JPH11253456A - フレームレス定位手術装置 - Google Patents

フレームレス定位手術装置

Info

Publication number
JPH11253456A
JPH11253456A JP10340369A JP34036998A JPH11253456A JP H11253456 A JPH11253456 A JP H11253456A JP 10340369 A JP10340369 A JP 10340369A JP 34036998 A JP34036998 A JP 34036998A JP H11253456 A JPH11253456 A JP H11253456A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
joint
brake
space coordinates
guide
arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10340369A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4277964B2 (ja
Inventor
Jeffrey H Yanof
エイチ ヤーノフ ジェフリー
Ronald B Sharpless
ビー シャープレス ロナルド
David Jeri
ジェリー ディヴィッド
Christopher Bauer
バウアー クリストファー
Daniel S Furst
エス ファースト ダニエル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Philips Nuclear Medicine Inc
Original Assignee
Picker International Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Picker International Inc filed Critical Picker International Inc
Publication of JPH11253456A publication Critical patent/JPH11253456A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4277964B2 publication Critical patent/JP4277964B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/10—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis
    • A61B90/11—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis with guides for needles or instruments, e.g. arcuate slides or ball joints
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 改良したフレームレス定位手術装置を提供す
ることにある。 【解決手段】 撮像装置（１８）は、撮像装置に対して
固定関係で取り付けた第１ベース部分（４２）を含んで
いるフレームレス定位アーム装置（３０）を包含する。
アーム組立体の第２の自由端（４０）は、撮像装置上に
配置された検体の近くの種々の位置に移動するようにな
っている。少なくとも１つのピボットジョイント（４
４、４８、５２、５６、６０）が、第１ベース部分とア
ームの自由端との間に設けてあり、アーム部材間の選択
的な相対運動を許すようになっている。電気機械式およ
び電磁式のブレーキ装置が、それぞれのジョイントに設
けてあり、アーム組立体の自由端をベース部分に対して
選択的に係止できる。ブレーキは、撮像装置の生成した
ブレーキ指令信号に応答する。低域フィルタがブレーキ
指令信号を状態調整し、定位アームにおいて高周波電磁
スイッチングノイズをほぼ除く。アームが非常事態状況
で動けるので、ブレーキは所定の離脱閾値力を上回る力
の付与に応答して解放されるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フレームレス定位手術
装置、特に対話式画像案内手術に関連したフレームレス
定位手術装置に関する。本発明は、最小限侵襲性手術器
具を案内するようにフレームレス機械的アームを使用し
てＣＴ画像処理システムにおいて実行する定位手術と関
連して特定の用途が見出され、以下、特にこれに関連し
て説明する。しかしながら、本発明が超音波映像装置お
よび核磁気共鳴映像装置（ＭＲＩ）を包含する他の画像
処理システムにおいてフレームレス誘導支援装置として
使われるロボットその他の機械的アーム機構にも適用で
きることは了解されたい。
【０００２】
【従来技術】従来、インターベンション式手術器具を案
内してカテーテル、排液チューブ、生検プローブ等を患
者の身体内の正確に設置することができる対話式画像処
理システムにおいて、いくつかの機械的アーム式機構が
提案されている。米国特許第５，１４２，９３０号は、
一端に固定ベースを、反対端に器具ホルダを有する機械
的アームを教示している。器具ホルダはインターベンシ
ョン式手術器具を保持して案内するようになっている。
機械的アームは、撮像装置によって生成される患者の解
剖学的構造の像空間から１つ以上の画像を表示するディ
スプレイ装置に接続したコンピュータと組み合わされて
いる。コンピュータは、物理的な空間を通して手術器具
の位置を追跡し、像空間に対する物理的な空間の変換回
転を実施し、ディスプレイ装置で像空間内に手術器具の
位置を示す。光学エンコーダが機械的アームの各ジンバ
ルジョイントのところに配置してあり、器具の先端を正
確に追跡するために患者の内部あるいは外部に配置した
基準インプラントの位置に対するアームセグメントの回
転移動あるいは傾斜移動を検出するようになっている。
【０００３】しかしながら、上記装置の１つの不利な点
は、かさばった定位位置確認フレームを必要とするとい
うことである。ベースに相対的な、アームに支えられた
器具の位置は正確に追跡されるが、手術画像の内部座標
系と機械的アームの外部座標系との間のマッピングを初
期化するにはまだ基準インプラントの使用を必要とする
のである。それに加えて、上記装置のアームは、伝えら
れるところでは、普通のおもり釣り合い技術を用いてア
ームを平衡させるので、操作しやすく、使用しやすい。
かさばった位置決めフレームや患者に配置する基準イン
プラント(fiducial implant)に依存しないフレームレス
定位アーム装置ならば、手術前に費やされる設定時間を
減らすことになろう。
【０００４】米国特許第５，０７８，１４０号は、人体
部分について定位手術またはの他の関連した手術を実施
する際に使われる手術器具その他の器具を精密に方向づ
けるのに有用なジョイント式ロボットアームを教示して
いる。この装置において使われる機械的アームは、６つ
の回転可能なジョイントと、アームを所定の向きに動か
すための一組のサーボモータとを包含する。サーボモー
タは、動力がロボットアームから除かれたときはいつで
も作動される電磁式ブレーキを包含する。さらに、サー
ボモータのすべてはアームを上記の所定向きへ駆動する
サーボ系に位置速度フィードバックを与える光学増分エ
ンコーダを包含する。制御ソフトウェアを有する専門コ
ンピュータプログラムが、アームのすべてのジョイント
間の角度および位置を、互いとの関連で、また、患者の
頭部に固定したヘッドフレームの金属リング部材に取り
付けたベース部材との関連で継続的にモニタする。ロボ
ットアームは、サーボモータを作動中のサーボ制御器か
ら切り離してアームを手動で操作することができるよう
にする「自由」モードを包含する。
【０００５】しかしながら、上記の定位手術装置の１つ
の不利な点は、機械的アームが、スキャニングテーブル
によって支えられ、患者の比較的不動の身体部分（通常
は頭部）に取り付けた剛性フレーム装置に必ず連結され
ていなければならないということである。このフレーム
は、かさばっており、患者の解剖学的構造のある部分へ
近づくときに邪魔となることが多い。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の一特徴によれ
ば、フレームレス定位手術装置を得ることができる。こ
の装置は、隣接して配置した検体に関する画像情報を生
成する撮像装置を包含する。このフレームレス手術装置
は、さらに、撮像装置に対して固定された関係で取り付
けられた第１ベース部分を有する機械的アーム組立体を
包含する。この機械的アーム組立体の第２自由端は、撮
