６６は、コントローラ５４に位置フィードバックを提供するセンサ９６をさらに備えている。ハンドル６４がロール軸９４の周りに移動することにより、それに対応して医療器具エンド・エフェクタ７６が図３の矢印９８で示す方向に回転する。リスト６６には、リスト軸９４の周りのハンドル６４の移動に抵抗を提供する力アクチュエータ（図示せず）を持たせることができる。
【００２４】
ハンドル６４は、ハンドル・ハウジング１０２に結合されたグラスパー１００を備えている。使用者が手でより容易にハンドル６４を握ることができるよう、ハンドル・ハウジング１０２とグラスパー１００の形状は楕円体であることが好ましい。ハンドル・ハウジング１０２には、使用者の親指を受け入れる親指溝１０４を持たせてあり、また、グラスパー１００には、使用者の人差し指と中指をそれぞれ受け入れるための一対の溝１０６、１０８を持たせてある。
【００２５】
ハンドル６４は、リスト軸１１０の周りに回転させることができる。ハンドル６４は、図３の矢印１１４で示すように、医療器具２６、２８、３０または３２のエンド・エフェクタ７６を回転させるために使用される位置フィードバック情報をコントローラ５４に提供するセンサ１１２を備えている。また、ハンドル６４には、軸の周りの回転に抵抗を提供することができる力アクチュエータ（図示せず）を持たせることができる。
【００２６】
使用者は、グラスパー１００を押し下げることができる。グラスパー１００は、コントローラ５４にフィードバック情報を提供するセンサ１１６に結合されている。このフィードバック情報は、図３に示すエンド・エフェクタ７６を駆動するためにコントローラ５４によって使用される。一例として、グラスパー１００を押し下げることによってエンド・エフェクタ７６を閉じることができる。グラスパー１００は、使用者がグラスパー１００および対応する医療器具のエンド・エフェクタ７６の位置を固定することができるスイッチ１１８を備えている。固定スイッチ１１８は、グラスパー１００および対応するエンド・エフェクタ７６を多数の位置のうちの１つに固定することができるラチェット（図示せず）に結合されている。また、ハンドル６４には、グラスパー１００の移動に抵抗を提供する力アクチュエータ（図示せず）を持たせることができる。
【００２７】
ハンドル６４は、使用者が押し込むことができる複数のボタン１２０、１２２、１２４を有している。一例として、ボタン１２０を使用して焼灼エンド・エフェクタの切断モードを起動することができ、ボタン１２２を使用して凝固医療器具を起動することができ、また、ボタン１２４を使用してシステムの様々な機能を変更することができる。
【００２８】
図６は、外科手術器具２６、２８、３０、３２のうちの１つを示したものである。外科手術器具２６、２８、３０、３２は、器具シャフト７７の内部に設置されたアクチュエータ・ロッド１２６に結合されたエンド・エフェクタ７６を備えている。アクチュエータ・ロッド１２６は、アダプタ１３２によって電動機１３０に結合されている。電動機１３０は、アクチュエータ・ロッド１２６を回転させることによってエンド・エフェクタ７６を駆動する。アクチュエータ・ロッド１２６は、エンド・エフェクタ７６によって印加される力をセンスすることができる力センサ１３４に結合されている。この力センサ１３４は、図１に示すコントローラ５４に送信されるアナログ出力信号を提供する。また、外科手術器具２６、２８、３０、３２は、矢印１１４に沿った移動が可能であり、矢印１１４の方向における力をセンスする力センサ（図示せず）を有している。また、ロボット・アーム３４、３６、３８、４０の継手の各々にも、コントローラ５４にフィードバックを提供する力センサを持たせることができる。
【００２９】
アダプタ１３２は、ロボット・アーム３４、３６、３８または４０の端部に設置された歯車アセンブリ１３６に結合される。この歯車アセンブリ１３６は、アダプタ１３２とエンド・エフェクタ７６を回転させる。アクチュエータ・ロッド１２６とエンド・エフェクタ７６は、ばね荷重レバー１３８によって力センサ１３４と電動機１３０に結合されている。外科手術器具２６、２８、３０または３２には、’４５８号特許に記載されている器具と同じ器具あるいは類似の器具を使用することができる。
【００３０】
