(57)【要約】  本開示は一般的には、医療デバイスを制御する方法に関する。方法は、ハンズフリーデバイスにより足の運動を追跡することと、カーソルを移動するために足の運動を処理することとを含み得、カーソルは医療デバイスのディスプレイ画面上に配置される。方法はさらに、ハンズフリーデバイスを介しカーソルにより少なくとも１つのアイコンの選択を受信することを含む。医療デバイスを制御するためのシステムは、コンソールと、コンソールへ結合されるディスプレイ画面とを含み得、カーソルを表示するように構成され得る。システムはハンズフリー装置をさらに含み得る。ハンズフリーデバイスは、コンソールへ通信可能に結合され得、追跡領域内の運動を追跡すると共に出力を生成するように動作可能であり得る。システムはさらに、コンソールへ接続された医療デバイスと指示を実行するように構成されたプロセッサとを含み得る。
2021524096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療デバイスを制御するための方法であって、
医療用コンソールへ通信可能に結合されるハンズフリーデバイスにより足の運動を追跡すること；
前記医療デバイスのディスプレイ画面上に配置されるカーソルを移動させる足の運動を処理すること；
前記ハンズフリーデバイスを介し前記カーソルにより少なくとも１つのアイコンの選択を受信すること；及び
前記選択に基づき命令を前記医療デバイスへ送信すること、を含む方法。
【請求項２】
前記ハンズフリーデバイスは前記医療デバイスのコンソールへ無線で取り付けられる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記選択は前記医療デバイスの機能を制御する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記選択を受信することは前記足の運動によりダブルクリックを受信することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ハンズフリーデバイスは前記足の運動を捕捉する仮想フットペダルを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ハンズフリーデバイスは高感度表面パッドを含み、オペレータは前記足を前記高感度表面パッドの表面の全体にわたって移動させる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記高感度表面パッドは電気抵抗の変化、容量の変化、又はインダクタンスの変化から前記足の位置を検出する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ハンズフリーデバイスは運動ハードウェアを含み、前記運動ハードウェアはオペレータの足の上に配置される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
医療デバイスを制御するためのシステムであって、
コンソール；
前記コンソールへ結合されるディスプレイ画面であって、カーソルを表示するように構成されたディスプレイ画面；
前記コンソールへ通信可能に結合されるハンズフリーデバイスであって、追跡領域内の運動を追跡すると共に出力を生成するように動作可能であるハンズフリーデバイス；
前記コンソールへ接続された医療デバイス；及び
前記ハンズフリーデバイスの前記出力に従って前記カーソルを制御する工程；及び前記ハンズフリーデバイスの前記出力に従って前記ハンズフリーデバイスを介しクリックにより前記カーソルにより少なくとも１つのアイコンの選択を受信する工程を行うための指示を実行するように構成されたプロセッサを含むシステム。
【請求項１０】
前記ハンズフリーデバイスはオペレータからの入力を受信するための高感度表面パッドを含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記高感度表面パッドは電気抵抗の変化、容量の変化又はインダクタンスの変化から位置を検出するように動作可能である、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ハンズフリーデバイスは運動ハードウェアを含み、前記運動ハードウェアはオペレータの足の上に配置される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
前記運動ハードウェアは加速度センサ、電子コンパス、ジャイロセンサ又は位置エンコーダを含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのアイコンは前記医療デバイスの動作を制御するように動作可能である、請求項９に記載のシステム。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのアイコンは副モードへアクセスするように動作可能であり、前記副モードは前記コンソールの機能を制御するように動作可能である、請求項９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、足制御型カーソルに関する。
【背景技術】
【０００２】
