(57)【要約】【課題】  本発明は、ロボット患者および手術箇所に関する外科チームの実際の動作および実際の位置、複雑な臨床的状況が起こった場合の腹腔鏡アクセス実行の様々な選択肢の機会等を提供する【解決手段】  ハイブリッド医療腹腔鏡シミュレータは、ＥＣＭと、前記ＥＣＭに連結された腹腔鏡器具イミテータと、前記ＥＣＭに連結されたトロカールイミテータと、ロボット患者が存在することによって得られる前記ＥＣＭに連結された可視化システムと、前記ＥＣＭに連結された腹腔鏡装置イミテータと、手術室機器とを有し、各腹腔鏡器具のイミテータは、実際の器具の形で実行され、センサー装置を有し、ロボット患者の腹腔内に取り付けられた４個以上のトロカールイミテータから独立しており、各トロカールは対応するトロカールイミテータの変位ノードに連結され、ロボット患者の腹腔の前壁のトロカールイミテータの位置を追跡して定義する。【選択図】図１
2016500157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＣＭと、
前記ＥＣＭに連結された腹腔鏡器具イミテータと、
前記ＥＣＭに連結されたトロカールイミテータと、
前記ＥＣＭに連結され、ロボット患者が存在することによって得られる可視化システムと、
前記ＥＣＭに連結された腹腔鏡装置イミテータと、
手術室機器とを有し、
各腹腔鏡器具イミテータは、実際の器具の形で実行され、センサー装置を有し、ロボット患者の腹腔内に取り付けられた４個以上のトロカールイミテータから独立しており、
各トロカールイミテータは対応するトロカールイミテータの変位ノードに連結され、ロボット患者の腹腔の前壁のトロカールイミテータの位置を追跡して定義するハイブリッド医療腹腔鏡シミュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用教育手段に関し、特に、外科チームの共同作業および内視鏡手術インターベンションの教育および訓練の分野において使用される
【背景技術】
【０００２】
医療用シミュレータＬａｐＳｉｍ（サージカルサイエンス社（Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，  Ｇｅｔｅｂｏｒｇ，  Ｓｗｅｄｅｎ）製）は、ＥＣＭ、前記ＥＣＭに連結された３個のトロカールイミテータ、前記トロカールイミテータに連結された３個の腹腔鏡器具イミテータ、前記ＥＣＭに連結された可視化システム、および前記ＥＣＭに連結された凝固器のペダルを有する。提案するハイブリッド医療用腹腔鏡シミュレータに最も近いアナログ解法は、ＥＣＭと、前記ＥＣＭに連結された３個のトロカールイミテータと、前記トロカールイミテータに連結された３個の腹腔鏡器具イミテータと、前記ＥＣＭを内蔵しトロカールイミテータに連結されたシミュレータ本体フレームと、前記ＥＣＭに連結された可視化システムと、前記ＥＣＭに連結された凝固器のペダルとを有する内視鏡手術の手技の開発および腹腔鏡インターベンション手法の演習のためのコンピュータシミュレータ（Ｓｉｍｂｉｏｎｉｘ社（Ｓｉｍｂｉｏｎｉｘ，ＵＳＡ）製のラップメンター（ＬＡＰ  ＭＥＮＴＯＲ）、ラップメンターハプティック（ＬＡＰ  ＭＥＮＴＯＲ  Ｈａｐｔｉｃ）、およびラップメンターエクスプレス（ＬＡＰ  ＭＥＮＴＯＲ  Ｅｘｐｒｅｓｓ）モデルРОСС  ＩＬ．  МЛ  １３．В０８４５３  適合証明日：２０１１年７月２１日）である。
【０００３】
前述のシミュレータは、ロボット患者および手術箇所に関する外科チームの実際の動作および実際の位置、複雑な臨床的状況が起こった場合の腹腔鏡アクセス実行の様々な選択肢の機会、ロボット患者（アメリカ製、フランス製、等）の選定した位置に応じた（角度および距離的に）複雑なアクセス、様々なシナリオによる執刀医、補助医、および手術室看護師のチームワークの訓練、仮想患者の病歴および目下の不調に基づくインターベンションの決定からインターベンション過程での緊急事態における措置の演習までの外科チームの複合訓練、および４個以上のトロカールイミテータの使用（トロカールイミテータの数の変更、トロカールイミテータの配置の選定、および様々な器具イミテータ、それら器具イミテータのトロカールイミテータへの挿入、およびインターベンション過程でのそれら器具イミテータの変化の実現）を提供しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決すべきエンジニアリングタスクは、ロボット患者および手術箇所に関する外科チームの実際の動作および実際の位置、複雑な臨床的状況が起こった場合の腹腔鏡アクセス実行の様々な選択肢の機会、ロボット患者（アメリカ製、フランス製、等）の選定した位置に応じた（角度および距離的に）複雑なアクセス、様々なシナリオによる執刀医、補助医、および手術室看護師のチームワークの訓練、仮想患者の病歴および目下の不調に基づくインターベンションの決定からインターベンション過程での緊急事態における措置の演習までの外科チームの複合訓練、および４個以上のトロカールイミテータの使用（トロカールイミテータの数の変更、トロカールイミテータの配置の選定、および様々な器具イミテータ、それら器具イミテータのトロカールイミテータへの挿入、およびインターベンション過程でのそれら器具イミテータの変化の実現）を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記タスクを解決する本発明のハイブリッド医療用腹腔鏡シミュレータは、
ＥＣＭと、
前記ＥＣＭに連結された腹腔鏡器具イミテータと、
前記ＥＣＭに連結されたトロカールイミテータと、
前記ＥＣＭに連結され、ロボット患者が存在することによって得られる可視化システムと、
前記ＥＣＭに連結された腹腔鏡装置イミテータと、
手術室機器とを有し、
各腹腔鏡器具イミテータは、実際の器具の形で実行され、センサー装置を有し、ロボット患者の腹腔内に取り付けられた４個以上のトロカールイミテータから独立しており、
各トロカールイミテータは、対応するトロカールイミテータの変位ノード（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  ｎｏｄｅ）に連結され、ロボット患者の腹腔の前壁のトロカールイミテータの位置を追跡して定義する。
【０００６】
腹腔鏡装置のイミテータは、凝固器制御装置、凝固器のペダル、吸引−洗浄器のペダル、内視鏡ビデオカメラ制御装置、吸引−洗浄器制御装置、および送気器パイプを備えた送気器制御装置の形で実行される。腹腔鏡器具のイミテータは、腹腔鏡把持具イミテータ、内視鏡イミテータ、吸引−洗浄器イミテータ、凝固器イミテータ、腹腔鏡鋏イミテータ、ディセクタイミテータ、フックイミテータ、および腹腔鏡クリップアプライヤイミテータの形で実行される。手術室機器は、手術台、手術スタンド、サイドテーブルの形で実行される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、ハイブリッド医療用腹腔鏡シミュレータのスキームを示す図である。
【図２】図２は、腹腔鏡器具のイミテータである腹腔鏡把持具の図である。
【図３】図３は、腹腔鏡器具イミテータのセンサーブロックの図である。
【図４】図４は、トロカールイミテータの断面の図（側面図）である。
【図５】図５は、トロカールイミテータに連結されたトロカールイミテータの変位ノードの図である（平面図）。
【図６】図６は、トロカールイミテータに連結されたトロカールイミテータの変位ノードの図である（正面図）。
【図７】図７は、腹腔内にトロカールイミテータを配置されたロボット患者を示す概略図である。
【図８】図８は、腹腔鏡器具イミテータのセンサー装置マイクロコントローラと腹腔鏡器具のイミテータのセンサーを連結する主要スキームを示す図である。
【図９】図９は、ＥＣＭ、センサー装置、および制御装置に連結されたインターフェースユニットの主要スキームを示す図である。
【図１０】図１０は、トロカールイミテータの変位ノードのマイクロコントローラとＥＣＭを連結する主要スキームを示す図である。
【図１１】図１１は、センサー装置およびインターフェースユニットに連結された凝固器制御装置の主要スキームを示す図である。
【図１２−１】図１２−１は、ＥＣＭプロセッサの作業の一般的なアルゴリズムを示すブロック図である。
【図１２−２】図１２−２は、ＥＣＭプロセッサの作業の一般的なアルゴリズムを示すブロック図である。
【図１３】図１３は、腹腔鏡器具イミテータのセンサー装置マイクロコントローラの作業アルゴリズムを示すブロック図である。
【図１４】図１４は、インターフェースユニットマイクロコントローラの作業アルゴリズムを示すブロック図である。
【図１５】図１５は、トロカールイミテータの変位ノードのマイクロコントローラの作業アルゴリズムを示すブロック図である。
【図１６】図１６は、トロカールイミテータの変位ノードのメインマイクロコントローラの作業アルゴリズムを示すブロック図である。
【図１７】図１７は、腹腔鏡装置イミテータである凝固器制御装置のマイクロコントローラの作業アルゴリズムを示すブロック図である。
【図１８】図１８は、腹腔鏡器具イミテータである内視鏡イミテータを示す図である。
【図１９】図１９は、センサー装置およびインターフェースユニットに連結された内視鏡ビデオカメラ制御装置の主要スキームを示す図である。
【図２０】図２０は、インターフェースユニットに連結された吸引−洗浄器制御装置の主要スキームを示す図である。
【図２１】図２１は、インターフェースユニットに連結された送気器制御装置の主要スキームを示す図である。
【図２２】図２２は、内視鏡ビデオカメラ制御装置のマイクロコントローラの作業アルゴリズムを示すブロック図である。
【図２３】図２３は、吸引−洗浄器制御装置のマイクロコントローラの作業アルゴリズムを示すブロック図である。
