JP2019526406A5 - 手術支援ロボットシステムその故障検出方法 - Google Patents

Claims (20)

1. 主組込みコンピュータと、
   複数の従属組込みコンピュータと、
   前記主組込みコンピュータと前記複数の従属組込みコンピュータとに、第１の所定期間内にホストコンピュータ信号を送信するように構成されたホストコンピュータと、を備える手術支援ロボットシステムであって、
   前記主組込みコンピュータと前記複数の従属組込みコンピュータが前記第１の所定期間内に前記ホストコンピュータ信号を受信しない場合、前記ホストコンピュータが故障したと判定する
   ことを特徴とする手術支援ロボットシステム。
2. 前記ホストコンピュータ信号は目標姿勢信号を含み、
   前記主組込みコンピュータは、第２の所定期間内に前記ホストコンピュータにノーオペレーション命令信号を送信するように構成され、
   前記ホストコンピュータは、前記主組込みコンピュータにノーオペレーション応答信号を返信するようにさらに構成され、
   前記主組込みコンピュータが前記ノーオペレーション応答信号を受信しない場合、前記ホストコンピュータが故障したと判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の手術支援ロボットシステム。
3. 前記ホストコンピュータが前記第２の所定期間内に前記ノーオペレーション命令信号を受信しない場合、前記主組込みコンピュータが故障したと判定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の手術支援ロボットシステム。
4. 前記複数の従属組込みコンピュータのそれぞれは、
   実際の姿勢信号を前記ホストコンピュータに送信するとともに、
   モータ位置制御信号を、第３の所定期間に第１の通信バスを介して、手術器械駆動モジュール又は撮影器械駆動モジュールに送信するように構成され、
   前記主組込みコンピュータは、
   前記第１の通信バスを介して前記複数の従属組込みコンピュータから送信されたモータ位置制御信号を監視するように構成され、
   前記ホストコンピュータが、第３の所定期間内に、特定の従属組込みコンピュータから送信された前記実際の姿勢信号を受信しなく、かつ、前記第１の通信バスを介して特定の従属組込みコンピュータから送信された前記モータ位置制御信号を発見しない場合、特定の前記従属組込みコンピュータが故障したと判定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の手術支援ロボットシステム。
5. 前記ホストコンピュータ信号は、第１のノーオペレーション命令信号を含み、
   前記主組込みコンピュータは、
   前記ホストコンピュータに第１のノーオペレーション応答信号を返信するとともに、
   第４の所定期間内に、第２のノーオペレーション命令信号を前記複数の従属組込みコンピュータに送信するように構成され、
   前記ホストコンピュータが前記第１の所定期間内に前記第１のノーオペレーション応答信号を受信しなく、かつ、前記複数の従属組込みコンピュータが前記第４の所定期間内に前記第２のノーオペレーション命令信号を受信しない場合、前記主組込みコンピュータが故障したと判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の手術支援ロボットシステム。
6. 前記複数の従属組込みコンピュータのうちの少なくとも１つは、
   前記ホストコンピュータに第２のノーオペレーション応答信号を返信するとともに、
   前記主組込みコンピュータに第３のノーオペレーション応答信号を返信するように構成され、
   前記ホストコンピュータが、前記第１の所定期間内に、前記複数の従属組込みコンピュータのうちの少なくとも１つから返信された前記第２のノーオペレーション応答信号を受信しなく、かつ、前記主組込みコンピュータが、前記第４の所定期間内に、前記複数の従属組込みコンピュータのうちの少なくとも１つのから返信された前記第３のノーオペレーション応答信号を受信しない場合、前記複数の従属組込みコンピュータのうちの少なくとも１つが故障したと判定する
   ことを特徴とする請求項５に記載の手術支援ロボットシステム。
7. 前記ホストコンピュータ、前記主組込みコンピュータ、又は前記複数の従属組込みコンピュータのうちの少なくとも１つが故障したと判定する場合、警報メカニズム、非常停止メカニズム、又は回復メカニズムの１つ以上を実行するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の手術支援ロボットシステム。
8. 前記ホストコンピュータが故障したと判定する場合、前記手術支援ロボットシステムは、前記ホストコンピュータに対して回復メカニズムを実行するように構成され、前記回復メカニズムが成功していない場合、前記主組込みコンピュータは、第１の手動メカニズムを実行して、前記複数の従属組込みコンピュータを制御して手術器械又は撮影器械を制御するように構成され、
   或いは、
   前記主組込みコンピュータが故障したと判定する場合、前記ホストコンピュータは、前記複数の従属組込みコンピュータを介して第２の手動メカニズムを実行して前記手術器械又は前記撮影器械を制御するようにさらに構成され、
