(57)【要約】      （修正有）【課題】現実的な手術状況を生成して未経験の外科医及び手術スタッフを訓練するために使用する手術用コンソールの提供。【解決手段】手術用コンソールは処理モジュール、外部インターフェイス、シミュレーションモジュール及びユーザーインターフェイスを有しうる。処理モジュールは手術用コンソールに結合される周辺機器の動作を指示する。周辺機器は、フットスイッチ又はその他の同様の制御装置（ただしこれに限定されない）など制御装置、手術用顕微鏡（ただしこれに限定されない）など手術器具及び訓練用の手術用切断具などその他の訓練用の手術器具を含みうる。さらに、処理モジュールは、訓練用の手術手順に関連する操作パラメータ及び手術モードを監視することができる。操作者は訓練用の手術手順の実行に関して手術用コンソールからフィードバックを受け取ることができる。【選択図】図１
2008100060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手術用コンソールにおいて、
前記手術用コンソールに動作可能に結合される周辺機器の動作を指示しかつこれからの入力を受けるために動作可能な処理モジュールであり、前記周辺機器が手術器具を備えている、処理モジュールと、
前記処理モジュールに動作可能に結合される少なくとも１つの記憶装置であって、前記少なくとも１つの記憶装置が手術手順及びマルチメディアコンテントを記憶するために動作可能である、記憶装置と、
ユーザーインターフェイスであって、前記ユーザーインターフェイスにより、操作者が、
訓練用の手術手順のために前記手術用コンソールを初期化し、
実行されるべき訓練用の手術手順を選択し、
前記訓練用の手術手順を実行し、
前記操作者による前記訓練用の手術手順の実行内容を評価できるようにする、ユーザーインターフェイスとを備えている、手術用コンソール。
【請求項２】
前記操作者の経験を深めるために外科的合併症として前記訓練用の手術手順の変形を選択できる、請求項１に記載の手術用コンソール。
【請求項３】
前記処理モジュールに動作可能に結合される外部インターフェイスをさらに備え、前記外部インターフェイスが前記手術用コンソールを前記手術器具にインターフェイスさせるために動作可能である、請求項１に記載の手術用コンソール。
【請求項４】
前記処理モジュールが前記訓練用の手術手順に関連する操作パラメータ及び手術モードを監視するために動作可能である、請求項１に記載の手術用コンソール。
【請求項５】
前記処理モジュールが前記訓練用の手術手順に関連する操作パラメータ及び手術モードを前記訓練用の手術手順に関連する望ましい操作パラメータ及び／又は手術モードと比較するために動作可能である、請求項４に記載の手術用コンソール。
【請求項６】
前記ユーザーインターフェイスが、前記操作者が前記操作者による手術器具及び周辺機器の使用を改善するエクササイズを実行できるようにする、請求項１に記載の手術用コンソール。
【請求項７】
前記手術器具が手術用顕微鏡を備えている、請求項６に記載の手術用コンソール。
【請求項８】
前記手術用顕微鏡内部で前記訓練用の手術手順を視覚的にシミュレートするために動作可能であるシミュレーションモジュールをさらに備えている、請求項７に記載の手術用コンソール。
【請求項９】
前記処理モジュールが訓練のために前記訓練用の手術手順に割り込むために動作可能である、請求項１に記載の手術用コンソール。
【請求項１０】
手術用コンソールを用いて訓練用の手術手順を実行するための方法において、
前記手術用コンソールを各種の周辺機器とインターフェイスさせるステップであり、前記周辺機器が訓練用の手術器具及びシミュレーションモジュールを備えている、ステップと、
実行される訓練用の手術手順を選択するステップと、
前記訓練用の手術手順のために前記手術用コンソール及び周辺機器を初期化するステップと、
前記訓練用の手術手順を実行するステップと、
操作者による前記訓練用の手術手順の実行を評価するステップとを備えている、方法。
【請求項１１】
前記訓練用の手術手順に関連する操作パラメータ及び手術モードを監視するステップと、
前記監視された操作パラメータ及び手術モードを前記訓練用の手術手順に関連する期待される操作パラメータ及び手術モードと比較するステップと、
前記監視された操作パラメータ及び手術モードが前記手術手順に関連する前記期待される操作パラメータ及び手術モードとの比較上不利である場合、前記操作者に警告を与えるステップとをさらに備えている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記手術手順に関連する前記操作パラメータ及び手術モードが、
前記手術用コンソールに動作可能に結合される装置の操作モードを変更する；又は
前記手術用コンソールに動作可能に結合される装置の周辺機器操作パラメータを変更する、ために動作可能である一連の手術ステップを備えている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記手術手段が眼科手術手順である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記手術手順に関連する前記操作パラメータ及び手術モードが、