【図２４】図２４は、送気器制御装置のマイクロコントローラの作業アルゴリズムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１に示すハイブリッド医療腹腔鏡シミュレータは、ロボット患者１と、ＥＣＭ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ  ｍａｃｈｉｎｅ）２と、ＥＣＭ２にインターフェースユニット４を介して連結された腹腔鏡器具イミテータである腹腔鏡把持具イミテータ３と、ＥＣＭ２に内視鏡ビデオカメラ制御装置６およびインターフェースユニット４を介して連結された腹腔鏡器具イミテータである内視鏡イミテータ５と、ＥＣＭ２に吸引−洗浄器制御装置８およびインターフェースユニット４を介して連結された腹腔鏡器具イミテータである吸引−洗浄器イミテータ７と、送気器制御装置１０に連結された送気器パイプ９と、ロボット患者１の腹腔内に取り付けられ、ＥＣＭ２に連結された４個以上（この図では、４個）のトロカールイミテータ１１と、ＥＣＭ２に連結された可視化システム１２と、ＥＣＭ２を腹腔鏡把持具イミテータ３に連結するインターフェースユニット４と、腹腔鏡装置イミテータの一つである凝固器制御装置１３と、腹腔鏡装置イミテータの一つである内視鏡ビデオカメラ制御装置６と、腹腔鏡装置イミテータの一つである吸引−洗浄器制御装置８と、腹腔鏡装置イミテータの一つである送気器制御装置１０とを有する。図１に、手術台１４、手術スタンド１５、およびサイドテーブル１６の形で手術室機器を示す。図１に、腹腔鏡把持具イミテータ３、内視鏡イミテータ５、および吸引−洗浄器イミテータ７の形で腹腔鏡器具イミテータを示す。図１に、内視鏡ビデオカメラ制御装置６、吸引−洗浄器制御装置８、送気器パイプ９を備えた送気器制御装置１０、凝固器制御装置１３、凝固器のペダル１７、および吸引−洗浄器のペダル１８の形で腹腔鏡装置イミテータを示す。
【０００９】
トロカールイミテータ１１は、ロボット患者１の腹腔内に配置され、ロボット患者１は、手術台１４上に配置され、可視化システム１２は、ＥＣＭ２に連結され、インターフェースユニット４は、ＥＣＭ２に連結され、腹腔鏡把持具イミテータ３は、インターフェースユニット４に連結され、内視鏡イミテータ５は、内視鏡ビデオカメラ制御装置６に連結され、吸引−洗浄器イミテータ７は、吸引−洗浄器制御装置８に連結され、送気器パイプ９は、送気器制御装置１０に連結されている。腹腔鏡把持具イミテータ３、内視鏡イミテータ５、吸引−洗浄器イミテータ７、および送気器パイプ９は、サイドテーブル１６上に配置されている。凝固器制御装置１３、内視鏡ビデオカメラ制御装置６、吸引−洗浄器制御装置８、および送気器制御装置１０は、インターフェースユニット４に連結されている。凝固器のペダル１７は、凝固器制御装置１３に連結され、吸引−洗浄器のペダル１８は、吸引−洗浄器制御装置８に連結されている。
【００１０】
ＥＣＭ２の回路設計は、周波数３５００ＭＨｚのインテルコアアイセブン（ＩｎｔｅｌＣｏｒｅｉ７）、キングストン社（Ｋｉｎｇｓｔｏｎ）製の８ＧＢの記憶領域を備えるＤＤＲ３等のＲＡＭ、ＮＶＩＤＩＡ社（ＮＶＩＤＩＡ）製の２ＧＢの記憶領域を備えるＧｅ  Ｆｏｒｃｅ  ＧＴＸ５６０ビデオカード、シーゲイト社（Ｓｅａｇａｔｅ）製の５００ＧＢの記憶領域を備えるハードディスクドライブ、およびＭｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｗｉｎｄｏｗｓ  ７  Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ（登録商標）ＯＳ等として実行することができる。ＥＣＭ２は、ＥＣＭ２のプロセッサで実行されるプログラムにデータを入力することができるポインティングデバイスを有する。
【００１１】
ロボット患者１は、Ｖｉｒｔｕｍｅｄ社（Ｖｉｒｔｕｍｅｄ  ＬＬＣ，  ｗｗｗ．ｖｉｒｔｕｍｅｄ．ｒｕ．）によって供給されるＨＰＳロボット−シミュレータにならって実現できる。
【００１２】
可視化システム１２は、ＥＬＬＩＰＳ  Ｐａｒｔｎｅｒ社（ＥＬＬＩＰＳ  Ｐａｒｔｎｅｒ  ＬＬＣ．）によって供給されるＴＳ１７１６Ｌ−６（Ｓ／Ｕ）  １７”  ＬＣＤ，Ｎｅｏｖｏ  Ｘ−１９ＡＶ  Ｗｈｉｔｅ  ｄｉｓｐｌａｙにならって実現できる。
【００１３】
手術台１４は、Ｄｅｌｒｕｓ  Ｋａｚａｎ社（Ｄｅｌｒｕｓ  Ｋａｚａｎ  ＬＬＣ．）によって供給されるＳｔａｒＴｅｃｈ  ３００８Сにならって実現できる。
【００１４】
手術スタンド１５は、５つの棚を有し、ＦｉｎＳｔａｒ社（ＦｉｎＳｔａｒ  ＬＬＣ．）によって供給されるＳｐｙａ−０３−０５−КＭＴにならって実現できる。
【００１５】
サイドテーブル１６は、Ｂｅｌａｙａ  Ｍｅｂｅｌ社（Ｂｅｌａｙａ  Ｍｅｂｅｌ  ＬＬＣ．）によって供給されるＧｏｏｓｅテーブル（Ｇｏｏｓｅ  ｔａｂｌｅ）にならって実現できる。
【００１６】
凝固器のペダル１７は、ＥＬＬＩＰＳ  Ｐａｒｔｎｅｒ社によって供給されるＥＳＨＦ  Ａ−００１用２鍵ペダル（ｔｗｏ−ｋｅｙｅｄ  ｐｅｄａｌ）にならって実現できる。
【００１７】
吸引−洗浄器のペダル１８は、ＥＬＬＩＰＳ  Ｐａｒｔｎｅｒ社によって供給される１鍵（ｏｎｅ−ｋｅｙｅｄ）吸引−洗浄器のペダルにならって実現できる。
【００１８】
図２に示す腹腔鏡器具イミテータである腹腔鏡把持具イミテータ３は、ブランチ１９と、ロッド２０と、センサー装置２１と、ハンドル２２と、器具蝶ナット２３とを有する。ブランチ１９は、ロッド２０に連結され、ロッド２０は、センサー装置２１に連結され、ハンドル２２は、器具蝶ナット２３に連結され、器具蝶ナット２３は、センサー装置２１に連結されている。
【００１９】
図３に示す腹腔鏡器具イミテータのセンサー装置２１は、器具蝶ナット２３と、エンコーダー２４と、エンコーダープーリー２５と、センサー装置本体フレーム２６と、ベルト２７と、パイプ２８と、軸受け２９と、ハンドルプーリー３０と、ロックリング３１と、留め具（ｔｉｅ）３２と、ストローク制限ケージ（ｓｔｒｏｋｅ  ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ  ｃａｇｅ）３３と、磁気ヘッド３４と、ホールセンサー３５と、赤外線ＬＥＤ３６と、センサー装置マイクロコントローラ３７とを有する。エンコーダー２４、ホールセンサー３５、赤外線ＬＥＤ３６、センサー装置マイクロコントローラ３７、ハンドルプーリー３０、エンコーダープーリー２５、および軸受け２９の取付用の溝がセンサー装置本体フレーム２６に設けられている。パイプ２８は、軸受け２９に連結され、留め具３２は、ロックリング３１で締められ、磁気ヘッド３４は、留め具３２の端に固定され、ハンドルプーリー３０は、パイプ２８上に設置され、エンコーダープーリー２５は、エンコーダー２４の軸上に設置され、エンコーダープーリー２５およびハンドルプーリー３０は、ベルト２７によって連結されている。ホールセンサー３５、エンコーダー２４、赤外線ＬＥＤ３６、およびセンサー装置マイクロコントローラ３７は、センサー装置本体フレーム２６に連結されている。エンコーダー２４は、ＳＫＢ  ＩＳ社（ＳＫＢ  ＩＳ，Ｓａｉｎｔ−Ｐｅｔｅｒｓｂｕｒｇ）製のＬＩＲ２１２Аにならって実現できる。
【００２０】
図４（側面図）に断面を示すトロカールイミテータ１１は、トロカールイミテータ本体フレーム３８と、腹腔鏡器具レセプタクル３９と、保持ローラ４０と、トロカールイミテータ本体フレームシャフト４１と、Ｂｏｕｒｎｓ社（Ｂｏｕｒｎｓ，  Ｃｏｌｕｍｂｉａ，  ｗｗｗ．ｂｏｕｒｎｓ．ｃｏｍ）製のＥＭＳ２２にならって実現することができる器具直動検出センサー４２と、器具直動検出センサーシャフト４３と、シャフト軸受け４４と、可動アングルバー４５と、ＬＩＲ２１２Аにならって実現することができるＹ方向回転センサー４６と、Ｙ方向回転センサーキャッチ４７と、可動アングルバーシャフト４８と、ＬＩＲ２１２Аにならって実現することができるＸ方向回転センサー４９と、可動アングルバー軸受け５０と、保持本体フレーム５１と、赤外線検知器５２と、トロカールバルブ５３とを有する。トロカールイミテータ３８は、腹腔鏡器具レセプタクル３９に連結され、トロカールイミテータ本体フレーム３８は、保持ローラ４０に連結され、トロカールイミテータ本体フレーム３８は、トロカールイミテータ本体フレームシャフト４１に連結され、トロカールイミテータ本体フレーム３８は、器具直動検出センサー４２に連結され、器具直動検出センサー４２は、器具直動検出センサーシャフト４３に連結され、シャフト軸受け４４は、トロカールイミテータ本体フレームシャフト４１に連結され、シャフト軸受け４４は、可動アングルバー４５に連結され、Ｙ方向回転センサー４６は、トロカールイミテータ本体フレームシャフト４１に連結され、Ｙ方向回転センサー４６は、Ｙ方向回転センサーキャッチ４７に連結され、Ｙ方向回転センサーキャッチ４７は、可動アングルバー４５に連結され、可動アングルバー４５は、可動アングルバーシャフト４８に連結され、可動アングルバーシャフト４８は、Ｘ方向回転センサー４９に連結され、可動アングルバーシャフト４８は、可動アングルバー軸受け５０に連結され、保持本体フレーム５１は、可動アングルバー軸受け５０に連結され、保持本体フレーム５１は、Ｘ方向回転センサー４９に連結され、赤外線検知器５２は、トロカールイミテータ本体フレーム３８に連結され、トロカールバルブ５３は、トロカールイミテータ本体フレーム３８に連結されている。
【００２１】