外科手術はしばしば多くの異なる特殊ツールを必要とする。特殊ツールは特定のやり方で機能及び／又は動作するように設計された複雑な機械を含み得る。さらに、ツールは他の制御デバイスと通信及び／又は連動しない個々の制御デバイスを有し得る。具体的には、制御デバイスは、外科医が自身の足によりツールを操作及び制御することを可能にし得るフットペダルの形式であり得る。これは、外科手術中に手術室において多くの難題を提示する。
【０００３】
例えば、フットペダルにより制御される医療デバイスは、フットペダル上のスイッチ及び／又はボタンより多くの機能及び／又は動作を含み得る。動作及び／又は機能するために、フットペダルへ取り付けられないやり方の医療デバイスは、このような動作及び／又は機能を選択するためにタッチスクリーンを利用するオペレータにより実行される。これは、オペレータが患者内に配置され得る他の医療デバイスを両手で操作することがあるので、可能ではない場合がある。外科手術中に医療デバイスの機能及び／又は動作を制御するための現在の技術は、初歩的であり且つ厄介であり、患者が負担する可能性がある高価なミスに至り得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
例示的態様では、本開示は方法に向けられる。医療デバイスを制御する方法は、ハンズフリーデバイスにより足の運動を追跡することと、カーソルを移動するために足の運動を処理することとを含み得る。カーソルは医療デバイスのディスプレイ画面上に配置され得る。本方法はさらに、ハンズフリーデバイスを介しカーソルにより少なくとも１つのアイコンの選択を受信することを含み得る。
【０００５】
別の例示的態様では、本開示は医療デバイスを制御するためのシステムへ向けられる。本システムは、コンソールとコンソールへ結合されたディスプレイ画面とを含み得、カーソルを表示するように構成され得る。本システムはハンズフリーデバイスをさらに含み得る。ハンズフリーデバイスは、コンソールへ通信可能に結合され得、追跡領域内の運動を追跡すると共に出力を生成するように動作可能であり得る。本システムはさらに、コンソールへ接続された医療デバイスと指示を実行するように構成されたプロセッサとを含み得る。本プロセッサは、ハンズフリーデバイスの出力に従ってカーソルを制御する工程と、ハンズフリーデバイスの出力に従ってハンズフリーデバイスを介しクリックによりカーソルにより少なくとも１つのアイコンの選択を受信する工程とを行い得る。
【０００６】
様々な態様は以下の特徴のうちの１つ又は複数を含み得る。医療デバイスを制御する方法はさらに、医療デバイスをコンソールへ取り付けることを含み得、ハンズフリーデバイスはコンソールへ通信可能に結合され得る。医療デバイスを制御する方法はさらに、選択に基づき命令を医療デバイスへ送信することを含み得る。ハンズフリーデバイスは医療デバイスのコンソールへ無線で取り付けられ得る。選択は医療デバイスの機能を制御し得る。限定しないが、選択を受信することは足の運動によりダブルクリックを受信することを含む。ハンズフリーデバイスは足の運動を捕捉する仮想フットペダルを含み得る。ハンズフリーデバイスはオペレータからの入力を受信するための高感度表面パッドを含み得る。ハンズフリーデバイスは高感度表面パッドを含み得、オペレータは足を高感度表面パッドの表面の全体にわたって移動させる。高感度表面パッドは電気抵抗の変化、容量の変化又はインダクタンスの変化から足の位置を検出し得る。ハンズフリーデバイスは運動ハードウェアを含み得、運動ハードウェアはオペレータの足の上に配置される。限定しないがハンズフリーデバイスはジョイスティックであるということに留意すべきである。
【０００７】
様々な態様は以下の特徴のうちの１つ又は複数を含み得る。ハンズフリーデバイスは仮想フットペダルを含み得る、医療デバイスを制御するためのシステム。ハンズフリーデバイスは高感度表面パッドを含み得、オペレータは足を高感度表面パッドの表面の全体にわたって移動させる。限定しないが、高感度表面パッドは電気抵抗の変化、容量の変化又はインダクタンスの変化から位置を検出するように動作可能である。ハンズフリーデバイスは運動ハードウェアを含み得、運動ハードウェアはオペレータの足の上に配置される。運動ハードウェアは加速度センサ、電子コンパス、ジャイロセンサ又は位置エンコーダを含み得る。ディスプレイ画面はタッチスクリーン及び／又はヘッドアップディスプレイであり得る。限定しないが、少なくとも１つのアイコンは医療デバイスの動作を制御するように動作可能であり得る。少なくとも１つのアイコンは副モードへアクセスするように動作可能であり得、副モードは医療デバイスの機能を制御するように動作可能である。
【０００８】
前述の概説並びに以下の添付図面と詳細説明との両方は、本来、例示的であり説明のためのものであり、本開示の範囲を制限することなく本開示を理解するように意図されているということを理解すべきである。この点に関し、本開示の追加態様、特徴及び利点は以下のことから当業者に明らかになる。
【０００９】
これらの図面は、本開示の実施形態のいくつかの態様の例を示しており、したがって本開示を制限又は定義するために使用されるべきでない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、コンソール及びハンズフリーデバイスの例を示す。
【図２】図２は、光学追跡デバイスの例を示す。
【図３】図３は、光学追跡デバイスの別の例を示す。
【図４】図４は、音響追跡デバイスの例を示す。
【図５】図５は、磁気追跡デバイスの例を示す。