前記手術用コンソールに動作可能に結合される手術用周辺機器に関連する空気圧及び電子パラメータを備えている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
訓練用の手術用コンソールにおいて、
処理モジュールであって、
前記手術用コンソールに動作可能に結合される周辺機器の動作を指示し、かつ
前記手術手順に関連する操作パラメータ及び手術モードを監視する、
ために動作可能である、処理モジュールと、
前記処理モジュールに動作可能に結合される外部インターフェイスであって、前記外部インターフェイスが前記手術用コンソールを訓練用の手術器具とインターフェイスさせるために動作可能である、外部インターフェイスと、
ユーザーインターフェイスであり、前記ユーザーインターフェイスにより、操作者が、
前記訓練用の手術手順のために前記手術用コンソールを初期化し、
実行される前記訓練用の手術手順を選択し、
前記訓練用の手術手順を実行し、かつ
前記操作者による前記訓練用の手術手順の実行を評価できる、ユーザーインターフェイスとを備えている、訓練用の手術用のコンソール。
【請求項１６】
前記操作者の経験を深めるために外科的合併症として前記訓練用の手術手順の変形を選択できる、請求項１５に記載の手術用コンソール。
【請求項１７】
前記処理モジュールが前記訓練用の手術手順に関連する操作パラメータ及び手術モードを監視するために動作可能である、請求項１５又は１６に記載の手術用コンソール。
【請求項１８】
前記処理モジュールが前記訓練用の手術手順に関連する操作パラメータ及び手術モードを前記訓練用の手術手順に関連する望ましい操作パラメータ及び／又は手術モードと比較するために動作可能である、請求項１７に記載の手術用コンソール。
【請求項１９】
前記ユーザーインターフェイスにより、前記操作者が、前記操作者による手術器具及び周辺機器の使用を改善するエクササイズを実行できる、請求項１５に記載の手術用コンソール。
【請求項２０】
前記手術器具が手術用顕微鏡を備えている、請求項１９に記載の手術用コンソール。
【請求項２１】
前記手術用顕微鏡内で前記訓練用の手術手順を視覚的にシミュレートするために動作可能であるシミュレーションモジュールをさらに備えている、請求項２０に記載の手術用コンソール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、米国特許法第１１９条の規定に基づいて、２００６年１０月５日に提出された米国仮特許出願第６０／８４９，５２２号（その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる）に対する優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、一般的に言って手術用コンソールシステム及び方法に関し、特に手術手順を容易にするためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
近年の手術において、特に眼科手術において、外科医は多様な空気圧及び電子駆動の顕微手術用ハンドピースを使用する。ハンドピースは、フットペダルコントローラ、赤外線遠隔制御装置及びメニュ駆動タッチスクリーンなど多様な周辺機器による外科医又は助手からのインプットを受け取るマイクロプロセッサ駆動の手術用コンソールによって操作される。この種の顕微手術用コンソールの１つは特許文献１において説明されており、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。手術用コンソールによって、外科医は手で外科的操作パラメータを入力し、これらの「カスタマイズされた」パラメータを将来のためにコンソールのメモリに記憶することができる。しかし、先行技術のコンソールの場合、操作パラメータ及び方法をキーパッド、タッチスクリーンを用いて手で入力するか、パラメータが手で入力されている別のコンソールからこれをダウンロードする必要がある。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，４５５，７６６号（Ｓｃｈｅｌｌｅｒ他）
【０００５】
人の眼は多様な疾患を患い、視力の多少の低下から完全な失明まで生じる可能性がある。コンタクトレンズ及びメガネは一部の病気を補うことができるが、他の病気には眼科手術が必要とされる。一般に、眼科手術は、硝子体網膜手術など後区処置及び白内障手術など前区処置に分類される。最近は、前区及び後区結合処置が開発されている。
【０００６】