図５（平面図）および図６（正面図）に示すトロカールイミテータ１１に連結されたトロカールイミテータの変位ノードは、案内路５４と、案内路直動センサー５５と、直動センサーキャッチ５６と、接続ストラップ５７と、案内路回転センサー５８と、案内路プーリー５９と、案内路本体フレームキャッチ６０と、案内路本体フレーム６１と、ゴムリング６２と、案内路本体フレームキャッチピン６３と、センサープーリー６４と、シリコーンシャフト６５と、トロカールイミテータ１１と、腹腔鏡把持具イミテータ３と、トロカールイミテータの変位ノードのマイクロコントローラ６６（６６１〜６６３：トロカールイミテータの変位ノードのマイクロコントローラ、６６４：トロカールイミテータの変位ノードのメインマイクロコントローラ）と、変位ノード蝶ナット６７とを有する。腹腔鏡把持具イミテータ３は、トロカールイミテータ１１に挿入され、トロカールイミテータ１１は、案内路５４に連結され、案内路５４は、案内路本体フレーム６１に挿入され、ガイドライン本体フレームキャッチ６０は、案内路本体フレームキャッチピン６３を利用して接続ストラップ５７に連結され、シリコーンシャフト６５は、ガイドライン５４に押し付けられ、直動センサーキャッチ５６は、案内路本体フレーム６１に連結され、案内路直動センサー５５は、シリコーンシャフト６５に連結され、案内路直動センサー５５は、直動センサー５６に連結され、案内路プーリー５９およびセンサープーリー６４は、ゴムリング６２に連結され、案内路プーリー５９は、案内路５４に連結され、センサープーリー６４は、案内路回転センサー５８に連結されている。案内路５４は、断面が四角形の中空アルミニウムチューブであり、内部には、トロカールイミテータの変位ノードのマイクロコントローラ６６を器具直動検出センサー４２、Ｙ方向回転センサー４６、Ｘ方向回転センサー４９、および赤外線検知器５２に連結するチューブ状の信号線が装置されている。
【００２２】
腹腔内にトロカールイミテータ１１を配置されたロボット患者１の概略図である図７に、ロボット患者１、腹腔鏡把持具イミテータ３、およびトロカールイミテータ１１を示す。トロカールイミテータ１１は、ロボット患者１の腹腔に配置され、腹腔鏡把持具イミテータ３は、トロカールイミテータ１１に挿入されている。
【００２３】
図８に示す腹腔鏡器具イミテータのセンサー装置マイクロコントローラと腹腔鏡器具イミテータのセンサーとの接続の主要スキームは、ＡｔＭｅｇａ８にならって実現することができ、センサー装置２１に配置される図３に示すセンサー装置マイクロコントローラ３７と、ＬＩＲ２１２にならって実行することができるエンコーダー２４と、ＳＳ４９にならって実行することができるホールセンサー３５と、赤外線ＬＥＤ３６と、インターフェースユニットマイクロコントローラ６８とを有する。センサー装置マイクロコントローラ３７は、ホールセンサー、エンコーダー２４、インターフェースユニットマイクロコントローラ６８、および赤外線ＬＥＤ３６にそれぞれ連結されている。
【００２４】
図９に示すセンサー装置２１および各制御装置に連結されたインターフェースユニット４の主要スキームは、ＥＣＭ２と、センサー装置２１と、インターフェースユニット４と、凝固器制御装置１３と、内視鏡ビデオカメラ制御装置６と、吸引−洗浄器制御装置８と、送気器制御装置１０と、ｎ個のセンサー装置マイクロコントローラ３７（ｎは、連結される腹腔鏡器具イミテータの数を表し、例えば、ｎは、４と等しい数と仮定できる）と、ＡｔＭｅｇａ１６の形で実現することができるインターフェースユニットマイクロコントローラ６８と、ＡｔＭｅｇａ１６の形で実現することができる凝固器制御装置マイクロコントローラ６９と、ＡｔＭｅｇａ１６の形で実現することができる内視鏡ビデオカメラ制御装置マイクロコントローラ７０と、ＡｔＭｅｇａ１６の形で実現することができる吸引−洗浄器制御装置マイクロコントローラ７１と、ＡｔＭｅｇａ１６の形で実現することができる送気器制御装置マイクロコントローラ７２と、インターフェースユニット本体フレーム７３とを有する。インターフェースユニットマイクロコントローラ６８は、ｎ個のセンサー装置マイクロコントローラ３７（図９では、１個のセンサー装置マイクロコントローラ３７を示す）、凝固器制御装置マイクロコントローラ６９、内視鏡ビデオカメラ制御装置マイクロコントローラ７０、吸引−洗浄器制御装置マイクロコントローラ７１、送気器制御装置マイクロコントローラ７２、およびＥＣＭ２にそれぞれ連結されている。インターフェースユニットマイクロコントローラ６８は、インターフェースユニット本体フレーム７３内に配置されている。
【００２５】
図１０に示すトロカールイミテータの変位ノードのマイクロコントローラ６６とＥＣＭ２とを連結する主要スキームは、ＥＣＭ２と、ＳＴＭ３２  Ｆ１００ＭＢの形で実現することができるトロカールイミテータの変位ノードのマイクロコントローラ６６（６６１、６６２、６６３、６６４）と、器具直動検出センサー４２と、Ｙ方向回転センサー４６と、Ｘ方向回転センサー４９と、案内路直動センサー５５と、案内路回転センサー５８と、赤外線検知器５２とを有する。トロカールイミテータの変位ノードのマイクロコントローラ６６４は、ＥＣＭ２に連結されている。トロカールイミテータの変位ノードのマイクロコントローラ６６１は、器具直動検出センサー４２、Ｙ方向回転センサー４６、Ｘ方向回転センサー４９、案内路直動センサー５５、案内路回転センサー５８、および赤外線検知器５２に連結されている。トロカールイミテータの変位ノードのマイクロコントローラ６６２−６６４のいずれも、トロカールイミテータの変位ノードのマイクロコントローラ６６１と同様に実現され、器具直動検出センサー４２、Ｙ方向回転センサー４６、Ｘ方向回転センサー４９、案内路直動センサー５５、案内路回転センサー５８、および赤外線検知器５２の出力とそれぞれ連結されている（図１０には、図示しない）。
【００２６】
図１１に示すセンサー装置２１およびインターフェースユニット４に連結された凝固器制御装置１３の主要スキームは、凝固器制御装置１３と、凝固器のペダル１７と、センサー装置マイクロコントローラ３７と、インターフェースユニットマイクロコントローラ６８と、凝固器制御装置マイクロコントローラ６９と、凝固器電源コントローラー７４と、凝固モードスイッチ７５と、切断モードスイッチ７６と、混合モードスイッチ７７と、センサー装置２１と、インターフェースユニット４と、凝固器制御装置本体フレーム７８とを有する。
【００２７】
凝固器制御装置マイクロコントローラ６９は、凝固器のペダル１７、凝固器電源コントローラー７４、凝固モードスイッチ７５、切断モードスイッチ７６、混合モードスイッチ７７、インターフェースユニットマイクロコントローラ６８、およびセンサー装置マイクロコントローラ３７に連結されている。凝固器電源コントローラー７４、凝固モードスイッチ７５、切断モードスイッチ７６、および混合モードスイッチ７７は、凝固器制御装置本体フレーム７８上に配置されている。凝固器制御装置マイクロコントローラ６９は、凝固器制御装置本体フレーム７８内に配置されている。
【００２８】
図１８に示す腹腔鏡器具イミテータである内視鏡イミテータ５は、ロッド２０と、センサー装置２１と、器具蝶ナット２３とを有する。ロッド２０は、センサー装置２１に連結され、器具蝶ナット２３は、センサー装置２１に連結されている。
【００２９】
図１９に示すセンサー装置２１およびインターフェースユニット４に連結された内視鏡ビデオカメラ制御装置６の主要スキームは、内視鏡ビデオカメラ制御装置６と、センサー装置２１と、インターフェースユニット４と、内視鏡ビデオカメラ制御装置マイクロコントローラ７０と、内視鏡ビデオカメラスイッチ７９と、色相コントローラー８０と、照度コントローラー８１と、ホワイトバランスコントローラー８２と、ハロゲン光スイッチ８３と、キセノン光スイッチ８４と、ＢＡＳ６−１１ＥＷＡにならって実現することができる輝度ディスプレイ８５と、センサー装置マイクロコントローラ３７と、インターフェースユニットマイクロコントローラ６８と、内視鏡ビデオカメラ制御装置本体フレーム８６とを有する。内視鏡ビデオカメラスイッチ７９、色相コントローラー８０、照度コントローラー８１、ホワイトバランスコントローラー８２、ハロゲン光スイッチ８３、キセノン光スイッチ８４、および輝度ディスプレイ８５は、内視鏡ビデオカメラ制御装置本体フレーム８６上に取り付けられている。内視鏡ビデオカメラ制御装置マイクロコントローラ７０は、内視鏡ビデオカメラスイッチ７９、色相コントローラー８０、照度コントローラー８１、ホワイトバランスコントローラー８２、ハロゲン光スイッチ８３、キセノン光スイッチ８４、センサー装置マイクロコントローラ３７、インターフェースユニットマイクロコントローラ６８、および輝度ディスプレイ８５に連結されている。内視鏡ビデオカメラ制御装置マイクロコントローラ７０は、内視鏡ビデオカメラ制御装置本体フレーム８６内に配置されている。
【００３０】
図２０に示すインターフェースユニット４に連結された吸引−洗浄器制御装置８の主要スキームは、吸引−洗浄器制御装置８と、インターフェースユニット４と、吸引−洗浄器制御装置マイクロコントローラ７１と、吸引−洗浄器のペダル１８と、吸引−洗浄器スイッチ８７と、吸引モードスイッチ８８と、洗浄モードスイッチ８９と、開閉スイッチ９０と、インターフェースユニットマイクロコントローラ６８と、吸引−洗浄器制御装置本体フレーム９１とを有する。吸引−洗浄器制御装置マイクロコントローラ７１は、吸引−洗浄器のペダル１８、吸引−洗浄器スイッチ８７、吸引モードスイッチ８８、洗浄モードスイッチ８９、開閉スイッチ９０、およびインターフェースユニットマイクロコントローラ６８に連結されている。吸引−洗浄器スイッチ８７、吸引モードスイッチ８８、洗浄モードスイッチ８９、および開閉スイッチ９０は、吸引−洗浄器制御装置本体フレーム９１上に配置されている。吸引−洗浄器制御装置マイクロコントローラ７１は、吸引−洗浄器制御装置本体フレーム９１内に配置されている。
【００３１】