像装置上の検体付近の様々な位置に動けるようになって
いる。少なくとも１つのピボットジョイントが、機械的
アーム組立体のベース部分とその第２自由端との間に設
けてあり、アーム組立体の第１ベース部分と第２自由端
との間で選択的な関連運動を許すようになっている。こ
の装置は、さらに、第１のベース部分を第２の自由端に
対して選択的に係止するようになっているブレーキ装置
を包含する。このブレーキ装置は、撮像装置と組み合わ
せた制御回路の生成したブレーキ指令信号に応答する。
【０００７】フレームレス定位アーム装置は、患者の頭
部あるいは定位ヘッドフレームなどよりもむしろ、たと
えばオーバーヘッドから直接撮像装置に連結することが
できる。有利には、フレームレス定位手術装置は、固定
位置に係止可能である多重アームセグメントを有するア
ームを包含し、手術器具の精密な方向づけ、そして、正
確な誘導が可能である。好ましくは、係止可能なアーム
セグメントは、各可動ジョイントのところに摩擦ブレー
キを包含し、アームを重力に抗して任意所望の位置に係
止することができるが、非常事態状況で、所定の離脱閾
値力を上回る力の付与に応答してアームを動かせるよう
になっている。
【０００８】
【実施の形態】以下、本発明を実施する方法を、添付図
面を参照しながら実施の形態によってより詳細に説明す
る。まず、図１を参照すると、患者テーブルまたは患者
支持体１０は、ベース部分１４に相対的に長手方向に移
動できるように装着した患者支持面１２を包含する。ベ
ース部分１４は、患者支持面１２を昇降し、また、患者
支持面を長手方向に移動させることのできるモータを包
含する。患者支持体の高さ、長手方向位置を表す電気信
号を生成する位置エンコーダも設けてある。患者支持体
は、既知の固定位置に配置した較正マーカ１６を包含す
る。手順計画、好ましくは体積測定式診断撮像装置１８
が、患者テーブルと軸線方向の整合して配置されてお
り、患者支持面１２上の患者または被験者が体積測定式
撮像装置のボア２０を通って移動できるようになってい
る。図示の実施の形態においては、体積測定式撮像装置
は、ＣＴスキャナであり、予め選択された平面において
繰り返し円を描いて移動できるように取り付けたＸ線管
を包含する。Ｘ線管は、放射線透過性材料からなるリン
グ２２を通り、患者支持体１２を通り、被験者の該当領
域を通り、Ｘ線管の反対側に配置された放射線検出器の
リングまたは円弧部に扇形の放射線を投射する。Ｘ線管
が前記平面内で回転すると、一連のデータラインが生成
され、これらのデータラインは制御コンソール２６に含
まれる再構築プロセッサによって少なくとも１つのスラ
イス像に再構築される。制御コンソールは、代表的に
は、撮像装置１８を収容している走査室に隣接した遮蔽
室内に離れて設置されている。好ましい実施の形態につ
いてより詳しく説明すると、患者支持体１２は長手方向
に移動し、Ｘ線管は被験者のまわりに回転し、患者の選
ばれた体積部分が螺旋形の経路または一連のスライスに
沿って走査される。Ｘ線管の位置は回転位置エンコーダ
によってモニタされる。そして、患者支持体の長手方向
位置がテーブル１０内の長手方向位置エンコーダによっ
てモニタされる。再構築プロセッサは生成されたデータ
ラインから体積測定像を再構築する。制御コンソール２
４は、代表的には、１つ以上のモニタ２６と、種々の標
準のオペレータ入力装置（たとえば、キーボード、トラ
ックボール、マウスなど）を包含する。インターベンシ
ョン式制御コンソール２８が図示のようにＣＴスキャナ
上方のトラックから吊り下がっている。
【０００９】機械的なフレームレス定位アーム組立体３
０が、オーバーヘッドから全体的に示すように体積測定
式診断撮像装置２０の頂部に取り付けた楕円形のトラッ
ク装置３４上で移動できる支持アーム３２から吊り下げ
てある。ガントリは、好ましくは、楕円形トラック上に
１つ以上の所定固定位置で係止でき、本発明による交換
可能な手術器具誘導装置１００上に支持された最小侵襲
性手術器具３６を、手術作業手順を実施する準備の際、
そして実施しているときに、介助者によってモニタされ
る位置および向きに位置決めできるようになっている。
この図に示す手術器具は、後述する本発明の第１の好ま
しい実施の形態による組み合わせレーザカニューレ誘導
装置１０２によって支持された生検針３８を包含する。
しかしながら、総体的に、誘導装置およびその上に支持
された手術器具の位置および向きは、機械的アーム組立
体３０の位置および楕円形トラック装置３４上の支持ア
ーム３２の位置によって決まる。
【００１０】フレームレス定位アーム組立体３０は図２
に全体的に示してあり、複数のアームセグメントを包含
する。これらのアームセグメントはそれらの間にあるジ
ョイントを形成しているピボット部材によって相互に連
結されている。抗して、アームの自由端４０は、患者支
持体１２上方の種々の所望位置に手術器具３６を位置決
めするために必要に応じて多数の向きで選択的に移動す
ることができる。ベース部材４２が適当な留め具、エポ
キシなどを用いて支持アーム３２に堅固に連結してあ
る。ベースジョイント４４はＡで示す方向において一次
支持部材４６の回転を許す。同様に、アームの不動ベー
ス端から、肩ジョイント４８がＢで示す方向における上
方アーム部材５０の回転を許し、肘ジョイント５２がＣ
で示す方向における下方アーム部材５４の回転を許し、
前腕ジョイント５６がＤで示す方向における指関節部材
５８の回転を許し、手首ジョイント６０がＥで示す方向
における手首部材６２の回転を許すようになっている。
【００１１】本発明によれば、少なくとも１つの位置レ
ゾルバ(resolver)および１つの電磁ブレーキ（好ましく
は、それぞれ、光学増分エンコーダおよび摩擦ブレー
キ）が、機械的アーム組立体３０の各ジョイントのとこ
ろに設けてあり、アームを所定位置に選択的に係止する
ようになっている。光学増分エンコーダは、アームの互
いに相対的な増分関節運動および回転をモニタし、周知
の方法で種々のアーム部材の動きおよび相対位置を示す
フィードバックパルスを発生する。フィードバックパル
スは、アーム組立体の複数の部材を貫いて延びている適
当なワイヤあるいは可撓性シールドケーブルを用いて撮
像装置制御回路に戻される。こうして、手首部材６２
の、撮像装置基準フレームおよび体積測定画像表示に関
する位置および向きを撮像装置によって得ることができ
る。
【００１２】さらに、本発明によれば、一対の膜スイッ
チ２９、３１が手首部材６２の両側に設けてある。これ
らの膜スイッチは、介助者がアームのそれぞれの機械的
ジョイントを解錠すると同時に、手術器具誘導装置１０
０を種々の向きで位置決めするのに非常に便利な方法を
提供する。膜スイッチは、機械的アームを介して図１０
に示す制御回路に接続されている。手首部材の両側に膜
スイッチを設置することの１つの主要な利点は、膜スイ
ッチの位置において、介助者が片手だけで機械的アーム
を係止、解錠することができ、アームの解錠時にアーム
の自由端を所望位置に位置決めすることができるという
ことにある。しかしながら、膜スイッチ対の代替物とし
て、他の適当なトグルボタン、足スイッチまたは音声認
識装置も同等に使用できる。しかしながら、対向した膜
スイッチ対が好ましい。その理由は、膜スイッチのこの
位置および向きにより、スイッチの二重作動に応答して
ブレーキが解けたときに介助者がアームの端をしっかり
把持することができるからである。介助者はブレーキを
解放するためにスイッチを一緒に絞らなければならな
い。したがって、アームを保持し、アームの手首を所定
位置に位置決めし、必要に応じてブレーキを選択的に係
止、解錠するのに片手を使用するだけでよい。
【００１３】撮像装置基準フレームおよび撮像装置によ
って得られた体積測定画像表示に相対的な、アーム組立
体によって支持された手術器具の位置および向きは、独
特な識別信号を有する交換可能手術器具誘導装置１００
を設けることによって分析される。識別信号は撮像装置
制御回路によって使用され、手首部材６２に連結した１
つ以上の誘導装置に対応する種々の寸法上、他の機能上
のパラメータを検索するためのルックアップテーブルを
割り出す。こうして、リゾルバおよびエンコーダにより
測定された機械的な相互連結と共に物理的な寸法上およ
び他の機能上のパラメータは、ＣＴスキャナに相対的
な、それ故、ＣＴスキャナによって獲得された画像に相
対的な誘導装置１００の位置および向きを正確に示すこ
とができる。
【００１４】次に図３を参照して、器具座標回路７２
が、器具空間、特に器具についての座標系における手術
器具３６の位置および軌跡を決定する。器具座標回路
は、誘導装置識別回路７４と機械的アーム組立体位置回
路７６とを包含する。誘導装置識別回路７４は、機械的
アームに連結した１つ以上の誘導装置から装置識別信号
を受け入れ、ルックアップテーブル７８を割り出して寸
