JP2002502058A - 血管アクセスシミレーションシステムへの器具の接続のためのインターフェース装置及び方法 - Google Patents
血管アクセスシミレーションシステムへの器具の接続のためのインターフェース装置及び方法Info
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Abstract
(57)【要約】
血管アクセスシミレーションシステムへの器具の接続のためのインターフェース装置及び方法が、医療手順のシミレーションを可能にするために、シミレーションシステムの模倣又は実際の医療器具の形の末梢に接続するように作用する。インターフェース装置が、カテーテルニードルアセンブリを収容するためのカテーテルユニットアセンブリ、及び医療手順を遂行するために皮膚の牽引又は別の解剖部位の操作を模擬するための皮膚牽引機構を具備する。カテーテルニードルアセンブリ及び皮膚牽引機構が、医療手順において使用者により操作される。カテーテルユニットアセンブリが、ベースと、ハウジングと、ベアリングアセンブリと、カテーテルニードルアセンブリを収容する軸とを具備する。ベアリングアセンブリが、カテーテルニードルアセンブリの並進を可能にしており、カテーテルニードルアセンブリの操作に従い軸の並進を可能にするベアリングを具備する。軸が一般的に、カテーテルニードルアセンブリのニードルの並進運動を計測するためにエンコーダを具備しており、一方でインターフェース装置が更に、種々の自由度（例えば、並進、ピッチ及びヨー）のカテーテルニードルアセンブリ及び皮膚牽引機構の操作を計測するためにエンコーダを具備する。これとは別に軸が、カテーテルニードルアセンブリを通り挿入された器具の並進運動を計測するこれとは別のエンコーダを具備しても良い。シミレーションシステムが、インターフェース装置のエンコーダからの計測を受信し、シミレーション及び表示を最新化し、その一方でカテーテルニードルアセンブリへの力のフィードバックの適用を可能にするために、力のフィードバック装置に制御信号を送信する。
Description
【０００１】 ・発明の背景 １．技術分野 本発明は、１９９６年９月１９日に公開された題名「コンピュータに基づく医
療手順のシミレーションシステム」の国際公開番号第ＷＯ９６／２８８００号、
１９９７年９月４日出願の題名「介在的な放射線写真術のインターフェース装置
及び方法」の米国特許出願第０８／９２３，４７７号、及び１９９９年１月２７
日出願の題名「医療手順シミレーションシステムへの器具の接続のためのインタ
ーフェース装置及び方法」の米国特許出願に一般的に開示されている種類のコン
ピュータ化されたシミレーションシステムに関する。上記参照の国際公開及び特
許出願の開示事項の全ては、本明細書の一部をなすものとする。特に本発明は、
到達した血管からの血液の採取及び血管への種々の流体の供給のために血管への
到達について医学的専門家を訓練するためのシミレーションシステムへの器具の
接続（インターフェース）のためのインターフェース装置に関する。
療手順のシミレーションシステム」の国際公開番号第ＷＯ９６／２８８００号、
１９９７年９月４日出願の題名「介在的な放射線写真術のインターフェース装置
及び方法」の米国特許出願第０８／９２３，４７７号、及び１９９９年１月２７
日出願の題名「医療手順シミレーションシステムへの器具の接続のためのインタ
ーフェース装置及び方法」の米国特許出願に一般的に開示されている種類のコン
ピュータ化されたシミレーションシステムに関する。上記参照の国際公開及び特
許出願の開示事項の全ては、本明細書の一部をなすものとする。特に本発明は、
到達した血管からの血液の採取及び血管への種々の流体の供給のために血管への
到達について医学的専門家を訓練するためのシミレーションシステムへの器具の
接続（インターフェース）のためのインターフェース装置に関する。
【０００２】 ２．関連技術の説明 一般的に、血管アクセス手順等の種々の医療手順の実施には、患者を傷つける
可能性のある複雑性を回避する十分な技術が必要である。患者への好結果な医療
を確保するために、医療従事者は一般的に、これらの種類の手順を実施するため
に必要な技術水準及び経験を所持する必要がある。生きている患者への医療手順
の実施は、優れた訓練を提供するが、手順は通常は特定の生きている患者に、限
られた回数で実施出来るだけであり、患者への傷害を回避するために、手順を管
理及び監督する熟練した実務者による立ち会いが必要である。更に生きている患
者への医療手順における医療専門家の訓練は、適切な設備及び機器（例えば病院
設備及び機器）の使用が必要であり、従って実質的な費用が発生し、更に手順の
実行は特定の時間及び場所に制限される。
可能性のある複雑性を回避する十分な技術が必要である。患者への好結果な医療
を確保するために、医療従事者は一般的に、これらの種類の手順を実施するため
に必要な技術水準及び経験を所持する必要がある。生きている患者への医療手順
の実施は、優れた訓練を提供するが、手順は通常は特定の生きている患者に、限
られた回数で実施出来るだけであり、患者への傷害を回避するために、手順を管
理及び監督する熟練した実務者による立ち会いが必要である。更に生きている患
者への医療手順における医療専門家の訓練は、適切な設備及び機器（例えば病院
設備及び機器）の使用が必要であり、従って実質的な費用が発生し、更に手順の
実行は特定の時間及び場所に制限される。
【０００３】 従来技術では、医師又はその他の医療専門家のシミレーション技術を使用する
ことによる種々の医療手順の実施訓練のために、生きている患者を使用すること
の上記の欠点を克服する試みが行なわれてきた。特に米国特許第４９０７９７３
号（Ｈｏｎ）は、現実的な内部環境のモデル化のためのエクスパート（専門家の
）システムシミレータを開示する。シミレータは、内視鏡手順を模擬（シミレー
ション）するために使用可能であり、それにより模倣の内視鏡が挿入されモデル
内で操作される。モデルは対象の模倣の身体の区域及び内視鏡の位置を検知する
複数のセンサーを備える。コンピュータはセンサーから信号を受信し、実際の手
術において計測された内視鏡の位置から観察された映像に代用するこれらの信号
に従いメモリからデータを検索する。データはその後ビデオ画面に表示され、そ
れにより表示された画像は、モデル内の内視鏡の動きに基づいて調整される。こ
れとは別にシミレータは、血管形成バルーン手術を模擬するために使用でき、そ
の場合には模倣のカテーテル（管）が挿入され、内部動脈モデル化装置内で操作
される。内部動脈モデル化装置は、模倣の動脈経路内で挿入されたカテーテルの
進行を追跡するセンサーを有する模倣の動脈経路を具備できる。コンピュータは
内部センサーから受信したセンサーデータに基づく記憶部からのデータを検索し
、処理し、現実的な環境を模擬するように視覚的に表示する（例えば動脈ネット
ワーク内のカテーテルの画像）表示装置に処理データを送信する。
ことによる種々の医療手順の実施訓練のために、生きている患者を使用すること
の上記の欠点を克服する試みが行なわれてきた。特に米国特許第４９０７９７３
号（Ｈｏｎ）は、現実的な内部環境のモデル化のためのエクスパート（専門家の
）システムシミレータを開示する。シミレータは、内視鏡手順を模擬（シミレー
ション）するために使用可能であり、それにより模倣の内視鏡が挿入されモデル
内で操作される。モデルは対象の模倣の身体の区域及び内視鏡の位置を検知する
複数のセンサーを備える。コンピュータはセンサーから信号を受信し、実際の手
術において計測された内視鏡の位置から観察された映像に代用するこれらの信号
に従いメモリからデータを検索する。データはその後ビデオ画面に表示され、そ
れにより表示された画像は、モデル内の内視鏡の動きに基づいて調整される。こ
れとは別にシミレータは、血管形成バルーン手術を模擬するために使用でき、そ
の場合には模倣のカテーテル（管）が挿入され、内部動脈モデル化装置内で操作
される。内部動脈モデル化装置は、模倣の動脈経路内で挿入されたカテーテルの
進行を追跡するセンサーを有する模倣の動脈経路を具備できる。コンピュータは
内部センサーから受信したセンサーデータに基づく記憶部からのデータを検索し
、処理し、現実的な環境を模擬するように視覚的に表示する（例えば動脈ネット
ワーク内のカテーテルの画像）表示装置に処理データを送信する。
【０００４】 米国特許第４６４２０５５号（Ｓａｌｉｔｅｒｍａｎ）は、血流力学監視訓練
システムを開示しており、それは血流力学監視（例えば、心肺疾患の種類及び程
度を決定し、治療方法を評価し、心臓機能を監視するために、心臓内の肺動脈及
びウェッジ（ｗｅｄｇｅ）圧力を計測する目的で、遠くの血管から心臓を通り肺
血管へ通過するカテーテルの設置）において医療専門家に実質的な経験を可能に
する。システムはトレーナー（ｔｒａｉｎｅｒ）、コンピュータ、表示装置、キ
ーボード及びマウスを具備し、カテーテル挿入プロセスを模擬する。遠位端部に
設置されたバルーンを有するカテーテルが、カテーテル挿入地点においてトレー
ナーのマネキン内に挿入される。バルーンは一般的に、心臓を通るカテーテルの
先端部を補助するために膨張されており、ウェッジ圧力を計測するために肺動脈
内で膨張できる。マネキンは挿入地点から内側に伸張する血管を代用する管及び
センサーを越えるカテーテル先端部の進行を計測する位置センサーを具備する。
センサーデータは、コンピュータによりトレーナーのマネキン内のカテーテルの
操作に基づいて、対応する実際の人体内のカテーテル先端部の位置を決定するこ
とが可能である。コンピュータはトレーナーから信号を受信し、心臓及び血管を
通るカテーテルの模擬された動きを表示する模擬の蛍光透視鏡画像を表示装置に
表示できる。
システムを開示しており、それは血流力学監視（例えば、心肺疾患の種類及び程
度を決定し、治療方法を評価し、心臓機能を監視するために、心臓内の肺動脈及
びウェッジ（ｗｅｄｇｅ）圧力を計測する目的で、遠くの血管から心臓を通り肺
血管へ通過するカテーテルの設置）において医療専門家に実質的な経験を可能に
する。システムはトレーナー（ｔｒａｉｎｅｒ）、コンピュータ、表示装置、キ
ーボード及びマウスを具備し、カテーテル挿入プロセスを模擬する。遠位端部に
設置されたバルーンを有するカテーテルが、カテーテル挿入地点においてトレー
ナーのマネキン内に挿入される。バルーンは一般的に、心臓を通るカテーテルの
先端部を補助するために膨張されており、ウェッジ圧力を計測するために肺動脈
内で膨張できる。マネキンは挿入地点から内側に伸張する血管を代用する管及び
センサーを越えるカテーテル先端部の進行を計測する位置センサーを具備する。
センサーデータは、コンピュータによりトレーナーのマネキン内のカテーテルの
操作に基づいて、対応する実際の人体内のカテーテル先端部の位置を決定するこ
とが可能である。コンピュータはトレーナーから信号を受信し、心臓及び血管を
通るカテーテルの模擬された動きを表示する模擬の蛍光透視鏡画像を表示装置に
表示できる。
【０００５】 Ｈｏｎ ａｎｄ Ｓａｌｉｔｅｒｍａｎシステムには幾つかの欠点がある。特
にこれらのシステムは身体的なモデルを使用しており、それによりそのモデルに
より形成される特定の身体的な区域又は動脈経路に対する医療手順の訓練に制限
する。更に、モデルは通常は実際の体と実質的に同じ解剖的構造を具備せず、医
師又はその他の医療専門家が同じモデルの解剖的構造による手順の実行に慣れる
ことが出来ないので、身体モデルの使用は、シミレーションの現実性を低下し、
シミレーション訓練の効果を減少する。Ｈｏｎ ａｎｄ Ｓａｌｉｔｅｒｍａｎ
システム内の別の身体の区域又は異なる動脈経路による手順の実施は一般的に新
しいモデル又は既存のモデルの実質的な改造を必要とし、それによりシステムの
柔軟性を制限し、システム費用を増大する。その上、Ｓａｌｉｔｅｒｍａｎシス
テムには器具へのコンピュータ制御の力のフィードバックがなく、それによりシ
ミレーションの現実性を低下し、シミレーション訓練の効果を減少する。言い換
えれば、Ｓａｌｉｔｅｒｍａｎシステムは、実際の医療手順において器具に適用
される力のコンピュータによる模擬感覚を具備しない。
にこれらのシステムは身体的なモデルを使用しており、それによりそのモデルに
より形成される特定の身体的な区域又は動脈経路に対する医療手順の訓練に制限
する。更に、モデルは通常は実際の体と実質的に同じ解剖的構造を具備せず、医
師又はその他の医療専門家が同じモデルの解剖的構造による手順の実行に慣れる
ことが出来ないので、身体モデルの使用は、シミレーションの現実性を低下し、
シミレーション訓練の効果を減少する。Ｈｏｎ ａｎｄ Ｓａｌｉｔｅｒｍａｎ
システム内の別の身体の区域又は異なる動脈経路による手順の実施は一般的に新
しいモデル又は既存のモデルの実質的な改造を必要とし、それによりシステムの
柔軟性を制限し、システム費用を増大する。その上、Ｓａｌｉｔｅｒｍａｎシス
テムには器具へのコンピュータ制御の力のフィードバックがなく、それによりシ
ミレーションの現実性を低下し、シミレーション訓練の効果を減少する。言い換
えれば、Ｓａｌｉｔｅｒｍａｎシステムは、実際の医療手順において器具に適用
される力のコンピュータによる模擬感覚を具備しない。
【０００６】 上記の身体モデル適用の欠点を克服するために、医療手順シミレーションシス
テムは、対象の仮想の身体区域において医療手順の実践を模擬するために、仮想
現実（バーチャルリアリティ）技術を使用する。種々のタイプのインターフェー
ス装置は一般的に、使用者のシミレーションシステムとの相互作用が可能なよう
に、これらのシステムにより適用される。更にインターフェース装置は、実際の
医療手順において遭遇する力を模擬するために、使用者に力のフィードバックを
提供できる。例えば国際公開第ＷＯ９５／０２２３３（Ｊａｃｏｂｕｓ他）は、
内視鏡医療手順の正確なシミレーションを提供するために、仮想現実技術及び力
のフィードバックを適用する医療手順シミレーションシステムを開示する。シス
テムは、表示装置、音響装置、画像／イメージ処理エンジンと記憶モジュール、
及び医療器具の「感じ」及び解剖シミレーションと医療器具の相互作用の「感じ
」を生じる力のフィードバックを提供するプログラム可能な立体感のある／力の
反射機構（例えばインターフェース装置に配置される）を備える。力のフィード
バックは一般的に、力及びトルクを使用者の手に医療器具の代用部材を介してそ
の部材の操作に対応して伝える４軸装置を経由して立体感のある／力の反射機構
により実現される。力及びトルクは、医療手順環境の仮想現実シミレーション又
は器官の幾何学的モデルの特性に関して部材の位置に基づいて使用者の手に適用
される。力及びトルクは一般的に、シミレーションにおいて現実的感覚を形成す
るように部材を操作する４基のサーボモータにより形成される。
テムは、対象の仮想の身体区域において医療手順の実践を模擬するために、仮想
現実（バーチャルリアリティ）技術を使用する。種々のタイプのインターフェー
ス装置は一般的に、使用者のシミレーションシステムとの相互作用が可能なよう
に、これらのシステムにより適用される。更にインターフェース装置は、実際の
医療手順において遭遇する力を模擬するために、使用者に力のフィードバックを
提供できる。例えば国際公開第ＷＯ９５／０２２３３（Ｊａｃｏｂｕｓ他）は、
内視鏡医療手順の正確なシミレーションを提供するために、仮想現実技術及び力
のフィードバックを適用する医療手順シミレーションシステムを開示する。シス
テムは、表示装置、音響装置、画像／イメージ処理エンジンと記憶モジュール、
及び医療器具の「感じ」及び解剖シミレーションと医療器具の相互作用の「感じ
」を生じる力のフィードバックを提供するプログラム可能な立体感のある／力の
反射機構（例えばインターフェース装置に配置される）を備える。力のフィード
バックは一般的に、力及びトルクを使用者の手に医療器具の代用部材を介してそ
の部材の操作に対応して伝える４軸装置を経由して立体感のある／力の反射機構
により実現される。力及びトルクは、医療手順環境の仮想現実シミレーション又
は器官の幾何学的モデルの特性に関して部材の位置に基づいて使用者の手に適用
される。力及びトルクは一般的に、シミレーションにおいて現実的感覚を形成す
るように部材を操作する４基のサーボモータにより形成される。
【０００７】 米国特許第５６２３５８２号（Ｒｏｓｅｎｂｅｒｇ）は、一般的に仮想現実シ
ミレーションシステムに使用するための人／コンピュータインターフェースツー
ルを開示する。インターフェースツールは、シミレーションシステムのコンピュ
ータに対して外科医の道具の軸等の実質的に円筒状の対象を接続（インターフェ
ース）することが好ましいので、コンピュータは対象に適用される力のフィード
バックを有する仮想現実シミレーションを提供するように信号を生成できる。イ
ンターフェースツールは、２自由度を有していて支持に接続していて好適には３
基の電気機械式送信器であるジンバル機構を備える。ジンバル機構が係合する場
合に、対象は球状座標空間内で３自由度で動くことが出来、それにより各送信器
は対象の動きのそれぞれの自由度に関連し、検知する。第４の送信器は軸の周り
の対象の回転を計測するためにインターフェースツールにより適用できる。これ
とは別にインターフェースツールは、カテーテル挿入仮想現実システムを収納可
能であり、一般的に２次の自由度の動きを有するカテーテルを使用しており、そ
れによりインターフェースツールは、カテーテルの並進及び回転にそれぞれ関連
し検知する２基の送信器を備える。インターフェースツールの送信器は、使用者
に力のフィードバックを提供するために対象物への力を伝えるアクチュエータを
具備できる。
ミレーションシステムに使用するための人／コンピュータインターフェースツー
ルを開示する。インターフェースツールは、シミレーションシステムのコンピュ
ータに対して外科医の道具の軸等の実質的に円筒状の対象を接続（インターフェ
ース）することが好ましいので、コンピュータは対象に適用される力のフィード
バックを有する仮想現実シミレーションを提供するように信号を生成できる。イ
ンターフェースツールは、２自由度を有していて支持に接続していて好適には３
基の電気機械式送信器であるジンバル機構を備える。ジンバル機構が係合する場
合に、対象は球状座標空間内で３自由度で動くことが出来、それにより各送信器
は対象の動きのそれぞれの自由度に関連し、検知する。第４の送信器は軸の周り
の対象の回転を計測するためにインターフェースツールにより適用できる。これ
とは別にインターフェースツールは、カテーテル挿入仮想現実システムを収納可
能であり、一般的に２次の自由度の動きを有するカテーテルを使用しており、そ
れによりインターフェースツールは、カテーテルの並進及び回転にそれぞれ関連
し検知する２基の送信器を備える。インターフェースツールの送信器は、使用者
に力のフィードバックを提供するために対象物への力を伝えるアクチュエータを
具備できる。
【０００８】 米国特許第５８２１９２０号（Ｒｏｓｅｎｂｅｒｇ他）は、対象収容部分及び
回転送信器を備える電気システムを有する長い柔軟な対象物に接続（インターフ
ェース）するための装置を開示する。対象が対象収容部分に係合して、対象と電
気システムの間の電気化学的インターフェースを形成する場合に、回転送信器は
長い対象の回転運動を決定する。回転送信器は更に、対象と電気システムの間の
並進電気化学的インターフェースを更に形成するように、アクチュエータ及び並
進送信器を具備できる。前後一列（タンデム）の形態が、外部の軸及び長い柔軟
な対象を有する装置を収容するために使用できる。この形態は、外部の軸と長い
対象物をそれぞれ収容する第１と第２の対象収容部分を備える。各第１と第２の
対象収容部分は、アクチュエータ及び並進送信器を有しており、それにより回転
送信器は第２の対象収容部分に回転可能に接続する。これとは別の実施の形態に
おいて、対象収容部分は、ジンバル装置の部分を形成できる。インターフェース
装置の送信器は、動きを検知するための入力送信器又は長い対象に力を伝えるた
めの出力送信器として稼働できる。
回転送信器を備える電気システムを有する長い柔軟な対象物に接続（インターフ
ェース）するための装置を開示する。対象が対象収容部分に係合して、対象と電
気システムの間の電気化学的インターフェースを形成する場合に、回転送信器は
長い対象の回転運動を決定する。回転送信器は更に、対象と電気システムの間の
並進電気化学的インターフェースを更に形成するように、アクチュエータ及び並
進送信器を具備できる。前後一列（タンデム）の形態が、外部の軸及び長い柔軟
な対象を有する装置を収容するために使用できる。この形態は、外部の軸と長い
対象物をそれぞれ収容する第１と第２の対象収容部分を備える。各第１と第２の
対象収容部分は、アクチュエータ及び並進送信器を有しており、それにより回転
送信器は第２の対象収容部分に回転可能に接続する。これとは別の実施の形態に
おいて、対象収容部分は、ジンバル装置の部分を形成できる。インターフェース
装置の送信器は、動きを検知するための入力送信器又は長い対象に力を伝えるた
めの出力送信器として稼働できる。
【０００９】 米国特許第５７０４７９１号（Ｇｉｌｌｉｏ）は、患者と、実際の手順におい
て外科医が使用する身体用器具と、を模擬する装置の画像データを使用する手術
手順のシミレーションを可能にする仮想手術システムを開示する。画像データは
、３次元データにおける解剖的構造の一部分に対応しており、コンピュータの記
憶装置に記憶されており、それにより使用者入力装置は画像データを介して動く
ように使用され、その一方で画像データは表示装置に表示される。仮想手術は、
入力装置の操作及び画像データに基づいて模擬できる。更に力のフィードバック
は、身体的拘束モデル又は角部と、仮想ツール及び画像データの壁又は角部の間
の衝突検知と、に基づいて形成できる。更に仮想シミレータは、実際の手術手順
のデータの記録又は遠隔外科処理装置として使用できる。更にシステムの手術シ
ミレータ使用者入力装置は、第１の仮想オリフィス及びボックス装置を通りその
内に伸張するホースの端部に取り付けられた第１の仮想内視（ｓｃｏｐｅ）装置
を備える。第１の仮想オリフィスは、ボックス装置の頂部に取り付けられており
、ホースを収納する一方で、ボックス装置はホースに対して力のフィードバック
を取り扱い更に適用できる配置を具備する。第２の器具は、第１の仮想内視（ｓ
ｃｏｐｅ）装置に形成される第２の仮想オリフィスを通り伸張する軸に取り付け
られる。第１の仮想内視（ｓｃｏｐｅ）装置、第２の器具及び／又は第１と第２
の仮想オリフィスからの信号は、手術手順のシミレーションを可能にするように
コンピュータに送信される。
て外科医が使用する身体用器具と、を模擬する装置の画像データを使用する手術
手順のシミレーションを可能にする仮想手術システムを開示する。画像データは
、３次元データにおける解剖的構造の一部分に対応しており、コンピュータの記
憶装置に記憶されており、それにより使用者入力装置は画像データを介して動く
ように使用され、その一方で画像データは表示装置に表示される。仮想手術は、
入力装置の操作及び画像データに基づいて模擬できる。更に力のフィードバック
は、身体的拘束モデル又は角部と、仮想ツール及び画像データの壁又は角部の間
の衝突検知と、に基づいて形成できる。更に仮想シミレータは、実際の手術手順
のデータの記録又は遠隔外科処理装置として使用できる。更にシステムの手術シ
ミレータ使用者入力装置は、第１の仮想オリフィス及びボックス装置を通りその
内に伸張するホースの端部に取り付けられた第１の仮想内視（ｓｃｏｐｅ）装置
を備える。第１の仮想オリフィスは、ボックス装置の頂部に取り付けられており
、ホースを収納する一方で、ボックス装置はホースに対して力のフィードバック
を取り扱い更に適用できる配置を具備する。第２の器具は、第１の仮想内視（ｓ
ｃｏｐｅ）装置に形成される第２の仮想オリフィスを通り伸張する軸に取り付け
られる。第１の仮想内視（ｓｃｏｐｅ）装置、第２の器具及び／又は第１と第２
の仮想オリフィスからの信号は、手術手順のシミレーションを可能にするように
コンピュータに送信される。
【００１０】 上記の仮想現実システムには、幾つかの欠点がある。特に仮想現実システムは
一般的に、医療手順を模擬するために器具に接続（インターフェース）する。し
かしこれらのシステムは、手順が実施される解剖部位の操作及び準備を模擬する
方法を備えていないので、それにより医療手順の一部分にシミレーション及び訓
練が限定される。更に仮想現実システムに接続する器具は一般的に、インターフ
ェース装置力反射機構（例えばアクチュエータを有する）に伸張するか、あるい
はインターフェース装置及びインターフェースの多数の構成要素を通り伸張して
おり、それにより操作において器具並進運動が急であったり、矛盾を生じる可能
性がある。その上、Ｊａｃｏｂｕｓ ａｎｄ Ｒｏｓｅｎｂｅｒｇ（米国特許第
５６２３５８２号）システムは一般的に、単一の器具に力のフィードバックを形
成するために複数のアクチュエータを使用するので、それによりシステムの複雑
性と費用が増大する。
一般的に、医療手順を模擬するために器具に接続（インターフェース）する。し
かしこれらのシステムは、手順が実施される解剖部位の操作及び準備を模擬する
方法を備えていないので、それにより医療手順の一部分にシミレーション及び訓
練が限定される。更に仮想現実システムに接続する器具は一般的に、インターフ
ェース装置力反射機構（例えばアクチュエータを有する）に伸張するか、あるい
はインターフェース装置及びインターフェースの多数の構成要素を通り伸張して
おり、それにより操作において器具並進運動が急であったり、矛盾を生じる可能
性がある。その上、Ｊａｃｏｂｕｓ ａｎｄ Ｒｏｓｅｎｂｅｒｇ（米国特許第
５６２３５８２号）システムは一般的に、単一の器具に力のフィードバックを形
成するために複数のアクチュエータを使用するので、それによりシステムの複雑
性と費用が増大する。
【００１１】 手術シミレーションシステムのためのこれとは別のコンピュータインターフェ
ース装置は、カリフォルニアのＩｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
ｏｆ Ｐａｌｏ Ａｌｔｏにより製造されるＩｍｍｅｒｓｉｏｎ ＰＲＯＢＥ（
浸漬プローブ）を具備する。このインターフェース装置は、６次の自由度を有す
る軽量の機械的なリンケージ（連結部材）に支持されるペンの様な針（ｓｔｙｌ
ｕｓ）を備えており、針の位置と方向を一連の接続口インターフェースを経由し
てコンピュータに伝える。センサーはリンケージ状接続部に配置されており、針
の空間座標（即ちＸ，Ｙ，Ｚ）及び方向（即ちロール（横揺れ）、ピッチ（縦揺
れ）、ヨー（左右揺れ））をコンピュータに送信する。しかしこのインターフェ
ース装置は、通常の医療器具に似ていないし、インターフェース装置にコンピュ
ータ制御の力のフィードバックを適用する方法を備えていないので、シミレーシ
ョンの現実性を低下し、シミレーション訓練の効果を減じている。
ース装置は、カリフォルニアのＩｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
ｏｆ Ｐａｌｏ Ａｌｔｏにより製造されるＩｍｍｅｒｓｉｏｎ ＰＲＯＢＥ（
浸漬プローブ）を具備する。このインターフェース装置は、６次の自由度を有す
る軽量の機械的なリンケージ（連結部材）に支持されるペンの様な針（ｓｔｙｌ
ｕｓ）を備えており、針の位置と方向を一連の接続口インターフェースを経由し
てコンピュータに伝える。センサーはリンケージ状接続部に配置されており、針
の空間座標（即ちＸ，Ｙ，Ｚ）及び方向（即ちロール（横揺れ）、ピッチ（縦揺
れ）、ヨー（左右揺れ））をコンピュータに送信する。しかしこのインターフェ
ース装置は、通常の医療器具に似ていないし、インターフェース装置にコンピュ
ータ制御の力のフィードバックを適用する方法を備えていないので、シミレーシ
ョンの現実性を低下し、シミレーション訓練の効果を減じている。
【００１２】 ・発明の目的及び概要 従って本発明の目的は、医療手順の種々の形態の現実的なシミレーションを可
能にするために、模倣の医療器具の形の種々の末梢部をインターフェース装置を
経由して医療手順シミレーションシステムに接続（インターフェース）すること
により、医療手順シミレーションシステム内の現実性を向上することである。
能にするために、模倣の医療器具の形の種々の末梢部をインターフェース装置を
経由して医療手順シミレーションシステムに接続（インターフェース）すること
により、医療手順シミレーションシステム内の現実性を向上することである。
【００１３】 本発明のこれとは別の目的は、医療従事者に対してこれらの手順の現実的な訓
練を提供するために、インターフェース装置を経由して血管アクセス手順のシミ
レーションを容易にすることである。
練を提供するために、インターフェース装置を経由して血管アクセス手順のシミ
レーションを容易にすることである。
【００１４】 本発明の更にこれとは別の目的は、手順が実施される解剖部位の操作及び準備
を、医療従事者が模擬することを可能にすることにより、医療従事者に対して医
療手順の向上した訓練を提供することである。
を、医療従事者が模擬することを可能にすることにより、医療従事者に対して医
療手順の向上した訓練を提供することである。
【００１５】 本発明のやはりこれとは別の目的は、血管アクセス及び／又はカテーテル挿入
手順の現実的なシミレーションを可能にするように、インターフェース装置を経
由して医療手順シミレーションシステムに対して複数の血管アクセス器具（例え
ばニードル及びカテーテルアセンブリ）を接続することにより、従事者に対して
医療手順の向上した訓練を提供し、更に医療手順シミレーションシステム内の現
実性を向上することである。
手順の現実的なシミレーションを可能にするように、インターフェース装置を経
由して医療手順シミレーションシステムに対して複数の血管アクセス器具（例え
ばニードル及びカテーテルアセンブリ）を接続することにより、従事者に対して
医療手順の向上した訓練を提供し、更に医療手順シミレーションシステム内の現
実性を向上することである。
【００１６】 本発明の更なる目的は、模擬手順において器具の円滑な動き及び器具への力の
フィードバックの適用を可能にするインターフェース装置を経由して医療手順シ
ミレーションシステムに器具を接続（インターフェース）することである。
フィードバックの適用を可能にするインターフェース装置を経由して医療手順シ
ミレーションシステムに器具を接続（インターフェース）することである。
【００１７】 前述の目的は、個別に更に組み合わせて達成され、本明細書に記述する請求項
によりはっきりと要求されない限り、本発明について、２以上の目的を組み合わ
せる必要があるとして解釈されることは意図されない。
によりはっきりと要求されない限り、本発明について、２以上の目的を組み合わ
せる必要があるとして解釈されることは意図されない。
【００１８】 本発明に従い、血管アクセスシミレーションシステムへの器具の接続（インタ
ーフェース）のためのインターフェース装置及び方法は、一般的にコンピュータ
システムと表示装置を備えており、医療手順のシミレーションを可能にするため
に、シミレーションシステムに対して模倣の又は実際の医療器具の形の末梢部を
接続するように作用する。インターフェース装置は、カテーテルニードルアセン
ブリを収容するためにカテーテルユニットアセンブリ、及び解剖部位の操作を模
擬するために皮膚牽引機構を備える。カテーテルニードルアセンブリ及び皮膚牽
引機構は、医療手順において使用者により操作される。カテーテルユニットアセ
ンブリは、ベースと、ハウジングと、ベアリングアセンブリと、カテーテルニー
ドルアセンブリを収容する軸とを備える。ハウジングはベースに回転可能に接続
しており、一方でベアリングアセンブリはハウジングに回転可能に接続しており
、それにより２自由度（例えば、それぞれヨー及びピッチ）でカテーテルニード
ルアセンブリの操作を可能にする。ベアリングアセンブリはカテーテルニードル
アセンブリの並進を可能にしており、カテーテルニードルアセンブリの操作に従
い軸を並進可能にするベアリングを備える。軸は、軸の近位及び遠位端部の間で
、これらの端部の間に配置されたプーリーの周りに伸長するテンション部材に接
続する。テンション部材及びプーリーの配置は、カテーテルニードルアセンブリ
の円滑な動きを可能にする。力のフィードバック装置は、プーリーの回転を妨げ
、カテーテルニードルアセンブリに力のフィードバックを適用するように使用し
ても良い。
ーフェース）のためのインターフェース装置及び方法は、一般的にコンピュータ
システムと表示装置を備えており、医療手順のシミレーションを可能にするため
に、シミレーションシステムに対して模倣の又は実際の医療器具の形の末梢部を
接続するように作用する。インターフェース装置は、カテーテルニードルアセン
ブリを収容するためにカテーテルユニットアセンブリ、及び解剖部位の操作を模
擬するために皮膚牽引機構を備える。カテーテルニードルアセンブリ及び皮膚牽
引機構は、医療手順において使用者により操作される。カテーテルユニットアセ
ンブリは、ベースと、ハウジングと、ベアリングアセンブリと、カテーテルニー
ドルアセンブリを収容する軸とを備える。ハウジングはベースに回転可能に接続
しており、一方でベアリングアセンブリはハウジングに回転可能に接続しており
、それにより２自由度（例えば、それぞれヨー及びピッチ）でカテーテルニード
ルアセンブリの操作を可能にする。ベアリングアセンブリはカテーテルニードル
アセンブリの並進を可能にしており、カテーテルニードルアセンブリの操作に従
い軸を並進可能にするベアリングを備える。軸は、軸の近位及び遠位端部の間で
、これらの端部の間に配置されたプーリーの周りに伸長するテンション部材に接
続する。テンション部材及びプーリーの配置は、カテーテルニードルアセンブリ
の円滑な動きを可能にする。力のフィードバック装置は、プーリーの回転を妨げ
、カテーテルニードルアセンブリに力のフィードバックを適用するように使用し
ても良い。
【００１９】 軸は一般的に、カテーテルニードルアセンブリのニードルの並進運動を計測す
るためにエンコーダを具備する。これとは別に軸は、カテーテルニードルアセン
ブリを通りインターフェース装置に挿入される器具の並進運動を計測するために
、これとは別のエンコーダを具備しても良い。更にインターフェース装置は、種
々の自由度（例えば、並進、ピッチ及びヨー）でカテーテルニードルアセンブリ
の操作を計測するために、エンコーダを具備する。
るためにエンコーダを具備する。これとは別に軸は、カテーテルニードルアセン
ブリを通りインターフェース装置に挿入される器具の並進運動を計測するために
、これとは別のエンコーダを具備しても良い。更にインターフェース装置は、種
々の自由度（例えば、並進、ピッチ及びヨー）でカテーテルニードルアセンブリ
