(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの手術器具を受け入れることを意図された操作インターフェースを画定する第１の表面（９）と、前記第１の表面（９）上に配置される少なくとも１つの開口部（４）と、前記開口部（４）の円周に維持され接続境界部であって、前記接続境界部が、シースを受け入れ、支持するのに適する、接続境界部とを少なくとも備える筐体（２）を備えることを特徴とする、外科的手技を行うための訓練装置（１）に関する。【選択図】図１Ｂ
2021502613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科的手技を行うための訓練装置（１）であって、前記装置（１）が、
−少なくとも１つの手術器具（８）を受け入れることを意図された操作インターフェースを画定する第１の表面（９）、及びベース（２１）を形成する筐体（２）の残りの表面と、
−前記第１の表面（９）上に配置される開口部（４）と、
−前記開口部（４）の円周に維持される接続境界部（６）であって、前記接続境界部（６）が、シース（７）を受け入れ、支持するのに適する、接続境界部（６）と、
を含む筐体（２）を備え、
前記第１の表面（９）が前記ベース（２１）に対する可動部分（１０）を含み、前記開口部（４）が前記可動部分（１０）に配置されることを特徴とする、装置（１）。
【請求項２】
前記第１の表面（９）が、前記可動部分（１０）から離れた前記第１の表面（９）の別の部分に配置される別の開口部（４）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
前記他の部分が前記ベース（２１）と一体（１１）であることを特徴とする、請求項２に記載の装置（１）。
【請求項４】
前記他の部分も前記ベース（２１）に対して可動（１０）であることを特徴とする、請求項２に記載の装置（１）。
【請求項５】
少なくとも１つの可動部分（１０）の並進運動を可能にするべく前記少なくとも１つの可動部分（１０）と係合するように構成された少なくとも１つのスライドを含むことを特徴とする、請求項１乃至４の一項に記載の装置（１）。
【請求項６】
前記接続境界部（６）が、そのヤング率が０．００２ＭＰａと５０ＭＰａとの間のエラストマー、発泡体、シリコーンゲル、又はプラスチック材料を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項７】
前記筐体（２）が、少なくとも１つの開口部（４）の近くに配置される少なくとも１つのガイド境界部を備え、前記ガイド境界部が、シース（７）の長手部分（７１）とのボールジョイント接続をもたらすことを特徴とする、請求項１乃至６の一項に記載の装置（１）。
【請求項８】
前記接続境界部（６）が取り外し可能であることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の装置（１）。
【請求項９】
前記装置（１）を支持体に取り付けるためのシステム（３）と、前記取り付けシステム（３）での前記装置（１）の位置を調節するための手段（５）をさらに備える、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の装置（１）。
【請求項１０】
外科的手技の訓練のためのガイドシステムであって、
−請求項１乃至９のいずれか一項に記載の装置（１）と、
−前記装置（１）の開口部（４）のうちの１つに導入され、維持され、手術器具（８）を受け入れるのに適する、中空の長手部分（７１）を含む第１のシース（７）であって、前記第１のシース（７）が、前記器具（８）の移動のための摺動ピボット接続をもたらす、第１のシース（７）と、
を含むことを特徴とする、ガイドシステム。
【請求項１１】
前記装置（１）の第２の開口部（４）内に導入され、維持され、手術器具（８）を受け入れるのに適する、中空の長手部分（７１）を含む第２のシース（７）をさらに含み、前記第２のシース（７）が、前記器具（８）の移動のための摺動ピボット接続をもたらすことを特徴とする、請求項１０に記載のガイドシステム。
【請求項１２】
少なくとも１つのシース（７）が、前記シース（７）の長手部分（７１）の内面上に配置される弾性材料層（７４）を備えることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載のガイドシステム。
【請求項１３】
−レバー（８２）と、
−前記訓練装置（１）の開口部（４）の１つに又は接続境界部（６）に導入することを意図されたシャフト（８１）と、
−制御インターフェース（８３）と、
−前記手術器具（８）の少なくとも１つの向きセンサ及び少なくとも１つの位置センサと、
−前記センサによって収集されたデータを遠隔コンピュータに送信するための少なくとも１つの通信インターフェースと、
を含む少なくとも１つの手術器具（８）を備えることを特徴とする、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載のガイドシステム。
【請求項１４】
−前記制御インターフェース（８３）の作動センサ、又は前記手術器具（８）上に配置され制御インジケータを生成する前記手術器具（８）の機能部センサと、
−前記レバー（８２）上に配置されたセンサから受信したデータに応じて、一方では前記制御インジケータの値、他方ではディスプレイ上に表示する画像の向き及び位置を判定するためのコンピュータを含む、ディスプレイ上の患者の身体の領域の画像の生成器と、
−制御インジケータが生成され、患者の身体の領域（１０５）を表示するときに、少なくとも１つの手術器具の一部（１０６）の及びその作動に対する動きの再現を表示するビデオディスプレイと、
を備えることを特徴とする、請求項１３に記載のガイドシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外科医の訓練のために外科的手技をシミュレートするためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
外科専門医の学習は、現在、理論、実症例の観察、その後、より経験を積んだ外科医の監視の下での実際の患者に対する手技の実践を通じて行われている。
【０００３】
訓練を受ける外科医は、習得すべき実施に慣れるために外科的手技の実施を重ねる必要がある。さらに、外科専門医には、器具の誤操作を防ぐために、厳密さ、正確さ、及び繊細さが要求される。１つの問題は、患者が存在するときに、誤操作が、血管又は臓器を穿孔する又は破るなどの合併症につながる場合があることである。前述のタイプの事故は、患者の生存のための侵襲的な潜在的に危険な手術による患者の緊急処置を伴うことが多い。
【０００４】
それゆえ、外科医が患者を伴わずに実際の外科的手技を練習できることが重要である。
【０００５】
したがって、患者に実施するときに潜在的に危険な操作の練習を行うために、外科医の訓練の中で、操作段階と実施学習段階とを確保する必要がある。
【０００６】
訓練シミュレータによる手術訓練方法が存在する。例えば、訓練生外科医は、ジョイスティックを操作して仮想環境と対話することで外科的手技をシミュレートする。外科的手技のシミュレーションを制御及びガイドするための手の位置の感知システムも存在する。
【０００７】
しかしながら、第１の欠点は、学習者が手術中と同じ感覚状態を得られないことである。
【０００８】
文献ＥＰ０９３５７９６は、最小限に侵襲的な外科的手技を行うべく人を訓練することを意図したシステムを開示している。前記装置は、器具を挿入するための開口部を有するハウジングを備える。挿入されると、器具は、軸方向の並進運動と回転運動をすることができる。前記器具は、ハウジング内でガイドシステムとセンサシステムに接続される。装置は、呼吸サイクルと心拍によってアニメーション化される患者の身体を示すビデオを映すスクリーンも備える。スクリーンは、前記ビデオ上に、外科医の器具の仮想世界での位置を重ね合わせる。