法上、機能上の情報を検索する。機械的アーム組立体位
置回路７６は、機械的アーム組立体３０上の増分リゾル
バと接続しており、器具空間における機械的アームの位
置および向きの変化を表す信号を受け入れる。器具・手
順計画スキャナ相関プロセッサ８０が、手術器具３６と
体積測定式スキャナ１８座標系の間の相互関係または変
換を決定する。相互関係または変換は、通常、オフセッ
ト、特に患者支持体の軸線に沿ったオフセット、角度オ
フセットまたは回転およびスケーリングによって説明さ
れる。一実施の形態において、較正器具は一組の隔たっ
たマーカ（好ましくは８つのマーカ）に接触させられ
る。これらのマーカは体積測定式スキャナ座標系に対し
て既知の関係に配置される。マーカは、好ましくは、較
正マーカ領域１６に設置された較正ファントムの形をし
ている。各マーカに接触しながら器具座標系における較
正器具の座標を測定することによって、２つの座標系に
おける６以上の共通のポイントが決定される。共通ポイ
ントのバリセンタ(barrycentre）、セントロイドその他
の特性ポイントを決定することによって、２つの座標系
間のオフセットが決定される。各座標系におけるバリセ
ンタから各ポイントまでの光線間の角度差を決定するこ
とによって、角度オフセットが決定される。各座標系に
おけるバリセンタと対応するポイントとの間の物理的な
変位差を決定することによって、スケーリングファクタ
が決定される。もちろん、器具および体積測定式スキャ
ナが機械的に連結されている図示の実施の形態のような
装置では、体積測定式スキャナと器具座標系の間の変換
または関係は一回調整するだけでよく、その後で、構成
部品間の機械的な相互連結から予め決定される。マーカ
の接触は一回実行すればよく、その後、器具とＣＴスキ
ャナの座標がインターベンション式作業毎に不整合とな
っていないかどうかを確認するのにのみ使用される。
【００１５】類似した数学または上記のような既知の機
械的な関係を使用することによって、器具対患者テーブ
ル相関プロセッサ８２が患者テーブルと手術器具の相関
または変換を決定する。好ましくは、複数のマーカを有
する上述の較正ファントムは、テーブル上の既知位置に
置かれ、相関プロセスに対して両方の座標系における多
数の対応するポイントを与える。ファントムの画像は、
患者テーブル空間と手順計画またはリアルタイム画像座
標系との間に変換を導くのに利用することができる。患
者テーブルに設置したテーブルリゾルバ８４は、患者テ
ーブルが上昇あるいは下降させられ、患者支持体１２が
軸方向に移動させられるときに、垂直方向および長手方
向のオフセットを手術器具と患者テーブルの間の相関に
与える。器具対患者相関プロセッサ８６は、手術器具系
と患者座標系の相関を決定する。好ましくは、これは、
手術器具を患者上の少なくとも３つの既知の基準ポイン
トに設置することによって行われる。これらのポイント
は、体積測定式撮像プロセス中に整合させられる容易に
識別可能な解剖学的構造、たとえば、鼻の先端、骨の特
徴的な箇所、基準のマーカを含み得る。 器具対体積測
定式画像座標系変換プロセッサ８８は、手術器具から手
順計画画像プロセッサ８０への相関または変換を受け取
る。器具対体積測定式画像プロセッサはアーム空間にお
ける入力位置・向き座標について演算し、それらを体積
測定式画像データ空間に変換するか、あるいはその逆を
行う。体積測定式または手順計画データ空間における手
術器具の位置を知ることにより、器具位置、向きを体積
測定式手順計画画像データ上に重ねられることができ
る。
【００１６】医療作業中、患者は体積測定式手順計画ス
キャナ内に置かれ、体積測定式画像が生成される。体積
測定式画像は、体積測定式または手順計画データメモリ
９０に格納される。手順計画データの生成中、特にテー
ブルが移動して螺旋データまたはスライスデータを生成
するとき、患者テーブルの位置は体積測定式手順計画デ
ータと共に記憶され、その結果、データが患者テーブル
座標系と相関させられる。患者の身体に相対的なアーム
の自由端の位置は体積手順計画画像データメモリまたは
ビデオプロセッサ９２を制御し、データのうちの選ばれ
たスライス、投影画像、表面レンダリングまたは他の普
通のディスプレイが手順計画画像ディスプレイ９４上へ
の表示のために生成される。好ましくは、手順計画画像
ディスプレイは、共通の交点を通る対応した矢状方向前
頭骨軸線方向、斜位方向スライスを包含する。
【００１７】手順計画画像ディスプレイが手術作業前に
生成されるので、手術器具の手順計画移動が手順計画画
像において表示されると好ましい。手術器具の座標およ
び軌跡は、手順計画画像座標系に変換するために器具対
手順計画画像変換プロセッサ８８に送られる。手順計画
画像座標系における器具の位置および軌跡は、ビデオプ
ロセッサ９２に送られ、このビデオプロセッサが手術器
具位置および軌跡をＣＴデータディスプレイに重ねる。
この定位アーム組立体３０の位置および向きは、介助者
制御器２８に送られ、この介助者制御器が、カーソル位
置信号および仮想針ディスプレイを生成し、これらが手
順計画画像座標系９４に変換され、ビデオプロセッサ９
２へ送られ、手順計画画像ディスプレイ９４上に可動カ
ーソル点および仮想針像を生成する。好ましくは、カー
ソルは体積測定式画像ディスプレイ９４上の、現在表示
されている横方向、冠状、矢状方向画面の交点のところ
に位置する。オペレータが移動するように、体積測定式
画像データ空間を通して定位アーム組立体の自由端を動
かし、機械的アーム組立体３０上の手術器具３６が患者
上の目標領域上を移動するにつれて、矢状方向、冠状お
よび横方向画面がそれに応じて自動的に変化する。
【００１８】図４〜図８は、機械的アーム組立体のベー
ス、肩、肘、前腕および手首のジョイントの各々におけ
るブレーキエンコーダ組立体を示す。これらの図、特に
図４を参照して、ベースジョイント４４はカバー組立体
１０２によって一端を囲まれた本体セクション１００で
全体的に形成されている。カバー組立体は、一端で、機
械的アーム組立体と以下に説明するアーム位置ブレーキ
コントローラ回路の間で種々のパワー、論理、指令信号
をやり取りするための複数の接続ピンを有する電気コネ
クタ１０４を受け入れるようになっている。図示の好ま
しい実施の形態において、電気回路は１１ピンFisherコ
ネクタおよび４ピンMolex コネクタを包含する一対のコ
ネクタ上にアーム位置ブレーキ指令信号を切り離す。部
分断面で示すベースジョイントを見て明らかなように、
カバー組立体１０２は、機械的アーム組立体をオーバー
ヘッドガントリ（図１）に堅固に連結するようになって
いる。アーム支持体カバー組立体とガントリ上に取り付
けたブリッジとの堅固な連結により、移動時にも、電気
コネクタから延びているケーブル、ワイヤなどがねじれ
たり、機械的アームともつれたりすることがない。ケー
ブルのねじれや破損を防ぐためにこの技術分野で知られ
ている様々な形式のケーブル管理装置を設けてもよい。
本体セクション１００は精密ベアリング１０８上で回転
可能な下方へ延びる軸１０６を支えている。ボタンヘッ
ドソケットネジ１１０がブレーキアーマチャ１１２およ
びエンコーダディスク１１４を軸１０６の自由端１１６
に固定している。このように、軸がガントリに連結した
カバー組立体に関して回転するとき、ブレーキアーマチ
ャおよびエンコーダディスクが移動する。ブレーキコイ
ル組立体１１８がほぼ図示のような方法ではカバー組立
体１０２に固着されている。同様に、エンコーダリーダ
１２０が、図示したように、エンコーダディスクの外端
部に隣接して本体セクション上に支持されている。
【００１９】操作にあたって、エンコーダリーダ１２０
に相対的にエンコーダディスク１１４が移動するにつれ
て、一連のパルス信号が生成され、アーム位置ブレーキ
コントローラ回路への適当な電気連結部を使用して器具
座標回路７２（図３）に送られる。図示の好ましい実施
の形態においては、エンコーダリーダは浸漬によって製
作されたものであり、カタログ番号１３２５番として入
手可能である。それに加えて、上述のコイルおよびアー
マチャ組立体で形成される電磁ブレーキ１２２は、部品
番号ＤＣ８６４５１としてElectroid から入手可能であ
る。しかしながら、本発明によれば、種々の形態、タイ
プのクラッチ材料および種々の形態、タイプのばねを使
用して後述するようにアームジョイントの各々で好まし
い保持力を実現することによって、市販のブレーキ装置
を選択的に改造することができる。
【００２０】さらに、本発明の好ましい実施の形態によ
れば、電力がコイル組立体１１８から除かれたときに、
電磁ブレーキ１２２が所定位置に軸１０６を係止するよ
うになっている。ブレーキコイル組立体１１８への電力
の付与時、ブレーキアーマチャ１１２はコイル組立体と
の係合から解放され、軸１０６とオーバーヘッド支持ア