図２１に示すインターフェースユニット４に連結された送気器制御装置１０の主要スキームは、送気器制御装置１０と、インターフェースユニット４と、送気器制御装置マイクロコントローラ７２と、インターフェースユニットマイクロコントローラ６８と、送気器スイッチ９２と、送気開始ボタン９３と、増圧スイッチ９４と、減圧スイッチ９５と、圧力記憶スイッチ９６と、増風量スイッチ９７と、減風量スイッチ９８と、風量記憶スイッチ９９と、設定圧力ディスプレイ１００と、測定圧力ディスプレイ１０１と、設定風量ディスプレイ１０２と、測定風量ディスプレイ１０３と、送気器制御装置本体フレーム１０４とを有する。送気器制御装置マイクロコントローラ７２は、インターフェースユニットマイクロコントローラ６８、送気器スイッチ９２、送気開始ボタン９３、増圧スイッチ９４、減圧スイッチ９５、圧力記憶スイッチ９６、増風量スイッチ９７、減風量スイッチ９８、および風量記憶スイッチ９９の出力、設定圧力ディスプレイ１００、測定圧力ディスプレイ１０１、設定風量ディスプレイ１０２、および測定風量ディスプレイ１０３の入力に、連結されている。送気器スイッチ９２、送気開始ボタン９３、増圧スイッチ９４、減圧スイッチ９５、圧力記憶スイッチ９６、増風量スイッチ９７、減風量スイッチ９８、風量記憶スイッチ９９、設定圧力ディスプレイ１００、測定圧力ディスプレイ１０１、設定風量ディスプレイ１０２、および測定風量ディスプレイ１０３は、送気器制御装置本体フレーム１０４上に取り付けられている。送気器制御装置マイクロコントローラ７２は、送気器制御装置本体フレーム１０４内に配置されている。
【００３２】
動作中の、図２に示す腹腔鏡器具イミテータである腹腔鏡把持具イミテータ３および図３に示す腹腔鏡器具イミテータのセンサー装置２１について説明する。外科医がハンドル２２上の蝶ナット２３を回転させると、前記回転はハンドルプーリー３０およびエンコーダープーリー２５を介してエンコーダー２４に伝達される。このように、腹腔鏡把持具イミテータ３のロッド２０の回転追跡が行われる。ブランチ１９のスパンは、ホールセンサー３５によって追跡される。ホールセンサー３５は、留め具３２上に固定された磁気ヘッド３４の位置を決定する。ハンドル２２を操作すると、留め具３２は、ホールセンサー３５によって登録される直動を実行する。ハンドル２２の動作距離は、ストローク制限ケージ３３の壁に当接するロックリング３１によって制限され、それによりブランチ１９の動作距離の実際のストローク制限が模倣される。腹腔鏡把持具イミテータ３およびその他の腹腔鏡器具イミテータを利用した外科医の操作の詳細は、図１にスキームを示すハイブリッド医療用腹腔鏡シミュレータに関する本願明細書１８頁〜２５頁における胆嚢摘出および付属器摘出インターベンション訓練の例において考査される。
【００３３】
動作中の、図４（側面図）に断面を示すトロカールイミテータ１１について説明する。腹腔鏡器具イミテータ、例えば、腹腔鏡器具の一つである腹腔鏡把持具イミテータ３は、腹腔鏡器具レセプタクル３９の孔に挿入されている。腹腔鏡把持具イミテータ３は、実際のインターベンションの実行中にＸ方向およびＹ方向に回転し、腹腔鏡器具レセプタクル３９およびトロカールイミテータ本体フレーム３８は、それぞれ回転し、前記回転は、トロカールイミテータ本体フレームシャフト４１を介してＹ方向回転センサー４６に伝達され、同様に、前記回転は、可動アングルバー４５および可動アングルバーシャフト４８を介してＸ方向回転センサー４９に伝達される。Ｙ方向回転センサー４６およびＸ方向回転センサー４９は、腹腔鏡把持具イミテータ３の空間における位置の座標を追跡する。腹腔鏡把持具イミテータ３は、挿入されている際、保持ローラ４０および器具直動検出センサーシャフト４３と接触し、それにより、器具直動検出センサー４２は、腹腔鏡器具レセプタクル３９内における腹腔鏡把持具イミテータ３の挿入の深さを登録する。ロボット患者１の腹腔にトロカールイミテータ１１が挿入されている際の外科医の操作の詳細は、本願明細書２１頁および２６頁〜２７頁における胆嚢摘出術および付属器摘出インターベンション訓練の例において考査される。
【００３４】
動作中の、図５（平面図）および図６（正面図）に示すトロカールイミテータ１１に連結されたトロカールイミテータ１１の変位ノードについて説明する。外科医は、案内路５４により、トロカールイミテータ１１を所要の作業位置に設定することができる。外科医は、変位ノード蝶ナット６７をゆるめて回転角度およびトロカールイミテータ１１のノードからの距離を選定し、それから変位ノード蝶ナット６７を締める。案内路５４の回転は、案内路プーリー５９およびセンサープーリー６４を介して案内路回転センサー５８に伝達される。案内路直動センサー５５は、案内路５４の直動を定義する。このように、ロボット患者１の腹腔の前壁上のトロカールイミテータ１１の位置が定義される。
【００３５】
動作中の、図７に概略を示す腹腔内にトロカールイミテータを配置されたロボット患者１について説明する。トロカールイミテータ１１は、ロボット患者１内に取り付けられ、その腹腔内に配置されている。このハイブリッド医療用腹腔鏡シミュレータの実行においては、４個の可動トロカールイミテータ１１が使用されている。内視鏡手術インターベンションの種類に応じて、トロカールイミテータ１１の異なる位置が設定される。内視鏡イミテータ５、凝固器イミテータ、腹腔鏡鋏イミテータ、腹腔鏡把持具イミテータ３、ディセクタイミテータ、フックイミテータ、腹腔鏡クリップアプライヤイミテータ、および吸引−洗浄器イミテータ７等の様々な種類の腹腔鏡器具イミテータが使用される。凝固器イミテータは、腹腔鏡把持具イミテータ３に準じて実現される。
【００３６】
動作中の、図８に示す腹腔鏡器具イミテータのセンサー装置マイクロコントローラ３７と腹腔鏡器具イミテータのセンサーとを連結する主要スキームについて説明する。
【００３７】
腹腔鏡器具イミテータのセンサー装置マイクロコントローラ３７の作業アルゴリズムを図１３のブロック図に示す。図２に示すブランチ１９のスパン角度および腹腔鏡器具イミテータ３の回転の座標を追跡するエンコーダー２４およびホールセンサー３５からのデータは、センサー装置マイクロコントローラ３７に進み、センサー装置マイクロコントローラ３７は、前記データを、ＴＷＩインターフェースを介してインターフェースユニットマイクロコントローラ６８に送られてインターフェースユニットマイクロコントローラ６８によって検出されるデータバーストに変換する。センサー装置マイクロコントローラ３７からのデ−タは、赤外線ＬＥＤ３６に伝達され、赤外線ＬＥＤ３６は、図４に示すトロカールイミテータ１１内に配置される赤外線検知器５２に器具コードの信号を進める（このように、前記システムは、特定のトロカールイミテータ１１に挿入されている腹腔鏡器具イミテータの種類を検出する。）。
【００３８】
動作中の、図９に示すセンサー装置２１および各制御装置に連結されたインターフェースユニット４の主要スキームについて説明する。腹腔鏡器具イミテータのセンサー装置マイクロコントローラ３７、凝固器制御装置１３内に配置された凝固器制御装置マイクロコントローラ６９、内視鏡ビデオカメラ制御装置６内に配置された内視鏡ビデオカメラ制御装置マイクロコントローラ７０、吸引−洗浄器制御装置８内に配置された吸引−洗浄器制御装置マイクロコントローラ７１、および送気器制御装置１０内に配置された送気器制御装置マイクロコントローラ７２は、インターフェースユニット４内に配置されたインターフェースユニットマイクロコントローラ６８にＴＷＩインターフェースを介して連結されている。
【００３９】
インターフェースユニットマイクロコントローラ６８の作業アルゴリズムを、図１４のブロック図に示す。インターフェースユニットマイクロコントローラ６８は、このように、ｎ個のセンサー装置マイクロコントローラ３７（ｎは、連結される腹腔鏡器具イミテータの数を表す）、内視鏡ビデオカメラ制御装置マイクロコントローラ７０、吸引−洗浄器制御装置７１、送気器制御装置マイクロコントローラ７２、および凝固器制御装置マイクロコントローラ６９からのデータを、ＴＷＩインターフェースを介して要求する。インターフェースユニットマイクロコントローラ６８は、受信したデータを、ＥＣＭ２上のプログラムによって検出されるデータバーストに変換する。前記データは、ＲＳ２３２ＣＯＭ−ｐｏｒｔを介してＥＣＭ２に伝達される。
【００４０】
動作中の、図１０に示すトロカールイミテータの変位ノードのマイクロコントローラ６６とＥＣＭ２とを連結する主要スキームについて説明する。図１５および図１６のブロック図に、トロカールイミテータの変位ノードのマイクロコントローラ６６の作業アルゴリズムを示す。器具直動検出センサー４２、Ｙ方向回転センサー４６、Ｘ方向回転センサー４９、案内路回転センサー５８、空間におけるトロカールイミテータ１１の位置変化を追跡する案内路直動センサー５５、および赤外線ＬＥＤ３６からの信号を受信してトロカールイミテータ１１に挿入されている腹腔鏡器具イミテータの種類を検出する赤外線検知器５２からのデータは、各トロカールイミテータの変位ノードのメインマイクロコントローラ６６に対して前記のセンサーと同様のセットで、トロカールイミテータの変位ノードのマイクロコントローラ６６（６６１、６６２、６６３、６６４）に進む。このハイブリッド医療用腹腔鏡シミュレータの実行は、４個の可動トロカールイミテータ１１と、対応する図１０に示す４個のトロカールイミテータの変位ノードのマイクロコントローラ６６を有する。メイントロカールイミテータの変位ノードのマイクロコントローラ６６４（マスター）は、結果として、ＳＰＩインターフェースを介して他の３個のトロカールイミテータの変位ノードのマイクロコントローラ６６１〜６６３からデータを要求し、全ての受信データをＥＣＭ２のプログラムによって認識される１つのデータバーストに変換し、ＲＳ２３２シリアルポートを介して前記データをＥＣＭ２に伝達する。
【００４１】
動作中の、図１１に示すセンサー装置２１およびインターフェースユニット４に連結された凝固器制御装置１３の主要スキームについて説明する。図１７のブロック図に、腹腔鏡装置イミテータである凝固器制御装置のマイクロコントローラ６９の作業アルゴリズムを示す。凝固器制御装置のマイクロコントローラ６９は、凝固器制御装置１３内に配置されている。凝固器電源コントローラー７４、凝固モードスイッチ７５、切断モードスイッチ７６、および混合モードスイッチ７７からのデータは、凝固器制御装置のマイクロコントローラ６９に伝達される。腹腔鏡器具イミテータである凝固器イミテータ内に配置されたセンサー装置マイクロコントローラ３７からのデータは、ＴＷＩインターフェースを介して、凝固器制御装置のマイクロコントローラ６９に伝達される。凝固器制御装置のマイクロコントローラ６９は、収集したデータを、ＴＷＩインターフェースを介してインターフェースユニットマイクロコントローラ６８に伝達する。