【０００９】
手術器具と、手術器具の運動を制限するように構成された支持構造体とを備える訓練装置を説明する文献ＵＳ２０１６／１３３１５８も公知である。或るボリューム内の器具の運動の制限は、最小限に侵襲的な手術で直面する運動の制限を模擬する。前記文献は、仮想環境を生成することと、生成された仮想環境に前記器具の表現を組み込むために器具の運動を追跡することも開示している。
【００１０】
文献ＵＳ２０１７／２５１９００も、表面とシースを収容するためのスロットとを備える訓練装置を開示している。前記文献は、装置内部をスクリーン上に再現するためのカメラシステムを開示している。
【００１１】
第１の欠点は、学習者の感覚が、手術時に外科医が感じる感覚と一致しないことである。特に、器具の運動の自由度、及び、前記器具と患者の身体又は他の医療器具との相互作用は、実際の状況を表すものではない。
【００１２】
第２の欠点は、前述のタイプの装置は、非常に特異的な外科的手技の実施を練習することにのみ適することである。前述の欠点は、このような装置に属するハウジングの表面に複数の開口部が想定されるときに、これらの開口部が、該当する病変部に特異的に関連する介入領域に対応する所定の位置に従って配置されることから根本的に生じる。結果として、別の病変部の範囲内に介入するべく医療スタッフを訓練するためには、ハウジングを交換しなければならず、これは追加の、しばしば複雑な、費用がかさむ操作を伴う。
【００１３】
したがって、実際の外科的手技中に知覚される感覚を最適化された様態で模擬する外科的手技を行うための、及び、複数の外科的手技をシミュレートするための訓練装置が必要とされている。
【発明の概要】
【００１４】
本発明は、従来技術の欠点を克服した、外科的手技を行うための訓練装置に関する。
【００１５】
したがって、本発明は、外科的手技を行うための訓練装置に関する。本発明はまた、外科的手技をガイドするためのシステムに関する。
【００１６】
一態様によれば、本発明は、外科的手技を行うための訓練装置であって、筐体を備え、前記筐体が、少なくとも１つの手術器具を受け入れることを意図された操作インターフェースを画定する少なくとも１つの第１の表面、及びベースを形成する前記筐体の残りの表面と、前記第１の表面上に配置される開口部と、前記開口部の円周に維持される接続境界部であって、前記接続境界部が、シースを受け入れ、支持するのに適する、接続境界部とを備えることを特徴とする装置に関する。
【００１７】
有利なことに、本発明は、実際の外科的手技中に知覚される感覚を最適化された様態で模擬することにより、及び、複数の外科的手技をシミュレートすることを可能にすることにより、外科的手技、特に微小侵襲外科的手技を再現することを可能にする。
【００１８】
特定の実施形態において、訓練装置は、単独で、又はすべての可能な技術的組み合わせに従って、以下の特徴のうちの１つ以上をさらに備え得る。
【００１９】
一実施形態において、第１の表面は、ベースに対して可動部分を含み、前記開口部は前記可動部分に配置される。前記第１の表面のこのような構成は、可動部分に配置される開口部の位置を修正することを可能にする。したがって、当該外科的手技に関連して施されることが意図される切開の位置を最適化された様態で再現できるので、これは特に有利な構成である。このように、実際の状態を最適化された様態で再現しながら、同じ装置で複数の外科的手技を練習することが可能である。可動部分を有する訓練装置の構造は、各患者の形態に適応させることも可能にする。
【００２０】
一実施形態において、第１の表面は、前記可動部分から離れた第１の表面の別の部分に配置される別の開口部を含む。第１の表面のこのような構成は、シースの数、したがって、最終的にチャンバに導入される可能性がある手術器具の数を増加させることができるので有利である。
【００２１】
一実施形態において、前記他の部分は、ベースと一体である。したがって、前記構成によれば、２つの開口部間のギャップの修正は、単一の可動部分の位置の修正からもたらされる。このようなレイアウトは、所与の外科的手技に適合させるのに僅かな操作を必要とする、単純な設計の装置を得ることを可能にする。
【００２２】
１つの代替的な実施形態において、前記他の部分もベースに対して可動である。したがって、前記構成によれば、各開口部は、可動部分に配置され、可動部分は互いに離れている。このようなレイアウトは、特に、訓練装置が密集した環境におかれているために各可動部分の可動性の振幅が低減するときに、２つの開口部間のギャップの修正の可能性を高めることができる。患者の様々な形態への装置の適応性も向上する。
【００２３】
一実施形態において、装置は、少なくとも１つの可動部分の並進運動を可能にするべく前記少なくとも１つの可動部分と係合するように構成された少なくとも１つのスライドを含む。
【００２４】
一実施形態において、前記接続境界部は、エラストマー、発泡体、シリコーンゲル、又はプラスチック材料を含む。一実施形態において、接続境界部は、そのヤング率が０．００２ＭＰａと５０ＭＰａとの間の少なくとも１つの要素を備える。
【００２５】
一実施形態において、筐体は、少なくとも１つの開口部の近くに配置される少なくとも１つのガイド境界部を備え、前記ガイド境界部は、シースの長手部分とのボールジョイント接続をもたらす。
【００２６】
有利なことに、前記実施形態は、手術、特に微小侵襲手術での実際の状況で感じられる感覚フィードバックを最適化された様態で再現することを可能にする。
【００２７】
一実施形態において、接続境界部は、ガイド境界部である。一実施形態において、接続境界部は、取り外し可能である。
【００２８】
一実施形態において、訓練装置は、前記装置を支持体に取り付けるためのシステムと、前記取り付けシステムでの前記装置の位置を調節するための手段をさらに備える。したがって、装置は、複数のユーザに適応可能であり、且つ、様々な支持体上に設置されるように有利に構成される。
【００２９】
別の態様によれば、本発明は、外科的手技の訓練のためのガイドシステムであって、本発明に係る訓練装置と、前記装置の開口部の１つに導入され、維持され、手術器具を受け入れるのに適する、中空の長手部分を含む第１のシースとを含み、前記第１のシースが、前記器具の移動のための摺動ピボット接続をもたらすことを特徴とする、ガイドシステムに関する。
【００３０】
一実施形態において、前記ガイドシステムは、前記装置の第２の開口部内に導入され、維持され、手術器具を受け入れるのに適する、中空の長手部分を含む第２のシースをさらに備え、前記第２のシースは、前記器具の移動のための摺動ピボット接続をもたらす。
【００３１】
一実施形態において、少なくとも１つのシースは、前記シースの長手部分の内面上に配置された弾性材料層を備える。
【００３２】
一実施形態において、前記ガイドシステムは手術器具をさらに備え、前記手術器具は、レバーと、訓練装置の開口部の１つに又は接続境界部に導入することを意図されたシャフトと、制御インターフェースと、手術器具の少なくとも１つの向きセンサ及び少なくとも１つの位置センサと、前記センサによって収集されたデータを遠隔コンピュータに送信するための少なくとも１つの通信インターフェースとを含む。
【００３３】
一実施形態において、前記ガイドシステムは、制御インターフェースの作動センサ、又は手術器具上に配置され制御インジケータを生成する前記手術器具の機能部センサと、レバー上に配置されたセンサから受信したデータに応じて、一方では制御インジケータの値、他方ではディスプレイ上に表示する画像の向き及び位置を判定するためのコンピュータを含む、ディスプレイ上の患者の身体の領域の画像の生成器と、制御インジケータが生成され、患者の身体の領域を表示するときに少なくとも１つの手術器具の一部の及びその作動に対する動きの再現を表示するビデオディスプレイと、をさらに備える。