ーム３２に連結した本体部分１００との相対的な運動を
可能にする。以下の表Ｉは、本発明による機械的アーム
の各ジョイントについて使用される好ましいブレーキ、
光学エンコーダのタイプを列挙している。 表Ｉ ジョイント ブレーキタイプ エンコーダタイプ 保持力 ベース DC86451 3.5", 4096 44.2 in-lb 肩 DC86456 3.5", 4096 44.2 in-lb 肘 Electroid DC86449 2", 2048 19.5 in-lb 前腕 EFSB-3 1", 1024 9 in-lb 手首 Electroid EFSB-1 1", 1024 3 in.-lb.torque 次に図５を参照して、肩ジョイント電磁ブレーキ１３０
が一次支持部材４６と上方アーム部材５０との間で肩ジ
ョイント４８内に設けてある。軸１３２がブレーキアー
マチャ１３４およびエンコーダディスク１３６を支持し
ている。この軸は、ボルト１３８を使用して上方アーム
部材５０に連結してあり、精密ベアリング１４２上の肩
ジョイントベース部材１４０によって回転可能に支持さ
れている。ブレーキコイル組立体１４４は電気的に活性
化されて一次支持部材４６と上方アーム部材５０との間
に自由な相対運動を許すようになっている。エンコーダ
リーダ１４６がほぼ図示の方法でエンコーダディスク１
３６に隣接してベース部材内に配置されている。
【００２１】次に、図６を参照して、肘電磁ブレーキ１
５０が、上方アーム部材５０と下方アーム部材５４の間
で肘ジョイント５２内に設けてある。軸１５２がブレー
キアーマチャ１５４およびエンコーダディスク１５６を
支持している。この軸はボルト１５８を使用して上方ア
ーム部材５０に連結してあり、精密ベアリング１６２上
の肩ジョイントベース部材１６０によって回転可能に支
持されている。ブレーキコイル組立体１６４は電気的に
活性化されて、上方アーム部材５０と下方アーム部材５
４の間に自由相対運動を許すようになっている。エンコ
ーダリーダ１６６は、ほぼ図示の方法でエンコーダディ
スク１５６に隣接してベース部材内に配置されている。
次に図７を参照して、前腕電気機械式ブレーキ１７０
が、下方アーム部材５４と指関節部材５８の間で前腕ジ
ョイント５６内に設けてある。軸１７２がブレーキアー
マチャ１７４およびエンコーダディスク１７６を支持し
ている。この軸は、ナット１７８を使用して下方アーム
部材５４に連結してあり、精密ベアリング１８２上のベ
ース部材１８０よって回転可能に支持されている。ブレ
ーキコイル組立体（図示せず）が電気的に活性化され
て、下方アーム部材５４と手首部材６２と間に自由な相
対運動を許すようになっている。エンコーダリーダ（図
示せず）が、この技術分野で周知の方法でエンコーダデ
ィスクに隣接してベース部材内に配置されている。
【００２２】次に図８を参照して、手首電気機械式ブレ
ーキ１９０が、指関節部材５８と手首部材６２と間で手
首ジョイント６０内に設けてある。軸１９２がブレーキ
アーマチャ１９４およびエンコーダディスク（図示せ
ず）を支持している。この軸は、適当な留め具を使用し
て上方アーム部材５０に連結してあり、精密ベアリング
２０２上の手首ジョイントベース部材２００によって回
転可能に支持されている。ブレーキコイル組立体２０４
は電気的に活性化されて、指関節部材５８と手首部材６
２と間に自由な相対運動を許すようになっている。エン
コーダリーダ（図示せず）が、エンコーダディスクに隣
接してベース部材内に配置されている。最後に図９、１
０を参照して、機械的アーム組立体における上記のブレ
ーキは、ブレーキコントローラ２１２の生成した解放指
令電圧信号２１０によって解放位置に作動させられる。
解放指令信号２１０がない場合、ブレーキは係止または
停止位置へ片寄せられている。こうして、ブレーキは機
械的アームのフェイルセーフ動作を提供する。停電等で
もアームを解放させることはない。
【００２３】本発明の好ましい実施の形態によれば、解
放指令電圧信号２１０は、同時に、図９に最も良く示す
ように、ツーステッププロセスで電気機械式ブレーキの
各々に印加される。第１の期間２１４の間、ブレーキア
ンロック信号２１６がブレーキコイル組立体の各々に付
与され、ほぼ製造業者の仕様に従ってブレーキアーマチ
ャをコイル組立体との係合状態から切り離す。この点
で、ブレーキアンロック信号は、一秒間にわたってブレ
ーキコイル組立体に印加される２４Ｖ指令信号であると
好ましい。第１期間後、介助者が所望位置にアームを調
節する必要がある限り、ブレーキ持続信号２１８が、第
２の時間２２０の間、ブレーキコイル組立体に印加され
る。本発明によれば、ブレーキコイル組立体が過熱する
のを防ぐと共に、より重要なことには、機械的アーム組
立体をその較正パラメータから偏倚させる大量の熱を発
生するのを防ぐため、ブレーキ持続信号２１８は低い電
圧レベル、好ましくは１７ボルトである。
【００２４】次にさらに特別に図９を参照して、ブレー
キコントローラ２１０は、ほぼ上述したように、機械的
アーム組立体３０の自由端４０上に配置された膜スイッ
チ２９、３１の対から一対のアーム解放信号２２２、２
２４を受け取る。アーム解放信号は論理積回路２２６に
受け入れられ、この回路がアーム解放開始信号２２８を
生成する。プロセッサ２３０は、第１期間２１４の間に
第１の２４ボルト電圧源２３６をブレーキコイル組立体
に接続するように一対の電子スイッチ２３２、２３４を
順次に活性化するための一対の内部タイマを包含する。
プロセッサ２３０内の第１タイマによって決まるような
第１期間の満了後、第２のスイッチ２３４が電子的に閉
ざされ、第１のスイッチが開き、これによって、ブレー
キコイル組立体を第２の１７ボルト源２３８と接続す
る。
【００２５】最後に、図９に示すブレーキコントローラ
と関連して、低域フィルタ２４０を使用してブレーキ信
号を状態調整し、信号の論理的な移行の間に発生したノ
イズをほぼ除去する。低域フィルタがない場合、ブレー
キ信号移行によって発生したノイズがエンコーダ信号に
悪影響を与える。低域フィルタから直接に流れるという
利点は、ブレーキコイル組立体とブレーキコントローラ
との間にシールドなしのワイヤを利用できるということ
にある。これにより、機械的アーム組立体の重量を減ら
し、より細いワイヤがより大きな可撓性があるという理
由で機械的アーム組立体の剛性が低下する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による、手術器具を案内するためのフレ
ームレス定位アーム装置を有するＣＴスキャナの概略図
である。
【図２】本発明による誘導装置を支持しているフレーム
レス機械的アーム組立体の斜視図である。
【図３】図１の装置と共に実行される手順計画画像処理
の概略図である。
【図４】図２に示す機械的アーム組立体のベースジョイ
ントの横断面図である。
【図５】図２に示す機械的アーム組立体の肩ジョイント
の横断面図である。
【図６】図２に示す機械的アーム組立体の肘ジョイント
の横断面図である。
【図７】図２に示す機械的アーム組立体の前腕ジョイン
トの横断面図である。
【図８】図２に示す機械的アーム組立体の手首ジョイン
トの横断面図である。
【図９】図１に示す撮像装置の生成したブレーキ指令信
号の代表的なプロットである。
【図１０】図９に示す信号を生成して所定の固定された
向きに図２のフレームレス定位アームを係止するのに使
用されるブレーキコントローラの概略図である。
【符号の簡単な説明】
１８ 体積測定式診断撮像装置 ４２ ベース部材 ３０ 機械的フレームレス定位アーム組立体 ４０ 自由端 ４４ ピボットジョイント ４８ ピボットジョイント ５２ ピボットジョイント ５６ ピボットジョイント ６０ ピボットジョイント ２１２制御回路 ２１０ブレーキ指令信号 １２２ブレーキ装置 １３６ブレーキ装置 １４６ブレーキ装置 １５６ブレーキ装置 １６６ブレーキ装置 １７６ブレーキ装置
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１月２８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｂ 7/00 Ａ６１Ｂ 5/05 ３９０ (72)発明者 ロナルド ビー シャープレス アメリカ合衆国 オハイオ州 44124 サ ウス ユークリッド プレインフィールド 1130 (72)発明者 ディヴィッド ジェリー アメリカ合衆国 オハイオ州 44130 パ ーマ エルズミア ドライヴ 9611 (72)発明者 クリストファー バウアー アメリカ合衆国 オハイオ州 44145 ウ ェストレイク ベイ ランディング ドラ イヴ 3067 (72)発明者 ダニエル エス ファースト アメリカ合衆国 オハイオ州 44077 コ ンコード アッシュフォード ストリート 8275