   或いは、
   複数の従属組込みコンピュータのうちの少なくとも１つが故障したと判定する場合、前記ホストコンピュータは、第３の手動メカニズムを実行して、故障した少なくとも１つの従属組込みコンピュータを前記主組込みコンピュータと交換し、前記主組込みコンピュータ又は別の従属組込みコンピュータを介して前記手術器械又は前記撮影器械を制御するようにさらに構成されている
   ことを特徴とする請求項７に記載の手術支援ロボットシステム。
9. 前記回復メカニズムは、
   前記ホストコンピュータが故障したと判定する場合、前記主組込みコンピュータは、前記ホストコンピュータが回復することを待つように構成されることと、
   前記ホストコンピュータは、前記回復の後に、前記主組込みコンピュータに状態照会命令を送信し、前記主組込みコンピュータから送信された状態応答命令を受信した後に、前記手術支援ロボットシステムの状態を前記故障前の状態に調整するようにさらに構成されることと、
   を備える
   ことを特徴とする請求項７に記載の手術支援ロボットシステム。
10. 前記警報メカニズムは、
    前記ホストコンピュータが故障したと判定する場合、前記主組込みコンピュータは、第２の通信バスを介して、対応するホストコンピュータパイロットランプをエラー表示状態に更新するように構成されることと、
    前記主組込みコンピュータが故障したと判定する場合、前記ホストコンピュータは、操作インターフェースを第１の手動操作インターフェースに切り替え、前記第１の手動操作インターフェースに前記主組込みコンピュータが故障したことを通知し、対応する主組込みコンピュータパイロットランプをエラー表示状態に更新するようにさらに構成されることと、
    前記複数の従属組込コンピュータのうちの少なくとも１つが故障したと判定する場合、前記ホストコンピュータは、前記操作インターフェースを第２の手動操作インターフェースに切り替え、前記第２の手動操作インターフェースに前記複数の従属組込コンピュータのうちの少なくとも１つが故障したことを通知するようにさらに構成され、前記主組込みコンピュータは、前記第２の通信バスを介して、少なくとも１つの対応する従属組込コンピュータイロットランプをエラー表示状態に更新するように構成されることと、
    の少なくとも１つを備える
    ことを特徴とする請求項７に記載の手術支援ロボットシステム。
11. 前記非常停止メカニズムは、
    前記複数の従属組込コンピュータのうちの少なくとも１つは、対応する手術器械駆動モジュール又は撮影器械駆動モジュールを介して、手術器械又は撮影器械を制御して動作を停止し、現在の姿勢を保持するように構成されることと、
    故障した少なくとも１つの従属組込みコンピュータを代替し、前記主組込みコンピュータは、対応する前記手術器械駆動モジュール又は前記撮影器械駆動モジュールを介して、前記手術器械又は前記撮影器械を制御して動作を停止し、前記現在の姿勢を保持するように構成されることと、
    を備える
    ことを特徴とする請求項７に記載の手術支援ロボットシステム。
12. 前記第１の手動メカニズムは、前記主組込みコンピュータが、第３の手動インターフェースに切り替え、前記複数の従属組込みコンピュータを制御して、手術器械駆動モジュール又は撮影器械駆動モジュールを介して前記手術器械又は前記撮影器械を制御するように構成されることを備え、
    或いは、
    前記第２の手動メカニズムは、前記ホストコンピュータが、第４の手動インターフェースに切り替え、前記複数の従属組込みコンピュータを制御して、前記手術器械駆動モジュール又は前記撮影器械駆動モジュールを介して前記手術器械又は前記撮影器械を制御するようにさらに構成されることを備え、
    或いは、
    前記第３の手動メカニズムは、前記主組込みコンピュータが、故障した前記従属組込みコンピュータを引き継いで使用するように構成され、前記ホストコンピュータが、第５の手動インターフェースに切り替え、前記主組込みコンピュータ及び機能する残りの従属組込みコンピュータを制御して、前記手術器械駆動モジュール又は前記撮影器械駆動モジュールを介して前記手術器械又は前記撮影器械を制御するようにさらに構成されることを備える
    ことを特徴とする請求項８に記載の手術支援ロボットシステム。
13. 前記ホストコンピュータ又は前記主組込みコンピュータは、
    手術器械末端に手術アクチュエータを担持する手術用アームが展開状態にある場合、手術器械駆動モジュールを介して前記手術アクチュエータを現在の位置及び姿勢を保持するように駆動し、初期状態に回復し、前記手術用アームをストレート状態に戻るように駆動し、
    前記手術アクチュエータが前記初期位置になく、前記手術用アームがストレート状態にある場合、前記手術器械駆動モジュールを介して前記手術アクチュエータを患者の体における手術的切開部から引き出して前記初期位置に戻すように駆動し、
    或いは、
    撮影器械末端に撮影照明モジュールを担持する手術用アームが展開状態にある場合、撮影器械駆動モジュールを介して前記撮影照明モジュールを現在の位置及び姿勢を保持するように駆動し、前記手術用アームをストレート状態に戻るように駆動し、