【図６】図６は、赤外線追跡デバイスの例を示す。
【図７】図７は、高感度表面パッドの例を示す。
【図８】図８は、運動ハードウェアの例を示す。
【図９】図９は、コンソール及びハンズフリーデバイスの概略レイアウトを示す。
【図１０】図１０は、ディスプレイ画面の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の原理の理解を助ける目的のために、添付図面に示される実施形態が次に参照され、特定言語がこれら実施形態を説明するために使用されることになる。それにもかかわらず本開示の範囲のいかなる制限も意図されていないことが理解されることになる。説明されたデバイス、器具、方法に対する任意の変更及びさらなる修正、並びに本開示の原理の任意のさらなる応用は、当業者が通常思いつくように、十分に企図される。特に、１つ又は複数の実施形態を参照して説明される特徴、部品、及び／又は工程が本開示の他の実施形態を参照して説明される特徴、部品、及び／又は工程と組み合わせられ得るということが十分に企図される。簡単のために、いくつかの例では、同じ参照符号が、同じ又は同様な部分を参照するために添付図面を通して使用される。
【００１２】
本開示は一般的には、患者の治療（例えば外科手術）のための又は診断における手術室内で使用される医療デバイス制御に関する。以下に開示されるシステムは任意のタイプの医学的処置（眼科外科処置を含む）のための任意のタイプの手術室内で利用され得るということに注意すべきである。手術中の複雑なワーク・フローの性質に起因して、ハンズフリー制御が望ましい場合がある。いくつかの実施形態では、手術は、物理的フットペダル、仮想フットペダル、高感度表面、及び運動を検出し得るハードウェアなどの様々なハンズフリー入力デバイスを含み得る。各ハンズフリーデバイスは手術室内の任意数の手術用デバイスを制御し得る。ハンズフリーデバイスは、特定デバイス上の識別された機能を制御し得るボタン、ジョイスティック、及び／又はロッカーの数により制限され得る。現在、制御選択肢は、ハンズフリーデバイス上に配置される各ボタンへ割り当てられ得る利用可能ボタン及び行為の数により制限され得る。例えば、ボタンは単一行為だけ又はせいぜいいくつかの文脈依存選択を行い得る。したがって、複雑なシーケンスは実施するのが困難であり得る。
【００１３】
図１は例示的実施形態による医療デバイス１００を示す。しかし、限定しないが、任意のタイプの医療デバイスが以下に開示されるいくつかの実施形態において使用され得る。いくつかの実施形態では、医療デバイス１００はコンソール１０２及び器具１１２を含み得る。器具１１２は、眼科外科処置などの医療用途に使用され得る多様な医療機器（限定しないが眼科顕微鏡、超音波ハンドピース、手術誘導システム、手術中診断ユニット、硝子体切除術器具、注入カニューレ、眼内レンズ（ＩＯＬ：ｉｎｔｒａｏｃｕｌａｒ  ｌｅｎｓ）インサータ、トロカール・カニューレ、レーザ器具、適切な照明（例えばシャンデリア照明システム、眼内照明器などを含む））のうちの任意のものであり得る。示された実施形態では、器具１１２は、油圧駆動されるＩＯＬインサータの形式であり得る。図示のように、コンソール１０２はディスプレイ画面１０４、洗浄ポート１０６、吸引ポート１０８及びハンズフリーデバイス１１４を含み得る。ハンズフリーデバイス１１４は、フットペダルの代わりに使用され得、オペレータが、物理的スイッチ、ボタン、トリガ、タッチスクリーン素子、キーボード、マウスなど無しに、取り付けられたデバイスの機能を制御することを可能にし得る。いくつかの実施形態では、コンソール１０２は、移動式であるように設計され得、眼科外科処置を行うためにヘルスケア提供者などのユーザにより使用され得る。コンソール１０２はまた、器具１１２に関連する様々な機能を行うためにデータを処理、受信、及び格納するように構成され得る制御システム１１０を含み得る。
【００１４】
ディスプレイ画面１０４は情報をユーザへ伝達し得、いくつかの実施形態では、外科処置中にシステム運用及び性能に関係するデータを示し得る。いくつかの実施形態では、ディスプレイ画面１０４は、オペレータがグラフィックユーザインターフェースを介しコンソール１０２と相互作用することを可能にするタッチスクリーンであり得る。
【００１５】
いくつかの実施形態では、コンソール１０２は様々な眼科外科処置中の使用のための様々な流体操作システムを含み得る。示された実施形態では、コンソール１０２は洗浄ポート１０６を介し洗浄流体を供給し得る。コンソール１０２は、吸引ポート１０８を介し流体及び組織を吸引し得る真空又は吸水力を生成し得るポンプを含み得る。いくつかの実施形態では、器具１１２は、器具１１２を駆動するためにこれらの流体操作システム又は他の流体操作システムを使用し得る。具体的には、器具１１２は、洗浄ラインを介し洗浄ポート１０６へ接続され得、吸引ラインを介し吸引ポート１０８へ接続され得る。以上の説明はＩＯＬインサータの形式の器具１１２と共に使用するために構成されるコンソール１０２へ向けられるが、本開示は例えば特定アプリケーションに依存してコンソール１０２の他の構成を包含すべきであるということを理解すべきである。
【００１６】