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 隣接して配置した検体に関する画像情報
    を生成するための撮像装置（１８）と、この撮像装置に
    対して固定した関係で取り付けたベース部分（４２）を
    有する機械的アーム組立体（３０）と、検体近くの様々
    な位置に動くようになっている自由端（４０）と、ベー
    ス部分と自由端の間に設けてあり、ベース部分と自由端
    との選択的な相対運動を可能としている少なくとも１項
    のピボットジョイント（４４、４８、５２、５６、６
    ０）と、撮像装置と作動可能に組み合わせた制御回路
    （２１２）の生成するブレーキ指令信号（２１０）に応
    答してベース部分を自由端に対して選択的に係止するよ
    うになっているブレーキ装置（１２２、１３６、１４
    ６、１５６、１６６、１７６）とを包含することを特徴
    とするフレームレス定位手術装置。
  2. 【請求項２】 さらに、ベース部分（４２）に相対的
    な、機械的アーム組立体の自由端（４０）の向きを示す
    ジョイント位置信号を生成する位置フィードバック装置
    （１３６、１４６、１５６、１６６、１７６、１８６、
    １９６、２０６）を包含することを特徴とする請求項１
    に記載のフレームレス定位手術装置
  3. 【請求項３】 ジョイント位置信号が、機械的アーム組
    立体を撮像装置に関係づけるアーム空間座標におけるジ
    ョイント位置信号情報であり、画像情報が、検体を撮像
    装置に関係づけるスキャナ空間座標にあり、また、前記
    スキャナ空間座標における位置に対して、前記アーム空
    間座標における機械的アームの自由端の位置をマッピン
    グするための変換プロセッサ（８８）を包含することを
    特徴とする請求項２に記載のフレームレス定位手術装
    置。
  4. 【請求項４】 前記撮像装置が、第１の所定時間にわた
    って第１レベル（２１６）で前記ブレーキ指令信号を生
    成し、また、第２の所定時間にわたって第２レベル（２
    １８）で前記ブレーキ指令信号を生成するようになって
    おり、前記撮像装置が、前記ブレーキ指令信号から高周
    波ノイズ成分を濾波する低域フィルタ（２４０）を包含
    しており、前記ブレーキ装置（１２２、１３６、１４
    ６、１５６、１６６）が、重力に抗して前記機械的アー
    ム組立体を所定の係止位置に支持するようになってお
    り、そして、前記ブレーキ装置（１２２、１３６、１４
    ６、１５６、１６６）が、前記重力よりもやや大きい第
    １オフセット力および前記ブレーキ装置の保持力に抗し
    て前記所定の固定位置から前記機械的アーム組立体を移
    動させるようになっていることを特徴とする請求項１〜
    ３のうちいずれか１項に記載のフレームレス定位手術装
    置。
  5. 【請求項５】 前記機械的アーム組立体が、ベースジョ
    イント（４４）によって前記ベース部分（４２）に連結
    した一次支持部材（４６）と、肩ジョイント（４８）に
    よって前記一次支持部材に連結した上方アーム部材（５
    ０）と、肘ジョイント（５２）によって前記上方アーム
    部材に連結した下方アーム部材（５４）と、前腕ジョイ
    ント（５６）によって前記下方アーム部材に連結した指
    関節部材（５８）と、機械的アーム組立体の前記自由端
    のところで手首ジョイント（６０）によって前記指関節
    部材に連結した手首部材（６２）とを包含することを特
    徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載のフレ
    ームレス定位手術装置。
  6. 【請求項６】 さらに、前記ベースジョイント（４４）
    のところにあり、前記ブレーキ指令信号（２１０）に応
    答してベース部分（４２）を一次支持部材（４６）に選
    択的に係止するようになっているベースジョイント電磁
    ブレーキ装置（１２２）と、前記肩ジョイント（４８）
    のところにあり、前記ブレーキ指令信号（２１０）に応
    答して一次支持部材（４６）を上方アーム部材（５０）
    に選択的に係止するようになっている肩ジョイント電磁
    ブレーキ装置（１３０）と、前記肘ジョイント（５２）
    のところにあり、前記ブレーキ指令信号（２１０）に応
    答して上方アーム部材（５０）を下方アーム部材（５
    ４）に選択的に係止するようになっている肘ジョイント
    電磁ブレーキ装置（１５０）と、前記前腕ジョイント
    （５６）のところにあり、前記ブレーキ指令信号（２１
    ０）に応答して下方アーム部材（５４）を指関節部材
    （５８）に選択的に係止するようになっている前腕電気
    機械式ブレーキ装置（１７０）と、手首ジョイント（６
    ０）のところにあり、前記ブレーキ指令信号（２１０）
    に応答して指関節部材（５８）を手首部材に選択的に係
    止するようになっているでの手首電気機械式ブレーキ装
    置（１９０）とを包含することを特徴とする請求項５に
    記載のフレームレス定位手術装置。
  7. 【請求項７】 ベースジョイント電磁ブレーキ装置がお
    よそ４４．２インチポンドの保持力を有し、肩ジョイン
    ト電磁ブレーキ装置がおよそ４４．２インチポンドの保
    持力を有し、肘ジョイント電磁ブレーキ装置がおよそ１
    ９．５インチポンドの保持力を有し、前腕ジョイント電
    気機械式ブレーキ装置がおよそ９インチポンドの保持力
    を有し、手首ジョイント電気機械式ブレーキ装置がおよ
    そ３インチポンドの保持力を有することを特徴とする請
    求項６に記載のフレームレス定位手術装置。
  8. 【請求項８】 撮像装置（１８）を使用して患者支持テ
    ーブル上の患者に関するスキャナ空間座標の画像情報を
    生成する段階と、ガイド装置のベース端に相対的なガイ
    ド装置の自由端の位置を示すガイド空間座標のガイド先
    端位置情報を生成する段階（７６）と、前記ガイド空間
    座標のガイド先端位置情報を前記スキャナ空間座標のガ
    イド先端位置に変換し、ガイド装置を撮像装置に関係づ
    ける段階（８０）と、画像情報および前記スキャナ空間
    座標のガイド先端位置を人間の読めるディスプレイモニ
    タ上に表示するのに適した画像空間座標に変換する段階
    （８８）と、人間の読めるディスプレイモニタ（２８、
    ９４）上に、前記画像空間座標の前記画像情報を座標前
    記画像空間の前記ガイド先端位置情報と共に表示し（９
    ２）、患者支持テーブル上の患者の画像と共に手術器具
    ガイド装置の視覚表示を人間干渉者に提示する段階とを
    包含することを特徴とする請求の範囲１〜７のいずれか
    １項に記載の装置を使用する方法。
  9. 【請求項９】 撮像装置（１８）を使用して患者支持テ
    ーブル上の患者に関するスキャナ空間座標の画像情報を
    生成する段階と、ガイド装置のベース端に相対的なガイ
    ド装置の自由端の位置を示すガイド空間座標のガイド先
    端位置情報を生成する段階（７６）と、前記ガイド空間
    座標のガイド先端位置情報を前記スキャナ空間座標のガ
    イド先端位置に変換し（８０）、ガイド装置を撮像装置
    に関連づける段階と、画像情報および前記スキャナ空間
    座標のガイド先端位置情報を人間の読めるディスプレイ
    モニタ上の表示に適した画像空間座標に変換する段階
    （８８）と、人間の読めるディスプレイモニタ（２８、
    ９４）上に前記画像空間座標の前記ガイド先端位置情報
    と共に前記画像空間座標の前記画像情報を表示し（９
    ２）、患者支持テーブル上の患者の画像と共に手術器具
    ガイド装置の視覚表示を人間干渉者に提示する段階とを
    包含することを特徴とする患者支持テーブル上の患者を
    受け入れるようになっている定位撮像装置（１８）を有
    する手術器具ガイド装置（３０）を使用する方法。
JP34036998A 1997-11-28 1998-11-30 フレームレス定位手術装置 Expired - Fee Related JP4277964B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/980443 1997-11-28
US08/980,443 US6035228A (en) 1997-11-28 1997-11-28 Frameless stereotactic arm apparatus and method of using same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11253456A true JPH11253456A (ja) 1999-09-21
JP4277964B2 JP4277964B2 (ja) 2009-06-10