眼科手術に使用される手術機器は前区処置又は後区処置専用であるか、又はその両方をサポートすることができる。いずれにしても、手術機器は、多くの場合、手術カセット、体液バッグ、管類、ハンドピースチップなど関連する消耗品を使用する必要がある。場合によっては、手術用コンソールは関連する手術機器及び消耗品の一部又は全てを収容することができ、これらを監視及び／又は制御するための集中システムとなりうる。
【０００７】
手術機器のセットアップには一般に様々な電気ケーブル及び空気圧／流体配管などが関わるので、眼科手術用コンソールのセットアップ及び操作は非常に複雑である。眼科手術用コンソールの操作は様々な警戒警報に結びつく可能性がある。操作者（外科医）は、処置を行うためにも手術機器を使用するためにも広い経験を積むためにかなりの訓練を必要とする。特に、外科医が処置中に生じるかも知れない合併症の処置について経験を積むのは難しい。訓練上の経験は、一般に、外科医が手術の経験を積むことができる１つの病院内部で得られる症例の数を限度とする。その結果、手術に伴う合併症の危険が増大し、稀な症例の治療を専門医の手で行わざるを得なくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、現実的な手術状況を生成して未経験の外科医及び手術スタッフを訓練できるようにするために使用できる手術用コンソールが必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの実施態様は、現実的手術状況を生成して訓練生が複雑な手術中に使用される手術用コンソール及び手術機器の操作に精通できるようにするために動作可能な手術用コンソールを提供することによって、この必要及び他の必要を満たす。さらに、様々な処置に伴う潜在的合併症を考慮に入れるためにこの訓練用の手術手順を変化させることができる。本発明の実施態様は、操作者（例えば、外科医）が新しい手術器具に慣れ、その経験を積んで、患者に危険を与えることなく訓練用の手術手順を扱えるようにする。シミュレーションの他に、手術用コンソールは、手術手順を批評し外科医の能力を客観的に評価できるように、訓練用の手術手順中操作パラメータを記録することができる。
【００１０】
本発明の１つの実施態様は眼球内手術を容易にするために使用される手術用コンソールを提供する。この手術用コンソールは処理モジュール、記憶装置、ユーザーインターフェイス及び外部周辺機器インターフェイスを有している。処理モジュールは、周辺機器の動作を指示しこれからのインプットを受けるために動作可能である。この種の周辺機器は訓練用手術器具、制御装置及び手術中に使用されるその他の装置を有している。処理モジュールは手術手順のシミュレーション例えば訓練用手術手順を実行する。
【００１１】
シミュレートされた又は訓練用の手術手順中、外科医は実際の手術器具の感触と機能を有する訓練用手術器具を使用することができる。この種の手術器具は、コンソールによって生成される訓練用の手術手順の様々な局面の視覚的シミュレーションを生成し、訓練用の手術用顕微鏡を通して外科医にこれを提示することができる手術用顕微鏡を有している（ただし、これに限定されない）。様々な眼の組織下での操作を可能にする道具など触覚的手術器具を、使用者による訓練用の手術器具の操作に基づいて、訓練用の手術用顕微鏡の視界内でシミュレートすることができる。これには、硝子体内部の固体物を処置及び／又は除去する機械装置、手術用コンソール内部の又はこれに結合される手術用モジュールを用いて装置の切断速度、流量又は吸引をシミュレートしこれを制御できる硝子体切除装置などが含まれる。さらに、訓練用の手術手順中に訓練用手術器具を制御するためにフットペダル又はスイッチを使用できる。
【００１２】
本発明の他の実施態様は、手術手順の一部のみをシミュレートして手術用コンソールの個々の操作に操作者をより精通させるエクササイズを行うために手術用コンソールを使用することができる。操作者が実際の手術のパラメータに基づくフットスイッチの設定及びシミュレーションなど特定の操作を習得できるようにこのエクササイズを設計することができる。手術用コンソールのユーザーインターフェイス内部のディスプレイは、その実際の実行と理想的実行との間の差を操作者に知らせるフィードバックを与えることができる。この差を用いて、操作者の反応時間を評価し、操作者による手術用コンソール及び関連する周辺機器の使用を改善するための指導及びフィードバックを与えることができる。
【００１３】
本発明のその他の利点は、添付図面を参照しながら本明細書において説明される望ましい実施態様の説明を読んで理解するとき、当業者にはより明らかになるだろう。
【００１４】
本発明及びその利点をより完璧に理解するために、下に添付図面（図面において同様の参照番号は同様の形態を指す）に関連して説明が示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の望ましい実施態様が図に示されており、様々な図面の同様の対応する部品を指すためには同様の数字が使用されている。
【００１６】