ハンズフリーデバイス１１４は足の運動を捕捉するためのデバイスとして説明され得る。ハンズフリーデバイス１１４は、例えばディスプレイ画面１０４上に表示され得るカーソル（例えば図１０のカーソル１００２）の制御を可能にし得る。ディスプレイ画面１０４はヘッドアップディスプレイを含み得るということに注意すべきである。ヘッドアップディスプレイは、オペレータにオペレータの視認領域から眼をそらすことを要求することなくデータを提示し得る透明ディスプレイであり得る。現在、フットペダルは物理的スイッチ、ボタン、トリガ、タッチスクリーン素子、キーボード、マウスなどを介し機械的運動を行い得る。これらの機械的運動のそれぞれは、フットペダルへ取り付けられるデバイスの機能及び／又は動作を制御し得る。フットペダルは、フットペダル上に配置され得る機械的運動の数により制限され得る。したがって、手術中、任意数のフットペダルが任意数の特定及び個々のデバイスを制御するために利用され得る。手術における多数のフットペダルは、煩わしくなり得、互いに極近傍に在り得るフットペダルの偶発使用に到り得る。空間制限により、多数のフットペダルは実現可能ではない場合がある。加えて、フットペダルは、フットペダルが行い得る機能の数により制限され得る。したがって、より多くの機能を行うことはより多くのフットペダルを必要とし得る。ハンズフリーデバイス１１４などの単一デバイスは、手術室を片付け得、デバイスの意図せぬ機能及び動作を防止し得る。
【００１７】
いくつかの実施形態では、ハンズフリーデバイス１１４はオペレータの足１１６の少なくとも一部分の運動を追跡し得る。ハンズフリーデバイス１１４はハンズフリーデバイス１１４と共に働くように設計された体の任意の部分の少なくとも一部分の運動を追跡し得るということに注意すべきである。限定しないが、ハンズフリーデバイス１１４はオペレータの足１１６の回転（ピッチ、ヨー及びロール）の認識を介し足１１６の位置及び／又は運動を登録し得る。足１１６の位置及び／又は運動を測定することは、医療デバイス１００がデバイスの動作及び機能を識別及び判断することを可能にし得る。例えば、足１１６の位置及びこの位置の足１１６の所定運動は第１のデバイスとして動作し及び機能し得る。足１１６の第２の位置及び足１１６の第２の所定運動は第２のデバイスとして動作し及び機能し得る。
【００１８】
これは、ハンズフリーデバイス１１４が任意数のデバイスを制御することとそれらのデバイス上の任意数の機能及び／又は操作を行うこととを可能にし得る。任意数のデバイスを制御し任意数の機能及び／又は操作を行うためにハンズフリーデバイス１１４を利用することは、手術室を片付け得、外科手術中のデバイスの偶発使用を防止し得る。ハンズフリーデバイス１１４は、位置追跡を介し他のデバイスの機能及び／又は動作を制御することができ得る。位置追跡は任意数のセンサにより行われ得る。限定しないが、位置追跡センサは光学的センサ、音響センサ、磁気センサ、及び／又は熱センサを含み得る。様々なタイプのセンサがハンズフリーデバイス１１４を形成するためにシステム内で一緒に働き得るということに注意すべきである。位置追跡センサはまた、足１１６の運動を追跡するために一緒に働き得る多くの異なる個々のデバイスを含み得る。
【００１９】
図２と図３は本開示の実施形態による光学追跡のための２つの異なるデバイスを示す。図２では、ハンズフリーデバイス１１４は足１１６の位置及び運動を追跡するためにカメラ２００を含み得る。カメラ２００内に配置されるのはセンサ２０２であり得る。センサ２０２は、センサ２０２の面全体にわたり感知した光の強度に敏感であり得る。加えて、カメラ２００はマスク２０４を含み得る。マスク２０４は、図２に示すようにカメラ２００内に配置され、センサ２０２に沿って及び／又はレンズ２０６に沿って配置され得る。手術中、カメラ２００は足１１６から反射される光２０８に晒され得る。足１１６が任意軸２１０に沿って移動するにつれて、足１１６から反射される光２０８はレンズ２０６を通過しカメラ２００へ入り得る。光２０８はまた、上に開示されたようにカメラ２００内の任意の好適な位置に配置され得るマスク２０４を通過し得るということに注意すべきである。レンズ２０６を通過する光２０８は、偏光され、センサ２０２上の焦点２１２に配置される。足１１６の運動中、光２０８は様々な角度でカメラ２００へ反射され得る。角度が変化すると、焦点２１２はセンサ２０２の面に沿って移動し得る。焦点２１２が移動するにつれて、足１１６の運動は医療デバイス１００上で追跡及び／又は記録され得る（例えば図１を参照）。加えて、カメラ２００及び／又は複数のカメラは、様々な時間に画像を捕捉し、画像内の対象物の運動を測定し得る。例えば、カメラ２００又は複数のカメラは、第１の画像内の対象物を捕捉し、第１の画像の数秒以内に第２の画像内のオブジェクションを捕捉し得る。カメラ２００は画像内の対象物の運動を判断することができる場合がある。これは、カメラが画像を連続的に捕捉することなく動作することを可能にし得、計算能力を節約し、データを低減し、エネルギーを節約し得る。このタイプの光学追跡はマーカ無し追跡及び／又は受動追跡として定義され得る。
【００２０】
図３は本開示の実施形態によるマーカ追跡及び／又は能動追跡として定義され得る光学追跡を示す。いくつかの実施形態では、ハンズフリーデバイス１１４は、マーカ３０２の位置及び／又は運動を記録するように設計され得るカメラ３００を含み得る。マーカ３０２は、カメラ３００により記録及び／又は捕捉され得る可視光及び／又は赤外線光を反射するのに好適な任意の材料を含み得る。いくつかの実施形態では、マーカ３０２は、これもカメラ３００により捕捉及び／又は記録され得る可視光及び／又は赤外線光を発射し得る。いくつかの例では、足１１６の上に配置される少なくとも１つのマーカ３０２が存在し得る。限定しないが、マーカ３０２は、任意の好適な位置において足１１６上に配置され得る及び／又は任意の好適なコネクタ３０４を介し足１１６へ取り付けられ得る。手術中、カメラ３００は、マーカ３０２を視認、捕捉、及び／又は記録するために任意の好適な位置に配置され得る。外科手術が開始し得る前に、カメラ３００は開始位置を判断するために足１１６を基準にして較正し得る。外科手術中、足１１６が移動するにつれて、カメラ３００は第１の位置から第２の位置へのマーカ３０２の運動を捕捉、記録、及び／又は追跡する。マーカ３０２（ひいては足１１６）の捕捉された運動は医療デバイス１００上で追跡及び／又は記録され得る（例えば図１を参照）。
【００２１】
図４は本開示の実施形態による音響追跡デバイス４００を示す。いくつかの実施形態では、ハンズフリーデバイス１１４は音響追跡デバイス４００を含み得る。足１１６の運動及び／又は位置を判断するために一緒に動作及び／又は機能する任意数の好適な音響追跡デバイス４００が存在し得る。音響追跡デバイス４００は、人間には殆ど聴こえ得ない低周波及び／又は高周波音波４０２を発射することにより動作し得る。いくつかの実施形態では、様々なタイプの音波４０２が音響追跡デバイス４００により、同時に及び／又は所定構造内で発射され得る。音波４０２は、音響追跡デバイス４００上の任意の好適な位置に配置されるスピーカ４０６により発射され得る。音波４０２が足１１６に当たると、反射波４０４が音響追跡デバイス４００に向かって送り返され記録され得る。図示のように、音響追跡デバイス４００は反射波４０４を記録するための１つ又は複数のセンサ４０８を含み得る。反射波４０４はエコーと考えられ得る。足１１６が移動するにつれて、反射波４０４は、音響追跡デバイス４００に対する足１１６の距離及び位置により変えられ得る。これは、音響追跡デバイス４００が足１１６の場所及び位置を判断することを可能にし得る。足１１６の運動は医療デバイス１００上で追跡及び／又は記録され得る（例えば図１を参照）。
【００２２】
図５は本開示の実施形態による磁気追跡デバイス５００を示す。いくつかの実施形態では、ハンズフリーデバイス１１４は磁気追跡デバイス５００を含み得る。足１１６の運動及び／又は位置を判断するために一緒に動作及び／又は機能する任意数の好適な磁気追跡デバイス５００が存在し得る。磁気追跡デバイス５００は、磁気追跡デバイス５００上に又はその中に配置され得る送信機５０８から電磁場５０２を発射することにより動作し得る。手術の前に、磁気追跡デバイス５００は電磁場５０２の基準を判断するために較正され得る。磁気追跡デバイス５００の上に又はその中に配置される受信機５１０は、電磁場５０２を感知すること及び電磁場５０２の変化を感知することができ得る。いくつかの実施形態では、磁石５０４は足１１６上に配置され得る。磁石５０４は電磁場５０２を変え得る。限定しないが、任意の好適なやり方で足１１６へ取りけられ得る磁石５０４は、足１１６上に及び／又は別の保持装置５０６上に個々に配置され得る。示された実施形態では、保持装置５０６はバンドの形式である。磁石５０４により電磁場５０２を変えることにより、受信機５１０は足１１６の場所及び／又は位置を判断することができ得る。足１１６が移動するにつれて、電磁場５０２は磁気追跡デバイス５００に対する足１１６の距離及び位置により変えられ得る。磁石は電磁場５０２を変えるために使用されなくてもよいということに注意すべきである。足１１６は、例えば血液中に配置される鉄により個々に電磁場５０２を変え得る、又は足１１６上に配置される任意の他のタイプの金属物、デバイス、材料などが磁石５０４を使用することなく電磁場５０２を変え得る。これは、磁気追跡デバイス５００が足１１６の場所及び／又は位置を判断することを可能にし得る。足１１６の運動は医療デバイス１００上で追跡及び／又は記録され得る（例えば図１を参照）。
【００２３】
図６は本開示の実施形態による赤外線追跡デバイス６００を示す。いくつかの実施形態では、ハンズフリーデバイス１１４は赤外線追跡デバイス６００を含み得る。いくつかの実施形態では、赤外線追跡デバイス６００は光源６０２及びカメラ６０４を含み得る。赤外線追跡デバイス６００は光源６０２から非可視光６０６を発射することにより機能し得る。非可視光６０６は光スペクトル上の赤外線波長を含み得る。これは、赤外線追跡デバイス６００が暗い室及び／又は明るい室内で動作することを可能にし得る。手術中、光源６０２は非可視光６０６を指定領域へ発射し得る。足１１６は、反射光６０８を生成し得る非可視光６０６の経路内に配置され得る。反射光６０８はカメラ６０４により記録され得る。足１１６が第１の位置から第２の位置へ移動すると、反射光６０８は変えられ、カメラ６０４により記録され得る。これは、赤外線追跡デバイス６００が足１１６の場所及び位置を判断することを可能にし得る。足１１６の運動はコンソール１０２上で追跡及び／又は記録され得る（例えば図１を参照）。
【００２４】
いくつかの実施形態では追跡デバイスは可視スペクトル上の光を追跡し得るということに留意すべきである。この動作は運動追跡、飛行時間又は映像追跡として説明され得る。限定しないが、運動追跡又は映像追跡は単一カメラ及び／又は共に働く複数のカメラを利用し得る。１つのカメラ及び／又は複数のカメラのレンズ全体にわたる光の運動を検知することにより。オペレータの足１１６の運動を追跡することは、コンソール１０２内へ送られ得るユーザ入力へ変換され得る。