の操作を計測するために、エンコーダを具備する。
【００２０】 皮膚牽引機構は、医療手順を実施するために、皮膚の牽引又は別の解剖部位の
操作を模擬するために使用される。該機構は、第１と第２のプーリーの間に部分
的に伸長しており、周りに配置されるベルトを具備しており、そこではベルトは
使用者による操作に抗してばねで押しつけられている。第１のプーリーの近位に
配置されるエンコーダは、機構の操作を計測するように使用される。
操作を模擬するために使用される。該機構は、第１と第２のプーリーの間に部分
的に伸長しており、周りに配置されるベルトを具備しており、そこではベルトは
使用者による操作に抗してばねで押しつけられている。第１のプーリーの近位に
配置されるエンコーダは、機構の操作を計測するように使用される。
【００２１】 シミレーションシステムは、インターフェース装置のエンコーダからの計測を
受信し、カテーテルニードルアセンブリ及び／又は解剖部位の操作を反映するた
めに表示及びシミレーションを最新化する。シミレーションシステムは更に、カ
テーテルニードルアセンブリへの力のフィードバックの適応を可能にするために
、力のフィードバック装置へ制御信号を送信する。
受信し、カテーテルニードルアセンブリ及び／又は解剖部位の操作を反映するた
めに表示及びシミレーションを最新化する。シミレーションシステムは更に、カ
テーテルニードルアセンブリへの力のフィードバックの適応を可能にするために
、力のフィードバック装置へ制御信号を送信する。
【００２２】 本発明の上記及びその上更なる目的、特徴及び利点は、それの特定の実施の形
態の以下の詳細な説明を、特に添付図と共に検討することにより明確になると考
えられる。添付図では種々の図面における同じ参照番号は、同じ構成要素を指定
するために使用されている。
態の以下の詳細な説明を、特に添付図と共に検討することにより明確になると考
えられる。添付図では種々の図面における同じ参照番号は、同じ構成要素を指定
するために使用されている。
【００２３】 ・好適な実施の形態の説明 医療専門家の血管アクセスの訓練のための血管アクセス訓練システムを図１と
２に示す。血管アクセス訓練システムでは、到達（アクセス）した血管に流体を
供給したり、血管から血液を採取するために、病院及び／又は臨床環境における
血管へのアクセスのために医療専門家を訓練する。基本的に血管アクセス訓練シ
ステムは、医療専門家に対する、末梢の血管アクセス、静脈内カテーテル挿入、
末梢に挿入された中央（ｃｅｎｔｒａｌ）カテーテルの設置及び中央静脈（ｃｅ
ｎｔｒａｌ ｖｅｎｏｕｓ）カテーテル挿入等の種々の技術の実践の訓練に使用
できる。特に血管アクセス訓練システムは、コンピュータシステム２５とインタ
ーフェース装置３０の間で信号を伝送するために、コンピュータシステム２５と
、インターフェース装置３０と、通信インターフェース２４とを備える。コンピ
ュータシステム２５は、表示装置２８と、ベース２６（例えばプロセッサ、メモ
リ及び付属するハードウェア）と、キーボード２０と、マウス２２とを備えてお
り、ＩＢＭ、Ｄｅｌｌ、Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｇｒａｐｈｉｃｓ，Ｉｎｃ．等により
製造される従来の又は市販のワークステーションにより一般的に実施される。医
療専門家はインターフェース装置３０と相互作用する（ｉｎｔｅｒａｃｔ）一方
で、表示装置２８で相互作用の効果を観察する。手の甲部の血管を表示する血管
アクセス訓練システムの例の表示を図２に示す。コンピュータシステム２５は、
インターフェース装置との相互作用に基づいて表示装置２８を調整するように、
インターフェース装置３０から、通信インターフェース２４を経由して受信した
信号を処理する。通信インターフェース２４は、インターフェース装置３０から
信号を採取して、これらの信号をコンピュータシステム２５に伝送するプロセッ
サー又はその他の電気回路を含む。コンピュータシステムは人体の皮膚の表面及
び表面下（ｓｕｂｓｕｒｆａｃｅ）の解剖のシミレーションを実施し、それによ
りインターフェース装置３０により適用される種々の器具（例えばカテーテル及
びニードル）の位置決め情報が、最新のサイクル当たり少なくとも１度の採取さ
れる。コンピュータシステム２５は、位置決め情報に基づいて模擬された人体の
解剖における器具の動きの影響を決定する。解剖モデルは変形するかさもなけれ
ば、コンピュータシステム２５により表示装置２８上に表示されたシミレーショ
ンの結果により、ニードル及び／又はカテーテルの動きを反映するように調整さ
れる。更に実際の手順において医療の専門家が経験する抵抗力又は反作用力は、
シミレーションに下記の様に現実的な感じを持たせるために、インターフェース
装置の器具に、力のフィードバック機構を経由して伝達される。
２に示す。血管アクセス訓練システムでは、到達（アクセス）した血管に流体を
供給したり、血管から血液を採取するために、病院及び／又は臨床環境における
血管へのアクセスのために医療専門家を訓練する。基本的に血管アクセス訓練シ
ステムは、医療専門家に対する、末梢の血管アクセス、静脈内カテーテル挿入、
末梢に挿入された中央（ｃｅｎｔｒａｌ）カテーテルの設置及び中央静脈（ｃｅ
ｎｔｒａｌ ｖｅｎｏｕｓ）カテーテル挿入等の種々の技術の実践の訓練に使用
できる。特に血管アクセス訓練システムは、コンピュータシステム２５とインタ
ーフェース装置３０の間で信号を伝送するために、コンピュータシステム２５と
、インターフェース装置３０と、通信インターフェース２４とを備える。コンピ
ュータシステム２５は、表示装置２８と、ベース２６（例えばプロセッサ、メモ
リ及び付属するハードウェア）と、キーボード２０と、マウス２２とを備えてお
り、ＩＢＭ、Ｄｅｌｌ、Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｇｒａｐｈｉｃｓ，Ｉｎｃ．等により
製造される従来の又は市販のワークステーションにより一般的に実施される。医
療専門家はインターフェース装置３０と相互作用する（ｉｎｔｅｒａｃｔ）一方
で、表示装置２８で相互作用の効果を観察する。手の甲部の血管を表示する血管
アクセス訓練システムの例の表示を図２に示す。コンピュータシステム２５は、
インターフェース装置との相互作用に基づいて表示装置２８を調整するように、
インターフェース装置３０から、通信インターフェース２４を経由して受信した
信号を処理する。通信インターフェース２４は、インターフェース装置３０から
信号を採取して、これらの信号をコンピュータシステム２５に伝送するプロセッ
サー又はその他の電気回路を含む。コンピュータシステムは人体の皮膚の表面及
び表面下（ｓｕｂｓｕｒｆａｃｅ）の解剖のシミレーションを実施し、それによ
りインターフェース装置３０により適用される種々の器具（例えばカテーテル及
びニードル）の位置決め情報が、最新のサイクル当たり少なくとも１度の採取さ
れる。コンピュータシステム２５は、位置決め情報に基づいて模擬された人体の
解剖における器具の動きの影響を決定する。解剖モデルは変形するかさもなけれ
ば、コンピュータシステム２５により表示装置２８上に表示されたシミレーショ
ンの結果により、ニードル及び／又はカテーテルの動きを反映するように調整さ
れる。更に実際の手順において医療の専門家が経験する抵抗力又は反作用力は、
シミレーションに下記の様に現実的な感じを持たせるために、インターフェース
装置の器具に、力のフィードバック機構を経由して伝達される。
【００２４】 インターフェース装置３０は、図３に示すように医療専門家の血管アクセスを
模擬可能にする。特にインターフェース装置３０は、カテーテルユニットアセン
ブリ３４と、皮膚牽引機構３６と、ケース３２とを備える。カテーテルユニット
アセンブリ３４は、ケース内に配置されており、実際の血管アクセス手順におい
て医療専門家により操作されるカテーテルニードルアセンブリの位置を模擬する
。皮膚牽引機構３６は、ケース３２の外面に取り外し可能に取り付けられており
、人体の解剖の一部分へ適用される圧力及び牽引を模擬しており、その一方で血
管アクセス手順を遂行する。医療専門家は、血管アクセス手順の実施を模擬する
ために、カテーテルユニットアセンブリ３４のカテーテルニードルアセンブリ及
び皮膚牽引機構３６を操作する。
模擬可能にする。特にインターフェース装置３０は、カテーテルユニットアセン
ブリ３４と、皮膚牽引機構３６と、ケース３２とを備える。カテーテルユニット
アセンブリ３４は、ケース内に配置されており、実際の血管アクセス手順におい
て医療専門家により操作されるカテーテルニードルアセンブリの位置を模擬する
。皮膚牽引機構３６は、ケース３２の外面に取り外し可能に取り付けられており
、人体の解剖の一部分へ適用される圧力及び牽引を模擬しており、その一方で血
管アクセス手順を遂行する。医療専門家は、血管アクセス手順の実施を模擬する
ために、カテーテルユニットアセンブリ３４のカテーテルニードルアセンブリ及
び皮膚牽引機構３６を操作する。
【００２５】 カテーテルとニードルの位置決めを模擬するためのカテーテルユニットアセン
ブリ３４を、図４及び図５ａに図示する。特にカテーテルユニットアセンブリ３
４は、ベース６０と、ベース６０に配置されたハウジング５０と、ハウジングに
配置されたベアリングアセンブリ４５と、カテーテルニードルアセンブリ４７と
、カテーテルニードルアセンブリ４７を受容するための軸４４とを具備する。カ
テーテルニードルアセンブリ（図５ａ）は一般的に、医療専門家により操作され
、ニードルアセンブリ６８及びカテーテルハブ４６を具備する。ニードルアセン
ブリ６８は、ニードルハンドル４８と、ニードル肩部７４と、ニードル軸７２と
を具備する。ニードルハンドルは、ニードルハンドルに近接して設置されるニー
ドル肩部７４を有するニードルアセンブリの近位端部に配置される。ニードル軸
７２は、ニードル肩部７４からニードルアセンブリの遠位端部に向かって伸張す
る。カテーテルハブ４６は、カテーテルハブを回転させるために、回転するベア
リング９０を経由して軸方向に伸張するカテーテルチューブ９１を有する軸４４
に接続する。カテーテルハブは、カテーテルハブにニードル軸を収容するために
ニードル軸７２の横断面寸法より大きい横断面寸法を有する。カテーテルハブは
更に、ニードル軸がカテーテルハブに入るために、ニードル肩部７４に係合する
ことにより止めるか又は掴むように作用するようにＯリング７６を具備する。回
転するベアリング９０に近接するカテーテルハブ４６に形成される開口は、ニー
ドル軸をカテーテルハブを通り配置させており、軸４４内のカテーテルチューブ
９１に伸張する。ニードルアセンブリは、カテーテルハブ４６内に挿入されるの
で、ニードル軸７２は回転するベアリング９０を通り軸４４内のカテーテルチュ
ーブ９１に伸張する。ニードル軸は、軸４４内でエッチングされたベアリング８
０に対してばねクリップ８８（例えばカテーテルチューブはそのチューブ内で器
具をばねクリップにより操作できるように十分に弾性がある）により固定される
ので、それによりニードル軸はカテーテルチューブ９１内の開口（図示されない
）を経由してエッチングされたベアリングに接触する。ニードル軸７２の軸４４
への挿入又は引き抜きの際に、エッチングされたベアリングは回転し、 更にエッ
チングされたベアリングは明暗の帯を具備する。光式エンコーダ８２は、帯を検
知し、エッチングされたベアリングの回転を計測するためにエッチングされたベ
アリング８０に近接して配置されており、それによりカテーテルハブにおけるニ
ードル軸の並進運動の指示を送信する。通信インターフェースは、ニードル軸の
並進運動を指示するエンコーダ８２のパルス計数を決定し、この情報をコンピュ
ータシステム２５に伝送する。
ブリ３４を、図４及び図５ａに図示する。特にカテーテルユニットアセンブリ３
４は、ベース６０と、ベース６０に配置されたハウジング５０と、ハウジングに
配置されたベアリングアセンブリ４５と、カテーテルニードルアセンブリ４７と
、カテーテルニードルアセンブリ４７を受容するための軸４４とを具備する。カ
テーテルニードルアセンブリ（図５ａ）は一般的に、医療専門家により操作され
、ニードルアセンブリ６８及びカテーテルハブ４６を具備する。ニードルアセン
ブリ６８は、ニードルハンドル４８と、ニードル肩部７４と、ニードル軸７２と
を具備する。ニードルハンドルは、ニードルハンドルに近接して設置されるニー
ドル肩部７４を有するニードルアセンブリの近位端部に配置される。ニードル軸
７２は、ニードル肩部７４からニードルアセンブリの遠位端部に向かって伸張す
る。カテーテルハブ４６は、カテーテルハブを回転させるために、回転するベア
リング９０を経由して軸方向に伸張するカテーテルチューブ９１を有する軸４４
に接続する。カテーテルハブは、カテーテルハブにニードル軸を収容するために
ニードル軸７２の横断面寸法より大きい横断面寸法を有する。カテーテルハブは
更に、ニードル軸がカテーテルハブに入るために、ニードル肩部７４に係合する
ことにより止めるか又は掴むように作用するようにＯリング７６を具備する。回
転するベアリング９０に近接するカテーテルハブ４６に形成される開口は、ニー
ドル軸をカテーテルハブを通り配置させており、軸４４内のカテーテルチューブ
９１に伸張する。ニードルアセンブリは、カテーテルハブ４６内に挿入されるの
で、ニードル軸７２は回転するベアリング９０を通り軸４４内のカテーテルチュ
ーブ９１に伸張する。ニードル軸は、軸４４内でエッチングされたベアリング８
０に対してばねクリップ８８（例えばカテーテルチューブはそのチューブ内で器
具をばねクリップにより操作できるように十分に弾性がある）により固定される
ので、それによりニードル軸はカテーテルチューブ９１内の開口（図示されない
）を経由してエッチングされたベアリングに接触する。ニードル軸７２の軸４４
への挿入又は引き抜きの際に、エッチングされたベアリングは回転し、 更にエッ
チングされたベアリングは明暗の帯を具備する。光式エンコーダ８２は、帯を検
知し、エッチングされたベアリングの回転を計測するためにエッチングされたベ
アリング８０に近接して配置されており、それによりカテーテルハブにおけるニ
ードル軸の並進運動の指示を送信する。通信インターフェースは、ニードル軸の
並進運動を指示するエンコーダ８２のパルス計数を決定し、この情報をコンピュ
ータシステム２５に伝送する。
【００２６】 これとは別にカテーテルユニットアセンブリは、図５ｂに図示するように、ニ
ードルを通り挿入されるワイア又はカテーテル等の、同軸の装置の操作を計測す
るように形成されても良い。ワイアがカテーテルニードルアセンブリを通り配置
されており、軸４４がワイア操作を計測するための追加のエンコーダを備える以
外は、カテーテルユニットアセンブリは、図５ａに関して上記したカテーテルユ
ニットアセンブリと実質的に同様である。特にカテーテルニードルアセンブリは
、上記のように軸４４に挿入されており、それによりエンコーダアセンブリ８７
は、ニードル軸７２の並進運動を計測するために軸近位端部に向かって配置され
る。エンコーダアセンブリ８７は、摩擦車輪８５と、エンコーダディスク８３と
、エンコーダセンサー８１とを具備する。摩擦車輪８５はカテーテルチューブ９
１のすぐ近くに配置されており、エンコーダディスク８３に接続する。エンコー
ダディスク８３には、エンコーダディスクの回転を計測するために、エンコーダ
センサー８１により検知される反射及び非反射マークが交互に配置される。エン
コーダセンサー８１は、Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ ＨＥＤＲ−８０００
等の反射光式表面設置式エンコーダにより実施されることが好ましい。ニードル
軸７２は、ばねクリップ９２により軸４４内の摩擦車輪８５に対して押しつけら
れる。ニードル軸はカテーテルチューブ９１に形成された開口９３を経由して摩
擦車輪８５に接触する。ニードル軸７２の並進運動は、摩擦車輪８５を回転させ
るので、それによりエンコーダディスク８３は回転する。エンコーダセンサー８
１はエンコーダディスクの回転を計測し、それによりニードル軸の並進運動の指
示を送る。
ードルを通り挿入されるワイア又はカテーテル等の、同軸の装置の操作を計測す
るように形成されても良い。ワイアがカテーテルニードルアセンブリを通り配置
されており、軸４４がワイア操作を計測するための追加のエンコーダを備える以
外は、カテーテルユニットアセンブリは、図５ａに関して上記したカテーテルユ
ニットアセンブリと実質的に同様である。特にカテーテルニードルアセンブリは
、上記のように軸４４に挿入されており、それによりエンコーダアセンブリ８７
は、ニードル軸７２の並進運動を計測するために軸近位端部に向かって配置され
る。エンコーダアセンブリ８７は、摩擦車輪８５と、エンコーダディスク８３と
、エンコーダセンサー８１とを具備する。摩擦車輪８５はカテーテルチューブ９
１のすぐ近くに配置されており、エンコーダディスク８３に接続する。エンコー
ダディスク８３には、エンコーダディスクの回転を計測するために、エンコーダ
センサー８１により検知される反射及び非反射マークが交互に配置される。エン
コーダセンサー８１は、Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ ＨＥＤＲ−８０００
等の反射光式表面設置式エンコーダにより実施されることが好ましい。ニードル
軸７２は、ばねクリップ９２により軸４４内の摩擦車輪８５に対して押しつけら
れる。ニードル軸はカテーテルチューブ９１に形成された開口９３を経由して摩
擦車輪８５に接触する。ニードル軸７２の並進運動は、摩擦車輪８５を回転させ
るので、それによりエンコーダディスク８３は回転する。エンコーダセンサー８
１はエンコーダディスクの回転を計測し、それによりニードル軸の並進運動の指
示を送る。
【００２７】 ワイア４９は、ニードルアセンブリ６８を通過して、カテーテルチューブ９１
内のニードル軸の遠位端部を越えて軸の遠位端部に向かって伸長しても良い。エ
ンコーダアセンブリ８９は、ワイア４９の並進運動を計測するために、軸の遠位
端部に向かって配置される。エンコーダアセンブリ８９は、エンコーダアセンブ
リ８７と実質的に同じであり、それぞれエンコーダアセンブリ８７に関して上記
したように、摩擦車輪８４と、エンコーダディスク８６と、エンコーダセンサー
８８とを備える。ワイアはばねクリップ９４により、軸４４内で摩擦車輪８４に
対して押しつけられる。ワイアは、カテーテルチューブ９１内に形成された開口
９５を経由して摩擦車輪８４に接触する。ワイア４９の並進動作により摩擦車輪
８４が回転し、それによりエンコーダディスク８６を回転する。エンコーダセン
サー８８はエンコーダディスクの回転を計測し、それによりワイア並進運動の指
示が送られる。
内のニードル軸の遠位端部を越えて軸の遠位端部に向かって伸長しても良い。エ
ンコーダアセンブリ８９は、ワイア４９の並進運動を計測するために、軸の遠位
端部に向かって配置される。エンコーダアセンブリ８９は、エンコーダアセンブ
リ８７と実質的に同じであり、それぞれエンコーダアセンブリ８７に関して上記
したように、摩擦車輪８４と、エンコーダディスク８６と、エンコーダセンサー
８８とを備える。ワイアはばねクリップ９４により、軸４４内で摩擦車輪８４に
対して押しつけられる。ワイアは、カテーテルチューブ９１内に形成された開口
９５を経由して摩擦車輪８４に接触する。ワイア４９の並進動作により摩擦車輪
８４が回転し、それによりエンコーダディスク８６を回転する。エンコーダセン
サー８８はエンコーダディスクの回転を計測し、それによりワイア並進運動の指
示が送られる。
【００２８】 中央静脈カテーテル（ＣＶＣ）の設置シミレーションに関連するこれとは別の
形態の例示のオペレーションについて説明する。特にニードル軸７２が軸４４に
挿入されるので、それによりニードル軸の並進運動は、上記のようにエンコーダ
アセンブリ８７により計測される。ワイア４９は、ニードルアセンブリ６８を通
り実質的に挿入されており、それによりワイアの並進運動は上記のようにエンコ
ーダアセンブリ８９により計測される。ニードルアセンブリ６８はインターフェ
ース装置から完全に移動され、適切な寸法のカテーテル（図示されていない、例
えばニードル軸と近似の寸法を有する）が、ワイア４９の上に通され、ハブ４６
を通りカテーテルチューブ９１に挿入される。カテーテルの並進運動及びニード
ルアセンブリ６８の移動は、エンコーダアセンブリ８７により検知される。ワイ
ア４９は、カテーテルを通り流体を流すために同様に移動しており、それにより
ワイアの並進運動及び移動は、エンコーダアセンブリ８９により検知される。シ
ミレーション及び表示を最新化するために、エンコーダアセンブリの計測が、コ
ンピュータシステムに送信される。
形態の例示のオペレーションについて説明する。特にニードル軸７２が軸４４に
挿入されるので、それによりニードル軸の並進運動は、上記のようにエンコーダ
アセンブリ８７により計測される。ワイア４９は、ニードルアセンブリ６８を通
り実質的に挿入されており、それによりワイアの並進運動は上記のようにエンコ
ーダアセンブリ８９により計測される。ニードルアセンブリ６８はインターフェ
ース装置から完全に移動され、適切な寸法のカテーテル（図示されていない、例
えばニードル軸と近似の寸法を有する）が、ワイア４９の上に通され、ハブ４６
を通りカテーテルチューブ９１に挿入される。カテーテルの並進運動及びニード
ルアセンブリ６８の移動は、エンコーダアセンブリ８７により検知される。ワイ
ア４９は、カテーテルを通り流体を流すために同様に移動しており、それにより
ワイアの並進運動及び移動は、エンコーダアセンブリ８９により検知される。シ
ミレーション及び表示を最新化するために、エンコーダアセンブリの計測が、コ
ンピュータシステムに送信される。
【００２９】 再度図４を参照すると、カテーテルニードルアセンブリが、軸に回転可能に接
続するカテーテルハブ４６により軸４４の近位端部に挿入される。軸４４の遠位
端部は、軸を並進可能にするために、ベアリングアセンブリ４５を通り配置され
る。ベアリングアセンブリ４５は、ベアリング３８、４０、４２を具備しており
、ベアリング４０、４２の間にベアリング３８が設置される三角形の状態で配置
されている。軸４４の遠位端部は、ベアリングアセンブリ４５を通り配置される
ので、軸はベアリング４０、４２に載っており、ベアリング４０、４２とベアリ
ング３８の間に位置する。ベアリングにより、軸４４従ってカテーテルニードル
アセンブリ４７は、ハウジング５０に向かって且つハウジングから離れて並進可
能である。軸４４は、軸の遠位及び近位端部に向かってそれぞれ配置される止め
部４１、４３を更に具備する。止め部４１は、ベアリング４０に接続（インター
フェース）しており、一方で止め部４３は、ベアリングアセンブリ４５内で軸を
保持するために軸の並進運動を制限するためにベアリング３８に接続する。
続するカテーテルハブ４６により軸４４の近位端部に挿入される。軸４４の遠位
端部は、軸を並進可能にするために、ベアリングアセンブリ４５を通り配置され
る。ベアリングアセンブリ４５は、ベアリング３８、４０、４２を具備しており
、ベアリング４０、４２の間にベアリング３８が設置される三角形の状態で配置
されている。軸４４の遠位端部は、ベアリングアセンブリ４５を通り配置される
ので、軸はベアリング４０、４２に載っており、ベアリング４０、４２とベアリ
ング３８の間に位置する。ベアリングにより、軸４４従ってカテーテルニードル
アセンブリ４７は、ハウジング５０に向かって且つハウジングから離れて並進可
能である。軸４４は、軸の遠位及び近位端部に向かってそれぞれ配置される止め
部４１、４３を更に具備する。止め部４１は、ベアリング４０に接続（インター
フェース）しており、一方で止め部４３は、ベアリングアセンブリ４５内で軸を
保持するために軸の並進運動を制限するためにベアリング３８に接続する。
【００３０】 ベアリングアセンブリ４５は、ハウジング５０に回転可能に取り付けられてお
り、ベアリング４２の回転軸の周りでハウジング５０に関して操作されても良い
。ベアリングアセンブリの回転は、カテーテルニードルアセンブリ４７を種々の
ピッチ（例えば、前方及び後方）で操作可能にしており、それにより模擬される
人体解剖へのニードルの挿入の種々の角度のシミレーションを可能にする。ハウ
ジング５０はベアリング４２を支持しており、それによりベアリングアセンブリ
４５をハウジングに接続する。ハウジング従ってカテーテルニードルアセンブリ
をベースに関して回転可能にするために、ハウジングはベアリング５８を経由し
てベース６０に取り付けられる。ハウジング５０の回転運動は、種々のヨー運動
の位置を有するニードル挿入シミレーションを実現する。ベアリングアセンブリ
、ハウジング及び軸の種々の動きは、システムによるカテーテルニードルアセン
ブリの３次の自由度（例えば、ピッチ、ヨー及び並進）のシミレーションを可能
にする。
り、ベアリング４２の回転軸の周りでハウジング５０に関して操作されても良い
。ベアリングアセンブリの回転は、カテーテルニードルアセンブリ４７を種々の
ピッチ（例えば、前方及び後方）で操作可能にしており、それにより模擬される
人体解剖へのニードルの挿入の種々の角度のシミレーションを可能にする。ハウ
ジング５０はベアリング４２を支持しており、それによりベアリングアセンブリ
４５をハウジングに接続する。ハウジング従ってカテーテルニードルアセンブリ
をベースに関して回転可能にするために、ハウジングはベアリング５８を経由し
てベース６０に取り付けられる。ハウジング５０の回転運動は、種々のヨー運動
の位置を有するニードル挿入シミレーションを実現する。ベアリングアセンブリ
、ハウジング及び軸の種々の動きは、システムによるカテーテルニードルアセン
ブリの３次の自由度（例えば、ピッチ、ヨー及び並進）のシミレーションを可能
にする。
【００３１】 カテーテルニードルアセンブリの動きの自由度は、ポテンショメータ及びエン
コーダを介して計測される。特にピッチポテンショメータ５６は、ハウジング５
０に取り付けられており、ハウジング内に配置されたカップリング５９を経由し