本発明の実施態様によって提供されるマルチメディア再生装置を、図１に示される通りＳＥＲＩＥＳ ＴＷＥＮＴＹ ＴＨＯＵＳＡＮＤ（登録商標）  ＬＥＧＡＣＹ（登録商標）、ｔｈｅ ＩＮＦＩＮＩＴＩ（登録商標）又はｔｈｅ ＡＣＣＵＲＵＳ（登録商標）手術システムコンソール（全てテキサス州フォートワースのＡｌｃｏｎ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されている）など（ただし、これらに限定されない）任意の適切な手術用コンソールに使用できる。操作者が手術用コンソール及びこれに結合される周辺機器への熟達を深めるのを助ける訓練用の手術手順又は個別のエクササイズの使用をサポートするように、これらのコンソールを構成することができる。
【００１７】
図１は、本発明の１つの実施態様の顕微手術用コンソールを示している。顕微手術用コンソール１０は、フットペダルアセンブリ又はその他のプッシュボタン式アセンブリ（図には示されていない）など多数のユーザーインターフェイス１２及び手術用周辺機器１４に動作可能に結合できる。コンソール１０は、外科医など操作者が、初期操作パラメータ及びモードをコンソールに設定することによって手術手順を開始できるようにする。これは、操作者がユーザーインターフェイス又はフロントパネルに配備されるその他のインターフェイスを通じて手術用コンソールとインターフェイスできるようにすることによって、行われる。これらのインターフェイスは、電子ディスプレイスクリーン１７と、１つ又はそれ以上のプッシュボタンスイッチ又はタッチセンシティブパッド１８と、１つ又はそれ以上のエンドレスデジタルポテンシオメータつまみ２０又は当業者に既知のその他の同様のインターフェイスとを有してもよい。プッシュボタンスイッチ１８及びつまみ２０は様々な手術パラメータに使用される様々な操作モード及び機能にアクセスするために操作者によって作動可能である。コンソール１０は、また、カセットテープ、メモリカード、フロッピディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）又は当業者に既知のその他の同様の装置など記憶媒体を受け入れる能力を有しうる。
【００１８】
様々なプッシュボタン１８及びつまみ２０の機能及び操作に関する１つ又はそれ以上のメニュ又はメッセージに操作者がアクセスできるようにする処理モジュールによって電子ディスプレイスクリーン１７を制御することができる。１つの実施態様において、ディスプレイスクリーン１７を個々のボタン１８又はつまみ２０に関連するディスプレイスクリーン領域に分割することができる。この構成によって、各ボタン１８又はつまみに指定される機能を簡単に変更できる。電子ディスプレイスクリーン１７の使用は、またボタン１８及びつまみにほぼどのような言語ででもラベル付けすることができるようにする。
【００１９】
多様な手術器具（すなわち手術用周辺機器１４）に使用するために顕微手術用コンソール１０を適合させることができる。例えば、手術器具には光ファイバ照明器具、手術用顕微鏡、硝子体切除装置、フラグメンテーション乳化器具、硝子体切除手術用のギロチンカッターなど切断器具及び／又は均衡及び複数切断用のマイクロシーザーが含まれる。上記の顕微手術器具は例として示されており顕微手術用コンソールを他の同様の装備の器具に使用することができるものと解釈すべきである。手術用コンソール１０を同じ機能を果たす同様の訓練用装置に取り付けることができる。このような場合、手術用コンソール１０は、周辺機器１４の統合的使用するために訓練用の手術手順又は設備の特定のピースに重点を置く個別のエクササイズを調整することができる。
【００２０】
一般的に、空気圧又は電子信号によって作動又は制御される顕微手術器具は、手術用コンソール１０に作動可能に結合され、これによって制御される。この制御又は作動は、当業者には既知の空気圧、電子、光学的又はその他の同様の信号によって支配される。信号は手術用コンソール１０によって発せられる。手術用コンソール１０に結合される例示される顕微手術用周辺機器１４の各々は、顕微手術用コンソール１０が与えることができる異なる設定又はパラメータを必要とする異なる操作モードを持つことができる。メモリ内の手術手順の特定のステップに関連する手術モード及び操作パラメータを保存することによって、手術手順の各ステップのために手術用コンソール１０を通じて手でこの種の装置を初期化する際の多くの場合の退屈で面倒なプロセスを排除して、顕微手術用周辺機器１４のセットアップが容易になる。
【００２１】
本発明の実施態様は、患者へのリスクを除くシミュレーションによって手術手順の動作に関して操作者（例えば、外科医）を訓練し易くする。記録された手術手順は、手術手順全体における個々のステップのために顕微手術用周辺機器１４を初期化又はセットアップするために手術用コンソール１０のメモリから動作モード及び周辺機器の操作パラメータへ妥当な変化を加え易くする。手術手順が完了したら、手術用コンソール１０に結合されるメモリに記録手順として完了した手術手順を保存することができる。手術用コンソール１０内部において処理モジュールがメモリに結合され、処理モジュールは本出願の論理流れ図において示されるステップの少なくとも一部を実行するために動作可能であることに留意しなければならない。
【００２２】
手術用コンソール１０は、訓練生が複雑な手術手順に使用される手術用コンソール１０及び手術器具の操作に慣れるようにすることができる現実的な手術状況又は適切なエクササイズを生成することができる。様々な手術手順に関連する潜在的な合併症を考慮に入れるためにこの訓練用の手術手順又はエクササイズを変化させることができる。シミュレーションの他に、手術用コンソール１０は、手術手順を批評し、外科医の能力を客観的に評価できるように、訓練用の手術手順中操作パラメータを記録することができる。
【００２３】
シミュレートされた又は訓練用の手術手順又はエクササイズ中、外科医は、実際の手術器具又は実際の手術器具の感触及び機能を有する訓練用手術器具を使用することができる。これは、手術用顕微鏡を有しうるが、これに限定されるべきではない。この場合、訓練用の手術手順の様々な局面について手術用コンソール１０によって生成される視覚的シミュレーションを生成し、訓練用の手術用顕微鏡を通じてこれを外科医に提示することができる。ユーザーによる訓練用の手術器具の操作に基づいて訓練用の手術用顕微鏡の視界内で様々な眼の組織下での操作を可能にする道具など触覚的手術器具をシミュレートすることができる。この種の訓練用の器具は、硝子体内の固体物を操作及び／又は除去する機械装置及び／又は硝子体除去装置を含むことができ、この場合、手術用コンソール１０内の又はこれに結合される手術用モジュールを用いてこの装置の切断速度、流量及び吸引をシミュレートし、これを制御することができる。さらに、フットペダル又はスイッチを用いて、訓練用の手術手順中これらの訓練用の手術器具を制御することができる。
【００２４】
手術用コンソール１０を用いて、手術用コンソール１０又は手術器具の個別の操作に操作者をより精通させるエクササイズを行うために、手術手順の一部だけをシミュレートすることができる。実際の手術パラメータ及びシミュレーションに基づいて操作者がフットスイッチの設定など（ただし、これに限定されない）個別の操作に熟達できるようにエクササイズを設計することができる。手術コンソール１０のユーザーインターフェイス内のディスプレイは、操作者の実際の実行と望ましい実行との間の差を操作者に知らせるフィードバックを与えることができる。この差を用いて、操作者の反応時間を評価して、操作者による手術用コンソール１０及び関連周辺機器１４の使用を改善するために指導及びフィードバックを与えることができる。
【００２５】
図２は、手術用コンソール１０の一部を形成する各種の機能モジュールの単純化されたブロック図である。手術用コンソール１０は、機能的に、処理モジュール３２、入力−出力（Ｉ／Ｏ）インターフェイスプリント回路基板（ＰＣＢ）に与えられるパワー信号５２、大容量記憶装置３６、３８及び４０、音声出力（スピーカ）４６、ディスプレイポート又はコネクタ５０、拡張パネル４２、及び音声入力への外部接続を有しうる。インターフフェイスＰＣＢ３４は、音声出力５８、パワー出力５９、及び音声入力５４を有しうる。インターフェイスＰＣＢ３４は、パワー信号を与える外部又は内部電源１５２に結合される。インターフェイスＰＣＢ３４は手術用コンソール１０の他の様々な機能素子へ電力を配分する。例えば、電力は接続５９Ａ、５９Ｂ、５９Ｃ、５９Ｄ及び５９Ｅを通じて必要に応じて処理システム３２、大容量記憶装置３６〜４０、拡張パネル４２及び手術用コンソール１０内のその他の機能ユニットに配分される。さらに、インターフェイスＰＣＢ３４は音声入力５４を通じて外部供給源から又は処理モジュール３２への接続から音声信号を受け取ることができる。インターフェイスＰＣＢ３４はこれらの音声入力を音声出力ポート５８及びスピーカ４６へ送ることができる。
【００２６】
大容量記憶装置３６〜４０は、ハードドライブ、ＤＶＤドライブ、ＣＤドライブ、ソリッドステートメモリ及び当業者に今後知られるその他の同様の記憶装置を含みうる。インターフェイスＰＣＢは、大容量記憶装置３６〜４０に電力を供給する。マルチメディアコンテント又は大容量記憶装置３６〜４０内部に含まれるその他の情報には、処理モジュール３２に対する様々なインターフェイスを通じてアクセスでき、インターフェイスＰＣＢ３４によって手術用コンソール１０の適切な再生部へこれを送ることができる。例えば、ＭＰ３ファイル、ウェーブファイル又はその他の同様のファイルなどデジタル音声ファイルの場合には音声信号をスピーカ４６へ送り、また、ビデオ又は画像コンテントをディスプレイモジュール１７へ送ることができる。このように、大容量記憶装置３６〜４０又はＭＰ３プレイヤなど（これに限定されない）外部マルチメディア再生装置をＰＣＢインターフェイス３４に結合して、インターフェイスＰＣＢ３４へ音声及び／又はビデオ信号を与えることができる。その後、信号は処理モジュールによって処理され、スピーカ４６又はディスプレイモジュール１７など適切な再生手段を用いてこれが提示される。さらに、キーボード又はマウスなど制御装置をインターフェイスＰＣＢ３４に結合して、マルチメディアファイルの再生を制御することができる。その代わりに、一部の実施態様においては、ディスプレイに表示される通りの定義済み機能を持つボタン１８及びつまみ２０を用いて、大容量記憶装置３６〜４０又は外部接続装置に記憶されるマルチメディアコンテントの再生を制御することができる。
【００２７】
処理モジュール３２は、単一の処理装置であっても複数の処理装置であってもよい。この種の処理装置は、例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、マイクロコンピュータ、中央処理装置、現場でプログラム可能なゲート配列、プログラム可能な論理素子、状態機械、論理回路、アナログ回路、デジタル回路、及び／又は演算命令に基づいて信号（アナログ及び／又はデジタル）を操作する装置である。メモリは単一の記憶装置であっても複数の記憶装置であってもよい。この種の記憶装置は、例えば、読取り専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、揮発性メモリ、非揮発性メモリ、スタティックメモリ、ダイナミックメモリ、フラッシュメモリ、キャッシュメモリ、及び／又はデジタル情報を記憶する任意の装置である。処理モジュール３２が状態機械、アナログ回路、デジタル回路及び／又は論理回路を通じてその機能のうち１つ又はそれ以上を実施するとき、対応する演算命令を記憶するメモリを状態機械、アナログ回路、デジタル回路及び／又は論理回路を含む回路内に埋め込むか又はその外部にすることができる。メモリは図に示されるステップ及び／又は機能の少なくとも一部に対応する演算命令を記憶し、処理モジュールはこれを実行する。
【００２８】
図３及び４は手術システム及びその関連消耗品この場合にはカセットの例を示している。これらの図は、本発明の実施態様を実施できる外科環境を例としている。図３及び４から、手術用コンソール１０など手術用コンソールが、手術手順が始まる前にセットアップを必要とする多数の消耗品と協働して作用することが判る。本発明の実施態様は、設備の個々のピースの使用又は総合的手術手順に関して操作者を訓練するエクササイズのシミュレーションを使って手術手順を容易にするためのシステム及び方法を提供する。
【００２９】
本発明の詳細を不必要に判りにくくしないように、既知のプログラミング技法、コンピュータソフトウェア、ハードウェア、オペレーティングプラットフォーム及びプロトコルの説明を省略する。ただし、詳細な説明及び特定の例は本発明の望ましい実施態様を示しているがこの説明及び例は限定的ではなく単に例として示されていることを理解しなければならない。当業者には、基礎となる発明的概念の精神及び範囲内の様々な代替、修正、追加及び／又は再配列が本開示から明らかになるだろう。
【００３０】
図３は、眼科手術用コンソール１００の１つの実施態様を表す図である。手術用コンソール１００は、タッチスクリーン１１５を有するスイベルモニタ１１０を有しうる。誰でもタッチスクリーンを見る必要がある人のために多様な方位にスイベルモニタ１１０を向けることができる。スウィベルモニタ１１０は回転して傾斜するだけでなく左右にスウィングできる。タッチスクリーン１１５は、ユーザーがコンソール１００と対話できるようにするグラフィカルユーザーインターフェイスＧＵＩとなる。
【００３１】
手術用コンソール１００は、また、各種の道具及び消耗品を手術用コンソール１００に接続するために使用される接続パネル１２０を有している。接続パネル１２０は、例えば、凝結コネクタ、平衡食塩水レシーバ、各種のハンドピース用コネクタ及び流体管理システム（ＦＭＳ）又はカセットレシーバ１２５を有しうる。手術用コンソール１００は、また、フットペダル制御装置（例えばパネル１３０の後に収容される）及びその他の形態など多様な使い易い形態を有しうる。
【００３２】
操作中、カセットレシーバ１２５にカセット（図には示されていない）を入れることができる。手術用コンソール１００のクランプは、使用中のカセットの動きを最小限に抑えるためにカセットを所定の位置に留める。クランプは、カセットの上面及び底面、カセットの側面を留めるか、又はその他の方法でカセットを留めることができる。
【００３３】
手術用コンソール１００は例として示されており、多様な手術システムを用いて本発明の実施態様を実施することができる。本発明の様々な実施態様に従ったカセットを使用できる手術システムの例として、例えば、ｔｈｅ  Ｓｅｒｉｅｓ  ２０００（登録商標）  Ｌｅｇａｃｙ（登録商標）白内障手術システム、ｔｈｅ  Ａｃｃｕｒｕｓ（登録商標）  ４００ＶＳ手術システム、及びＩｎｆｉｎｉｔｉ（商標）ＶｉｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍ手術システム（全て、テキサス州フォートワースのＡｌｃｏｎ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ  Ｉｎｃ．から入手可能）が挙げられる。さらに、多様な手術用カセットに本発明の実施態様を使用することができる。その例は、米国出願告示第２００５／０１８６０９８号（出願第１１／１１４，２８９号、Ｄａｖｉｓ他）、２００４／０２５３１２９号（出願第１０／８９１，６４２号、Ｓｏｒｅｎｓｅｎ他）、２００５／００６５４６２号（出願第１０／９７９，４３３号、Ｎａｚｏｒｉｆａｒ他）、２００３／０２２５３６３号（出願第１０／１５６，１７５号、Ｇｏｒｄｏｎ他）、２００１／００１６７１１号（出願第０９／８４６，７２４号、Ｓｏｒｅｎｓｅｎ他）及び米国特許第６，２９３，９２６号（Ｓｏｒｅｎｓｅｎ他）、同４，４９３，６９５号（Ｃｏｏｋ）、同４，６２７，８３３号（Ｃｏｏｋ）、同４，３９５，２５８号（Ｗａｎｇ他）、同４，７１３，０５１号（Ｓｔｅｐｐｅ他）、同４，７５８，２３８号（Ｓｕｎｄｂｌｏｍ他）、同４，７９０，８１６号（Ｓｕｎｂｌｏｍ他）、同６，０３６，４５８号（Ｃｏｌｅ他）及び同６，０５９，５４４号（Ｊｕｎｇ他）において説明されており、その各々が参照により完全に本明細書に組み込まれる。当業者には判る通り、他の適切な手術システム及びカセットに本発明の実施態様を使用することができる。
【００３４】
手術手順の一部又は手術手順全体をコンソールスクリーン上でシミュレートすることができる。操作者（医師）が実際の手術を行うために使用する実際の手術器具とこのシミュレーションを直接統合することができる。例えば、１つのエクササイズ又はシミュレーションは各種の手術器具の動作モード及びパラメータを設定するためのフットスイッチ又はペダルの使用に重点を置くことができる。この場合、シミュレーションは、シミュレートされない手術パラメータ及び状況に基づく特定のフットスイッチ設定を行うようユーザーに求める。ディスプレイ（ソフトウェア）は操作者が望ましい値（例えば切断速度、真空レベルなど）からどの程度遠いかに関するフィードバックをユーザーに与える。手術用コンソールは、また、操作者の反応速度をランク付けし、結果を向上させるためにフィードバックを与えることができる。持続的な視覚的及び聴覚的フィードバックを用いて、正確さ及び速度に関してユーザーを評価（点数付け）することができる。実際の手術においてダメージを生じそうなパラメータについて推論することができる。
【００３５】
別のエクササイズ例は、人間の眼の内部の硝子体液を通じて対象物を操作するよう操作者に要求する。眼の中へ任意の量の液体を挿入するために注射針がシミュレートされる。対象物は未切断の硝子体の領域を通るので、操作者は眼のバランスを保つために吸引及び切断速度を調整しなければならない。対象物は、逆流作用を必要とする粒子に遭遇するかも知れない。このようにして、操作者はフットスイッチの技能を練習することができる。
【００３６】
さらに別のエクササイズはレーザーショット用の標的スポットにマークが付けられた網膜の画像を示すことができる。赤い照準ビームが見え、これが標的スポット間を動く。標的の周りを動き回るように照準ビームを設定して、典型的な手（又は頭）の揺れをシミュレートすることができる。操作者にとってはこの揺れ予測して、レーザーショットをできる限り標的に近づける（例えば、フットスイッチを押すことによって）ことが課題である。照準スポットはその後次の標的に動く。操作者は、標的の正確さ及び速度によってランク付けされる。
【００３７】
図４は、手術用コンソール及び／又はこれに取り付けられる手術器具を使用するために操作者を訓練するための本発明の１つの実施態様に係る論理流れ図を示している。シミュレーション４００はステップ４０２から始まり、このステップにおいて手術用コンソールが各種の周辺機器とインターフェイスされる。上述の通り、周辺機器は、手術用コンソールからのフィードバックによって操作者が実際の設備の操作に精通できるようにしその技能を向上できるようにする訓練用手術器具又は実際の手術器具を有してもよい。ステップ４０４において、実行される訓練用手術手順又はエクササイズが選択される。ステップ４０６において、手術用コンソール及び周辺機器は訓練用の手術手順又はエクササイズのために初期化される。ステップ４０８において、操作者は訓練用の手術手順又はエクササイズを実行する。手術用コンソールは、操作者によって実行された操作を記録し、これを望ましい操作と比較することができる。次に、ステップ４１０において、この比較に基づいて、操作者の実行内容を客観的に批評することができる。本発明の実施態様は、このようにして、操作者の客観的な非常及び向上を可能にする。
【００３８】