【００４２】
動作中の、図１９に示すセンサー装置２１およびインターフェースユニット４に連結された内視鏡ビデオカメラ制御装置６の主要スキームについて説明する。図２２のブロック図に、内視鏡ビデオカメラ制御装置のマイクロコントローラ７０の作業アルゴリズムを示す。内視鏡ビデオカメラ制御装置のマイクロコントローラ７０は、内視鏡ビデオカメラ制御装置６内に配置されている。内視鏡ビデオカメラスイッチ７９、色相コントローラー８０、照度コントローラー８１、ホワイトバランスコントローラー８２、ハロゲン光スイッチ８３、およびキセノン光スイッチ８４からのデータは内視鏡ビデオカメラ制御装置のマイクロコントローラ７０に伝達される。腹腔鏡器具イミテータである内視鏡イミテータ５内に配置されたセンサー装置マイクロコントローラ３７からのデータは、内視鏡ビデオカメラ制御装置のマイクロコントローラ７０にＴＷＩインターフェースを介して伝達される。内視鏡ビデオカメラ制御装置のマイクロコントローラ７０は、収集したデータをインターフェースユニットマイクロコントローラ６８にＴＷＩインターフェースを介して伝達する。照度コントローラー８１を押すと、設定値は、輝度ディスプレイ８５に表示される。
【００４３】
動作中の、図２０に示すインターフェースユニット４に連結された吸引−洗浄器制御装置８の主要スキームについて説明する。図２３のブロック図に、吸引−洗浄器制御装置のマイクロコントローラ７１の作業アルゴリズムを示す。吸引−洗浄器制御装置のマイクロコントローラ７１は、吸引−洗浄器制御装置８内に配置されている。吸引−洗浄器スイッチ８７、吸引モードスイッチ８８、洗浄モードスイッチ８９、開閉スイッチ９０、および吸引−洗浄器ペダル１８からのデータは、吸引−洗浄器制御装置のマイクロコントローラ７１に伝達される。吸引−洗浄器制御装置のマイクロコントローラ７１は、収集したデータを、インターフェースユニットマイクロコントローラ６８にＴＷＩインターフェースを介して伝達する。
【００４４】
動作中の、図２１に示すインターフェースユニット４に連結された送気器制御装置１０の主要スキームについて説明する。図２４のブロック図に送気器制御装置のマイクロコントローラ７２の作業アルゴリズムを示す。送気器制御装置のマイクロコントローラ７２は、送気器制御装置１０内に配置されている。送気器スイッチ９２、送気開始ボタン９３、増圧スイッチ９４、減圧スイッチ９５、圧力記憶スイッチ９６、増風量スイッチ９７、減風量スイッチ９８、および風量記憶スイッチ９９からのデータは、送気器制御装置マイクロコントローラ７２に伝達される。送気器制御装置マイクロコントローラ７２は、受信したデータを、インターフェースユニットマイクロコントローラ６８にＴＷＩインターフェースを介して伝達する。
【００４５】
インターフェースユニット６８から受信したデータは、測定圧力ディスプレイ１０１および測定風量ディスプレイ１０３に表示される。増圧スイッチ９４、減圧スイッチ９５、および圧力記憶スイッチ９６を押すと、各設定値は、設定圧力ディスプレイ１００に表示される。増風量スイッチ９７、減風量スイッチ９８、および風量記憶スイッチ９９を押すと、各設定値は、設定風量ディスプレイ１０２に表示される。
【００４６】
動作中の、図１に示すハイブリッド医療用腹腔鏡シミュレータについて説明する。図１２のブロック図に示すプログラムアルゴリズムの実行をロードするシステムを操作すると、ＥＣＭ２のプロセッサが開始する（図１２のブロック図は、２頁にわたっており、１頁目は、１２−１とし、２頁目は、１２−２とする）。図１２のブロック図に示すアルゴリズムに従って、グラフィック表現モジュールは、演習、較正モード、または終了が選定される可視化システム１２内のメニューを表示する。メニューオプションの選定は、ＥＣＭ２のマニピュレーターを用いて行われる。
【００４７】
外科医による腹腔鏡器具イミテータを用いた操作は、図３に示すエンコーダー２４およびホールセンサー３５によって、器具蝶ナット２３の回転およびハンドル２２の圧力により追跡される。これらのセンサーは、図８に示す腹腔鏡器具イミテータのセンサー装置マイクロコントローラ３７を腹腔鏡器具のイミテータのセンサーに連結する主要スキームと、図９に示すセンサー装置２１および各制御装置に連結されたインターフェースユニット４の主要スキームとに従って、ＥＣＭ２に連結される。これらのセンサーからのデータは、図１３のブロック図に示す腹腔鏡器具イミテータのセンサー装置マイクロコントローラ３７の作業アルゴリズムと図１４のブロック図に示すインターフェースユニットマイクロコントローラ６８の作業アルゴリズムに従ってＥＣＭ２に伝達される。
【００４８】
挿入された腹腔鏡器具イミテータを利用したトロカールイミテータ１１による操作は、器具直動検出センサー４２、Ｙ方向回転センサー４６、およびＸ方向回転センサー４９を用いて追跡される。トロカールイミテータ１１の変位は、トロカールイミテータの変位ノードにおいて、案内路直動センサー５５および案内路回転センサー５８を用いて追跡される。これらのセンサーは、図１０に示すトロカールイミテータの変位ノードのマイクロコントローラ６６とＥＣＭ２を連結する主要スキームに従って、ＥＣＭ２に連結される。これらのセンサーからのデータは、図１５のブロック図に示すトロカールイミテータの変位ノードマイクロコントローラ６６１−６６３の作業アルゴリズムと、図１６のブロック図に示すトロカールイミテータの変位ノードマイクロコントローラ６６４の作業アルゴリズムとに従って、ＥＣＭ２に伝達される。
【００４９】
外科チームの操作を可視化システム１２の画像と接続するＥＣＭ２のプロセッサ上で実行されるアルゴリズムについて、以下に記す。
【００５０】
ＥＣＭ２のプロセッサ上のプログラムの実行を考慮したハイブリッド医療用腹腔鏡シミュレータについて説明する。図１２のブロック図に示すアルゴリズムに従って、較正モードのグラフィック表現モジュールは、可視化システム１２に、較正されたセンサー（例えば、エンコーダー２４、器具直動検出センサー４２、Ｙ方向回転センサー４６、Ｘ方向回転センサー４９、案内路直動センサー５５、および案内路回転センサー５８）が表されるダイアログボックス画像のシグナルを生成する。
【００５１】
腹腔鏡器具イミテータは、トロカールイミテータ１１に挿入されており、各較正されたセンサーの最小値および最大値が順次決定される。例えば、まず、器具直動検出センサー４２の較正ため、腹腔鏡器具イミテータは、トロカールイミテータ１１に最後まで挿入され、ＥＣＭ２のマニピュレーターによってセンサーの適切な最小位置固定モードがダイアログボックス内に選定され、そして、腹腔鏡器具イミテータは、トロカールイミテータ１１から完全に取り出されず、センサーの適切な最大位置固定モードがダイアログボックス内に選定される。較正係数の値は、図１２のブロック図に示すアルゴリズムに従って、プログラムによってＥＭＣ２のデータベースに自動的に保存され、対応するセンサーから受信する信号値の正規化に使用される。較正は、演習において、トロカールイミテータ１１に挿入された器具イミテータの実際の動きと可視化システム１２によって映し出される仮想器具とが完全に一致するまで、やり直すことができる。
【００５２】
ハイブリッド医療用腹腔鏡シミュレータを用いて作業する間の外科チームの行動は、以下の通りである。看護師は、外科医およびそのアシスタントに彼らの要求に応じて器具を受け渡し、必要に応じて腹腔鏡器具イミテータを対応する制御装置に接続し、外科医の要求に応じて機器を並べ、外科医およびそのアシスタントをサポートする。外科医は、インターベンション過程を導き、重要な決断を承認する。アシスタントは、一般的に、片方の手に内視鏡イミテータ５を、もう片方の手に腹腔鏡把持具３を保持して、インターベンションの快適な実行のために仮想臓器を保持して外科医を助ける。他の種類の手術室機器、腹腔鏡装置イミテータ、およびその他の装置をシミュレータに挿入する際は、別途専門家の参加も可能である。例えば、麻酔装置（スタンド型）イミテータがオンの時は、麻酔科医の参加が必要となる。
【００５３】
組織および臓器の３Ｄモデルは、ＥＣＭ２のデータベースに挿入された、Ａｕｔｏｄｅｓｋ社によって開発されたＡｕｔｏｄｅｓｋ  ３ｄｓ  Ｍａｘシステムにおいてシミュレートされる。図１２のブロック図に示すアルゴリズムによると、物理モジュールは、ｎＶｉｄｉａ社のフィジックスソフトウェア開発キット（ＳＤＫ  ＰｈｙｓＸ）を用いて開発されたソフトウェアである。図１２のブロック図に示すアルゴリズムによると、グラフィック表現モジュールは、マイクロソフト社のダイレクトエックスソフトウェア開発キット（ＳＤＫ  ＤｉｒｅｃｔＸ）を用いて開発されたソフトウェアである。
【００５４】
