JP2007181683A - コンピュータ支援外科手術における着用可能なユーザーインターフェース用のシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】人が手術中にＣＡＳ装置を制御できるようにするＣＡＳ入力装置を提供する。
【解決手段】コンピュータ支援外科手術システム１０は、手術データを視覚的に表示するためのディスプレイ１６と、制御信号を受信して制御信号に関連する動作を実行するため、および、ディスプレイ上に表示された手術データを制御するための、プロセッサ２２と、プロセッサとの通信を行う着用可能な入力装置１８と、を含む。ある実施の形態での着用可能な入力装置は、使用者の体の一部に取り付けるための入力装置の第１の側面３０の取り付け面と、取り付け面とは反対側の入力装置の側面２８に配置されたセンサー組立品５８，６０と、を含む。
【選択図】図１

Description

開示の内容

〔技術分野〕
本発明は、コンピュータ支援外科手術に関し、より詳しく言うと、コンピュータ支援外科手術で用いるユーザーインターフェース装置に関する。

〔背景技術〕
コンピュータ支援外科手術システム（ＣＡＳシステム）、または、画像誘導外科手術システム、の使用は、普及してきている。典型的なＣＡＳシステムでは、コンピュータおよび位置測定装置が、手術用器具および装置、ならびに、患者の体の一部、の位置を測定するために用いられる。ＣＡＳシステムは、例えば、Ｘ線透視画像、コンピュータ断層撮影画像、または、磁気共鳴画像（ＭＲＩ）、のような医療データを記憶するための記憶手段をも組み込んでいる。それらの医療画像は、手術の前に、または、手術中に、収集されてよい。

コンピュータ支援整形外科手術システムは、（ａ）コンピュータ断層撮影（ＣＴ）ベースのシステムであって、このシステムは、標識点（landmark）ベースのまたは表面ベースの位置合わせすなわち整合手順によって、対応する骨または骨片を特定するために、手術手技の間に参照される骨または骨片の３次元解剖学的モデルを確立するために、手術前に用いることができる、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）ベースのシステムと、（ｂ）ＣＴベースのＸ線透視システムであって、このシステムは、３次元解剖学的モデルを確立するためのＣＴベースのシステムと同じ方法を用い、それによって、手術前のＣＴの骨または骨片が、骨または骨片の表面モデルおよびＸ線透視画像の平面上への表面モデルの投影を用いて、手術中の対応する骨または骨片と位置合わせすなわち整合される、ＣＴベースのＸ線透視システムと、（ｃ）Ｘ線透視ベースのシステムであって、このシステムは、較正されたＸ線透視装置を用いて、骨および骨片の忠実な画像、および、手術用器具の投影の仮想の幾何学的表示、を生み出す、Ｘ線透視ベースのシステムと、を含んでいる。

手術中に用いられるとき、ほとんどのＣＡＳシステムは、示されるべきデータを特定するため、または、プログラムの流れを変えるために、外科医からの入力を必要とする。手術データには、手術前に記憶されたデータ、ならびに、血圧、心拍数、酸素濃度、などの手術中に得られたデータ、などがある。多くのシステムは、キーボードで、または、マウスを用いて、指令を入力するために滅菌されていない補助手段に依存しているが、これらのシステムは、非能率的であり、誤った伝達の危険を伴う。

別のシステムでは、入力装置は、手術室内に物理的に配置されている。入力装置は、細菌の拡散を防ぐための物理的なバリアを提供するため、プラスチック材料で一般的には覆われている。ＣＡＳを制御する必要がある場合には、手術室内の外科医またはその他の人が、入力装置の場所に行って、入力装置を操作する。このアプローチは、やっかいであり、その理由は、そのアプローチが既に込み合った手術室内に入力装置専用の場所を必要とするからである。さらに、人が入力装置の場所へ移動することが、手術室内での望ましくない行動を生み出す。

いくつかのシステムは、上記アプローチの欠点をさまざまな方法で解決することを試みている。そのようなアプローチの一つが、足で操作される装置の形で入力装置を提供することである。もちろん、この種類の装置は、人が足で操作される装置の周りを移動する場合には、危険なものになる。さらに、足で操作される装置は、カーソルでの制御を提供しない。