手術手順又はエクササイズに関連する操作パラメータ及び手術モードを監視し、監視された操作パラメータ及び手術モードを望ましい又は期待される操作パラメータ及び手術モードと比較することによって、操作者の実行内容を評価し、これを批評する（ステップ４１０）ために、上述の実施態様を使用することができる。批評は、手術手順又はエクササイズが完了した後に行われるか、又は操作者の実行内容に基づく。例えば、ユーザーの成績が特定の閾値より低い場合、好ましくなく望ましくない状況が生じたときユーザーに警告を与えることができる。それによって、操作者がコンソール／器具の特徴について、及び効率的にかつ楽しく外科的助言を通じて手術器具を制御する方法について訓練を受けられるようにする。操作者間を競争させるゲームの体裁を与えるためにエクササイズをフォーマット化することができる。
【００３９】
既存の手術用コンソールは上記のように操作者に訓練を施す能力を与えない。この能力は、先行技術の手術用コンソールと比べて重要な利点である。
【００４０】
要するに、本発明の実施態様は訓練用の手術用コンソールを提供する。この訓練用の手術用コンソールを用いて眼科又はその他の手術手順をシミュレートすることができる。このようにして、手術用コンソール及び訓練用手術器具によってシミュレーションを直接統合し、これをサポートすることができる。操作者の手術の手際を向上させるために実際の手術手順中操作される手術器具を操作するために、操作者は、実際の制御ハードウェアを用いることができる。この手術用コンソールは、処理モジュール、外部インターフェイス、シミュレーションモジュール、及びユーザーインターフェイスを有しうる。処理モジュールは、手術用コンソールに結合される周辺機器の動作を指示することができる。周辺機器は、フットスイッチ又はこれと同様の制御装置など（ただし、これに限定されない）制御装置、手術用顕微鏡など（ただし、これに限定されない）手術用器具及び訓練用の手術用切断具などその他の訓練用の手術器具を含むことができる。さらに、処理モジュールは訓練用手術手順と関連する操作パラメータ及び手術モードを管理することができる。
【００４１】
外部インターフェイスは訓練用の手術器具及びその他の周辺機器に処理モジュールを結合することができる。ユーザーインターフェイスは操作者が訓練用の手術手順を選択して、このために手術用コンソールを初期化できるようにする。操作者は、その後訓練用の手術手順を実行でき、操作者は、ユーザーインターフェイス並びに周辺機器及び訓練用手術器具を通じて手術用コンソールとインターフェイスする。操作者は、訓練用の手術手順の実行内容について手術用コンソールからフィードバックを受け取ることができる。フィードバックは訓練用の手術手順に関連する操作パラメータ及び手術モードと訓練用手術手順に関連する理想的又は望ましい操作パラメータ及び／又は手術モードとの比較に基づく。
【００４２】
平均的な当業者には判る通り、「実質的に」又は「ほぼ」と言う言葉は、本明細書において使用される場合、その対応する用語に業界で認められる許容差を与える。この種の業界で認められる許容差は、１パーセント未満から２０パーセントまでの範囲であり、構成値、集積回路工程変動、温度変動、立上り及び立下り時間及び／又は熱雑音に対応するが、これに限定されない。さらに平均的な当業者には判る通り、「動作可能に結合される」と言う言葉は、本明細書において使用される場合、直接的結合及び別のコンポーネント、素子、回路又はモジュールを通じての間接的結合を含み、間接的結合の場合、介在するコンポーネント、素子、回路又はモジュールは信号の情報を修正せず、その電流レベル、電圧レベル及び／又は出力レベルを調整することができる。また、平均的な当業者には判る通り、推論される結合（すなわち、１つの素子が推論によって別の素子に結合されるもの）は、「動作可能に結合される」と同様に２つの素子間の直接的及び間接的結合を含む。平均的な当業者には判る通り、「比較上有利」と言う言葉は、本明細書において使用される場合、２つ又はそれ以上のコンポーネント、アイテム、信号などの比較が望ましい関係を与えることを示す。例えば、信号１が信号２より大きいことが望ましい関係である場合、比較上の有利は、信号１の規模が信号２より大きい場合、又は信号２の規模が信号２の規模より小さい場合に得られる。
【００４３】
本発明について詳細に説明したが、特許請求の範囲によって説明される精神及び範囲から逸脱することなくこれに様々な変更、代替及び改変を加えることができるものと解釈すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施態様に使用できる１つの手術用コンソールの斜視図である。
【図２】本発明の実施態様に従った１つの手術用コンソールの機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施態様に従った１つの手術用コンソールの斜視図である。
【図４】訓練用の手術手順又はエクササイズ中手術用コンソール又は取り付けられる手術器具を使用するための操作者の訓練を可能にする本発明の１つの実施態様に関連する論理流れ図である。
【図１】
2008100060.tif 000003
【図２】
2008100060.tif 000004
【図３】
2008100060.tif 000005
【図４】
2008100060.tif 000006
【外国語明細書】
2008100060000001.pdf