    前記撮影照明モジュールが初期位置になく、前記手術用アームがストレート状態にある場合、前記撮影器械駆動モジュールを介して前記撮影照明モジュールを患者の体における手術的切開部から引き出して前記初期位置に戻すように駆動する
    ように構成される
    ことを特徴とする請求項１に記載の手術支援ロボットシステム。
14. ホストコンピュータ、主組込コンピュータ、及び複数の従属組込コンピュータを有する手術支援ロボットシステムの故障検出方法であって、
    第１の所定期間内に、前記ホストコンピュータを介して前記主組込みコンピュータ及び前記複数の従属組込みコンピュータにホストコンピュータ信号を送信することと、
    前記主組込みコンピュータと前記複数の従属組込みコンピュータとが前記第１の所定期間内に前記ホストコンピュータ信号を受信しない場合、前記ホストコンピュータが故障したと判定することと、
    を備える
    手術支援ロボットシステムの故障検出方法。
15. 前記ホストコンピュータ信号は、目標姿勢信号を含み、
    前記手術支援ロボットシステムの故障検出方法は、
    第２の所定期間内に、前記主組込みコンピュータを介して、前記ホストコンピュータにノーオペレーション命令信号を送信することと、
    前記ホストコンピュータを介して、前記主組込みコンピュータにノーオペレーション応答信号を返信することと、
    前記主組込みコンピュータが前記ノーオペレーション応答信号を受信しない場合、前記ホストコンピュータが故障したと判定することと、
    をさらに備える
    ことを特徴とする請求項１４に記載の手術支援ロボットシステムの故障検出方法。
16. 前記ホストコンピュータが前記第２の所定期間内に前記ノーオペレーション命令信号を受信しない場合、前記主組込みコンピュータが故障したと判定すること
    をさらに備える
    ことを特徴とする請求項１５に記載の手術支援ロボットシステムの故障検出方法。
17. 前記複数の従属組込みコンピュータのそれぞれによって、実際の姿勢信号を前記ホストコンピュータに送信することと、
    第３の所定期間内に、前記複数の従属組込みコンピュータのそれぞれによって、モータ位置制御信号を、第１の通信バスを介して手術器械駆動モジュール又は撮影器械駆動モジュールに送信することと、
    前記主組込みコンピュータによって、前記第１の通信バスを介して前記複数の従属組込みコンピュータから送信されたモータ位置制御信号を監視することと、
    前記第３の所定期間内に、前記ホストコンピュータが、特定の前記従属組込みコンピュータから送信された前記実際の姿勢信号を受信しなく、かつ、前記主組込みコンピュータが、前記第１の通信バスを介して特定の前記従属組込みコンピュータから送信された前記モータ位置制御信号を発見しない場合、特定の従属組込みコンピュータが故障したと判定することと、
    をさらに備える
    ことを特徴とする請求項１５に記載の手術支援ロボットシステムの故障検出方法。
18. 前記ホストコンピュータ信号は、第１のノーオペレーション命令信号を含み、
    前記手術支援ロボットシステムの故障検出方法は、
    前記主組込みコンピュータによって、第１のノーオペレーション応答信号を前記ホストコンピュータに返信することと、
    第４の所定期間内に、前記主組込みコンピュータによって、第２のノーオペレーション命令信号を前記複数の従属組込みコンピュータに送信することと、
    前記ホストコンピュータが前記第１の所定期間内に前記第１のノーオペレーション応答信号を受信しなく、かつ、前記複数の従属組込みコンピュータが前記第４の所定期間内に前記第２のノーオペレーション命令信号を受信しない場合、前記主組込みコンピュータが故障したと判定することと、
    をさらに備える
    ことを特徴とする請求項１４に記載の手術支援ロボットシステムの故障検出方法。
19. 前記複数の従属組込みコンピュータのうちの少なくとも１つによって、第２のノーオペレーション応答信号を前記ホストコンピュータに返信することと、
    前記複数の従属組込みコンピュータのうちの少なくとも１つによって、第３のノーオペレーション応答信号を前記主組込みコンピュータに返信することと、
    前記ホストコンピュータが、前記第１の所定期間内に、前記複数の従属組込みコンピュータのうちの少なくとも１つから返信された前記第２のノーオペレーション応答信号を受信しなく、かつ、前記主組込みコンピュータが、前記第４の所定期間内に、前記複数の従属組込みコンピュータのうちの少なくとも１つから返信された前記第３のノーオペレーション応答信号を受信しない場合、前記複数の従属組込みコンピュータのうちの少なくとも１つが故障したと判定することと、
    を備える
    ことを特徴とする請求項１８に記載の手術支援ロボットシステムの故障検出方法。
20. 前記ホストコンピュータ、前記主組込みコンピュータ、又は前記複数の従属組込みコンピュータのうちの少なくとも１つが故障したと判定する場合、警報メカニズム、非常停止メカニズム、又は回復メカニズムの少なくとも１つを実行する
    ことを特徴とする請求項１４に記載の手術支援ロボットシステムの故障検出方法。