【００２５】
図７は、高感度表面パッド７００がコンソール１０２（例えば図１を参照）内へのユーザ入力を制御し得る実施形態を示す。高感度表面パッド７００は外科処置中オペレータの下に配置され得る。限定しないが、高感度表面パッド７００は、圧力、抵抗、容量、及び／又は誘導の変化を検出することができ得る。例えば、オペレータは足１１６により高感度表面パッド７００に接触し得る。高感度表面パッド７００は、圧力センサを介し、足１１６から高感度表面パッド７００にかかる圧力を検出し得る。他の実施形態では、電気的手段が、高感度表面パッド７００全体にわたる圧力変化及び／又は運動を検出するために利用され得る。例えば、高感度表面パッド７００全体にわたる足１１６の運動を追跡するために高感度表面パッド７００全体にわたる電気抵抗の変化、容量の変化、及び／又はインダクタンスの変化が測定され得る。高感度表面パッド７００は表面全体にわたって動く電位の変化だけを感知し得るので圧力が印加されることなく機能及び／又は動作し得るということに注意すべきである。これは、高感度表面パッド７００が高感度表面パッド７００全体にわたる位置及び位置の運動を判断することを可能にし得る。
【００２６】
他の物理的及び機械的装置がコンソール１０２（例えば図１を参照）内へのユーザ入力を制御するために使用され得るということに注意すべきである。例えば、ジョイスティックコントローラなどの機械的実施形態はユーザ入力を制御する機械的デバイスであり得る。いくつかの実施形態では、ジョイスティックコントローラは基部、シャフト及びハンドルを含み得る。基部はジョイスティックコントローラを適所に保持するために表面上に配置され得る。シャフトは半径３６０度内の任意の方向の移動のために基部へ取り付けられ得る。ハンドルは基部の反対側のシャフトの最上部に配置され得る。限定しないが、ハンドルは、オペレータがシャフトを任意の好適な方向に移動することを可能にし得る。シャフトの運動は、監視され、ユーザ入力としてコンソール１０２へ送信され得る。具体的には、シャフトの運動はディスプレイ画面１０４（例えば図１を参照）上に配置されるカーソル（以下に論述される）を移動させ得る。
【００２７】
図８は、運動ハードウェア８００がコンソール１０２（例えば図１を参照）内へのユーザ入力を制御し得る実施形態を示す。いくつかの実施形態では、運動ハードウェア８００は、足１１６及び／又はキャリヤ８０４へ直接固定され得る運動検出器８０２を含み得る。限定しないが、運動検出器８０２は加速度センサ、電子コンパス、ジャイロセンサ、位置エンコーダ、及び／又は同様なものを含み得る。いくつかの実施形態では、運動検出器８０２は通信８０６をコンソール１０２へ無線で送信し得る。示されないが、運動検出器８０２は代替的に、有線接続を介し通信８０６をコンソール１０２へ送信し得る。運動検出器８０２からコンソール１０２により受信される情報は、コンソール１０２が足１１６の運動を追跡することを可能にし得る。足１１６の運動を追跡することは、オペレータがコンソール１０２へ取り付けられる手術用デバイス（例えば図１上の器具１１２）と通信することを可能にし得る。これは足１１６がコンソール１０２と通信することを可能にし得るということにも注意すべきである。
【００２８】
図９は、本開示の実施形態によるハンズフリーデバイス１１４により足１１６の運動及び／又は位置を記録及び／又は追跡するための医療デバイス１００の例を示す。上に論述したように、ハンズフリーデバイス１１４は、任意の好適な技術により足１１６を見出し追跡し得る任意の好適なデバイスを含み得る。ハンズフリーデバイス１１４は追跡領域９００内で動作及び／又は機能するために校正され得るということに注意すべきである。追跡領域９００はハンズフリーデバイス１１４が動作し得る指定領域であり得る。例えば、足１１６が追跡領域９００の外部に在れば、ハンズフリーデバイス１１４は足１１６を記録及び／又は追跡しなくてもよい。ハンズフリーデバイス１１４は追跡領域９００の外側の足１１６を記録及び／又は追跡し得るがこの運動は医療デバイス１００により無視され得るということに注意すべきである。これは、オペレータが足１１６を追跡領域９００の外側へ移動することを可能にし得、医療デバイス１００が手術用デバイスを操作するのを防止し得る。
【００２９】
コンソール１０２はプロセッサ９０８を含み得る。プロセッサ９０８は、指示を処理するための任意の好適なデバイス（限定しないがマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、埋め込み型マイクロコントローラ、プログラマブルデジタル信号プロセッサ又は他のプログラマブルデバイスを含む）を含み得る。プロセッサ９０８はまた、又はその代わりに、特定用途向け集積回路、プログラマブルゲートアレイ、プログラマブルアレイロジック、又は電気信号を処理するように動作可能なデバイスの組合せの任意の他のデバイス内に具現化され得る。プロセッサ９０８はまた、又はその代わりに、特定用途向け集積回路、プログラマブルゲートアレイ、プログラマブルアレイロジック、又は電気信号を処理するように動作可能な任意の他のデバイス又はその組合せ内に具現化され得る。プロセッサ９０８はコンソール１０２へ通信可能に結合され得る。プロセッサ９０８とコンソール１０２との間の接続は特定アプリケーションの要望に応じて有線接続又は無線接続であり得る。プロセッサ９０８は、例えば器具１１２の動作及び／又は機能を開始及び／又は停止するためにユーザ入力９１６を受信するように構成され得る。