図１２のブロック図に示す演習モードにおけるアルゴリズムに従ってＥＣＭ２のプロセッサ上で実行されるプログラムを考慮した、ハイブリッド医療用腹腔鏡シミュレータ上の胆嚢摘出術インターベンション訓練実行プロシージャを、以下に述べる。可視化システム１２は、選定した仮想患者の臨床症例記述をテキスト情報の形で映し出す。前記臨床症例記述は、仮想患者の症例記録および目下の不調を含む。例えば、原発性の胆嚢炎で胆石があり、上胃部に右肩帯を突き上げる痛みのある２９歳女性、脂肪分の多い食事の後に右季肋部に激痛があり、超音波検査で胆嚢にエコー性の病変を示している４３歳女性、昼食の５分後に発作性腹痛を起こした３７歳男性、ここ数年右季肋部に断続的な痛みがあり、分析結果がビリルビン量の増加を示している４８歳女性、吐き気および嘔吐をうったえ、肝臓を触診した際に右季肋部に痛みがあった過体重の５２歳男性、吐き気をうったえ、ここ１２時間に痛みがあり、咳をしたり動いたりする際に痛みが増す、過体重の４４歳女性、右季肋部に恒常的な痛みがあり、尿や排泄物が暗色で、強膜に黄疸がみられる４６歳女性、発熱と悪寒があって右季肋部に痛みがあり、ここ２４時間に吐き気をうったえ、強膜および皮膚に黄疸がみられる４９歳女性、等である。提供された情報に従って、外科医は、例えば、先のインターベンション後の瘢痕形成を考慮にいれて、手術台１４にロボット患者１をどのように置くか、および、トロカールイミテータ１１の配置を決定する必要がある。ロボット患者１は、手術台１４上に配置されている。腹腔鏡器具イミテータである内視鏡イミテータ５が挿入される第１トロカールイミテータ１１の位置は、変位ノード蝶ナット６７をゆるめて、実際のインターベンション中の位置に関連したロボット患者１の腹腔内のトロカールイミテータ１１の位置を設定した後に変位ノード蝶ナット６７を締めることによって選定される。
【００５５】
外科医は、送気器パイプ９を送気器制御装置１０上のトロカールバルブ５３に接続し、看護師（または外科医）は、増圧スイッチ９４および減圧スイッチ９５を用いて圧力値を設定し、設定圧力ディスプレイ１００を監視しながら圧力記憶スイッチ９６を押す。腹腔鏡器具イミテータである内視鏡イミテータ５が挿入される。挿入された内視鏡イミテータ５は、赤外線ＬＥＤ３６を介して器具コードの信号をトロカールイミテータ１１の赤外線検知器５２に送る。器具コードに関するデータならびにトロカールイミテータ１１のセンサー（器具直動検出センサー４２、Ｙ方向回転センサー４６、Ｘ方向回転センサー４９、案内路直動センサー５５、および案内路回転センサー５８）の位置および向きのデータは、ＥＣＭ２に伝達される。器具コードに従って、プログラムは、内視鏡イミテータ５またはその他の腹腔鏡器具イミテータが挿入されているかどうかを検出する。トロカールイミテータ１１の位置および向きに関するデータは、図１２のブロック図に示すアルゴリズムに従って、較正モードにおいて定義される較正係数を考慮して標準化される。第１トロカールイミテータ１１の選択および腹腔鏡器具イミテータである内視鏡イミテータ５の取り付けの後、可視化システム１２は、図１２のブロック図に示すアルゴリズムによって、仮想内視鏡の位置に応じてグラフィック表現モジュールによって生成された映像データを表示する。看護師は、内視鏡ビデオカメラ制御装置６の画質を調整する。外科医は、仮想臓器を検査し、受信した映像データに基づいて、他のトロカールイミテータ１１を取り付け、内視鏡イミテータ５をアシスタントに渡し、各トロカールイミテータ１１用の変位ノード蝶ナット６７を緩め、トロカールイミテータ１１の必要な位置を設定し、変位ノード蝶ナット６７を固定して、対応する腹腔鏡器具イミテータを挿入する。図１２のブロック図に示すアルゴリズムによって、物理モジュールは、トロカールイミテータ１１への各腹腔鏡器具イミテータの挿入の際における腹腔鏡器具イミテータの、硬度、体積、放電、血管外漏出、切断面、ひずみ、空間的位置、ならびに仮想臓器および組織との干渉といった物性をシミュレートし、図１２のブロック図に示すアルゴリズムによって、グラフィック表現モジュールは、仮想腹腔鏡器具の位置に応じて、仮想臓器および組織間の各仮想腹腔鏡器具の画像を生成する。
【００５６】
選択した仮想患者に応じ、図１２のブロック図に示すアルゴリズムによって、物理モジュールは、実際のものと近似した仮想臓器の物性をシミュレートし、サイズ、形、色、胆嚢、胆管、および動脈の配置等を含めた解剖学的変形例を形成する。
【００５７】
この時、臓器の３Ｄコンピュータモデルの変形例の一つは、臓器表面（表面は、３Ｄ空間内の点、点面法線、および点同士の関係によって設定される）、テクスチャー（３Ｄ表面に重畳する模倣臓器の視覚反映）、および性質（弾性、脆弱性、等）の記述を含めてＥＣＭ２のデータベースから読み込まれる。その後、読み込まれたデータは、変形および解離のシミュレーションに必要な構造体に変換される。
【００５８】
胆嚢摘出術インターベンション訓練は、段階毎に行ってもよいし、全ステージを行ってもよい。
【００５９】
段階毎モード。選択したインターベンションステージ（牽引、カロー三角処理、胆嚢管および動脈のクリッピングおよび切除、および胆嚢可動化）の別々の訓練。図１２のブロック図に示すアルゴリズムによって、物理モジュールは、ＥＣＭ２のデータベースにおいて、臓器の物理モデルを、選択したステージに先立って完成したステージに関連した状態に初期化し、信号を、可視化システム１２に送られる仮想臓器の３Ｄ画像を形成するグラフィック表現モジュールに送る。このために、物理モジュールは、図１２のブロック図に示すアルゴリズムによって、（例えば、牽引され、解離およびクリッピングが施された）臓器をシミュレートする３Ｄ表面を改変する。
【００６０】
選択したステージで必要とされる全ての動作が行われると、自動終了が行われる。
【００６１】
インターベンションの全プロシージャ。図１２のブロック図に示すアルゴリズムによって、物理モジュールは、ＥＣＭ２のデータベースにおいて臓器の物理モデルを（手術台に横たわる実際の患者の体内で配置されて変形されているように）初期条件に初期化し、グラフィック表現モジュールは、図１２のブロック図に示す物理モジュールおよびその他のモジュールから受信したデータを考慮して、可視化システム１２に送られる３Ｄ画像を形成する。図１２のブロック図に示すアルゴリズムによって、論理モジュールは、インターベンションステージの不具合の定義を含め、次のステージの開始および終了の属性を定義する。全てのインターベンションステージが完了すると演習は、終了する。
【００６２】
インターベンションステージ
牽引。まず、外科医またはアシスタントは、牽引を行う必要がある。手術をうける領域へアクセスできるよう胆嚢仮想モデルの変位を行う。アシスタントは、腹腔鏡把持具イミテータ３をトロカールイミテータ１１に挿入し、仮想器具の形で可視化システム１２に表示される腹腔鏡把持具イミテータ３を用いて操作を行い、腹腔鏡把持具イミテータ３を用いて胆嚢底を捉えて仮想胆嚢を変位させる。ここで、物理モジュールは、仮想胆嚢の３Ｄ表面の変形および他の仮想臓器に与えるその影響を判別する。物理モジュールは、仮想臓器表面の現状を１秒間に数回評価し、グラフィック表現モジュールは、可視化システム１２に入る信号を生成する。結果として、実際の移動度、動きの滑らかさ、および仮想臓器の相互影響の画像とともに、挿入された腹腔鏡器具イミテータである内視鏡イミテータ５の向きに関して、シミュレートした画像ができる。
【００６３】
論理モジュールは、牽引方向の精度（腹腔鏡器具イミテータの計算された座標をもとに動きパターンが定められ、前記パターンはＥＣＭ２のデータベースに保存された変形例サンプルと比較され、許容変動率が検討される）、手術領域の視覚化の正確さ（仮想胆嚢および仮想血管の配置は、仮想臓器の表面点の座標に基づいて評価され、ＥＣＭ２のデータベースに保存された変形例サンプルと比較され、許容変動率が検討される）、および仮想臓器把持の正確さ（腹腔鏡器具を用いて把持される領域は、評価され、把持区域と許容限界の相関性が確認され、器具コードは、ＥＣＭ２のデータベースに保存された認められた器具コードと比較される）を定義する。
【００６４】
カロー三角処理。外科医は、腹部の膜および脂肪組織を解離してクリッピングおよび切除される管状構造（動脈および管）を確保する（可視化する）必要がある。このために、外科医は、腹腔鏡器具イミテータの一つ（例えば、腹腔鏡器具イミテータであるディセクタイミテータまたはフックイミテータ）を挿入し、看護師は、外科医の要求に応じて、器具のコネクタを凝固器制御装置１３に接続し、対応するスイッチ（凝固モードスイッチ７５、切断モードスイッチ７６、混合モードスイッチ、および凝固器電源コントローラー７４）を用いて、必要なモードおよび電流率をセットアップする。モードおよび電流率の値は、ＥＣＭ２に伝達される。腹腔鏡器具イミテータを操作する時、外科医は、仮想脂肪組織を把持して引き戻し、そして、凝固器のペダル１７を押すことによって解離する（凝固器のペダル１７を押す信号は、ＥＣＭ２によって受信され、物理モジュールは、仮想組織を流れる仮想電流を生成する）。物理モジュールは、仮想器具の仮想ブランチの座標および仮想組織の表面点の座標に従って、前記組織のどの領域が仮想ブランチと接触しているのかを判別し、接触条件が満たされている場合、組織のこれらの領域を流れる電流が模倣され、ランダムに動く解離した組織の煙および粒子は、仮想組織の近接領域の完全解離の１〜３秒の期間、可視化システム１２において映し出され、そして、可視化システム１２の画像から円滑に消える。論理モジュールは、器具を扱う間の安全要求事項を満たしているか（仮想組織の把持から解離開始までの仮想器具の仮想ブランチの動く方向は、許容される方向と比較され、許容変動率が検討される）等、解離方向の正確さを定義する（順次解離される仮想組織の領域の平均座標に従って、軌道がレイアウトされ、軌道の変形例サンプルと類似性が比較され、許容変動率が検討される）。
【００６５】
動脈および管のクリッピングならびに切除。外科医は、腹腔鏡クリップアプライヤイミテータをトロカールイミテータ１１に挿入して操作し、仮想器具を動かして仮想クリップアプライヤのブランチ間の仮想血管の必要な箇所へ進入させ、腹腔鏡クリップアプライヤイミテータのハンドルを握ることによりクリップを適用する。物理モジュールは、血管モデルの変形を判別し、３Ｄ血管表面を改変し、適用したクリップをその取り付け場所において可視化する（各クリップについて、仮想環境における位置および仮想血管の対応する変形が判別される）。十分な量のクリップを取り付けた後、外科医は、腹腔鏡鋏イミテータを挿入して操作し、仮想鋏のブランチを仮想血管の切開部に接近させ、切開を行う。物理モジュールは、仮想切開の結果による仮想血管の３Ｄ表面の変化を判別する（グラフィック表現モジュールは、前記変化を可視化システム１２に映し出す）。論理モジュールは、図１２のブロック図に示すアルゴリズムおよび以下に記す動作の記述により、適用したクリップの配置の正確さ（適用領域は、認められた適用領域の変形例サンプルと比較される）、クリップの量、および管状構造切除の場所の正確さ（切除領域は、許容される切除領域の変形例サンプルと比較される）を定義する。