図７は、ネットワーク・ポート１４０と一対の相互接続デバイス１４２、１４４によって関節アーム１６、１８、２０、２２、２４に結合されたＭＣＵ５０とＰＣＵ５２を示したものである。ネットワーク・ポート１４０には、通信ネットワーク１４８内の通信リンク１４６を介した情報の送信と受信に必要なハードウェアとソフトウェアを備えたコンピュータを使用することができる。
【００３１】
制御ユニット５０、５２は、コンピュータとは両立しない出力信号とコマンドを提供することができる。相互接続デバイス１４２、１４４は、制御ユニット５０、５２とネットワーク・コンピュータ１４０との間で信号を送信し、かつ、受信するために信号を調整するインタフェースを備えている。
【００３２】
コンピュータ１４０および／または制御ユニット５０、５２は、システムが相互接続デバイス１４２、１４４を必要としないように構築することができることを理解されたい。また、制御ユニット５０、５２は、システムが個別のネットワーク化コンピュータ１４０を必要としないように構築することができる。例えば、通信ネットワーク１４８を介して情報を直接送信するよう、制御ユニット５０、５２を構築および／または構成することができる。
【００３３】
システム１０は、１つまたは複数のロボット／デバイス・コントローラ１５２と通信ネットワーク１４８に結合された第２のネットワーク・ポート１５０を備えている。デバイス・コントローラ１５２は、関節アーム１６、１８、２０、２２、２４を制御している。第２のネットワーク・ポート１５０には、相互接続デバイス１５４によってコントローラ１５２に結合されたコンピュータを使用することができる。相互接続デバイス１５４とネットワーク・コンピュータ１５０について図に示し、かつ、説明するが、コントローラ１５２は、相互接続デバイス１５４および／またはコンピュータ１５０を省略するべく構築し、かつ、構成することができることを理解されたい。
【００３４】
通信ネットワーク１４８には、それらに限定されないが、インタネットと他のタイプの広域ネットワーク（ＷＡＮ）、イントラネット、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）、統合ディジタル通信サービス・ネットワーク（ＩＳＤＮ）を始めとする任意のタイプの通信システムを使用することができる。システムの待ち時間を短縮するためには、光ファイバ・ネットワークを介して通信リンクを確立することが好ましい。選択した通信リンクのタイプに応じて、一例として、ユーザ・データグラム・プロトコル／インタネット・プロトコル（ＵＤＰ／ＩＰ）あるいはアシンクロナス・トランスファ・モード／ＡＴＭアダプテーション・レヤー１（ＡＴＭ／ＡＡＬ１）ネットワーク・プロトコルに従って情報を送信することができる。コンピュータ１４０、１５０は、Ｗｉｎｄ  Ｒｉｖｅｒが製品名ＶｘＷｏｒｋｓで販売しているオペレーティング・システムに従って動作させることができる。一例として、１００−ベースＴ  Ｅｔｈｅｎｅｔおよび／または１５５ＭｂｐｓファイバＡＴＭシステムで動作するよう、コンピュータ１４０、１５０を構築し、かつ、構成することができる。
【００３５】
図８は、指導者制御ユニット５０の実施形態を示したものである。指導者制御ユニット５０は、タッチスクリーン・コンピュータ１５６と内視鏡インタフェース・コンピュータ１５８を備えている。タッチスクリーン・コンピュータ１５６には、Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ＭｏｔｉｏｎがＨＥＲＭＥＳの商標で販売しているデバイスを使用することができる。タッチスクリーン１５６により、外科医は、外科手術器具２６、２８、３０、３２の様々な機能と動作を制御し、かつ、変更することができる。例えば、外科医は、タッチスクリーン１５６のグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）を介して、ハンドル・アセンブリ５６の移動と外科手術器具２６、２８、３０、３２の移動との間のスケールを変更することができる。タッチスクリーン１５６には、器具のグリッパーを閉じる、などのアクションを外科医が起動することができる他のＧＵＩを持たせることもできる。
【００３６】
内視鏡コンピュータ１５８により、外科医は、図１に示すロボット・アーム４２と内視鏡４４の移動を制御することができる。別法としては、外科医は、フット・ペダル（図示せず）を介して内視鏡を制御することもできる。内視鏡コンピュータ１５８には、Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ＭｏｔｉｏｎがＳＯＣＲＡＴＥＳの商標で販売しているデバイスを使用することができる。タッチスクリーン１５６と内視鏡コンピュータ１５８は、ＲＳ２３２インタフェースまたは他のシリアル・インタフェースによってネットワーク・コンピュータ１４０に結合されている。
【００３７】
ＺＥＵＳ制御ユニット５０は、アナログ信号、ディジタル信号あるいは直交信号として通信される情報を送信し、かつ、受信することができる。ネットワーク・コンピュータ１４０には、制御ユニット５０とネットワーク１４８の間の通信を可能にするアナログ入力／出力（Ｉ／Ｏ）１６０、ディジタルＩ／Ｏ１６２と直交インタフェース１６４を持たせることができる。一例として、アナログ・インタフェース１６０は、ハンドル位置、傾斜位置、イン／アウト位置、フット・ペダル情報（使用されている場合）に関連するデータを送受信することができる。直交信号は、ロール位置データとパン位置データに関連させることができる。ディジタルＩ／Ｏインタフェース１６２は、ケーブル・ワイヤ・センシング・データ、ハンドル・ボタン、イルミネータ（ＬＥＤ）と音響フィードバック（ブザー）に関連させることができる。
【００３８】
位置データは、絶対位置情報であることが好ましい。絶対位置情報を使用することにより、いくつかのデータがネットワーク１４８内で首尾良く送信されない場合であっても、依然としてロボット・アームを移動させることができる。増分位置情報を使用する場合、送信エラーによってデータにギャップが生成され、アームの移動が不正確になる可能性がある。ネットワーク・コンピュータ１４０には、使用者によるコンピュータ１４０の操作するためのスクリーンと入力デバイス（例えばキーボード）１６６をさらに持たせることができる。
【００３９】
図９は、患者側ネットワークと制御コンピュータの実施形態を示したものである。コントローラ１５２は、３つの個別コントローラ１６８、１７０、１７２を備えている。コントローラ１６８は、入力コマンドを受け取り、受け取ったコマンドに基づいて運動計算を実施し、かつ、ロボット・アーム３４、３６、３８、４０と付属している器具２６、２８、３０、３２を所望の位置へ移動させるための出力信号を出力させることができる。コントローラ１７０は、器具を移動させ、かつ、駆動するべく処理されるコマンドを受け取ることができる。コントローラ１７２は、入力コマンドを受け取り、受け取ったコマンドに基づいて運動計算を実施し、かつ、ロボット・アーム４２と付属している内視鏡４４を移動させるための出力信号を出力させることができる。
【００４０】
コントローラ１６８と１７０は、ディジタルＩ／Ｏインタフェース１７６とアナログＩ／Ｏインタフェース１７４によってネットワーク・コンピュータに結合されている。コンピュータ１５０は、ＲＳ２３２インタフェースまたは他のシリアル・タイプのインタフェースによってコントローラ１７２に結合されている。また、コンピュータ１５０は、コントローラ１６８と１７０の対応するＲＳ２３２ポートまたは他のシリアルポートにも結合されている。コントローラ１６８と１７０のＲＳ２３２ポートまたは他のシリアルポートは、移動スケーリングとエンド・エフェクタ駆動などのデータを受け取ることができる。
【００４１】
ロボット・アームと器具は、力データと位置データを始めとするフィードバック情報を提供するセンサ、エンコーダ等を備えている。このフィードバック情報のいくつか、あるいはすべてをネットワーク１４８を介してシステムの外科医側に送信することができる。一例として、アナログ・フィードバック情報は、ハンドル・フィードバック、傾斜フィードバック、イン／アウト・フィードバック、フット・ペダル・フィードバックを含み、また、ディジタル・フィードバック情報は、ケーブル・センシング・フィードバック、ボタン・フィードバック、イルミネーション・フィードバック、聴覚フィードバックを含む。コンピュータ１５０は、スクリーンと入力デバイス（例えばキーボード）１７８にも結合されている。
【００４２】
図７を参照すると、コンピュータ１４０、１５０は、情報をパケット化し、通信ネットワーク１４８を介して送信することができる。パケットの各々は、ロボット・データと必要な他の非ロボット・データの２種類のデータを含む。ロボットを移動させるための入力コマンドとロボットからの位置フィードバックを始めとするロボットの位置情報をロボット・データに含め、また、器具のスケーリングと駆動などの機能データを他のデータに含めることができる。
【００４３】
このシステムは、絶対位置データを送信するため、シーケンス外れでロボット・データのパケットが受信されることがある。これは、ベスト・エフォート手法を使用したＵＤＰ／ＩＰプロトコルを使用する場合に生じることがある。コンピュータ１４０、１５０は、「遅れて」着信する、ロボット・データを備えたあらゆるパケットを適切に処理するように構築され、かつ、構成されている。例えば、コンピュータ１４０は、パケット１、２、３を逐次送信する。コンピュータ１５０は、パケットを１、３、２の順序で受信することができる。コンピュータ１５０は、２番目のパケット２を無視することができる。データの再送信を要求する代わりにパケットを無視することにより、システムの待ち時間が短縮される。システムの「実時間」動作を生成するためには、待ち時間を最短にすることが望ましい。
【００４４】
情報のいくつかは、厳密な順序で受信されることが好ましく、したがって受信コンピュータは、そのようなデータが誤りなく受信されない場合、そのデータの再送信を送信コンピュータに要求することができる。不注意なコマンドが存在しないことを保証するためには、移動スケーリングと器具の駆動などのデータを正確に送信し、かつ、処理しなければならない。
【００４５】
コンピュータ１４０、１５０は、様々な入力源からのＲＳ２３２データを多重化することができる。コンピュータ１４０、１５０には、送信情報のための先入れ先出し（ＦＩＦＯ）待ち行列を持たせることができる。コンピュータ１４０とシステムの外科医側の様々なコンポーネントとの間で送信されるデータは、Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｍｏｔｉｏｎが製品名ＨＥＲＭＥＳ  ＮＥＴＷＯＲＫ  ＰＲＯＴＯＣＯＬ（ＨＮＰ）で提供しているプロトコルを介して通信することができる。同様に、ＨＮＰに従って、システムの患者側のコンポーネント間で情報を送信することができる。
【００４６】
システムの患者側は、ロボット・データと非ロボット・データ以外に、内視鏡カメラ４６からのビデオ・データを送信することができる。このビデオ・データは、システムの待ち時間を短縮するべく、ロボット・データと他のデータと共に通信ネットワーク上に多重化させることができる。ビデオ・データは、従来のＪＰＥＧ等、システムの外科医側への送信のための圧縮技法を使用して圧縮することができる。
【００４７】
パケットの各々には、図１０に示すフィールドを持たせることができる。ＳＯＵＲＣＥ  ＩＤフィールドには、データの発信源である入力デバイスあるいは医療デバイスの識別情報が含まれている。ＤＥＳＴＩＮＡＴＩＯＮ  ＩＤフィールドには、データを受信する入力デバイスあるいは医療デバイスを識別する識別情報が含まれている。ＯＰＣＯＤＥフィールドは、送信中のコマンドのタイプを定義している。
【００４８】
ＰＲＩＯＲＩＴＹフィールドは、入力デバイスの優先順位を定義している。優先順位データを利用して、医療デバイスを制御している入力デバイスを決定することができる。ＰＲＩＯＲＩＴＹフィールドは、特定の器具の相対共用制御を可能にするデータを含むことができ、例えば指導者が５０％を制御し、生徒が５０％を制御することができる。
【００４９】
ＳＥＱ＃フィールドは、パケットがシーケンス外れであるかどうかを受信コンピュータが決定することができるよう、パケット・シーケンス番号を提供している。ＴＸ  Ｒａｔｅフィールドは、送信中のパケットの平均速度である。ＲＸ  Ｒａｔｅフィールドは、受信中のパケットの平均速度である。ＲＳ２３２すなわちシリアルＡＣＫフィールドには、ＲＳ２３２データのための肯定応答カウントが含まれている。ＲＳ２３２データは、通常、データを受信した受信コンピュータからの肯定応答が受信されるまで、コンピュータの待ち行列内に維持される。
【００５０】
ＲＳ２３２  ＰＯＳフィールドは、送信されたＲＳ２３２データに関連するカウンタである。ＲＳ２３２  ＩＤフィールドは、ＲＳ２３２データを同定している。ＲＳ２３２  ＭＥＳＳ  ＳＺフィールドにはパケットのサイズが含まれている。ＲＳ２３２  ＢＵＦＦＥＲフィールドにはパケットのコンテント長が含まれている。ＤＡＴＡフィールドには送信中のデータが含まれており、また、ロボット・データとＲＳ２３２データのための個別サブフィールドを含むことができる。ＣＳは、パケット送信における誤りを検出するために使用されるチェックサム・フィールドである。
【００５１】
コンピュータ１４０または１５０のいずれか一方は、入力デバイスと医療デバイスの間のアービトレータとして使用することができる。例えば、コンピュータ１５０は、制御ユニット５０、５２の両方からデータを受け取ることができる。制御ユニット５０、５２の各々からの情報のパケットは、ＰＲＩＯＲＩＴＹフィールドに優先順位データを含む。コンピュータ１５０は、優先順位データに従って、関連するデバイス（例えばロボット、器具等）にデータをルーティングすることができる。例えば、制御ユニット５２より高い優先順位を制御ユニット５０に持たせることができる。コンピュータは、制御ユニット５０に位置する外科医がアームを制御することができるよう、制御ユニット５０からロボットを制御するべくデータをルーティングし、制御ユニット５２からのデータを排除することができる。
【００５２】
代替実施形態として、ＳＯＵＲＣＥ  ＩＤフィールド内のデータに従って優先順位を提供するようにコンピュータ１５０を構築し、かつ、構成することができる。例えば、制御ユニット５０からのソースＩＤを有するデータに常に優先権を提供するようにコンピュータ１５０をプログラムすることができる。コンピュータ１５０には、異なる多数の入力デバイスに優先順位を割り当てる階層ツリーを持たせることができる。
【００５３】
別法としては、コンピュータ１４０にアービトレータとして機能させ、ネットワーク１４８上での送信に先立ってデータを予備選択することができる。コンピュータ１４０には、制御ユニット５０または５２のいずれか一方に常に優先権を与える優先順位スキームを持たせることができる。追加あるいは別法として、制御ユニット５０および／または５２のうちの１つまたは複数に、コンソール優先権を与えるべく駆動することができる機械式スイッチおよび／またはソフトウェア・スイッチを持たせることができる。このスイッチは、外科医による処置の掌握を可能にする絶対機能として機能させることができる。
【００５４】
動作に関しては、システムは、最初にスタートアップ・ルーチンを実行する。ＺＥＵＳシステムは、通常、コンソールからのデータを使用してスタートアップするように構成されている。ロボット・アーム、器具等がスタートアップ・ルーチンにある間は、コンソールを通信状態に置くことができないため、システムは、システム・ブートに必要なコンソール・データを有していない。コンピュータ１５０は、ミッシング・コンソール入力データを自動的にデフォルト値にドライブすることができる。このデフォルト値により、システムの患者側はスタートアップ・ルーチンを完了することができる。同様に、コンピュータ１４０は、システムの患者側からのミッシング入力信号をデフォルト値にドライブすることができ、それにより制御ユニット５０および／または５２をブートアップすることができる。デフォルト値へのミッシング信号のドライブは、ネットワーク・ローカル・モードの一部にすることができる。ローカル・モードにより、システムを遮断することなく１つまたは複数のコンソールをシステムに「ホット・プラグ」することができる。
【００５５】
また、システムの外科医側と患者側の間の通信が手術中に中断した場合、コンピュータ１４０は、流用値としてミッシング・データを最新の有効値またはデフォルト値に再度強制することができる。このデフォルト値には、システムの危険な動作を防止するための休止信号値を使用することができる。器具とアームが移動しないよう、患者側のコンポーネントを最新の既知の値においておくことができる。
【００５６】
スタートアップ・ルーチンが完了し、通信リンクが確立すると、外科医によるコンソールの操作が可能になる。このシステムは、一方の外科医が教師であり、もう一方の外科医が生徒である医療処置に極めて有用である。システムの調停機能により、教師は、処置中にロボットの移動と器具の駆動をいつでも自由に制御することができ、それにより、教師は生徒に処置および／または医療ロボット・システムの使用方について教授することができる。
【００５７】
また、このシステムにより、一方の外科医が一方の医療デバイスを制御し、もう一方の外科医がもう一方の医療デバイスを制御することができる。例えば、一方の外科医が器具２６、２８、３０、３２を移動させ、もう一方の外科医が内視鏡４４を移動させることができ、あるいは一方の外科医が器具２６、２８、３０または３２のうちの１つを移動させ、もう一方の外科医が器具２６、２８、３０または３２のうちの他の器具を移動させることができる。別法としては、一方の外科医が１つまたは複数のアームを制御し、もう一方の外科医が他の１つまたは複数のアームを制御し、かつ、両方の外科医が共同して他のアームを制御することも可能である。
【００５８】
図１１は、制御ユニット５０、５２のうちの１つまたは複数が交替通信リンク１８０を有する代替実施形態を示したものである。この交替リンクには、制御ユニット５０を遠隔位置に設置し、かつ、制御ユニット５２をロボット・アーム等の比較的近傍に設置することができる電気通信ネットワークを使用することができる。例えば、制御ユニット５０は、公衆電話ネットワークに接続することができ、一方、制御ユニット５２は、ＬＡＮによってコントローラ１５２に結合される。このようなシステムにより、ロボット・アーム、器具等を使用した遠隔外科手術が可能である。システムの外科医側と患者側は、ネットワーク・コンピュータ１８２、１５０によって交替通信リンク１８０に結合させることができる。
【００５９】
図１２は、単一の医療器具をハンドルを使用して２つの異なる制御ユニット５０、５２から共同で制御することができる制御システム１９０を略図で示したものである。制御システム１９０は、医療器具２６、２８、３０、３２に結合された器具コントローラ１９２を備えている。器具コントローラ１９２は、医療器具２６、２８、３０または３２の所望する位置ｘdesと医療器具２６、２８、３０または３２の実際の位置ｘとの間の誤差を最小化している。
【００６０】
器具コントローラ１９２は、ＭＣＵ５０とＰＣＵ５２の位置コントローラ１９４、１９６にそれぞれ結合されている。位置コントローラ１９４、１９６は、対応するハンドル・コントローラ１９８、２００にそれぞれ接続され、ハンドル・コントローラ１９８、２００は、対応する制御ユニットのハンドル５６にそれぞれ結合されている。ハンドル・コントローラ１９８、２００は、ハンドル５６の移動に対応する出力ｘ1とｘ2をそれぞれ提供する。この出力が位置出力信号に変換され、医療器具２６、２８、３０または３２のアクチュエータが駆動される。ｘdesの値は、ｘ1とｘ2から計算することができ、比例制御変数である。
【００６１】
また、器具コントローラ１９２は、医療器具の力センサからの力フィードバック情報を計算している。この力フィードバック情報は、外科医に力フィードバックを提供するべく、ハンドル・コントローラ１９８、２００とハンドル５６にリレー・バックされる。ハンドル・セットの各々への力フィードバックの量は、指導者制御ユニット５０と生徒制御ユニット５２の共用制御によって様々である。
【００６２】
図１３を参照すると、指導者と生徒の変位は、それぞれｘ1とｘ2で表されている。医療器具の運動は、指導者と生徒の運動の凸結合、すなわち、
ｘ＝（１−α）ｘ1＋αｘ2      （１）
である。
【００６３】
図１３に示すばねは、αの値に関係なくｘ1＝ｘ2のとき、非変形である。ｘ1≠ｘ2のとき、指導者端のばねの変形は、
ｘ−ｘ1＝α（ｘ2−ｘ1）      （２）
である。
【００６４】
したがって指導者は、力
Ｆ1＝Ｋα（ｘ2−ｘ1）        （３）
を感じることになる。Ｋは、ばね定数である。
【００６５】
同時に、生徒端のばねの変形は、
（ｘ2−ｘ）＝（１−α）（ｘ2−ｘ1）      （４）
で与えられる。
【００６６】
したがって生徒は、力
Ｆ2＝Ｋ（１−α）（ｘ2−ｘ1）            （５）
を感じることになる。
【００６７】
通常、移動ｘと力フィードバックＦ1、Ｆ2を個々の器具の軸毎に決定するための一組の方程式が存在している。また、個々のエンド・エフェクタを駆動するための一組の方程式が存在している可能性がある。角移動の場合、通常、距離は、度、ラジアンまたはいくつかの他の角度測定単位で計算される。
【００６８】
指導者が制御を完了すると、αが１にセットされ、指導者のハンドルは、力フィードバックを提供しない。変数αは、システム１０のコンピュータ・インタフェースを介してセットされる。生徒のハンドルへの力フィードバックは、指導者のハンドルによって生成される位置情報と生徒のハンドルによって生成される位置情報に対応している。したがって、生徒のハンドルの移動が指導者のハンドルの移動から逸脱すると、システムは、所望する手の動きに生徒を強要する力フィードバックを提供する。これは、手に鉛筆を握らせ、握らせた鉛筆を移動させて書き方を教えるの似ている。したがってこのシステムにより、指導者は、医療器具を移動させ、医療処置を施すためのハンドルを使用した動きを通して生徒を導くことができる。これは、このシステムの使用法を学習し、かつ、ロボット支援最小侵襲性処置を施すための有用な教育ガイドである。
【００６９】
比例変数αにより、指導者と生徒は共同して器具２６、２８、３０および／または３２の移動を制御することができる。器具コントローラ１９２は、式（３）を使用してｘdesを計算する。フィードバック力Ｆ1、Ｆ2は、式（１）と（式２）を使用して計算され、個々の継手の力アクチュエータを介して指導者と生徒にフィードバックされる。
【００７０】
動作に際して、使用者がαの値をセットする。例えば分割制御の場合、αを０．５にセットする。指導者と生徒の両方がそれぞれのハンドルをそれぞれ距離ｘ1とｘ2だけ移動させる。リスト移動とロール移動を始めとする複数の移動が実際に存在している可能性がある。コントローラは、式から対応する移動ｘを計算し、ロボット・アームを駆動して器具を移動させる。また、コントローラは、力Ｆ1、Ｆ2を計算し、対応する個々の継手の力アクチュエータを駆動する。生徒と指導者の移動が同期している場合、システムは力フィードバックを提供しない。生徒と指導者の移動が同期していない場合、システムは、生徒と指導者が両者の移動コマンド間の不一致を「感じ取る」ことができる力フィードバックを提供する。
【００７１】
以上、特定の例示的実施形態について説明し、かつ、添付の図面に示したが、このような実施形態が単に広範囲に渡る本発明を例証したものに過ぎず、本発明を何ら制限するものではないこと、また、当分野の技術者には他の様々な改変が可能であり、したがって本発明が、図に示し、かつ、説明した特定の構造と配列に限定されないことを理解されたい。
【００７２】
力フィードバックについて説明したが、生徒のハンドルが逸脱していることを示すための他の手段をシステムに使用することも可能であることを理解されたい。例えば、指導者のハンドルと生徒のハンドルの間の逸脱を示すバー・グラフなどの視覚インディケータをシステムに持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】医療ロボット・システムの斜視図である。
【図２】制御ユニットの斜視図である。
【図３】制御ユニットのハンドル・アセンブリの斜視図である。
【図４】ハンドル／リスト・サブアセンブリの斜視図である。
【図５】ハンドル／リスト・サブアセンブリの断面斜視図である。
【図６】ロボット・システムの器具の分解側面図である。
【図７】ネットワーク・システムを示す図である。
【図８】ネットワーク・システムの「外科医」側を示す図である。
【図９】ネットワーク・システムの「患者」側を示す図である。
【図１０】通信ネットワーク内で送信されるパケットの様々なフィールドを示す略図である。
【図１１】ネットワーク・システムの代替実施形態を示す図である。
【図１２】制御システムの略図である。
【図１３】単一自由度の器具を制御する指導者と生徒の間の共同を示す図である。
【図１】
2005515012.tif 000003
【図２】
2005515012.tif 000004
【図３】
2005515012.tif 000005
【図４】
2005515012.tif 000006
【図５】
2005515012.tif 000007
【図６】
2005515012.tif 000008
【図７】
2005515012.tif 000009
【図８】
2005515012.tif 000010
【図９】
2005515012.tif 000011
【図１０】
2005515012.tif 000012
【図１１】
2005515012.tif 000013
【図１２】
2005515012.tif 000014
【図１３】
2005515012.tif 000015
【国際調査報告】
2005515012.tif 000016