【００３０】
コンソール１０２はまた、内部に在っても外部に在ってもよい例えばメモリ９１０を含み得る。メモリ９１０は、限定しないが（揮発性か不揮発性かにかかわらず）電子的、磁気的、又は光学的メモリを含む任意の好適な形式のデータストレージを含み得る。メモリ９１０は、プロセッサ９０８により実行可能であり得る指示を含むコード９１２を含み得る。コード９１２は、例えば、限定しないがプロセッサ９０８により実行可能であるように格納され、コンパイルされ又はインタープリートされ得るＣ＋＋又は任意の他のプログラミング言語（アセンブリ言語、ハードウェア記述言語及びデータベースプログラミング言語を含む）を含む任意の好適なプログラミング言語を使用して生成され得る。
【００３１】
手術中、コンソール１０２はハンズフリーデバイス１１４から足１１６の運動及び／又は位置に関する情報を受信し得る。例えば、足１１６の運動はハンズフリーデバイス１１４により記録及び／又は追跡され得、この情報はコンソール１０２へ送信され得る。ハンズフリーデバイス１１４からの足の位置はディスプレイ画面１０４（ヘッドアップディスプレイ又はモニタであり得る）上で可視化され得る。ディスプレイ画面１０４はまた、現在の状態を追跡すると共に選択肢を制御するために必要とされるフィードバックをオペレータへ提供し得る。コンソール１０２はハンズフリーデバイス１１４から入力情報を受信し得、この情報は次にプロセッサ９０８により処理され得る。示されないが、プロセッサ９０８（又は異なるプロセッサ）が代替的に、処理されたデータがコンソール１０２へ提供され得るようにハンズフリーデバイス１１４内に組み込まれ得る。プロセッサ９０８はまた、情報をユーザ入力９１６から受信し得る。ユーザ入力９１６からの情報は、加えて又はその代わりに、ハンズフリーデバイス１１４からの情報であり得る。次に、プロセッサ９０８は、出力９１４を生成するためにハンズフリーデバイス１１４、ユーザ入力９１６、又はハンズフリーデバイス１１４とユーザ入力９１６との両方からの情報を処理し得る。
【００３２】
出力９１４は器具１１２へ送信され得る一組の命令として定義され得る。出力９１４内の命令が、発生している外科手術に関係するいくつかの機能を器具１１２に行うように指示し得る。指示は、ライトをオン及び／又はオフするのと同じぐらい単純なものでであってもよいし患者の上で器具１１２を使用するのと同じぐらい複雑なものであってもよい。出力９１４内の命令は足１１６の運動又はユーザ入力９１６から生じ得る。足１１６の運動は、例えば捕捉され、そして、ディスプレイ画面１０４上のカーソル（例えば図１０上に示すカーソル１００２）を制御するために使用され得る。本明細書で使用されるように、用語「カーソル」は、ディスプレイ画面１０４などのディスプレイ上の可動指標であってディスプレイとのユーザ相互作用のために現在位置を識別する指標を指す。カーソルは器具１１２の制御のための選択をなすために使用され得る。選択は出力９１４として器具１１２へ送信される一組の命令であり得る。ユーザ入力９１６は、例えば接触によりディスプレイ画面１０４を介しオペレータにより選択される機能及び／又は命令であり得る。
【００３３】
図１０に示すように、ディスプレイ画面１０４は患者情報及び／又は器具の状態を表示し得る（例えば図７を参照）。ディスプレイ画面１０４は、オペレータがコンソール１０２と相互作用し得るように、ディスプレイ画面１０４上に表示され得るグラフィックユーザインターフェース（ＧＵＩ：Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を含み得る（例えば図１、７を参照）。一実施形態では、医療デバイス１００のＧＵＩは、オペレータがコンソール１０２とモード的に相互作用することを可能にし得る。換言すれば、ＧＵＩは、コンソール１０２のオペレータに、コンソール１０２の機能又はコンソール１０２へ接続された器具１１２の機能の全範囲に対応する一組のアイコン１０００又はボタンを提示し得る。ディスプレイ画面１０４は、コンソール１０２又は器具１１２の特定機能を利用するためにオペレータがこれらの機能アイコン１０００から選択することを可能にし得る。例えば、オペレータは、カーソル１００２を介し外科デバイスを選択するために足１１６を使用し得る（例えば図９を参照）。カーソル１００２は、オペレータの足１１６が追跡領域９００内で追跡されると足１１６により指示されるように移動し得る（例えば図９を参照）。カーソル１００２へ結び付けられた追跡領域９００内に配置される足１１６は、オペレータがカーソル１００２を移動することを可能に得、オペレータがディスプレイ画面１０４上の異なる機能を選択することを可能にし得る。
【００３４】