【００３４】
したがって、ガイドシステムは、ユーザが仮想世界で、手術する人体の部分のシミュレーションだけでなく、操作する手術器具の動き及び作動の表現も見ることを可能にする。
【００３５】
本発明は、限定ではない例によって与えられ、以下の図面を参照して行われる、以下の説明を読むと、よりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１Ａ】筐体が閉じている訓練装置の図である。
【図１Ｂ】筐体が開いている訓練装置の図である。
【図２Ａ】開口部の断面図である。
【図２Ｂ】開口部と、取り外し可能な接続境界部の断面図である。
【図２Ｃ】開口部と、硬質内壁を備える取り外し可能な接続境界部の断面図である。
【図３Ａ】シースが挿入されている開口部の断面図である。
【図３Ｂ】シースが挿入されている開口部と、取り外し可能な接続境界部の断面図である。
【図４】シースに手術器具のシャフトが挿入されている開口部の断面図である。
【図５】装置の開口部にシースが挿入され、前記シースに手術器具のシャフトが挿入されている、訓練装置の断面図である。
【図６】弾性材料層を備えるシースの断面図である。
【図７】２つの開口部を備え、各開口部にシースが挿入されている、訓練装置の断面図である。
【図８】２つの開口部間の距離を調節するための手段を備える装置の断面図である。
【図９】２つの開口部間の距離を調節するための手段を備える装置の断面図である。
【図１０】複数の開口部を備える訓練装置の第１の表面の図である。
【図１１】ガイドシステムによって生成される画像の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
前記図面において、１つの図から別の図にわたって同一の参照符号は、同一の又は類似の要素を示す。明快さのために、図示した要素は、他に規定されない限り縮尺通りではない。
【００３８】
本発明は、訓練装置と、前記訓練装置を備えるガイドシステムに関する。一実施形態において、装置は、外科的手技をシミュレートするために手術器具を受け入れることを意図されている。一実施形態において、前記手術装置及び／又は手術器具は、以下「仮想世界」とも呼ばれるインタラクティブな仮想現実を生成するためにプロセッサに接続される。一実施形態において、前記インタラクティブな仮想現実は、患者の身体の一部と、前記身体の一部における手術器具の位置をシミュレートする。
【００３９】
本発明は、実際の状況で外科医が感じる感覚、特に、外受容感覚を訓練装置で再現することを目的とする。
【００４０】
「外科的手技」は、患者に対する少なくとも１つの外科的行為又は複数の外科的行為の実行を意味する。一実施形態において、「外科的手技」は、外科手術の初めから終わりまでの外科的手技のステップの組又は外科的手技の侵襲的又は微小侵襲ステップも意味する。図１Ａに例示したように、訓練装置１は、筐体２を備える。一実施形態において、筐体２は、閉じた体積の境界を定める。
【００４１】
一実施形態において、筐体２は、少なくとも１つの第１の表面９を備え、筐体２の残りの表面はベース２１を形成する。前記第１の表面９は、操作インターフェースを画定する。一実施形態において、前記第１の表面９は、少なくとも１つの又は少なくとも２つの開口部４を備える。したがって、前記操作インターフェースは、その開口部４の少なくとも１つを通して少なくとも１つの手術器具を受け入れることを意図されている。
【００４２】
限定ではない例として図１Ａに例示した一実施形態において、第１の表面９は平面である。ベース２１は、その一部に関して、筐体２の表面全体が直方体の形状をとるように形状設定される。
【００４３】
一実施形態において、前記開口部４は、仮想世界で患者の切開をシミュレートすることを可能にする。一実施形態において、訓練装置１は、開口部４に挿入された手術器具の位置、運動、及び／又は制御の状態を記録するためのセンサを備える。
【００４４】
一実施形態において、前記開口部４は、シース７を受け入れ、支持するのに適する。シース７は、患者の皮膚に挿入されたトロカールの存在をシミュレートすることを可能にする。一実施形態において、前記開口部４は、接続境界部６を備える、又は、シース７を受け入れるのに適した接続境界部６を受けるように構成される。
【００４５】
図１Ｂ及び図１０に例示した一実施形態において、筐体２の形状又は第１の表面９の形状は、患者の腹部の形状に対応する。図１Ｂに例示したように、筐体２は、第１の表面９だけで形成されてもよい。
【００４６】
一実施形態において、第１の表面９は、少なくとも１つの湾曲部を備える。一実施形態において、第１の表面９の湾曲部は、患者の腹部の湾曲に対応するように予め画定される。
【００４７】
図２Ａに例示したように、開口部４は、筐体２の壁の間の自由空間である。一実施形態において、装置１は、前記少なくとも１つの開口部４の円周に維持される接続境界部６を備える。一実施形態において、接続境界部６は、シースを挿入するための中空中心部を有する。
【００４８】
一実施形態において、前記接続境界部６は、少なくとも１つの可撓性材料を備える。一実施形態において、前記可撓性材料は、接続境界部６の中空中心部へのシースの挿入領域での患者の生体組織の剛性又は弾力性を表す。
【００４９】
図２Ｂに例示した一実施形態において、接続境界部６は、開口部４から取り外し可能であり、取り外すことができる。一実施形態において、開口部４は、円筒形である。一実施形態において、開口部４と接続境界部６は、開口部４への接続境界部６の挿入及び／又は位置決めを容易にするための平坦区域（図示せず）を備える。
【００５０】
平坦区域の利点は、特に、前記開口部４が第１の表面９の湾曲部に又は第１の表面の水平に対して傾斜を有する部分に位置するときに、開口部４内で接続境界部６を安定化させることである。開口部４内の接続境界部６の安定化は、同時に、ユーザの感触への干渉を回避することを可能にする。第２に、接続境界部６の安定化はまた、開口部４の正確な位置と仮想表現での前記開口部４の位置とのより正確な並列性を可能にする。
【００５１】
図２Ｂ及び図３Ｂに例示した一実施形態において、接続境界部６は、硬質外壁６１を備える。一実施形態において、前述の硬質外壁６１は、可撓性材料６２を包囲する。硬質外壁６１は、接続境界部６を第１の表面９の開口部４に挿入することを可能にする。
【００５２】
図２Ｃに例示した一実施形態において、接続境界部６は、硬質内壁６３も備える。一実施形態において、可撓性材料６２は、硬質外壁６１と硬質内壁６３との間に配置される。一実施形態において、前述の２つの壁（６１、６３）は、中空円筒を画定する。
【００５３】
前記硬質内壁６３の利点は、接続境界部６へのシース７の挿入を容易にすることである。
【００５４】
前記利点は、可撓性材料の静止時の接続境界部６の硬質内壁６３の内径（Ｄ）よりもシース７の挿入部の直径が大きいときに増大する。前記シナリオでは、硬質内壁６３は、シース７の挿入中に可撓性材料６２を保護すること又は可撓性材料６２が裂けるのを防ぐことを可能にする。
【００５５】
一実施形態において、硬質内壁６３は、可撓性材料６２の圧縮により接続境界部６の内径（Ｄ）が拡大することを可能にするべく可撓性材料６２の内径円周部を覆う。
【００５６】
一実施形態において、接続境界部６の高さ（Ｈ）は、実質的に腹壁の高さに対応する。一実施形態において、接続境界部６の高さは、１ｃｍと１５ｃｍとの間である。例えば１０ｃｍと１５ｃｍとの間の顕著な高さを備える接続境界部６は、例えば、顕著な肥満症の人に対する手術をシミュレートすることを可能にする。
【００５７】
一実施形態において、中空中心部は、円筒形であり、シースの接続境界部６への挿入部の外径よりも僅かに小さい静止時直径（Ｄ）を有する。「静止時直径」は、可撓性材料がその自然な形状にある又はどのような拘束も受けていないときの直径を意味する。