Family

ID=25527556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34036998A Expired - Fee Related JP4277964B2 (ja) 1997-11-28 1998-11-30 フレームレス定位手術装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6035228A (ja)
EP (1) EP0919202B1 (ja)
JP (1) JP4277964B2 (ja)
DE (1) DE69826611T2 (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003053684A (ja) * 2001-08-10 2003-02-26 Toshiba Corp 医療用マニピュレータシステム
JP2007267773A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Hitachi Medical Corp 医用画像表示装置
JP2011022158A (ja) * 2003-09-22 2011-02-03 Renishaw Plc 関節プローブヘッド
JP2015502767A (ja) * 2011-09-30 2015-01-29 ユニベルシテ ピエール エ マリーキュリー（パリ シズエム） 患者の天然導管又は人工導管内に挿入された医療機器をガイドするガイド装置
JP2017512534A (ja) * 2014-03-17 2017-05-25 インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド 多関節アームにおける分離クラッチ操作のためのシステム及び方法
JP2019118450A (ja) * 2017-12-28 2019-07-22 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 医用画像診断装置、周辺機器及び撮影システム
JP2019521360A (ja) * 2016-07-22 2019-07-25 シーエムアール サージカル リミテッドＣｍｒ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｌｉｍｉｔｅｄ 位置検出装置
WO2020209204A1 (ja) * 2019-04-08 2020-10-15 川崎重工業株式会社 ロボット装置