例えば、カーソル１００２は、ハンズフリーデバイス１１４の出力に対応し得るオペレータの足１１６（例えば図１を参照）により制御されるようにディスプレイ画面１０４全体にわたって横断し得る。カーソル１００２は矢印として図１０に示されるが、カーソル１００１２は、任意の好適な形状（限定しないが、とりわけ矢印、人差し指又は円を含む）を有し得る。いくつかの実施形態では、カーソル１００２は、ディスプレイ画面１０４上のグラフィック素子（例えばアイコン１０００）により表され得る器具１１２の動作及び／又は機能をトリガし得る。カーソル１００２は、器具１１２の動作及び／又は機能をトリガするためにアイコン１０００を「クリック」し得る。用語「クリック」は、アイコン１０００の上にカーソル１００２を置いて、ハンズフリーデバイス１１４からカーソル１００２にアイコン１０００（カーソル１００２が配置され得る）を選択するように命じることとして定義され得る。限定しないが、様々なタイプのクリックが様々な行為をトリガし得、例えば、単一クリックが１つの機能をクリックし得、２つの連続クリックが異なる機能を行い得る。これは任意数のクリックに対して繰り返され得る。
【００３５】
限定しないが、アイコン１０００は器具１１２へ結び付けられ得る。アイコン１０００へアクセスするために、オペレータは、アイコン１０００へ結び付けられ得る第１の区域９０２、第２の区域９０４、又は第３の区域９０６内へ足１１６を配置し得る。アイコン１０００はさらに器具１１２へ結び付けられ得る。これは、オペレータが指定区域内へ足１１６を配置することと、出力９１４（例えば図７を参照）を介し器具１１２を制御するための命令を発行することとを可能にし得る。アイコン１０００を選択することは、選択された器具１１２に固有であり得る副命令を表示することによりディスプレイ画面１０４を変え得る。
【００３６】
次に、オペレータは、所望機能の任意のパラメータ又は副モードを構成し、この機能を器具１１２上で利用し得る。したがって、外科処置中、外科処置において利用される器具１１２毎に、オペレータは、外科処置に望ましい機能を選択すると共に器具１１２の任意のパラメータ又は副モードを構成するために、ハンズフリーデバイス１１４又はユーザ入力９１６を介しコンソール１０２と相互作用し得る。例えば、コンソール１０２及び／又は器具１１２は、硝子体切断（Ｖｉｔ：ｖｉｔｒｅｏｕｓ  ｃｕｔｔｉｎｇ）、真空（抽出）、はさみ、粘性流体制御（ＶＦＣ：Ｖｉｓｃｏｕｓ  Ｆｌｕｉｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）及び超音波水晶体除去、眼科顕微鏡、超音波ハンドピース、手術誘導システム、及び／又は手術中診断ユニットの機能を含み得る。コンソール１０２及び／又は器具１１２を介し外科処置を実施するために、アイコン１０００は、コンソール１０２及び／又は器具１１２の所望機能並びに当該機能構成のための任意のパラメータ又は副モードを表し得る。
【００３７】
具体的には、コンソール１０２との相互作用のモードの実施形態は、これらのモード相互作用が、調整され得る機能の範囲を制限又は削減するように提供され得る。特に、いくつかの実施形態は、オペレータが一組の予めプログラムされた選択肢から選択することを可能にし得るオペレータ相互作用のための１つ又は複数のインターフェースを提示し得る。ここで、インターフェース又は一組の予めプログラムされた選択肢、アイコン１０００は、オペレータがコンソール１０２と相互作用し得るモードに対応し得る。これらの予めプログラムされた選択肢のそれぞれは１つ又は複数のパラメータのセッティングに対応し得る。オペレータが多様な予めプログラムされた選択肢から選択することを可能にすることにより、誤り及び負傷の可能性が低減される。これは、予めプログラムされた選択肢群の各選択肢のセッティングは、パラメータ群の各パラメータのセッティングが他のパラメータのセッティングに対し適正であるということを保証し得、いくつかのパラメータの値がある範囲の外側に設定されなくてもよいということを同様に保証し得るためである。加えて、一組のパラメータは予めプログラムされたセッティングに従って並行して調整されるので、特定動作モードのインターフェースは、医者に各パラメータを個々に調整することを強いるインターフェースに比べて劇的に簡略化され得る。
【００３８】
いくつかの実施形態では、ディスプレイ画面１０４は、オペレータがユーザ入力９１６としてアイコン１０００を選択することを可能にし得るタッチスクリーンであり得る（例えば図９を参照）。具体的には、オペレータは、ディスプレイ画面１０４に接触することにより動作モード及び／又は器具１１２を選択し得る。選択された動作モード及び／又は器具１１２に基づき、ＧＵＩは、オペレータに一組のパラメータの現在のセッティングの値を提示するインターフェースを提示し得る。インターフェースは、例えばタッチスクリーン、ハンズフリーデバイス１１４、及び／又は同様なものを使用することにより、オペレータが一組の予めプログラムされた選択肢を容易に周期的に繰り返すことを可能にし得、現在選択されている予めプログラムされた選択肢に対応する表示されたパラメータのセッティングに対する変更を反映する。
【００３９】
本開示の動作及び構築はこれまでの説明から明らかになると考えられる。上に示され説明された装置及び方法は好みに応じて特徴付けられたが、以下の特許請求の範囲に定義されるような本開示の精神と範囲から逸脱することなく、様々な変更及び置換が上記装置及び方法においてなされ得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【国際調査報告】
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