したがって、必要とされているのは、人が手術中にＣＡＳ装置を制御できるようにするＣＡＳ入力装置である。

さらに、必要とされているのは、装置を操作するために人が手術室の特定の場所に移動することを必要としないＣＡＳ入力装置である。

さらに、必要とされているのは、アクセスしやすくするのに好都合に配置され、ディスプレイ上のカーソルを制御できるようにする、ＣＡＳ入力装置である。

必要とされているのは、手術室内を移動する人に危険をもたらさないＣＡＳ入力装置である。

〔概要〕
本発明に基づく医療手技の実施方法は、使用者に入力装置を取り付ける過程と、入力装置とコンピュータとの間の通信リンクを確立する過程と、入力装置を覆って光透過性の衣服を配置する過程と、光透過性の衣服を通した所望のカーソル制御入力を入力装置を用いて感知する過程と、カーソル制御入力に基づいてカーソル制御信号を発生させる過程と、カーソル制御信号に基づいてディスプレイ上の視覚的表示を制御する過程と、を含む。

ある実施の形態では、コンピュータ支援外科手術システムは、手術データを視覚的に表示するためのディスプレイと、制御信号を受信し制御信号に関連する動作を実行するため、および、ディスプレイによって表示された手術データを制御するための、プロセッサと、プロセッサとの通信を行う着用可能な入力装置であって、そのインターフェース装置を装着した使用者からの入力を受信し、入力を制御信号に変換し、制御信号をプロセッサに送信するための、着用可能な入力装置と、を含む。

さらに別の実施の形態では、コンピュータ支援外科手術システムは、手術データを視覚的に表示するためのディスプレイと、制御信号を受信し制御信号に関連する動作を実行するため、および、ディスプレイによって表示された手術データを制御するための、プロセッサと、プロセッサとの通信を行う着用可能な入力装置と、を含む。着用可能な入力装置は、使用者の体の一部に取り付けるための入力装置の第１の側面に設けられた取り付け面と、取り付け面とは反対側の入力装置の側面に配置されたセンサー組立品と、を含む。

上記の特徴および利点ならびにその他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および添付の図面を参照することによって、当業者にはより容易に明らかとなるはずである。

〔詳細な説明〕
図１は、コンピュータ支援外科手術で用いるためのコンピュータシステム１０のブロック図である。コンピュータシステム１０は、ネットワーク１４との通信を行う手術用コンピュータ１２と、ディスプレイ１６と、入力装置１８と、を含んでいる。手術用コンピュータ１２は、周辺機器２０のようなその他の周辺機器との通信も行うことがある。周辺機器２０は、外部メモリ、手術装置、プリンタ、または、その他の所望の装置、であってよい。

手術用コンピュータ１２は、内部プロセッサ２２と、プロセッサ２２との通信を行う内部メモリ２４と、を含んでいる。内部メモリ２４は、手術用コンピュータ１２がネットワーク１４、ならびに、入力装置１８、ディスプレイ１６、および、周辺機器２０のような当業者に知られたさまざまな周辺機器、とインターフェースで接続されるようにする、指令を含んでいる。内部メモリ２４は、それらの指令がプロセッサ２２によって実行されたときに、手術用コンピュータ１２が外科手術の実施を援助するのに用いられるようにする、指令をさらに含んでいる。

この実施の形態のネットワーク１４は、医療施設用のローカルエリアネットワークであり、そのネットワークは、外科医またはその他の医療関係者が特定の手術を実行するのに有用な資源にアクセスできるようにする。例えば、その資源には、医療記録、インターネット、および、テレビ会議機能、などがある。それに代わって、資源のいくつかまたは全ては、内部メモリ２４内に提供されていてよい。ネットワーク１４と手術用コンピュータ１２との間の通信は、ケーブル、光通信、無線周波数（ＲＦ）通信、または、任意のその他の望ましいデータ伝送方式、を用いて行われてよい。

この実施の形態のディスプレイ１６は、手術用コンピュータ１２によって制御されてデータのグラフィック描写を表示するために用いられる陰極線管（ＣＲＴ）である。任意の適切な種類のディスプレイが本発明に基づいて用いられてよく、そのようなディスプレイには、液晶ダイオード（ＬＣＤ）ディスプレイ、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、および、ヘッドアップ・ディスプレイ（ＨＵＤ）、などが用いられてよい。

図２は、入力装置１８の斜視図である。入力装置１８は、外側面２８および内側面３０を備えた本体２６を含んでいる。複数のスロット３２，３３（図５を参照のこと。），３４，３６は、内側面３０から外側面２８まで本体２６を貫通している。スロット３２，３３，３４，３６は、入力装置１８を使用者に取り付けるために、一つ以上のストラップと共に用いることができる。例として、図３では、入力装置１８は、スロット３４およびスロット３６を通るストラップ４０と、スロット３２およびスロット３３（図５を参照のこと。）を通るストラップ４２と、によって使用者の前腕３８に取り付けられている。

ストラップ４０，４２は、ベルクロ（VELCRO）（登録商標）のような材料で作ることができる。ベルクロ製のストラップを用いることで、一つの入力装置１８がさまざまな大きさの前腕で用いられるようになる。それでもなお、異なる曲率で構成された複数の入力装置を提供することが望ましいであろう。より詳しく言うと、複数の入力装置の内側面は、異なる曲率半径を有していてよい。そのような実施の形態では、異なる大きさの多数の使用者に快適にぴったり合わせるために、小さい曲率、中間の曲率、および、大きい曲率の入力装置が提供されてよい。それに代わって、入力装置は、拡張可能な材料で作られた本体を含んでいてもよい。この代わりの実施の形態では、入力装置の本体は、使用者の前腕の大きさに一致するように伸びて、入力装置を使用者の前腕の表面の所定の場所にぴったりと維持する。

入力装置１８は、ＵＳＢ接続部４４と、センサー組立品を配置するための光学センサーウェル４６と、をさらに含む。ＵＳＢ接続部４４は、手術用コンピュータ１２との通信用の経路を提供し、入力装置１８への電力をも提供する。ＵＳＢ接続部４４は、ＵＳＢケーブル４８によって、手術用コンピュータ１２に接続することができる。それに代わって、ＵＳＢ接続部４４は、無線通信を提供するために、ＲＦ送信機に接続されてもよい。もちろん、入力装置は、内部電力供給源を備えた無線内蔵ユニットであってもよい。それに代わって、別個の電力供給源が用いられて、バッテリーまたはその他の電力供給源が、ベルトの表面などの、使用者の体の異なる位置に配置されてもよい。この別個の電力供給源の使用は、入力装置１８の重量を最小にし、電力供給源の交換を容易にし、ならびに、予備の電力供給源の提供を容易にする。

入力装置１８のブロック図が図４に示されている。入力装置１８は、マイクロコントローラ５０と、ＵＳＢコネクター４４と、ＵＳＢコネクター５２と、２つの機械的スイッチ５４，５６と、ＬＥＤ６０を制御する光学センサー５８と、を含んでいる。光学センサー５８およびＬＥＤ６０は、図２に示された光学センサーウェル４６内に配置されている。この実施の形態では、光学センサー５８は、電荷結合素子（ＣＣＤ）配列と、反射された光をＣＣＤ配列上に収束させるためのレンズと、を含んでいる。それに代わって、光学センサー５８は、多数のフォトダイオードまたはフォトトランジスタのような、ＣＣＤ配列以外の感光性素子を有していてよい。

入力装置１８は、使用者が手術用コンピュータ１２と相互に作用できる（例えば、カーソルを動かす、スクロールする、または、ボタンを押す）ようにする。入力装置１８に関連する動きは、センサー組立品によって検出されて、位置データに変換され、ＵＳＢ接続部４４を介して手術用コンピュータ１２に通信される。この実施の形態では、ＬＥＤ６０からの光は、光学センサーウェル４６を通り過ぎて移動する表面を映し出し、表面すなわち物体の画像を生み出す。この画像が、光学センサー５８によって検出される。

動きの向きおよび距離は、一連のそのような検出された画像によって求めることができる。ある実施の形態では、反射された画像は、レンズによって、ＣＣＤ配列上に収束させられる。各画像は、ＣＣＤ配列上の多数の画素によって表示することができる。連続する画像間の差が、動きを示し、一方、連続する画像間で差がなければ、動きがないことが示される。画像の差データは、マイクロコントローラ５０によって求められ、手術用コンピュータ１２へ通信されて、手術用コンピュータ１２は、次に、ディスプレイ１６上に示されたカーソルの位置を制御する。

光学センサー５８は、手術着またはその他の衣服で用いられている材料の動きが検出されないように、較正されている。例えば、手術着は典型的には流体に対して不浸透性であるが、手術着はある程度、光の形でのエネルギーが手術着を透過するのを許容する。したがって、アメリカ合衆国カリフォルニア州レッドウッド・ショアーズ（Redwood Shores, California）のケンジントン・コンピュータ・プロダクツ・グループ（Kensington Computer Products Group）から市販されているポケットマウス（PocketMouse）（商標）・ワイヤレス・ミニまたはポケットマウス（PocketMouse）（商標）・オプティカル・ミニコンピュータ用マウスとして入手できるもののような、光学センサーは、手術着の材料の動きを検出しない。しかし、使用者の手が光学センサーウェル４６の上部および手術着の材料の上を移動すると、手の動きが検出される。したがって、入力装置１８は、着用されて、手術着の下で動作する。さらに、ある程度光を透過させる材料を用いているので、使用者は、光学センサーウェル４６が材料で覆われていても、光学センサーウェル４６の位置を容易に特定できる。

ＵＳＢ接続部４４は、入力装置１８が図３に示すように使用者の左前腕に取り付けられる場合に、用いられる。このように取り付けることで、ＵＳＢケーブル４８は、使用者の背中に向かって使用者の手から遠ざかるように方向付けられるようになる。ＵＳＢ接続部４４が用いられると、光学センサーウェル４６の上での、肘から手首への向きによって一般に定められる方向への、手または指などの外肢の動きが、光学センサー５８によって検出され、マイクロコントローラ５０によって、ディスプレイ１６上の第１の位置から第１の位置の右側の位置への、ディスプレイ１６上に表示されたカーソルの所望の動きに対応する信号に変換される。

同様に、光学センサーウェル４６の上での、スロット３４からスロット３６への向きで一般に定められる方向への手または指の動きは、光学センサー５８によって検出され、マイクロコントローラ５０によって、ディスプレイ１６上の第１の位置からディスプレイ１６上の、より高い位置への、ディスプレイ１６上に表示されたカーソルの所望の動きに対応する信号に変換される。

ＵＳＢコネクター５２は、ＵＳＢコネクター４４と同様であるが、ＵＳＢコネクター５２は、ＵＳＢコネクター４４とは反対側の本体２６の端部に物理的に配置されている。したがって、入力装置１８が使用者の右前腕に取り付けられている場合、ＵＳＢコネクター５２は、いずれのケーブルも入力装置１８から使用者の手に向かって延在することがないようにするために用いることができる。入力装置１８が、使用者の右腕に取り付けられた場合、ディスプレイ１６上でのカーソルの動きの制御は、ＵＳＢコネクター４４に関して上述されたのと同様に行われる。

機械的スイッチ５４，５６は、標準的なマウスの「左クリック」ボタンおよび「右クリック」ボタンと同様に機能する。この実施の形態では、機械的なスイッチ５４は、光学センサーウェル４６の左に物理的に配置され、機械的スイッチ５６は、光学センサーウェル４６の右に物理的に配置されている。したがって、マイクロコントローラ５０は、機械的なスイッチ５４の作動を「左クリック」制御信号に変換し、機械的スイッチ５６の作動を「右クリック」制御信号に変換する。

ただ一つのＵＳＢコネクターを有する実施の形態では、入力装置の動作は上述されたものと等しい。しかし、ただ一つのＵＳＢコネクターを備えた装置が右前腕に着用された場合には、光学センサー５８によって感知される動きとディスプレイ１６上のカーソルの位置との間の相関関係を変更することが望ましい場合がある。より詳しく言うと、例として入力装置１８を用いると、入力装置１８が、ＵＳＢコネクター４４を使用者の手首に隣接するように配置した状態で、右前腕６２に配置された場合、コネクター４４に接続されたＵＳＢケーブルが、ある程度、使用者の手首に向かって延びることになる。典型的には、これは望ましくない。

ＵＳＢコネクター４４を図５に示すように使用者の肘に隣接して配置するように、入力装置１８を回転させることによって、光学センサーウェル４６は、使用者から見たときに、上下が逆になり、かつ、向きが逆になって、機械的スイッチ５４，５６の光学センサー４６に対する位置が反転される。しかし、手術用コンピュータ１２は、この状況を補償するように容易にプログラムすることができ、光学センサー５８によって感知された動きと、ディスプレイ１６上のカーソルの位置との間の相関関係を変更するようにプログラムすることができる。その代わりの相関関係は、例えば、構成メニューから所望の相関関係を指定することによって、または、スイッチを作動させて、起動されてよい。

図２の実施の形態では、入力装置１８は、使用者の前腕の一般的な形状に沿うように構成されている。別の実施の形態では、入力装置１８は、使用者の胸などの、使用者の体の別の部分に取り付けるように構成されていてよい。そのような実施の形態の一つが図６に示されている。入力装置６４は、光学センサーウェル６６、ＵＳＢ出力コネクター６８、および、２つのループ７０，７２、を含んでいる。入力装置６４は、比較的平坦なので、２つのループ７０，７２を用いて、例えば使用者の胸に、快適に取り付けられる。入力装置６４は、必要な場合には、使用者の腕に取り付けられてもよい。

図７は、手術中に機械的センサー組立品を介して手術用コンピュータ１２に入力を供給するために使用者に取り付けることができる入力装置７４を示している。機械的な入力装置７４は、制御パッド７６、２つの取り付けポスト７８，８０、および、ＵＳＢコネクター８２、を含んでいる。カーソルは、矢印８４のうちの一つの先端付近の位置で制御パッド７６を押すことによって、所望どおりに動かされる。このようにして制御パッド７６の外縁部付近で制御パッド７６を押すことによって複数の機械的なスイッチのうちの一つ以上のスイッチが閉じられて、動きの所望の向きが示される。円８６を押し下げると、中心に配置されている機械的なスイッチが閉じて、それによって、カーソルに関連するディスプレイ１６上の位置が「選択」される。制御パッド７６が衣服の下に着用されている場合、制御パッド７６の位置を突きとめることを援助するために、制御パッド７６および／または矢印８４ならびに円８６は、点灯されていてもよい。

図８は、図１のコンピュータ支援外科手術システムを用いた手術手技の実施方法９０を示している。ステップ９２では、手術データがホストコンピュータ１２のメモリ２４に記憶される。それに代わって、データは、ネットワーク１４を介してアクセス可能なメモリに記憶されていてもよい。データには、Ｘ線写真、計画された手術手技のステップ、および、特別な注意または制約、などが含まれていてよい。人工器官などの、手術手技に用いられるべき材料または装置が、特定されてもよい。

この例では、外科医である、入力装置１８を操作するように指定された人を含めた外科チームは、次に、ステップ９４で、滅菌などの手術のための典型的な準備に取りかかる。次に、ステップ９６で、入力装置１８が外科医の前腕に取り付けられる。入力装置１８は、外科医の左前腕または右前腕に取り付けられてよい。この例では、入力装置１８は外科医の右前腕に取り付けられる。

バッテリーパックおよび／または装着可能なトランシーバーを含む実施の形態では、これらの装置も、このステップ９６の間に、外科医に取り付けられる。この例では、入力装置１８は、使用者の前腕に配置され、ストラップ４０，４２が、滑りばめを提供するように、調節される。必要な場合には、衣服または詰め物が、前腕に入力装置１８を取り付ける前に、最初に、前腕に配置されてよい。

ステップ９８では、外科医は、光透過性の手術着を着用する。次に、入力装置１８とコンピュータ１２との間の通信が、ステップ１００で、ＵＳＢコネクター４４と、コンピュータ１２のＵＳＢコネクター（図示されていない）との間に、ＵＳＢケーブル４８を接続することで、確立される。外科医は、手術着のそでが赤みを帯びて照らされるのを探すことで、入力装置に電力が供給されていることを視覚的に確認できる。必要な場合には、外科医はこの時点で入力装置１８の動作モードを変更してよい。この変更は、上述されたようにただ一つのＵＳＢコネクターを備えた装置では望ましい。

ステップ１０２では、外科医は、手術着の照らされた領域の上で手を動かして、ディスプレイ１６上のカーソルの位置を制御する。光学センサー５８は、手の動きを検出し、検出された動きに基づいてカーソル制御信号を発生させる。カーソル制御信号は、コンピュータ１２に送信され、コンピュータ１２は、カーソル制御信号を用いて、カーソルが表示されているディスプレイ１６上の位置を制御する。

ディスプレイ上のカーソルが所望の位置に配置されると、外科医は、ステップ１０４で、機械的スイッチ５６を押して、カーソルの位置に関連する動作を命令する。スイッチ５６が押されたことは、入力装置１８によって検出され、入力装置１８は、検出されたスイッチの押し下げに基づいて、機械的装置の制御信号を発生させ、その制御信号がコンピュータ１２に送信される。ディスプレイ１６上のカーソルの位置、および、機械的装置の制御信号が受信されたこと、に基づいて、コンピュータ１２は、プログラムを実行する。この例では、実行されたプログラムは、記憶された手術データファイルがアクセスされるようにする。したがって、ステップ１０４では、最初の手術データが表示される。

手術データが、特定の行動に関連している場合、外科医は、ステップ１０６でその行動を実行する。そのような行動は、例えば、望ましい人工器官装置の選択、望ましい切開位置の選択、などとすることができる。次に、外科医は、ステップ１０８で、別の手術データが必要か否かを判定する。必要な場合には、方法は、ステップ１０２に戻って、ステップ１０４で第２の手術データが表示される。追加の手術データが必要ない場合には、方法は終了する。

本発明が、例示的なプロセスおよびシステム構成要素を記載して例示され、そして、さまざまなプロセスおよび構成要素がかなり詳細に記載されたが、出願人は、添付の特許請求の範囲をそのような詳細に限定またはどのように制限することも意図していない。追加的な利点および変更も、当業者には容易に明らかであろう。本発明は、したがって、その最も広い態様で、図示され記載された、具体的な細部、実施、または、例示的な例、に制限されない。したがって、そのような細部からの逸脱が、出願人の包括的な発明の概念の真髄および範囲から逸脱せずに行われるかもしれない。

〔実施の態様〕
この発明の具体的な実施態様は以下の通りである。
（１）医療手技を実施する方法において、
入力装置を使用者に取り付ける過程と、
前記入力装置とコンピュータとの間の通信リンクを確立する過程と、
前記入力装置を覆うように光透過性の衣服を配置する過程と、
前記入力装置を用いて前記光透過性の衣服を通した所望のカーソルの制御入力を感知する過程と、
前記制御入力に基づいてカーソル制御信号を発生させる過程と、
前記カーソル制御信号に基づいてディスプレイ上の視覚的な表示を制御する過程と、
を具備する、方法。
（２）実施態様（１）に記載の方法において、
前記視覚的な表示を制御する前記過程が、
前記カーソル制御信号に基づいて前記ディスプレイ上のカーソルを第１の位置で表示する過程と、
前記第１の位置の前記カーソルに基づいて、第１の手術行動を支持する第１の手術データを表示する過程と、
前記カーソル制御信号の変化に応答して表示された前記カーソルを第２の位置に移動させる過程と、
前記第２の位置の前記カーソルに基づいて、第２の手術行動を支持する第２の手術データを表示する過程と、
をさらに含む、方法。
（３）実施態様（２）に記載の方法において、
前記第１の手術データが、手術患者の第１のＸ線写真を含み、
前記第２の手術データが、前記手術患者の第２のＸ線写真を含む、
方法。
（４）実施態様（１）に記載の方法において、
前記感知する過程が、
前記衣服を通して、物体の動きを検出する過程、
を含む、
方法。
（５）実施態様（４）に記載の方法において、
前記検出する過程が、
前記物体の第１の画像を前記物体の第２の画像と比較する過程、
をさらに含む、
方法。
（６）実施態様（５）に記載の方法において、
前記検出する過程が、
前記使用者の外肢の位置を検出する過程、
をさらに含む、
方法。
（７）実施態様（１）に記載の方法において、
前記取り付ける過程が、
前記入力装置を前記使用者の前腕に取り付ける過程、
を含む、
方法。
（８）実施態様（７）に記載の方法において、
前記カーソル制御信号に基づいて、手術を受けている患者の医療データを表示する過程、
をさらに具備する、方法。
（９）コンピュータ支援外科手術システムにおいて、
手術データを視覚的に表示（rendering）するためのディスプレイと、
制御信号を受信して前記制御信号に関連する動作を実行するため、および、前記ディスプレイによって表示された前記手術データを制御するための、プロセッサと、
着用可能な入力装置であって、前記着用可能な入力装置を着用した使用者から入力を受け取り、前記入力を前記制御信号に変換し、前記制御信号を前記プロセッサに送信するために、前記プロセッサとの通信を行う、着用可能な入力装置と、
を具備する、システム。
（１０）実施態様（９）に記載のシステムにおいて、
前記着用可能な入力装置が、アンテナを含み、
前記制御信号が、無線周波数送信機を用いて、前記プロセッサに送信される、
システム。

（１１）実施態様（９）に記載のシステムにおいて、
前記着用可能な入力装置が、
前記ディスプレイ上に表示されたカーソルの位置を制御するための出力、を提供するための光学センサー、
を含む、
システム。
（１２）実施態様（１１）に記載のシステムにおいて、
前記着用可能な入力装置が、
第１の機械的装置制御信号を発生させるために用いられる第１の機械的装置と、
第２の機械的装置制御信号を発生させるために用いられる第２の機械的装置と、
を含み、
前記プロセッサが、
前記第１の機械的装置制御信号が受信されたときに、前記カーソルの位置に基づいて第１の制御機能を実行するようにプログラムされ、なおかつ、
前記第２の機械的装置制御信号が受信されたときに、前記カーソルの位置に基づいて第２の制御機能を実行するようにプログラムされている、
システム。
（１３）実施態様（９）に記載のシステムにおいて、
前記着用可能な入力装置が、前記使用者の前腕に着用されるように構成されている、システム。
（１４）実施態様（９）に記載のシステムにおいて、
前記着用可能な入力装置が、前記使用者の胸に着用されるように構成されている、システム。
（１５）コンピュータ支援外科手術システムにおいて、
手術データを視覚的に表示するためのディスプレイと、
制御信号を受信して前記制御信号に関連する動作を実行するため、および、前記ディスプレイによって表示された前記手術データを制御するための、プロセッサと、
前記プロセッサとの通信を行う着用可能な入力装置であって、
使用者の体の一部に取り付けるために前記入力装置の第１の側面に設けられた取り付け面、および、
前記取り付け面とは反対側の前記入力装置の側面に配置されたセンサー組立品、
を含む、着用可能な入力装置と、
を具備する、システム。
（１６）実施態様（１５）に記載のシステムにおいて、
前記センサー組立品が、
複数の機械的スイッチを含む制御パッド、
を具備する、
システム。
（１７）実施態様（１５）に記載のシステムにおいて、
前記センサー組立品が、
前記取り付け面から遠ざかる上向きの方向にエネルギーを放射するためのエネルギー供給源、
を具備する、
システム。
（１８）実施態様（１７）に記載のシステムにおいて、
前記センサー組立品が、
光源と、
光検出配列と、
を含む、
システム。
（１９）実施態様（１８）に記載のシステムにおいて、
前記入力装置が、
前記入力装置の第１の端部に設けられた第１の機械的スイッチと、
前記入力装置の第２の端部に設けられた第２の機械的スイッチと、
をさらに含む、
システム。
（２０）実施態様（１７）に記載のシステムにおいて、
前記プロセッサによって実行された場合に手術手技の一つまたは複数のステップの記述が前記ディスプレイ上に表示されるようにする命令を含むメモリ、
をさらに具備する、システム。

本発明の原理に基づく、光学センサーを備えた着用可能な入力装置を含むコンピュータ支援外科手術システムのブロック図である。 図１の入力装置の斜視図である。 本発明の原理に基づく、使用者の左前腕に取り付けられた図１の入力装置の斜視図である。 図１の入力装置のブロック図である。 本発明の原理に基づく、使用者の右前腕に取り付けられた図１の入力装置の斜視図である。 本発明の原理に基づく、使用者の胸、前腕、または、その他の外肢に取り付けるのに適した着用可能な入力装置の別の実施の形態を示す図である。 本発明の原理に基づく、使用者の胸、前腕、または、その他の外肢に取り付けるのに適した、機械的スイッチを組み込んだ、着用可能な入力装置の別の実施の形態を示す図である。 本発明の原理に基づく、図１の入力装置を用いる手術手技を実施する方法のフロー図である。

Claims (10)

1. コンピュータ支援外科手術システムにおいて、
   手術データを視覚的に表示するためのディスプレイと、
   制御信号を受信して前記制御信号に関連する動作を実行するため、および、前記ディスプレイによって表示された前記手術データを制御するための、プロセッサと、
   着用可能な入力装置であって、前記着用可能な入力装置を着用した使用者から入力を受け取り、前記入力を前記制御信号に変換し、前記制御信号を前記プロセッサに送信するために、前記プロセッサと通信を行う、着用可能な入力装置と、
   を具備する、システム。
2. 請求項１に記載のシステムにおいて、
   前記着用可能な入力装置が、アンテナを含み、
   前記制御信号が、無線周波数送信機を用いて、前記プロセッサに送信される、
   システム。
3. 請求項１に記載のシステムにおいて、
   前記着用可能な入力装置が、
   前記ディスプレイ上に表示されたカーソルの位置を制御するための出力、を提供するための光学センサー、
   を含む、
   システム。
4. 請求項３に記載のシステムにおいて、
   前記着用可能な入力装置が、
   第１の機械的装置制御信号を発生させるために用いられる第１の機械的装置と、
   第２の機械的装置制御信号を発生させるために用いられる第２の機械的装置と、
   を含み、
   前記プロセッサが、
   前記第１の機械的装置制御信号が受信されたときに、前記カーソルの位置に基づいて第１の制御機能を実行するようにプログラムされ、なおかつ、
   前記第２の機械的装置制御信号が受信されたときに、前記カーソルの位置に基づいて第２の制御機能を実行するようにプログラムされている、
   システム。
5. 請求項１に記載のシステムにおいて、
   前記着用可能な入力装置が、前記使用者の前腕および胸の少なくとも一方に着用されるように構成されている、システム。
6. 請求項１に記載のシステムにおいて、
   前記着用可能な入力装置が、
   前記使用者の体の一部に取り付けるために前記入力装置の第１の側面に設けられた取り付け面と、
   前記取り付け面とは反対側の前記入力装置の側面に配置されたセンサー組立品と、
   を含む、
   システム。
7. 請求項６に記載のシステムにおいて、
   前記センサー組立品が、
   複数の機械的スイッチを含む制御パッド、
   を具備する、
   システム。
8. 請求項６に記載のシステムにおいて、
   前記センサー組立品が、
   前記取り付け面から遠ざかる上向きの方向にエネルギーを放射するためのエネルギー供給源、
   を具備する、
   システム。
9. 請求項８に記載のシステムにおいて、
   前記センサー組立品が、
   光源と、
   光検出配列と、
   を具備する、
   システム。
10. 請求項８に記載のシステムにおいて、
    前記プロセッサによって実行された場合に手術手技の一つまたは複数のステップの記述が前記ディスプレイ上に表示されるようにする命令を含むメモリ、
    をさらに具備する、システム。

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