【００６６】
胆嚢の可動化。外科医は、胆嚢を肝臓から分離する必要がある。このために、外科医は、フックイミテータを挿入し、看護師は、外科医の要求に応じて、器具のコネクタを凝固器制御装置１３に接続し、対応するスイッチ（凝固モードスイッチ７５、切断モードスイッチ７６、混合モードスイッチ、および凝固器電源コントローラー７４）を用いて必要なモードおよび電流率をセットアップする。外科医は、腹腔鏡把持具イミテータ３を第２トロカールイミテータ１１（左手）に挿入して操作し、仮想胆嚢を把持して引き戻す（物理モジュールは、胆嚢の対応する表面変形、仮想腹腔鏡器具の動きに応じたその他の仮想臓器の動きおよび変形を判別する）。外科医は、腹腔鏡器具イミテータを操作し、仮想フックを仮想胆嚢および仮想肝臓の癒着箇所に持って行き、凝固器１７のペダルを押す。物理モジュールは、仮想器具の座標に従って前記組織が前記仮想器具の電極と接しているかどうかを判別し、接触条件が満たされている場合、前記組織の近接領域を流れる電流が模倣され、ランダムに動く解離した組織の煙および粒子は、前記組織の近接領域の完全解離の１〜３秒の期間、可視化システム１２において映し出され、仮想肝臓および胆嚢の３Ｄ表面は、剥離される（これも可視化システム１２で見ることができる）。論理モジュールは、外科医の腹腔鏡器具イミテータ操作による仮想器具と仮想臓器および組織との接触の正確さを定義する：接触時間（論理モジュールは、接触時間を最小値および最大値と比較し、接触時間が設定容量の最小レベルより短い場合、仮想組織の剥離は、行われず、接触時間が設定容量の最大レベルより長い場合、広範囲壊死が模倣される）、接触場所（物理モジュールは、３Ｄ座標における現在のインパクト領域を判別し、論理モジュールは、特定の領域で使用される器具の許容性および妥当性を確認する）等、血液凝固性能（論理モジュールは、接触領域を仮想臓器表面下の仮想血管のデータベースと比較し、仮想器具を用いたまたはディセクタの動作下での貫通および解離結果、出血がおこる（これは可視化システム１２においてみることができる）。仮想出血がある場合、凝固の事実および器具を用いた止血のための出血点が確認される）、洗浄（外科医は、吸引−洗浄器イミテータ７を挿入して操作し、仮想流体蒸気を、血液、胆汁、および死組織を洗い流す必要がある仮想臓器表面領域に向ける必要がある。その際、軌道が判別されて蒸気が映し出され、表面領域への蒸気インパクトが判別され、得られた表面領域は、出血計算モジュールに伝達され、洗い流す部分が定義される（これは、可視化システム１２で見ることができる）。）、および胆嚢床の吸引、等。
【００６７】
緊急事態。論理モジュールは、例えば、心臓停止等の緊急事態を創出する。その際、可視化システム１２の値および／またはロボット患者１の視聴覚で機械的なバイタルサインを変更する信号が送られる。外科チームは、緊急事態を識別して適切に対処する必要がある。論理モジュールは、外科チームのさらなる行動を分析する（例えば、心臓停止の場合は、外科医およびアシスタントは、インターベンションを直ちに停止する必要があり、仮想出血がある場合は、出血点を凝固または損傷した仮想血管をクリップする必要があり、その後、更なる蘇生措置のために腹腔鏡器具イミテータを取り出す必要がある。行動の正確さは、挿入された腹腔鏡器具イミテータおよび止まっていない出血の存在に従って定義され、適時性は仮想タイマーによって定義される。）
【００６８】
図１２のブロック図に示す演習モードにおけるアルゴリズムに従ってＥＣＭ２のプロセッサ上で実行されるプログラムを考慮した、ハイブリッド医療用腹腔鏡シミュレータ上の付属器摘出インターベンション（子宮付属器除去）訓練実行プロシージャの記述を、以下に述べる。可視化システム１２は、選定した仮想患者の臨床症例記述をテキスト情報の形で映し出す。前記臨床症例記述は、仮想患者の症例記録および目下の不調を含む。例えば、超音波検査で腫瘍性空洞病巣を示し、腸骨部に激痛のある（莢膜細胞腫捻転の臨床症例）４３歳女性、および左鼠径部に下腹部激痛があって入院しており、既往歴に左付属器捻転による診断的腹腔鏡検査があり、左付属器を保存しつつ捻転を戻した３０歳女性。
【００６９】
提供された情報に従って、外科医は、例えば、先のインターベンション後の瘢痕形成を考慮に入れて、手術台１４にロボット患者１をどのように置くか、および、トロカールイミテータ１１の配置を、決定する必要がある。ロボット患者１は、手術台１４上に配置されている。腹腔鏡器具イミテータである内視鏡イミテータ５が挿入される第１トロカールイミテータ１１の位置は、変位ノード蝶ナット６７をゆるめて、実際のインターベンション中の位置に関連したロボット患者１の腹腔内のトロカールイミテータ１１の位置を設定した後に、変位ノード蝶ナット６７を締めることによって選定される。外科医は、送気器パイプ９を送気器制御装置１０上のトロカールバルブ５３に接続し、看護師（または外科医）は、増圧スイッチ９４および減圧スイッチ９５を用いて圧力値を設定し、設定圧力ディスプレイ１００を監視しながら圧力記憶スイッチ９６を押す。腹腔鏡器具イミテータである内視鏡イミテータ５が挿入される。挿入された内視鏡イミテータ５は、赤外線ＬＥＤ３６を介して器具コードの信号を、トロカールイミテータ１１の赤外線検知器５２に送る。器具コードに関するデータおよびトロカールイミテータ１１のセンサー（器具直動検出センサー４２、Ｙ方向回転センサー４６、Ｘ方向回転センサー４９、案内路直動センサー５５、および案内路回転センサー５８）の位置および向きのデータは、ＥＣＭ２に伝達される。器具コードに従って、プログラムは、内視鏡イミテータ５またはその他の腹腔鏡器具イミテータが挿入されているかどうかを検出する。トロカールイミテータ１１の位置および向きに関するデータは、図１２のブロック図に示すアルゴリズムに従って較正モードにおいて定義される較正係数を考慮して、標準化される。
【００７０】
第１トロカールイミテータ１１の選択および腹腔鏡器具イミテータである内視鏡イミテータ５の取り付けの後、可視化システム１２は、図１２のブロック図に示すアルゴリズムによって、仮想内視鏡の位置に応じてグラフィック表現モジュールによって生成された映像データを表示する。看護師は、内視鏡ビデオカメラ制御装置６の画質を調整する。外科医は、仮想臓器を検査し、受信した映像データに基づいて、他のトロカールイミテータ１１を取り付け、内視鏡イミテータ５をアシスタントに渡し、各トロカールイミテータ１１用の変位ノード蝶ナット６７を緩め、トロカールイミテータ１１の必要な位置を設定し、変位ノード蝶ナット６７を固定して、対応する腹腔鏡器具イミテータを挿入する。図１２のブロック図に示すアルゴリズムによって、物理モジュールは、トロカールイミテータ１１への各腹腔鏡器具イミテータの挿入の際の腹腔鏡器具イミテータの、硬度、体積、放電、血管外漏出、切断面、ひずみ、空間的位置、ならびに仮想臓器および組織との干渉といった物性をシミュレートする。図１２のブロック図に示すアルゴリズムによって、グラフィック表現モジュールは、仮想腹腔鏡器具の位置に応じて、仮想臓器および組織間の各仮想腹腔鏡器具の画像を生成する。
【００７１】
選択した仮想患者に応じ、図１２のブロック図に示すアルゴリズムによって、物理モジュールは、実際のものと近似した仮想臓器の物性をシミュレートし、サイズ、形、色、子宮、卵管、卵巣、靱帯、および卵管間膜の配置等を含めた解剖学的変形例を形成する。この時、臓器の３Ｄコンピュータモデルの変形例の一つは、臓器表面（表面は３Ｄ空間内の点、点面法線、および点同士の関係によって設定される）、並びにテクスチャー（３Ｄ表面に重畳する模倣臓器の視覚反映）、および性質（弾性、脆弱性等）の記述を含めてＥＣＭ２のデータベースから読み込まれる。その後、読み込まれたデータは、臓器（組織）の変形および解離のシミュレーションに必要な構造体に変換される。
【００７２】
付属器摘出インターベンション訓練は、段階毎に行ってもよいし、全ステージを行ってもよい。
【００７３】
段階毎モード。選択したインターベンションステージ（牽引、卵管間膜凝固およびその解離、および止血コントロール）の別々の訓練。図１２のブロック図に示すアルゴリズムによって、物理モジュールは、ＥＣＭ２のデータベースにおいて、臓器の物理モデルを、選択したステージに先立って完成したステージに関連した状態に初期化し、信号を、可視化システム１２に送られる仮想臓器の３Ｄ画像を形成するグラフィック表現モジュールに送る。このために、物理モジュールは、図１２のブロック図に示すアルゴリズムによって、（例えば、牽引され、解離およびクリッピングが施された）臓器をシミュレートする３Ｄ表面を改変する。選択したステージで必要とされる全ての動作が行われると、自動終了が行われる。
【００７４】
インターベンションの全プロシージャ。図１２のブロック図に示すアルゴリズムによって、物理モジュールは、ＥＣＭ２のデータベースにおいて臓器の物理モデルを（手術台に横たわる実際の患者の体内で配置されて変形されているように）初期条件に初期化し、グラフィック表現モジュールは、図１２のブロック図に示す物理モジュールおよびその他のモジュールから受信したデータを考慮して、可視化システム１２に送られる３Ｄ画像を形成する。図１２のブロック図に示すアルゴリズムによって、論理モジュールは、インターベンションステージの不具合の定義を含め、次のステージの開始および終了の属性を定義する。全てのインターベンションステージが完了すると演習は終了する。
【００７５】
インターベンションステージ