Families Citing this family (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5603318A (en) 1992-04-21 1997-02-18 University Of Utah Research Foundation Apparatus and method for photogrammetric surgical localization
US6149592A (en) * 1997-11-26 2000-11-21 Picker International, Inc. Integrated fluoroscopic projection image data, volumetric image data, and surgical device position data
US6482182B1 (en) 1998-09-03 2002-11-19 Surgical Navigation Technologies, Inc. Anchoring system for a brain lead
WO2000054657A1 (en) * 1999-03-17 2000-09-21 Koninklijke Philips Electronics N.V. Computed tomography device including a position measuring system
US6491699B1 (en) 1999-04-20 2002-12-10 Surgical Navigation Technologies, Inc. Instrument guidance method and system for image guided surgery
US7085400B1 (en) 2000-06-14 2006-08-01 Surgical Navigation Technologies, Inc. System and method for image based sensor calibration
DE10032203A1 (de) 2000-07-01 2002-01-17 Deutsches Krebsforsch Stereotaxiesystem
AU2002254777B2 (en) * 2001-05-04 2005-02-03 Board Of Regents, The University Of Texas System Apparatus and methods for delivery of transcranial magnetic stimulation
US7383073B1 (en) * 2001-10-16 2008-06-03 Z-Kat Inc. Digital minimally invasive surgery system
US20030208189A1 (en) * 2001-10-19 2003-11-06 Payman Gholam A. Integrated system for correction of vision of the human eye
US20030208187A1 (en) * 2002-05-02 2003-11-06 Gmp Surgical Solutions, Inc. Apparatus for positioning a medical instrument
CA2437286C (en) * 2002-08-13 2008-04-29 Garnette Roy Sutherland Microsurgical robot system
DE20218693U1 (de) * 2002-12-03 2003-02-13 Leica Microsystems (Schweiz) Ag, Heerbrugg Stativ für ein Operationsmikroskop
US7869859B2 (en) * 2003-03-10 2011-01-11 Kabushiki Kaisha Toshiba X-ray CT apparatus having a display to display information inputted from a remote operator console
DE10322140B4 (de) * 2003-05-16 2008-07-10 Siemens Ag Bildgebendes medizinisches Untersuchungsgerät
WO2004110242A2 (en) * 2003-06-18 2004-12-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Remotely held needle guide for ct fluoroscopy
US7349730B2 (en) * 2005-01-11 2008-03-25 Moshe Ein-Gal Radiation modulator positioner
US20090318935A1 (en) * 2005-11-10 2009-12-24 Satish Sundar Percutaneous medical devices and methods
US7756036B2 (en) * 2005-12-22 2010-07-13 Intuitive Surgical Operations, Inc. Synchronous data communication
US7757028B2 (en) * 2005-12-22 2010-07-13 Intuitive Surgical Operations, Inc. Multi-priority messaging
US8054752B2 (en) * 2005-12-22 2011-11-08 Intuitive Surgical Operations, Inc. Synchronous data communication
US8401620B2 (en) 2006-10-16 2013-03-19 Perfint Healthcare Private Limited Needle positioning apparatus and method
US8758263B1 (en) 2009-10-31 2014-06-24 Voxel Rad, Ltd. Systems and methods for frameless image-guided biopsy and therapeutic intervention
US20120190970A1 (en) 2010-11-10 2012-07-26 Gnanasekar Velusamy Apparatus and method for stabilizing a needle
KR101802464B1 (ko) * 2011-08-03 2017-11-28 주식회사 미래컴퍼니 수술용 로봇의 마스터 암 구조 및 수술용 마스터 로봇의 제어방법
US9265965B2 (en) 2011-09-30 2016-02-23 Board Of Regents, The University Of Texas System Apparatus and method for delivery of transcranial magnetic stimulation using biological feedback to a robotic arm
US20140081659A1 (en) 2012-09-17 2014-03-20 Depuy Orthopaedics, Inc. Systems and methods for surgical and interventional planning, support, post-operative follow-up, and functional recovery tracking
USD739527S1 (en) 2012-12-14 2015-09-22 Conmed Corporation Connector
USD739526S1 (en) 2012-12-14 2015-09-22 Conmed Corporation Connector
USD749211S1 (en) 2012-12-14 2016-02-09 Conmed Corporation Keyway portion
DE102013005999A1 (de) * 2013-04-09 2014-10-09 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Schwenkarmstativ für Digitalmikroskope
WO2014194006A1 (en) 2013-05-28 2014-12-04 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Methods, systems, and computer readable media for visualization of resection target during epilepsy surgery and for real time spatiotemporal visualization of neurophysiologic biomarkers
WO2015010189A1 (en) 2013-07-24 2015-01-29 Centre For Surgical Invention & Innovation Multi-function mounting interface for an image-guided robotic system and quick release interventional toolset
DE102013226342B4 (de) * 2013-12-18 2022-10-13 Siemens Healthcare Gmbh Medizintechnische Anlage
KR102882041B1 (ko) * 2014-08-12 2025-11-07 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 비제어 이동 검출
WO2016069648A1 (en) 2014-10-27 2016-05-06 Intuitive Surgical Operations, Inc. System and method for integrated surgical table
CN107072727B (zh) 2014-10-27 2020-01-24 直观外科手术操作公司 具有主动制动器释放控制装置的医疗装置
EP3212105B1 (en) 2014-10-27 2025-09-24 Intuitive Surgical Operations, Inc. System for monitoring control points during reactive motion
CN107072864B (zh) 2014-10-27 2019-06-14 直观外科手术操作公司 用于配准到手术台的系统及方法
EP3741345A1 (en) 2014-10-27 2020-11-25 Intuitive Surgical Operations, Inc. System for integrated surgical table motion
KR102574095B1 (ko) 2014-10-27 2023-09-06 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 기기 교란 보상을 위한 시스템 및 방법
US10905614B2 (en) 2017-04-21 2021-02-02 Mizuho Osi System, apparatus and method for patient positioning prior to, during and/or after medical procedures
USD998156S1 (en) 2017-04-21 2023-09-05 Mizuho Orthopedic Systems, Inc. Surgical drape
US11129765B2 (en) 2017-04-21 2021-09-28 Mizuho Osi System, apparatus and method for patient positioning prior to, during and/or after medical procedures
GB2572337B (en) * 2018-03-26 2020-10-14 Elekta ltd Radiotherapy control system
EP3787513B1 (en) 2018-05-02 2024-11-13 Epica International, Inc. System for performing robotic surgery
CN109108472A (zh) * 2018-08-30 2019-01-01 江苏新光数控技术有限公司 一种用于打标机的机械手
US10806339B2 (en) 2018-12-12 2020-10-20 Voxel Rad, Ltd. Systems and methods for treating cancer using brachytherapy
WO2021245748A1 (ja) * 2020-06-01 2021-12-09 リバーフィールド株式会社 手術支援装置
US12685879B1 (en) 2020-06-18 2026-07-21 Voxel Rad, Ltd. Treating cancer using intensity-modulated brachytherapy
CN113017666A (zh) * 2021-02-05 2021-06-25 明峰医疗系统股份有限公司 一种诊断床防坠制动电路及ct扫描床
CN113288074B (zh) * 2021-05-17 2022-03-15 上海交通大学 多自由度位置可调的脉诊机械手装置
CN117653354B (zh) * 2022-08-31 2026-04-03 上海微创医疗机器人（集团）股份有限公司 操作臂回收控制方法、装置及操作设备
US12611268B2 (en) * 2023-05-31 2026-04-28 Auris Health, Inc. Brake release for surgical robot