【００５８】
一実施形態において、可撓性材料６２は、エラストマー、シリコーンゲル、発泡体、又はプラスチック材料を含む。一例によれば、前記接続境界部６は、０．００２及び５０ＭＰａの間のヤング率を有する少なくとも１つの部分を備える。
【００５９】
一実施形態において、可撓性材料の弾性特性は、皮膚の弾性特性と類似している。一例によれば、前記接続境界部６は、０．００２及び１５ＭＰａの間のヤング率を有する少なくとも１つの部分を備える。したがって、このような範囲は、訓練を受けることを望む医療スタッフのために、皮膚で行われる実際の外科的手技中に得られる感触と同一の感触を生み出すことを可能にする。したがって、これは、求められる感触を非常に正確にターゲットとすることを可能にし、医療スタッフを当該外科的手技に最適な様態で訓練することに寄与する。言い換えれば、このような範囲のターゲティングは、皮膚に対する外科的手技に関連した同じ感覚を、他の感覚、例えば、体のより深部の層、典型的には静脈、神経、靱帯などで実施される外科的手技に関連した感覚と混同することを回避できるようにする。したがって、このような範囲の可撓性材料を有することは、実際の状態で被検者に実施される外科的手技中に起こり得る誤操作を有利に低減することが理解される。
【００６０】
接続境界部６のヤング率に関するこのような範囲の選択は、本発明の１つの代替的な実施形態を構成するにすぎない。したがって、接続境界部６の可撓性材料６２の弾性特性が例えば腹壁などの身体の別の部分の弾性特性と類似するように異なる範囲を有することを除外するものは何もない。この例によれば、前記接続境界部６は、１と３５ＭＰａとの間のヤング率を有する少なくとも１つの部分を備える。
【００６１】
前記接続境界部６の利点は、トロカールと患者の切開部との相互作用を再現することである。このようにして、器具の操作中に、ユーザは、手術、特に最小限に侵襲的な手術での実際の状況で感じるフィードバックと類似したフィードバックを知覚する。
【００６２】
一実施形態において、接続境界部６の可撓性材料６２の弾性特性は、等方性である。一実施形態において、可撓性材料は、少なくとも９０％を超える等方性を有する。有利なことに、前記等方性の可撓性材料６２は、皮膚の弾性特性を再現することを可能にする。
【００６３】
１つの代替的な実施形態において、接続境界部６の可撓性材料６２の弾性特性は、異方性である。例えば、接続境界部６の可撓性材料６２は、材料を形成する同じ方向に配向された繊維を含んでよく、その場合、ヤング率は、繊維に垂直な方向よりも平行な方向により高い。繊維は、接続境界部６を構成してよく、又は複合材料を形成するマトリクス内に含まれてよい。
【００６４】
有利なことに、前記異方性の可撓性材料６２は、皮膚の線維層を再現することを可能にする。したがって、本発明に係る装置は、人体のあらゆる部分の切開をシミュレートすることができる。
【００６５】
一実施形態において、少なくとも１つの開口部４は、接続境界部６を受け入れ、維持するように設計される。維持されている状態で、接続境界部６は、シース７を受け入れ、支持するように設計される。
【００６６】
一実施形態において、筐体２は、少なくとも１つのガイド境界部も備える。一実施形態において、ガイド境界部は、開口部４の少なくとも１つの近くに配置される。
【００６７】
一実施形態において、前記ガイド境界部は、筐体２と前記筐体の開口部４に挿入された手術器具との間でボールジョイント接続をもたらす。一実施形態において、ガイド境界部は、筐体２と前記開口部４に挿入されたシース７との間でボールジョイント接続をもたらす。
【００６８】
「ボールジョイント接続」とは、ここでは、ガイド境界部が筐体２と手術器具／シース７との間で係合をなすことを指しており、前記係合は、回転自由度が３である。
【００６９】
図２Ａに限定ではない例として示した一実施形態において、接続境界部６は、ガイド境界部でもある。前記実施形態において、接続境界部６とシース７との相互作用は、外科的手技中のトロカールと患者に施された切開部との相互作用を最適化された様態で再現することを可能にする。
【００７０】
有利なことに、前記接続境界部６とシース７との接続は、トロカールの挿入領域の生体組織とトロカールとの接続を示す。
【００７１】
図２Ａに例示したように、接続境界部６は、開口部４の縁にしっかりと維持される実質的に円筒形の環状形状を有する。接続境界部６のこのような幾何学的構成は、筐体２とその中に挿入される手術器具／シース７との間でボールジョイント接続をなすのに有利である。それでも、接続境界部６の特定の形状の選択は、本発明の１つの代替的な実施形態を構成するにすぎないことに留意されたい。したがって、一方では、他の形状を有することを除外するものは何もなく、他方では、例えば図２Ｂ及び図２Ｃに例示した実施形態に関連してより詳細に後述するように、その特定の回転自由度は、そのそれぞれの振幅に制限される。
【００７２】
一実施形態において、ガイド境界部は、筐体２とシース７の又は手術器具８の長手部分との接続をもたらす。一例によれば、前記接続は、回転自由度が２である。前記例によれば、回転接続度は、シース７の長手部分７１の縦軸に沿って定義される。
【００７３】
一実施形態において、シース７の長手部分７１は、その少なくとも一部に、接続境界部６との摺動を制限するのに適した表面状態の外面を備える。一実施形態において、シース７の長手部分７１は、接続境界部６との摺動を制限するように予め定められた表面状態の外面７３を備える。一実施形態において、前記表面状態は、開口部４内のシースのその縦軸を中心とした回転摺動を阻止するのに適する。
【００７４】
一実施形態において、前記ガイド境界部は、シース７が、開口部４に挿入されている状態で３の回転自由度を有することを可能にする。実際には、シース７は、挿入及び抜去運動に対応する少なくとも１の並進自由度も保つことができる。一実施形態において、シースのフレア部分７２は、所定の距離だけ押し込まれたときに、シースの並進運動を阻止することを可能にする。したがって、フレア部分は、前記並進自由度を一方向に制限することを可能にする。一実施形態において、フレア部分はまた、シース７への手術器具の導入を容易にすることができる。
【００７５】
一実施形態において、少なくとも２の回転自由度は、角度で制限される。一実施形態において、挿入中心軸Ａと直交する軸に沿った回転自由度は、角度で制限される。実際には、第１の表面９に対するシース７の傾きは、切開部に挿入されたトロカールの自由度を再現するように角度で制限される。
【００７６】
一実施形態において、ガイド境界部におけるシースのボールジョイント接続は、９０°、４５°、又は好ましくは３０°の回転に制限される。
【００７７】
一実施形態において、接続境界部の可撓性材料６２は、接続境界部６の挿入中心軸Ａと直交する２つの軸に沿ってシース７の制限された回転を可能にする。一実施形態において、可撓性材料６２は、シースの回転を可能にするべく圧縮することができる。その場合、回転自由度の角度制限は、可撓性材料６２の圧縮制限によって決まる。
【００７８】
一実施形態において、シース７の回転は、可撓性材料６２の厚さ（Ｅ）により、及び／又は接続境界部６の前記可撓性材料６２の弾性により制限される。一実施形態において、可撓性材料６２の厚さ（Ｅ）は、０．５及び１５ｃｍの間で変化する。厚さは自由度を保証する。
【００７９】
可撓性材料６２の厚さ（Ｅ）、その弾性、及び接続境界部６の高さ（Ｈ）は、皮膚又は腹壁の機械的抵抗を再現するように決定される。
【００８０】
したがって、取り外し可能な接続境界部の利点は、同じ開口部上で、接続境界部を、したがって、第１の表面９とシース７との接続部の高さ及び機械的特性を修正できることである。このようにして、同じ装置１で使用のバリエーションを増やすことができ、これにより、切開される身体の部分又は壁のタイプを変えることができるだけでなく、個人の多様性を考慮に入れることもできる。
【００８１】
図３Ａ及び図３Ｂに例示したように、前記接続境界部６の利点は、筐体２とシース７との間で接続をなすことである。
【００８２】
一実施形態において、シース７は、トロカールの存在をシミュレートすることを可能にする。一実施形態において、シース７は、中空円筒形のシャフトの形態で存在する。一実施形態において、シース７は、開口部４に挿入されるように構成された第１の長手部分７１を備える。一実施形態において、第１の長手部分７１は、中空円筒を備える。一実施形態において、第１の長手部分７１は、外径と内径を備える。一実施形態において、第１の長手部分７１は、少なくとも１つの手術器具を受け入れることを意図されている。
【００８３】
一実施形態において、シース７は、第２のフレア部分７２を備え、その内径は、第１の長手部分７１の内径よりも大きい。シースは、フレア部分７２が筐体２の外側に位置するように、その長手部分７１を通じて開口部４に挿入されるように有利に構成される。その場合、前記フレア部分７２は、手術器具の長手部分を導入するように構成される。
【００８４】
一実施形態において、シース７は、その長手部分７１の直径（図示せず）を調節するための手段を備える。前記シース７の長手部分７１の直径を調節するための手段は、手術器具に応じて、すなわち、訓練に用いられる手術器具のシャフトの直径に応じて、前記直径を変えることを可能にする。
【００８５】
一実施形態において、シース７は、トロカール又は外科手術中に用いられるのと同じようなトロカールの再現である。
【００８６】
図１０に例示した一実施形態において、第１の表面９は、少なくとも２つの開口部４を含む開口部４の組を備える。一実施形態において、第１の表面９は、複数の開口部、例えば、３、４、５、６、７、８、９、又は少なくとも１０個の開口部４を備える。一実施形態において、開口部４は、腹部の微小侵襲手術、例えば、内臓又は肥満症手術で施される切開の位置に対応するように第１の表面９上に配置される。
【００８７】
シミュレートする手術及び外科技術のタイプに応じて、前記開口部４の一部を使用することができる。図示していない一実施形態において、装置は、訓練中に使用されない開口部４を塞ぐために所定の数のプラグを備える。
【００８８】
したがって、装置１は、開口部の位置及び向きにより様々なタイプの外科的手技を訓練することを可能にする。
【００８９】
一実施形態において、装置１は、少なくとも１つの開口部４の直径又はサイズを調節するための手段を備える。前記開口部の直径又はサイズを調節するための手段は、開口部のサイズ又は直径を変えることを可能にする。例えば、装置１は、その中心が開口部の中心に対応するダイヤフラム又はアイリスを備えていてよい。一実施形態において、前記ダイヤフラム又は前記アイリスは、開口部４の直径の縮小又は拡大をもたらすように構成された作動手段に接続されてよい。
【００９０】
このように、開口部４の直径又はサイズを変えることができ、したがって、開口部４は、多様な直径のシース７及び／又は多様な接続境界部６に向けて意図され得る。利点は、同じ装置１で、実際には異なるサイズのトロカールを必要とする様々なタイプの手術を練習できることである。
【００９１】
一実施形態において、装置１は、異なる寸法の少なくとも２つの開口部４を備える。前記レイアウトは、同じ装置１で様々な外科手術をシミュレートすることを可能にする。実際は、シミュレートする外科的手技に応じて、切開部は様々な長さであり得る。例えば、腹壁を介して施される切開は、血管手術のために施される同じ切開よりも大きい寸法を有することになる。本発明は、手技を行うのと同じ練習を行うべく、ユーザに現実的なサポートを提供することを可能にする。
【００９２】
一実施形態において、装置１は複数の開口部４を備え、そのうち少なくとも２つの開口部４は、異なる接続境界部６を備える。「異なる接続境界部」は、可撓性材料の高さ、弾性、及び／又は可撓性材料の厚さが互いに異なる接続境界部６を意味する。したがって、装置１は、それぞれ身体の様々な部分の切開、例えば、皮膚の切開又は腹壁の切開を再現することができる、複数の開口部４を備える。
【００９３】
したがって、装置１は、様々な外科手術のシミュレーションに適合する。
【００９４】
一実施形態において、装置１は、前記装置１を支持体に取り付けるためのシステム３をさらに備える。取り付けシステムは、締め付け手段を備え得る。一実施形態において、取り付けシステム３は、テーブルの縁と係合するためのＵ字形のラグを備える。第１の例によれば、取り付けシステム３は、万力による取り付けシステムを備える。第２の例によれば、取り付けシステム３は、吸着パッドである。
【００９５】
一実施形態において、装置１は、前記装置１に対する取り付けシステム３の位置を調節するための手段５も備える。
【００９６】
例えば、取り付けシステム３は、長手要素３１を備え得る。一実施形態において、装置１は、長手要素３１に沿って摺動するように構成された位置調節手段５を備える。図１Ａに例示したように、位置調節手段５は、筐体２の取り付けシステム３に対向する位置に取り付けるために取り付けシステム３の長手要素３１の穴に挿入することを意図された取り外し可能な要素５１を備える。
【００９７】
より詳細には、位置を調節するための手段５は、取り外し可能な要素である長手要素３１に沿った筐体の並進運動を可能にする、筐体２の一体部分を備える。
【００９８】
図１Ｂに例示した一実施形態において、装置１は、筐体２の傾きを調節するための手段も備える。位置を調節するための手段５は、筐体２の傾きを調節するための手段である。一実施形態において、向きを調節するための手段は、長手要素３１との接続部での筐体２の傾きの調節を可能にする。
【００９９】
有利なことに、位置を調節するための手段５は、開口部がユーザに関する人間工学的な位置に対応できるように筐体２を移動することを可能にする。好ましくは、ユーザは、腕を下ろした又は楽な位置にするときに開口部４がユーザの手と実質的に同じ垂直高さにあるように筐体２の位置を調節することになる。
【０１００】
したがって、位置を調節するための手段５は、複数のユーザに適するように構成される。加えて、位置の調節５は、任意の支持体上で使用され得るように装置の可動性をもたらす。
【０１０１】
一実施形態において、筐体２は、位置及び向き特定システムを備える。
【０１０２】
一実施形態において、筐体２は、開口部４内の接続境界部６の存在を識別するための検出器を備える。検出器は、例えば、その高さ、可撓性材料６２の弾性、又は可撓性材料６２の厚さなどの接続境界部６のパラメータを識別することも可能にする。
【０１０３】
筐体２が閉じた体積の境界を定める一実施形態において、筐体２に空気が充填される。別の実施形態では、特定の外科的手技のシミュレーションのために、筐体２に材料、好ましくは軟質又は粘稠な材料、又は液体が充填される。
【０１０４】
粘稠な材料又は液体の存在は、筐体２内を移動する手術器具８の少なくとも１つのシャフト８１の移動に対する抵抗をシミュレートすることを可能にする。一実施形態において、筐体２内に入れられる材料又は液体の粘度は、４・１０−３Ｐａ．ｓよりも高い。一実施形態において、筐体２内に入れられる材料の弾性率は、０．００２ＭＰａよりも高い。前記種々の粘弾性は、体内の、例えば、血液を包囲するボリューム内の、筋肉又はさらには臓器内の、手術器具８の運動をシミュレートすることを可能にする。
【０１０５】
図４及び図５に例示した一実施形態において、シース７は、手術器具８のシャフト８１を受け入れることを意図されている。
【０１０６】
開口部４のうちの１つに中空の長手部分７１が維持されているシース７は、手術器具８を受け入れることを可能にする。
【０１０７】
「手術器具」は、ここでは、患者の体内に挿入されるように構成された長手部分８１（以下「シャフト」とも呼ぶ）と、手術中に外科医によって操作されることを意図されたレバー８２とを備える任意の手術器具を意味する。「手術器具」は、例えば、３Ｄプリンティングにより複製された器具などのこのような器具のあらゆる複製も意味する。
【０１０８】
一実施形態において、「手術器具」は、内視鏡カメラ又は関節鏡カメラなどの、外科的手技中に患者の体内の画像を記録するためのイメージングシステムも包含する。
【０１０９】
一実施形態において、シース７と手術器具８のシャフト８１は、摺動ピボット接続をなす。図５に例示した一実施形態において、シャフト８１とシース７によってなされる接続と、シース７とガイド境界部によってなされる接続は、シャフト８１と筐体２との間で３の回転自由度と１の並進自由度を含む接続をなすように組み合わされる。
【０１１０】
一実施形態において、シャフト８１の３の回転自由度にわたって、シャフト８１は、挿入中心軸Ａに沿って又はシャフト８１の縦軸に沿って完全に自由である。一実施形態において、１又は２の回転自由度は、手術中の手術器具の運動の自由度を再現するように角度で制限される。一実施形態において、角度で制限される回転自由度は、挿入中心軸Ａと直交する軸に沿った回転自由度である。
【０１１１】
一実施形態において、シース７の長手部分７１の内径は、手術器具８のシャフト８１の外径よりも僅かに大きいか又は等しい。
【０１１２】
図７に例示した一実施形態において、筐体２は、第１の表面９に配置される少なくとも２つの開口部４を備える。一実施形態において、少なくとも２つの開口部４は、それぞれ接続境界部６を備える。一実施形態において、少なくとも２つの開口部４は、それぞれシース７を受け入れるのに適する。
【０１１３】
説明の残りは、本発明の一実施形態を詳細に説明することを目的としており、第１の表面９は、ベース２１に対する可動部分１０を含み、前記可動部分１０に開口部４が配置される。前記第１の表面９のこのような構成は、ベース２１に対して可動部分１０に配置される開口部４の位置を修正することを可能にする。このようにして、当該外科的手技に関連して施されることが意図される切開の位置を最適化された様態で再現することが可能である。したがって、接続境界部６によって実際の状態を最適化された様態で再現しながら、同じ装置１で複数の外科的手技を練習することが可能である。装置１を各患者の形態に適応させることも可能である。
【０１１４】
「可動」とは、ここでは、ベース２１と可動部分１０との距離を修正するための、取り付けられていると考えられるベース２１に対する相対運動を指す。したがって、第１の表面９の可動部分１０は、ユーザ又はさらにはそれ自体が公知の自動手段によって、第１の位置、所謂出発位置と、第２の位置、所謂到着位置との間で動かされるのに適する表面要素に対応する。本発明の性質に鑑みて、前記出発位置と到着位置は、それぞれ、安定した位置、つまり、可動部分１０が維持される位置に対応することが当業者には暗黙的に分かるであろう。言い換えれば、装置１は、可動部分１０を安定した位置に止めるための手段を備える。一般に、当業者に公知の任意の止め手段（ブレーキ、ストップなど）が実装されてよく、止め手段の選択は、本発明の１つの代替的な実施形態を構成するにすぎない。
【０１１５】
図８及び図９は、筐体２の実施形態の好ましい例を概略的に示しており、第１の表面９に２つの開口部が設けられており、２つの開口部は、医療スタッフのメンバーが練習を望む外科的手技に応じて前記２つの開口部間のギャップを調節できるように構成される。
【０１１６】
図８及び図９に例示したように、第１の表面９は、前記可動部分１０から離れた第１の表面９の別の部分に配置される別の開口部４を含む。前記開口部４は、前述のようにシース７を受け入れ、支持するのに適する。
【０１１７】
前記第１の表面９のこのような構成は、２つの開口部４の位置を、一方を他方に対して修正する、したがって、それらを分離するギャップを変化させることを可能にする。それゆえ、当該外科的手技に関連して施されることが意図される複数の切開の位置を最適化された様態で再現することが可能である。このようにして、訓練を望む医療スタッフは、実際の状態を最適化された様態で再現しながら、複数の外科的手技を単一の同じ装置で練習することができる。
【０１１８】
図８及び図９に示した例では、前記他の部分１１は、ベース２１と一体である。「一体」とは、ここでは、前記他の部分１１がベース２１に対して取り付けられたままであることを指す。前記実施形態の例では、前記一体部分１１は、ベース２１の延長部により形成され、前記延長部は、前記ベース２１の材料に由来する。したがって、前述の構成によれば、２つの開口部４間のギャップの修正は、単一の可動部分１０の位置の修正からもたらされ、他の部分は、ベース２１に対して取り付けられたままである。このようなレイアウトは、所与の外科的手技に適合させるのに僅かな操作を必要とする、単純な設計の装置１を得ることを可能にする。
【０１１９】
同じ材料に由来することに限らず、ベース２１との一体部分１１を有することを除外するものは何もないことに留意されたい。一般に、他の部分１１を取り付け位置に維持するためのあらゆる手段が可能であり、維持手段の選択は、本発明の１つの代替的な実施形態を構成するにすぎない。このような維持手段（溶接、接着など）をどのように選択するかを当業者は知っているであろう。したがって、本発明の前述の態様は上記で詳細に説明していない。
【０１２０】
１つの代替的な実施形態において（図面には示されていない）、前記他の部分１１もベース２１に対して可動である。したがって、前記構成によれば、各開口部４は、可動部分に配置され、可動部分は互いに離れている。このようなレイアウトは、２つの開口部４間のギャップ修正能力を高めることを可能にする。実際は、装置１は、前記装置１の近傍に立っている支援スタッフ又はさらには当該外科的手技に必要な器具の他のアイテムのいずれによるかに関係なく、密集した環境におかれることがある。その場合、前述のタイプの環境では、可動部分１０の動きの振幅は、２つの可動部分を有することが前記各可動部分の振幅の減少を補償するのに非常に有利な程度に制限され得ると理解される。これは、患者の様々な形態への装置１の適応性にも寄与する。
【０１２１】
図８及び図９に示した実施形態の例では、可動部分１０は、並進運動で動かされるのに適する。この目的のために、装置は、前記可動部分１０と係合するようにそれ自体が公知の様態に構成されたスライド（図面には示されていない）を含む。このようなスライドの使用は、第１の表面９を延長した平面に平行な平面に沿って安定した並進運動をもたらすことを可能にする。本発明は単一のスライドの実装に限定されないことが当業者には明らかに分かるであろう。例えば、並進運動の安定性をさらに高めるために、装置１は、互いに反対側に配置され、可動部分１０の２つの反対側の側部と係合するように構成された、２つのスライドを備えていてもよい。
【０１２２】
さらに、第１の表面９が２つの可動部分を含む場合、各可動部分がそれ専用の１つ以上のスライドと係合すること、又はさらには２つの可動部分が共通のスライドと係合することを除外するものは何もない。
【０１２３】
本発明は、例えば、前述の並進運動などの、可動部分１０の特定のタイプの１つの運動モードに縮小することはできないことに留意されたい。したがって、例えば、この端部に構成されたレバーアーム（例えば、一端が回転方向に可動であり、別の反対端が可動部分としっかりと係合するレバーアーム）による実質的に円弧運動での可動部分１０を有すること、又はさらには１つ以上のヒンジにより回転する可動部分１０を有することを除外するものは何もない。また、第１の表面９が複数の可動部分を含むときに、前記各可動部分の運動が互いに異なることを除外するものは何もない。
【０１２４】
さらに、本発明は、最大２つの可動部分を備えるところまで説明されてきた。それでも、可動部分の数は、最大２つに制限することはできない。より具体的には、可動部分の数は、最大で、第１の表面９に設けられる開口部４の数に等しい。さらに、開口部４の最大数は、医療スタッフが同じ装置１で訓練され得る外科的手技の範囲に応じて適応される。限定ではない例として、開口部の数は、５に等しく、可動部分の数は、０と５との間であり、例えば２に等しい。
【０１２５】
別の態様によれば、本発明は、外科的手技の訓練のためのガイドシステムからなる。一実施形態において、前記システムは、訓練装置１と、前記訓練装置１の開口部４の１つに導入され維持される中空の長手部分７１を有する少なくとも１つの第１のシース７を備える。一実施形態において、シース７は、手術器具８のシャフト８１を受け入れるのに適する。一実施形態において、前記第１のシース７は、前記手術器具８の移動のための摺動ピボット接続をもたらす。一実施形態において、手術システムは、訓練装置１の開口部の１つに導入され維持される第２のシース７を備える。
【０１２６】
一実施形態において、ガイドシステムは、前述のように少なくとも１つの手術器具８も備える。
【０１２７】
図６に例示した１つの代替的な実施形態において、シース７の長手部分７１は、弾性材料層７４も備える。前記弾性材料層７４は、シース７の長手部分７１の中心中空部分に位置する物体により変形されるように構成される。
【０１２８】
一実施形態において、前記弾性材料層７４は、シース７の長手部分７１の内面上に配置される。一実施形態において、前記層７４は、シース７の内面に取り付けられる。取り付けは、接着又は熱接着によって実施されてよい。
【０１２９】
前記実施形態において、前記弾性材料層７４は、シャフト８１の通過中に圧縮変形するように構成される。一実施形態において、シャフト８１の外径は、シース７の長手部分７１の内径よりも大きい。一実施形態において、シャフト８１がシース７に挿入されると、弾性材料層７４は、その元の形状に戻る傾向があり、したがって、シース７の内径とシャフト８１の外径との差異をなくすことになる。
【０１３０】
一実施形態において、シース７の長手部分７１の内径は、弾性材料層７４が「静止時」形状である場合の第１の直径と、弾性材料層７４がその弾性の最大限に圧縮される場合の第２の直径との間で変化する。一実施形態において、シャフトの外径は、前記第１の直径と前記第２の直径との間である。
【０１３１】
このようにして、有利なことに、シャフト８１とシース７の壁との間のギャップの出現が阻止される。さらに、これは、同じシース７上で様々な直径のシャフト８１を備える手術器具８を用いることも可能にする。前記可能性は、手術手技の様々な状況に対して最適化された構成を得ることを可能にする。このように、訓練と様々な手術器具の使用のシミュレーションのために、したがって、様々な外科的手技のシミュレーションのために、同じシース７を用いることができる。
【０１３２】
図示していない１つの代替的な実施形態において、弾性材料層７４は、シース７の長手部分７１の第１の長手端にある第１の部分と、シース７の長手部分７１の第２の長手端にある第２の部分を備える。前記モードは、使用される材料の量を減らし、シースを軽量にすることを可能にする。
【０１３３】
一実施形態において、第１の部分と第２の部分は、シャフト８２の通過中の弾性材料層７４の変形を容易にするべくその幾何学的形状が非円形である断面を有する。一実施形態において、第１の部分と第２の部分は、それぞれ星形断面を有する。
【０１３４】
一実施形態において、前記弾性材料層７４は、シース７に挿入されたシャフトとの摺動ピボット接続をもたらすのに十分に平滑な表面を備える。
【０１３５】
一実施形態において、手術器具８のレバー８２は、少なくとも１つの制御インターフェース８３を備える。前記制御インターフェースは、スイッチ、押しボタン、はさみ、又は任意の作動手段であり得る。
【０１３６】
実際の介入中に、前記制御インターフェースは、手術器具の遠位端にある機能部を作動させる、例えばプライヤを作動させることを可能にする。一実施形態において、前記制御インターフェース８３は、仮想世界で、手術器具の遠位端の作動を再現することと、制御インターフェース８３の状態を再現することも可能にするであろう。
【０１３７】
一実施形態において、手術器具８は、制御インターフェース８３の少なくとも１つの作動センサを備える。一実施形態において、前記制御インターフェース８３の作動センサは、制御インジケータを生成する。
【０１３８】
図示していない一実施形態において、シャフト８２は、制御インターフェース８３によって作動することができる機能部を備える。一実施形態において、手術器具８は、機能部の作動センサを備える。限定ではない例によれば、機能部は、制御インターフェース８３を介して作動させることができるプライヤであり、作動センサは、プライヤの開角度又は前記プライヤの２つのジョー間の距離を測定する。一実施形態において、前記作動センサは、制御インジケータを生成する。
【０１３９】
一実施形態において、機能部は、シャフト８２の遠位端の近くに又は遠位端上に位置する。
【０１４０】
したがって、制御インジケータは、制御インターフェース８３から、或いは、手術器具８の機能部の位置又は状態によって生成されてよい。
【０１４１】
図５に例示したように、制御インターフェース８３は、例えばユーザの指から、ユーザによって容易に動かされるように構成された可動部分であり得る。一実施形態において、制御インターフェース８３の作動センサは、基準に対する移動の割合又は移動であり得るインジケータを生成する。
【０１４２】
したがって、ユーザは、実際の外科手術中に用いられるのと同様のレバー８２で練習する。加えて、前記センサは、シミュレーション中に、ユーザが例えば生成されるインジケータの値に比例してプライヤを開閉するべく制御インターフェース８３を作動したときにシャフトの機能部の作動をシミュレートした画像を生成することを可能にし得る。
【０１４３】
一実施形態において、手術器具８は、少なくとも１つの位置センサを備える。一実施形態において、手術器具８は、少なくとも１つの位置センサ及び／又は少なくとも１つの向きセンサを備える。
【０１４４】
一実施形態において、手術器具８は、手術器具８のセンサによって収集されたデータを遠隔コンピュータに送信するための少なくとも１つの通信インターフェースを備える。一実施形態において、前記通信インターフェースは、無線又は有線であり得る。一実施形態において、前記通信インターフェースは、制御インターフェース８３の少なくとも１つの作動センサの、又は手術器具８の機能部の少なくとも１つの作動センサの、データを送信することも可能にする。
【０１４５】
一実施形態において、手術器具８は、少なくとも１つの触覚フィードバック手段を備える。一実施形態において、前記触覚フィードバック手段は、バイブレータ又は振動子である。前記触覚フィードバック手段は、シミュレーションが、仮想世界でシミュレートされる手術器具と物体との接触を検出するときに、ユーザに前記接触を感じさせることを可能にする。
【０１４６】
一実施形態において、ガイドシステムは、仮想世界で外科的手技をシミュレートするための手段も備える。一実施形態において、ディスプレイ装置が、患者の身体の一部を含む外科的手技のシミュレーション、及びユーザにより操作される少なくとも１つの手術器具のシャフトのシミュレーションをリアルタイムで生成する。
【０１４７】
ディスプレイ装置を通じて、ユーザは、仮想世界で手術される人体の部分のシミュレーションだけでなく、同じく操作する手術器具の運動の表現も見る。
【０１４８】
一実施形態において、コンピュータは、少なくとも１つの手術器具と患者の身体との相互作用をシミュレートするように構成される。一実施形態において、コンピュータは、手術器具８の触覚フィードバック手段に情報を送信するように構成される。一実施形態において、コンピュータは、例えば仮想世界で手術器具が患者の身体に触れるときにユーザがイベントを感じるように情報を送信する又は触覚フィードバック手段を作動するように構成される。
【０１４９】
一実施形態において、ガイドシステムは、ディスプレイ上の患者の身体の領域の画像の生成器を備える。一実施形態において、生成器は、手術器具のセンサによって及び／又は制御インターフェースによって送信されたデータを受信するためのコンピュータを備える。一実施形態において、生成器は、手術器具によって送信されたデータを受信するための及び前記手術器具８に情報を送信するためのコンピュータを備える。
【０１５０】
一実施形態において、コンピュータは、
制御インジケータの値を判定する、及び／又は
手術器具上に配置されたセンサにより受信したデータからディスプレイ上に表示する手術器具の位置及び向きを判定する、
ように構成される。
【０１５１】
一実施形態において、生成器は、前記手術器具８のセンサから受信したデータから、少なくとも１つの手術器具の視覚表現を含む第１の画像を生成する。前記手術器具の視覚表現は、例えば、身体の領域の表現上に、又は臓器及びその環境の表現上に重ね合わされてよい。
【０１５２】
一実施形態において、手術器具の位置は、リアルタイムで計算される。したがって、第１の生成画像は、仮想患者の身体内の手術器具の遠位部の位置をシミュレートすることを可能にする。一実施形態において、第１の生成画像は、手術器具の機能部と、その作動状態を含む。
【０１５３】
有利なことに、前記第１の画像は、手術中に患者の体内に導入されたカメラによって撮られ、外科医の動作をガイドするべく手術室のスクリーン上に表示される画像をシミュレートする。
【０１５４】
一実施形態において、生成画像は、ビデオディスプレイに送信される。
【０１５５】
一実施形態において、生成器は、第２の画像を生成する。一実施形態において、前記第２の生成画像は、第１の生成画像を含む。一実施形態において、第２の生成画像は、手術中の外科医のビューのシミュレーションである。一例によれば、前記外科医のビューのシミュレーションは、第１の生成画像を含むスクリーンを含む。
【０１５６】
一実施形態において、第２の生成画像は、ユーザにより操作される少なくとも１つの手術器具の視覚表現を含む。一実施形態において、少なくとも１つの手術器具８は、仮想世界で全く同様に示される。一実施形態において、手術器具は、第２の生成画像の視覚表現で全く同様に示される。一実施形態において、手術器具８の位置、向きが、第２の生成画像に示される。一実施形態において、制御インターフェース８３の状態又は配置が、第２の生成画像に示される。
【０１５７】
したがって、ユーザは、第２の生成画像で、患者の身体に対するその器具の位置、及び制御インターフェースが作動されているかどうかを有利に見ることができる。一実施形態において、第２の画像は患者の腹部を含む。一実施形態において、生成器は、筐体２の位置及び向き特定システムに接続される。一実施形態において、前記特定システムが受信したデータから第２の画像が生成される。その場合、筐体２の位置及び向きは、例えば患者の腹部をシミュレートするべく仮想世界で再現される。加えて、第２の生成画像は、患者の切開部に挿入されたトロカールを含み得る。図示したトロカールは、ガイドシステムのシース７に対応する。
【０１５８】
一実施形態において、第２の画像の腹部の形状は、筐体２の形状に対応する又は第１の表面９の形状に対応する。
【０１５９】
一実施形態において、第２の生成画像は、患者を含む。
【０１６０】
一実施形態において、コンピュータは、空間内の前記手術器具の位置及び向き、及び／又はその機能部及び／又はそのレバーの作動を判定するために、手術器具のレバーのセンサから来るデータを解釈するように構成される。
【０１６１】
したがって、一実施形態において、ガイドシステムは、制御インジケータが生成されるときに少なくとも１つの手術器具の一部の及びその作動に対する動きの再現を表示するビデオディスプレイを備える。
【０１６２】
一実施形態において、ビデオディスプレイは、生成器によって第１の生成画像を又は生成器によって第２の生成画像を表示するように構成される。
【０１６３】
一実施形態において、ビデオディスプレイは、患者の身体の領域の再現も表示する。
【０１６４】
一実施形態において、ビデオディスプレイは、スクリーンである。
【０１６５】
一実施形態において、ビデオディスプレイは、仮想現実ヘッドセットである。
【０１６６】
図１１に例示した一実施形態において、第２の生成画像１００は、手術される患者の領域１０２、患者の切開部に挿入された少なくとも１つのトロカール１０３、前記トロカール１０３に挿入された少なくとも１つの手術器具１０４の表現を含む。
【０１６７】
第２の生成画像は、第１の生成画像１０１も含む。一実施形態において、前記第１の画像１０１が、スクリーンの第２の画像１００内に示される。前記第１の生成画像は、患者の身体の少なくとも１つの領域１０５（ここでは臓器）及びその環境を含む。第１の生成画像は、手術器具の少なくとも１つの部分１０６（ここでは手術器具の遠位端）及び／又は手術器具８の制御インターフェース８３により作動させることができるその機能部（ここではプライヤ）も含む。
【０１６８】
別の態様によれば、本発明は、最小限に侵襲的な外科的手技を行うべく人を訓練することを意図したシステムであって、
本発明に係る訓練装置と、
本発明に係る少なくとも１つのシース及び少なくとも１つの手術器具と、
ビデオディスプレイ手段と、
患者の臓器の及びその環境の視覚表現上に重ね合わされた装置の前記器具のビデオ画像シミュレーションをもたらすことを意図されたビデオイメージングシステムと、
器具の位置及び向きを判定するために前記装置のレバーのセンサから来るデータを解釈するように構成されたプロセッサと、
を備え、前記プロセッサはまた、前記ディスプレイ手段の視覚シミュレーションをもたらすべくビデオイメージングシステムを制御する、システムに関する。
【０１６９】
より一般には、上記で考慮した実施形態は、限定ではない例として説明されていることと、その結果、他の代替が可能であることに留意されたい。
【０１７０】
特に、本発明は、人を訓練することを意図したシステムを考慮して説明されており、前記システムは、特に、操作を実行する人の視覚支援に有利なビデオイメージングシステムを装備している。他の例によれば、訓練装置が透明な材料で製造された第１の表面を含む、又はさらには筐体全体がこのような透明な材料で製造される、訓練を意図したシステムを考慮することを除外するものは何もない。このような場合、操作を実行する人がその動作の直接の視覚的知覚を得る場合に、透明な材料は、視覚支援補助もなす。もちろん、このような透明な材料の使用は、最適な視覚支援を有するようにビデオイメージングシステムと適合する。
【符号の説明】
【０１７１】
１−訓練装置
２−筐体
２１−ベース
３−取り付けシステム
３１−長手要素
４−開口部
５−位置を調節するための手段
５１−取り外し可能な要素
６−接続境界部
６１−硬質外壁
６２−可撓性材料
６３−硬質内壁
７−シース
７１−長手部分
７２−フレア部分
７３−シースの外面
７４−シースの弾性材料層
８−手術器具
８１−シャフト
８２−レバー
８３−制御インターフェース
９−第１の表面
１０−第１の表面の可動部分
１１−第１の表面の一体部分
Ａ−挿入中心軸
１００−第２の生成画像
１０１−スクリーン上に表示された第１の生成画像
１０２−患者の腹部
１０３−患者の切開部に挿入されたトロカール
１０４−トロカールに挿入された手術器具
１０５−患者の臓器
１０６−手術器具
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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