牽引。まず、外科医またはアシスタントは、牽引を行う必要がある：手術をうける領域へアクセスできるよう仮想臓器モデルの変位を行う。アシスタントは、腹腔鏡把持具イミテータ３をトロカールイミテータ１１に挿入し、仮想器具の形で可視化システム１２に表示される腹腔鏡把持具イミテータ３を用いて操作を行い、腹腔鏡把持具イミテータ３を用いて卵管の先端部を捉えて頭部の方および横へ少し持ち上げる。彼らは、卵管間膜の場所および固有卵巣索を検査し、尿管をほぼ識別する（この時、仮想臓器および組織は腹腔鏡器具イミテータを用いて慎重に変位され、臓器および組織の構造が鮮明な画像を受け取る。ここで、物理モジュールは、可視化システム１２において、グラフィック表現モジュールによって映し出される３Ｄ表面の変形を判別する）。  
【００７６】
論理モジュールは、牽引方向の精度（腹腔鏡器具イミテータの計算された座標をもとに動きパターンが決められ、前記パターンはＥＣＭ２のデータベースに保存された変形例サンプルと比較され、許容変動率が検討される）、仮想卵管のおおざっぱまたは過度の変位（論理モジュールは、腹腔鏡器具イミテータ座標の変化に基づいて変位の速度および距離を判別し、１秒間に数十回（２０〜５０）伝達する。その際、物理モジュールは、可視化システム１２においてグラフィック表現モジュールによって映し出される３Ｄ表面変形を判別して伸張比を算出し、論理モジュールは、それをＥＣＭ２のデータベースに保存された変形例サンプルと比較する）、腹腔鏡把持具イミテータ３の誤った重複（物理モジュールは、仮想腹腔鏡把持具のブランチ座標に基づいて重複領域を判別し、論理モジュールは、それをＥＣＭ２のデータベースに保存された変形例サンプルと比較する）、誤った器具選定（論理モジュールは、器具コードをＥＣＭ２のデータベースに保存された認められた器具コードと比較する）、癒着切離術による腹部の膜、尿管、動脈または静脈血管のブランチ、管腔臓器、膀胱、および腸管の損傷（物理モジュールは、損傷定義のために仮想臓器および組織の３Ｄ表面の異なる領域への距離を判別し、論理モジュールは、それを仮想器具の作業中の最小レベルと比較し、受信した腹腔鏡器具イミテータの座標に従って、仮想臓器の３Ｄ表面への仮想器具の衝撃圧力を判別してそれを表面領域に対する最大許容圧力限界と比較する。仮想損傷はＥＣＭ２のデータベースに保存され、出血計算モジュールおよび論理モジュールに伝達される（これは可視化システム１２においてグラフィック表現モジュールよって映し出される））を定義する。
【００７７】
卵管間膜凝固および解離。外科医は、管、その縁、仮想卵巣の側縁および下縁と重なっており仮想腹腔鏡把持具を用いて引き戻した仮想卵管間膜を凝固および解離する必要がある。外科医は、腹腔鏡把持具イミテータ３を一方のトロカールイミテータ１１に挿入し、凝固器イミテータを他方のトロカールイミテータ１１に挿入する。外科医は、腹腔鏡把持具イミテータ３を用いて仮想卵管間膜を把持して引き戻し、仮想凝固器の鉗子を重ね、凝固器１７のペダルを押してそのまま１〜２秒間押し下げたままにし、物理モジュールは、仮想鉗子座標に従って凝固領域を判別し、論理モジュールは、パワーおよび接触時間を判別する。グラフィック表現モジュールは、仮想凝固器の鉗子周りの組織の黄変または変色を映し出し、仮想組織の変化した特性をＥＣＭ２のデータベースに保存する。各小さな領域の凝固の後、外科医は、凝固器イミテータを取り出し、その代わりに腹腔鏡鋏イミテータを挿入し、その動作が仮想イミテータのそれと連係している腹腔鏡鋏イミテータのブランチ１９を仮想組織の凝固領域に近づけ、ハンドル２２を押してそれを解離する（これは可視化システム１２において映し出される）（物理モジュールは、解離の時の仮想ブランチの座標に基づいて解離領域を判別し、関連する変形は３Ｄ表面に作られ、データは、ＥＣＭ２のデータベースに保存される。）。そして、子宮固有卵巣索および卵巣提索を凝固および切除する必要がある（前述した卵管間膜の凝固および切除と同様に行われる）。論理モジュールは、仮想卵管、子宮固有卵巣索、および卵巣提索の誤った病変識別、（論理モジュールは、仮想組織領域の凝固または解離の信号が到着すると、接触領域を判別し、それをＥＣＭ２のデータベースに保存された変形例サンプルと比較し、接触領域が許容寸法差に関する変形例サンプルと合致しない場合、グラフィック表現モジュールから可視化システム１２へ送られるテキストメッセージを生成し、外科医が、解剖学的構造を誤って識別して外科的インターベンションを開始したことを知らせる）、骨盤壁に近すぎる凝固（論理モジュールが凝固領域とＥＣＭ２のデータベースに仮想骨盤壁として保存された表面領域の交差を識別した場合、または、この領域までの距離が最小許容レベルも短い場合、エラーデータがデータベースに保存される。）、および尿管の損傷（論理モジュールが解離領域と仮想尿管が配置される表面領域の交差を識別した場合、尿管損傷のデータがＥＣＭ２のデータベースに保存される。これは、可視化システム１２においてグラフィック表現モジュールによって映し出される）を判別する。
【００７８】
止血コントロール。外科医は、手術をうける全ての領域を、実際の内視鏡イミテータ５と連係する仮想内視鏡を用いて検査する。何らかの損傷が見つかった場合、外科医は、前述の方法で凝固を行う。論理モジュールは、出血検査（仮想内視鏡の動きの追跡および手術をうける領域毎に要する停止時間は、ＥＣＭ２のデータベースに保存され、論理モジュールは、許容寸法差を考慮してデータベースに保存された変形例サンプルと比較する）および付近の臓器の損傷を解析する。出血および損傷がある場合、論理モジュールは、外科医の関連する動作（例えば出血凝固）を確認する（目下の仮想損傷および出血は、前述の損傷検出および登録のプロセスに従ってＥＣＭのデータベースに登録され、損傷座標に近い（変形例サンプルよりも短い距離）１〜２秒以上の凝固の間、「止血」がデータベースに保存され、出血が存在すると、「エラー」が保存される。）。
【００７９】
したがって、上記に基づき、ハイブリッド医療用腹腔鏡シミュレータは、ロボット患者１および手術箇所に関する外科チームの実際の位置、ロボット患者１の選定した位置に応じた複雑な臨床的状況が起こった場合の腹腔鏡アクセス実行の様々な選択肢の機会、様々なシナリオによる執刀医、補助医、および手術室看護師のチームワークの訓練、ならびに４個以上のトロカールイミテータ１１の使用（トロカールイミテータ１１の数の変更、トロカールイミテータ１１の配置の選定、および様々な器具イミテータおよびそれら器具イミテータのトロカールイミテータ１１への挿入のリアリティ）を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
専門家は、請求項の記載および前記記述および図面を用いて述べた結果のとおり、本解法を実施でき得る。
【図１】
2016500157.tif 000003
【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】
2016500157.tif 000012
【図１１】
2016500157.tif 000013
【図１２−１】
2016500157.tif 000014
【図１２−２】
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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】
2016500157.tif 000022
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年7月15日(2015.7.15)
【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】
ＥＣＭと、
前記ＥＣＭに連結された腹腔鏡器具イミテータと、
前記ＥＣＭに連結された４個以上のトロカールイミテータと、
ロボット患者が存在することによって得られる前記ＥＣＭに連結された可視化システムと、
前記ＥＣＭに連結された腹腔鏡装置イミテータと、
前記ロボット患者を配置するための手術室機器と、を有し、
前記腹腔鏡器具イミテータは、実際の器具の形で実行し、センサー装置を有し、前記ロボット患者の腹腔内に取り付けられた前記４個以上のトロカールイミテータから独立しており、
前記各トロカールイミテータは、対応するトロカールイミテータの変位ノードに連結され、
前記変位ノードによって、前記ロボット患者の腹腔の前壁のトロカールイミテータの位置が追跡され、定義されるハイブリッド医療腹腔鏡シミュレータ。
【請求項２】
前記腹腔鏡装置イミテータは、
凝固器制御装置、凝固器のペダル、吸引−洗浄器のペダル、内視鏡ビデオカメラ制御装置、吸引−洗浄器制御装置、及び吹送器パイプを備えた吹送器制御装置の形で実行する、請求項１記載のハイブリッド医療腹腔鏡シミュレータ。
【請求項３】
前記腹腔鏡器具イミテータは、腹腔鏡把持具イミテータ、内視鏡イミテータ、吸引−洗浄器イミテータ、凝固器イミテータ、腹腔鏡鋏イミテータ、ディセクタイミテータ、フックイミテータ、及び腹腔鏡クリップアプライヤーイミテータを含み、
前記各イミテータは、実際の器具の形で実行する、請求項１又は２記載のハイブリッド医療腹腔鏡シミュレータ。
【請求項４】
前記手術室機器は、手術台、手術スタンド、及びサイドテーブルを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド医療腹腔鏡シミュレータ。
【請求項５】
前記ＥＣＭのデータベースには、較正係数の値が保存されており、前記トロカールイミテータの位置は、前記較正係数を考慮して定義される、請求項１から４のいずれか一項に記載のハイブリッド医療腹腔鏡シミュレータ。
【国際調査報告】
2016500157.tif 000028
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