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5078140A (en) * 1986-05-08 1992-01-07 Kwoh Yik S Imaging device - aided robotic stereotaxis system
US4791934A (en) * 1986-08-07 1988-12-20 Picker International, Inc. Computer tomography assisted stereotactic surgery system and method
US5099846A (en) * 1988-12-23 1992-03-31 Hardy Tyrone L Method and apparatus for video presentation from a variety of scanner imaging sources
FR2652928B1 (fr) * 1989-10-05 1994-07-29 Diadix Sa Systeme interactif d'intervention locale a l'interieur d'une zone d'une structure non homogene.
EP0647428A3 (en) * 1989-11-08 1995-07-12 George S Allen Interactive image-guided surgery system.
JPH0489000A (ja) * 1990-05-02 1992-03-23 W R Grace & Co 細胞培養キットおよび細胞傷害試験法
US5417210A (en) * 1992-05-27 1995-05-23 International Business Machines Corporation System and method for augmentation of endoscopic surgery
DE4202302C2 (de) * 1992-01-28 1999-06-10 Dietrich H W Prof Groenemeyer Computer-Tomograph
US5657429A (en) * 1992-08-10 1997-08-12 Computer Motion, Inc. Automated endoscope system optimal positioning
US5524180A (en) * 1992-08-10 1996-06-04 Computer Motion, Inc. Automated endoscope system for optimal positioning
US5309913A (en) * 1992-11-30 1994-05-10 The Cleveland Clinic Foundation Frameless stereotaxy system
US5427097A (en) * 1992-12-10 1995-06-27 Accuray, Inc. Apparatus for and method of carrying out stereotaxic radiosurgery and radiotherapy
DE4304570A1 (de) * 1993-02-16 1994-08-18 Mdc Med Diagnostic Computing Vorrichtung und Verfahren zur Vorbereitung und Unterstützung chirurgischer Eingriffe
DE69431875T2 (de) * 1993-04-22 2003-05-28 Image Guided Technologies, Inc. Anordnung zur bestimmung der gegenseitigen lage von körpern
US5590655A (en) * 1993-09-20 1997-01-07 Hussman; Karl L. Frameless laser guided stereotactic localization system
IL107523A (en) * 1993-11-07 2000-01-31 Ultraguide Ltd Articulated needle guide for ultrasound imaging and method of using same
US5598269A (en) * 1994-05-12 1997-01-28 Children's Hospital Medical Center Laser guided alignment apparatus for medical procedures
US5628327A (en) * 1994-12-15 1997-05-13 Imarx Pharmaceutical Corp. Apparatus for performing biopsies and the like
US5807377A (en) * 1996-05-20 1998-09-15 Intuitive Surgical, Inc. Force-reflecting surgical instrument and positioning mechanism for performing minimally invasive surgery with enhanced dexterity and sensitivity
US5824007A (en) * 1996-12-03 1998-10-20 Simon Fraser University Adjustable surgical stand

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003053684A (ja) * 2001-08-10 2003-02-26 Toshiba Corp 医療用マニピュレータシステム
JP2011022158A (ja) * 2003-09-22 2011-02-03 Renishaw Plc 関節プローブヘッド
US8939008B2 (en) 2003-09-22 2015-01-27 Renishaw Plc Calibration artefact for calibrating an articulating probe head
JP2007267773A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Hitachi Medical Corp 医用画像表示装置
JP2015502767A (ja) * 2011-09-30 2015-01-29 ユニベルシテ ピエール エ マリーキュリー（パリ シズエム） 患者の天然導管又は人工導管内に挿入された医療機器をガイドするガイド装置
US10449008B2 (en) 2014-03-17 2019-10-22 Intuitive Surgical Operations, Inc. System and method for breakaway clutching in an articulated arm
JP2017512534A (ja) * 2014-03-17 2017-05-25 インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド 多関節アームにおける分離クラッチ操作のためのシステム及び方法
US10973596B2 (en) 2014-03-17 2021-04-13 Intuitive Surgical Operations, Inc. System and method for breakaway clutching in an articulated arm
US11660154B2 (en) 2014-03-17 2023-05-30 Intuitive Surgical Operations, Inc. System and method for breakaway clutching in an articulated arm
US12089904B2 (en) 2014-03-17 2024-09-17 Intuitive Surgical Operations, Inc. System and method for breakaway clutching in an articulated arm
US12329478B2 (en) 2014-03-17 2025-06-17 Intuitive Surgical Operations, Inc. System and method for breakaway clutching in an articulated arm
JP2019521360A (ja) * 2016-07-22 2019-07-25 シーエムアール サージカル リミテッドＣｍｒ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｌｉｍｉｔｅｄ 位置検出装置
US11359907B2 (en) 2016-07-22 2022-06-14 Cmr Surgical Limited Magnetic position sensor mounting arrangement
JP2019118450A (ja) * 2017-12-28 2019-07-22 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 医用画像診断装置、周辺機器及び撮影システム
WO2020209204A1 (ja) * 2019-04-08 2020-10-15 川崎重工業株式会社 ロボット装置
JP2020171969A (ja) * 2019-04-08 2020-10-22 川崎重工業株式会社 ロボット装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE69826611T2 (de) 2005-11-17
EP0919202B1 (en) 2004-09-29
JP4277964B2 (ja) 2009-06-10
EP0919202A3 (en) 2000-11-29
US6035228A (en) 2000-03-07
DE69826611D1 (de) 2004-11-04
EP0919202A2 (en) 1999-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4277964B2 (ja) フレームレス定位手術装置
JP6718920B2 (ja) 定位手術用の手術ロボットシステム及び定位手術用ロボットの制御方法
Hempel et al. An MRI-compatible surgical robot for precise radiological interventions
JP4340345B2 (ja) フレームレス定位手術装置
US7466303B2 (en) Device and process for manipulating real and virtual objects in three-dimensional space
CN113229938B (zh) 定位手术用手术机器人
Hungr et al. Design and validation of a CT-and MRI-guided robot for percutaneous needle procedures
US6785572B2 (en) Tactile feedback and display in a CT image guided robotic system for interventional procedures
EP0427358B1 (en) Mechanical arm for and interactive image-guided surgical system
Tsekos et al. A prototype manipulator for magnetic resonance-guided interventions inside standard cylindrical magnetic resonance imaging scanners
CN114159160B (zh) 手术导航方法、装置、电子设备、存储介质
EP2561821A1 (en) Tool positioning system
JP2002083281A (ja) 実時間三次元再構成による容積の高品質表示を提供するイメージング装置および方法
JP2002078708A (ja) 実時間三次元再構成による容積の高品質表示を提供するイメージング装置および方法
Wu et al. Remotely actuated needle driving device for mri-guided percutaneous interventions: Force and accuracy evaluation
JPH0567286B2 (ja)
Benabid et al. Is there any future for robots in neurosurgery?
KR101895369B1 (ko) 정위수술용 수술로봇 시스템
JP2894694B2 (ja) 頭部手術支援装置及び手術部位指示装置
Tajima et al. A prototype master-slave system consisting of two MR-compatible manipulators with interchangeable surgical tools: Part of a unified support system for diagnosis and treatment
Mösges et al. 1 Multimodal Information for
Guo et al. Design and performance evaluation of a force/torque sensor for tele-operated catheterization procedures
KR20180100514A (ko) 정위수술용 수술로봇 시스템
Cleary et al. Segmentation of surgical needles for fluoroscopy servoing using the Insight Software Toolkit (ITK)
Masutani et al. Computer aided surgery (CAS) system for stereotactic neurosurgery

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20040226

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051128

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070604

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20070904

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20070907

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071204

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080324

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20080624

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20080627

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080924

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090202

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090304

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120319

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120319

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140319

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees