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JPWO2022043896A5 - - Google Patents

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JPWO2022043896A5
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robotic
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ロボット医療システムであって、
電磁(EM)場発生器に結合するように構成され、前記EM場発生器を移動させるように構成された第1のロボットアームと、
1つ又は2つ以上のプロセッサであって、
前記EM場発生器に関連付けられたEM座標フレーム内の前記EM場内のEMセンサのEM位置を決定することと、
前記第1のロボットアームに関連付けられたロボット座標フレーム内の前記EM場発生器の位置を決定することと、
前記EM場発生器の前記位置に基づいて、前記EM座標フレームと前記ロボット座標フレームとの間の位置合わせを決定することと、
前記位置合わせに基づいて、前記ロボット座標フレーム内の前記EMセンサの位置を決定することと、を行うように構成された、1つ又は2つ以上のプロセッサと、を備える、システム。
A robotic medical system, comprising:
a first robotic arm configured to couple to an electromagnetic (EM) field generator and configured to move the EM field generator;
one or more processors,
determining an EM position of an EM sensor within the EM field in an EM coordinate frame associated with the EM field generator;
determining a position of the EM field generator within a robot coordinate frame associated with the first robot arm;
determining an alignment between the EM coordinate frame and the robot coordinate frame based on the position of the EM field generator;
and determining a position of the EM sensor in the robot coordinate frame based on the alignment.
前記1つ又は2つ以上のプロセッサが、前記第1のロボットアームの運動学に基づいて、前記EM場発生器の前記位置を決定するように構成されている、請求項1に記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the one or more processors are configured to determine the position of the EM field generator based on the kinematics of the first robotic arm. 前記EM場発生器が、コンパクトな電磁場発生器(cFG)を備える、請求項1に記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the EM field generator comprises a compact electromagnetic field generator (cFG). 前記第1のロボットアームが、前記EM場発生器に取り外し可能に結合するように構成されている、請求項1に記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the first robotic arm is configured to removably couple to the EM field generator. 医療器具の移動を制御するように構成された第2のロボットアームを更に備え、
前記ロボット座標フレームが、前記第2のロボットアームに更に関連付けられている、請求項1に記載のシステム。
a second robotic arm configured to control the movement of the medical instrument;
The system of claim 1 , wherein the robot coordinate frame is further associated with the second robot arm.
前記第1のロボットアーム及び前記第2のロボットアームが、可動カートに結合される、請求項5に記載のシステム。 The system of claim 5, wherein the first robotic arm and the second robotic arm are coupled to a movable cart. 前記第1のロボットアーム及び前記第2のロボットアームが、医療処置中に患者を支持するように構成された患者プラットフォームに結合される、請求項5に記載のシステム。 The system of claim 5, wherein the first robotic arm and the second robotic arm are coupled to a patient platform configured to support a patient during a medical procedure. 前記EMセンサが、前記医療器具上に位置決めされている、請求項5に記載のシステム。 The system of claim 5, wherein the EM sensor is positioned on the medical instrument. 前記1つ又は2つ以上のプロセッサが、医療処置中に患者へのアクセスを可能にするために、前記第1のロボットアームに前記EM場発生器を移動させるように更に構成されている、請求項1に記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the one or more processors are further configured to cause the first robotic arm to move the EM field generator to allow access to a patient during a medical procedure. 前記1つ又は2つ以上のプロセッサが、
前記第1のロボットアームに、前記EM場発生器を前記EMセンサに対して新しい位置に移動させることと、
前記EM場発生器に関連付けられた前記EM座標フレーム内の前記EM場内の前記EMセンサの新しいEM位置を決定することであって、前記新しいEM位置が、前記EM位置と比較して改善された精度を有する、決定することと、を行うように更に構成されている、請求項1に記載のシステム。
the one or more processors:
causing the first robotic arm to move the EM field generator to a new position relative to the EM sensor;
2. The system of claim 1, further configured to determine a new EM position of the EM sensor within the EM field in the EM coordinate frame associated with the EM field generator, the new EM position having improved accuracy compared to the EM position.
前記1つ又は2つ以上のプロセッサが、前記第1のロボットアームに、前記EM場発生器を移動させて、前記EM場発生器の前記位置及び前記第1のロボットアームの前記位置に基づいて、前記EM場発生器の作業体積内で前記EMセンサを中心に置くように更に構成されている、請求項1に記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the one or more processors are further configured to cause the first robotic arm to move the EM field generator to center the EM sensor within a working volume of the EM field generator based on the position of the EM field generator and the position of the first robotic arm. ロボット医療システムであって、
電磁(EM)場発生器であって、前記EM場発生器が、患者内に位置決めされたEMターゲットを検出するEM場を発生させるように構成されている、電磁(EM)場発生器と、
前記EM場発生器上に位置決めされており、経皮的に挿入可能な器具を挿入軸に沿って誘導するように構成された器具ガイドと
前記EM場発生器に結合されるように構成された第1のロボットアームであって、前記第1のロボットアームが、前記EM場発生器及び前記器具ガイドの複合構造体を移動させるように更に構成されている、第1のロボットアームと、
1つ又は2つ以上のプロセッサであって、
前記患者内に位置決めされた前記EMターゲットを決定することと、
前記EM場に関連付けられたEM座標フレーム内の座標を、前記第1のロボットアームの運動学的姿勢に関連付けられたロボット座標フレーム内の座標にマッピングする位置合わせを決定することと、
前記位置合わせに基づいて、前記ロボット座標フレーム内の前記EMターゲットの位置を決定することと、
前記ロボット座標フレーム内の前記EMターゲットの前記位置に基づいて、前記第1のロボットアームを移動させて、前記器具ガイドの前記挿入軸を前記EMターゲットと整合させ、前記挿入軸が前記EMターゲットと整合したときに前記経皮的に挿入可能な器具が前記EMターゲットに向けて誘導可能となるようにすることと、を行うように構成された、1つ又は2つ以上のプロセッサと、を備える、ロボット医療システム。
A robotic medical system, comprising:
an electromagnetic (EM) field generator configured to generate an EM field that detects an EM target positioned within a patient;
an instrument guide positioned over the EM field generator and configured to guide a percutaneously insertable instrument along an insertion axis;
a first robotic arm configured to be coupled to the EM field generator, the first robotic arm further configured to move a composite structure of the EM field generator and the instrument guide;
one or more processors,
determining the EM target located within the patient;
determining a registration that maps coordinates in an EM coordinate frame associated with the EM field to coordinates in a robot coordinate frame associated with a kinematic pose of the first robot arm;
determining a position of the EM target in the robot coordinate frame based on the alignment; and
and one or more processors configured to: move the first robotic arm to align the insertion axis of the instrument guide with the EM target based on the position of the EM target in the robot coordinate frame such that the percutaneously insertable instrument is navigable towards the EM target when the insertion axis is aligned with the EM target .
軸に沿って延在する経皮的に挿入可能な器具と結合するように構成された第2のロボットアームを更に備え、前記第2のロボットアームが、前記経皮的に挿入可能な器具を移動させるように更に構成されており、
前記1つ又は2つ以上のプロセッサが、
前記第2のロボットアームを使用して、前記経皮的に挿入可能な器具の前記軸を前記挿入軸と整合させることと、
前記第2のロボットアームを使用して、前記EMターゲットに向かって前記挿入軸に沿って前記器具ガイドを通して前記経皮的に挿入可能な器具を挿入することと、を行うように更に構成されている、請求項12に記載のロボット医療システム。
a second robotic arm configured to couple with a percutaneously insertable instrument extending along an axis, the second robotic arm further configured to move the percutaneously insertable instrument;
the one or more processors:
aligning the axis of the percutaneously insertable instrument with the insertion axis using the second robotic arm;
13. The robotic medical system of claim 12, further configured to: insert, using the second robotic arm, the percutaneously insertable instrument through the instrument guide along the insertion axis toward the EM target.
ロボット医療器具と結合するように構成された第3のロボットアームを更に備え、前記第3のロボットアームが、前記ロボット医療器具が前記患者に挿入されている間に前記ロボット医療器具を制御するように更に構成されており、前記EMターゲットが、前記ロボット医療器具上に配置されたEMセンサを備える、請求項13に記載のロボット医療システム。 14. The robotic medical system of claim 13, further comprising a third robotic arm configured to couple with a robotic medical instrument, the third robotic arm further configured to control the robotic medical instrument while the robotic medical instrument is inserted into the patient, and the EM target comprises an EM sensor disposed on the robotic medical instrument. 前記位置合わせが、前記ロボット座標フレーム内の前記EM場発生器の位置に基づいて決定され、
前記ロボット座標フレーム内の前記EM場発生器の前記位置が、前記第1のロボットアームの前記運動学的姿勢に基づいて決定される、請求項12に記載のロボット医療システム。
the alignment is determined based on a position of the EM field generator in the robot coordinate frame;
The robotic medical system of claim 12 , wherein the position of the EM field generator in the robot coordinate frame is determined based on the kinematic pose of the first robotic arm.
前記1つ又は2つ以上のプロセッサが、
前記EM座標フレーム内の前記EMターゲットの位置を決定することと、
前記位置合わせに基づいて、前記EM座標フレーム内の前記EMターゲットの前記位置を前記ロボット座標フレーム内の前記EMターゲットの前記位置にマッピングすることと、を行うように構成されることによって、前記ロボット座標フレーム内の前記EMターゲットの前記位置を決定するように構成されている、請求項15に記載のロボット医療システム。
the one or more processors:
determining a position of the EM target within the EM coordinate frame;
16. The robotic medical system of claim 15, configured to determine the position of the EM target in the robot coordinate frame by mapping the position of the EM target in the EM coordinate frame to the position of the EM target in the robot coordinate frame based on the alignment .
前記経皮的に挿入可能な器具が、針、アクセスシース、及び腹腔鏡器具のうちの1つを備える、請求項12に記載のロボット医療システム。 The robotic medical system of claim 12 , wherein the percutaneously insertable instrument comprises one of a needle, an access sheath, and a laparoscopic instrument. 前記器具ガイドは、前記経皮的に挿入可能な器具が挿入される、画定された空間である、請求項12に記載のロボット医療システム。The robotic medical system of claim 12 , wherein the instrument guide is a defined space into which the percutaneously insertable instrument is inserted. 前記器具ガイドが、前記EM場発生器上に搭載されている、請求項12に記載のロボット医療システム。The robotic medical system of claim 12 , wherein the instrument guide is mounted on the EM field generator. 前記器具ガイドが、前記経皮的に挿入可能な器具の挿入運動をある自由度に制限する、請求項12に記載のロボット医療システム。The robotic medical system of claim 12 , wherein the instrument guide limits insertion motion of the percutaneously insertable instrument to a degree of freedom.
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