てベアリングアセンブリ４５に接続する。カップリング５９は、長手方向のバー
５５及び横方向のバー５３を具備する。長手方向のバー５５が、ベアリングアセ
ンブリ４５からハウジング５０の長手方向の軸に沿って実質的に伸長する一方で
、横方向のバー５３は、長手方向のバー５５の遠位端部からカップリング軸５７
へハウジングの横方向の軸に沿って実質的に伸長する。横方向のバー５３の遠位
端部は、実質的に環状の円板５１を経由して軸５７に固定される。ポテンショメ
ータ５６は、軸の回転従ってカテーテルニードルアセンブリ４７のピッチを計測
するために、カップリング軸５７に取り付けられる。基本的にベアリング４２の
回転軸の周りのベアリングアセンブリ４５の操作により、長手方向のバー５５は
ハウジングの長手方向の軸に実質的に沿って並進する。並進運動は同様に、横方
向のバー５３の近位端部を長手方向のバー５５と共に並進させる。横方向のバー
５３の近位端部の並進運動は、横方向のバーの遠位端部によるカップリング軸５
７の回転を可能にしており、それによりポテンショメータ５６はカップリング軸
の回転を計測するので、軸４４のピッチ角度（例えば、前方又は後方の角度）を
指示する。ヨーポテンショメータ６２は、下部に配置されており、アームをベー
スに接続するピン６６及びアーム６４を経由してベース６０に取り付けられる。
軸６１は、ヨーポテンショメータ６２からベース６０を通りベアリング５８及び
ハウジング５０へ伸長しており、それによりヨーポテンショメータは、ハウジン
グ５０の回転従ってカテーテルニードルアセンブリ４７のヨー位置を計測する。
通信インターフェースは、カテーテルニードルアセンブリの操作（例えば、ピッ
チ及びヨー）を指示するポテンショメータ５６、６２から信号を受信し、処理の
ためにコンピュータシステム２５へ信号を伝送する。力のフィードバックユニッ
ト５４は、現実的なシミレーションのためにカテーテルニードルアセンブリへフ
ィードバック力を提供するために、ハウジング５０内に配置される。力のフィー
ドバックユニットは、コンピュータシステム２５から通信インターフェース２４
を経由して受信された制御信号に基づいて軸の動きを妨げるために、テンション
部材３３を経由して軸４４に接続する。通信インターフェースは、力のフィード
バックユニットを制御するために、コンピュータシステム２５からの制御信号を
アナログ信号に変換するために、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）を具備し
ても良い。並進エンコーダ５２は、ハウジング５０に取り付けられており、力の
フィードバックユニットの軸の回転又は軸４４の並進運動を計測するために、力
のフィードバックユニット５４の軸（図示されていない）に接続する。通信イン
ターフェースは、カテーテルニードルアセンブリの並進運動を指示するエンコー
ダのパルス計数を決定しており、この情報をコンピュータシステム２５に伝送す
る。
コーダを介して計測される。特にピッチポテンショメータ５６は、ハウジング５
０に取り付けられており、ハウジング内に配置されたカップリング５９を経由し
てベアリングアセンブリ４５に接続する。カップリング５９は、長手方向のバー
５５及び横方向のバー５３を具備する。長手方向のバー５５が、ベアリングアセ
ンブリ４５からハウジング５０の長手方向の軸に沿って実質的に伸長する一方で
、横方向のバー５３は、長手方向のバー５５の遠位端部からカップリング軸５７
へハウジングの横方向の軸に沿って実質的に伸長する。横方向のバー５３の遠位
端部は、実質的に環状の円板５１を経由して軸５７に固定される。ポテンショメ
ータ５６は、軸の回転従ってカテーテルニードルアセンブリ４７のピッチを計測
するために、カップリング軸５７に取り付けられる。基本的にベアリング４２の
回転軸の周りのベアリングアセンブリ４５の操作により、長手方向のバー５５は
ハウジングの長手方向の軸に実質的に沿って並進する。並進運動は同様に、横方
向のバー５３の近位端部を長手方向のバー５５と共に並進させる。横方向のバー
５３の近位端部の並進運動は、横方向のバーの遠位端部によるカップリング軸５
７の回転を可能にしており、それによりポテンショメータ５６はカップリング軸
の回転を計測するので、軸４４のピッチ角度（例えば、前方又は後方の角度）を
指示する。ヨーポテンショメータ６２は、下部に配置されており、アームをベー
スに接続するピン６６及びアーム６４を経由してベース６０に取り付けられる。
軸６１は、ヨーポテンショメータ６２からベース６０を通りベアリング５８及び
ハウジング５０へ伸長しており、それによりヨーポテンショメータは、ハウジン
グ５０の回転従ってカテーテルニードルアセンブリ４７のヨー位置を計測する。
通信インターフェースは、カテーテルニードルアセンブリの操作（例えば、ピッ
チ及びヨー）を指示するポテンショメータ５６、６２から信号を受信し、処理の
ためにコンピュータシステム２５へ信号を伝送する。力のフィードバックユニッ
ト５４は、現実的なシミレーションのためにカテーテルニードルアセンブリへフ
ィードバック力を提供するために、ハウジング５０内に配置される。力のフィー
ドバックユニットは、コンピュータシステム２５から通信インターフェース２４
を経由して受信された制御信号に基づいて軸の動きを妨げるために、テンション
部材３３を経由して軸４４に接続する。通信インターフェースは、力のフィード
バックユニットを制御するために、コンピュータシステム２５からの制御信号を
アナログ信号に変換するために、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）を具備し
ても良い。並進エンコーダ５２は、ハウジング５０に取り付けられており、力の
フィードバックユニットの軸の回転又は軸４４の並進運動を計測するために、力
のフィードバックユニット５４の軸（図示されていない）に接続する。通信イン
ターフェースは、カテーテルニードルアセンブリの並進運動を指示するエンコー
ダのパルス計数を決定しており、この情報をコンピュータシステム２５に伝送す
る。
【００３２】 力のフィードバックユニット５４は、軸４４の動きを妨げ、カテーテルニード
ルアセンブリ４７に現実的な感じを形成するために、図６に示すように、力を適
用する。特に力のフィードバックユニット５４は、軸１０２を有する力のフィー
ドバック装置９８及びオフセットプーリー１００を具備する。力のフィードバッ
ク装置９８は、電磁ブレーキ又は電動モータあるいは他の力発生装置により実施
されても良く、一般的にオフセットプーリー１００内に部分的に配置される。軸
１０２は力のフィードバック装置９８を通り伸長しており、それによりオフセッ
トプーリー１００はセットスクリュー１０４を経由して軸に取り付けられる。力
のフィードバック装置９８は一般的に、固定具９７を経由してハウジング５０に
取り付けられており、オフセットプーリーの回転を妨げるように軸１０２に力を
適用する。テンション部材３３は、軸４４の近位及び遠位端部にそれぞれ取り付
けられる各テンション部材端部によりオフセットプーリー１００の周りに巻き付
けられる。言い換えれば、テンション部材３３は、ベアリング４２上の軸４４の
遠位端部（図４）からオフセットプーリー１００へ伸長しており、それによりテ
ンション部材はオフセットプーリーの周りに伸長して、軸の近位端部までベアリ
ング４２上を戻り伸長する。従って軸４４を並進する際に、テンション部材３３
は、オフセットプーリー１００を回転させる。力のフィードバック装置９８はオ
フセットプーリーの回転を妨げており、それにより軸４４を動かすために追加の
力が必要であり、シミレーションに対する現実的な感じを伝える。並進エンコー
ダ５２はハウジング５０に配置されており、軸１０２の回転を計測し、軸４４又
はカテーテルニードルアセンブリの並進運動の指示を送るために、軸１０２に接
続する。
ルアセンブリ４７に現実的な感じを形成するために、図６に示すように、力を適
用する。特に力のフィードバックユニット５４は、軸１０２を有する力のフィー
ドバック装置９８及びオフセットプーリー１００を具備する。力のフィードバッ
ク装置９８は、電磁ブレーキ又は電動モータあるいは他の力発生装置により実施
されても良く、一般的にオフセットプーリー１００内に部分的に配置される。軸
１０２は力のフィードバック装置９８を通り伸長しており、それによりオフセッ
トプーリー１００はセットスクリュー１０４を経由して軸に取り付けられる。力
のフィードバック装置９８は一般的に、固定具９７を経由してハウジング５０に
取り付けられており、オフセットプーリーの回転を妨げるように軸１０２に力を
適用する。テンション部材３３は、軸４４の近位及び遠位端部にそれぞれ取り付
けられる各テンション部材端部によりオフセットプーリー１００の周りに巻き付
けられる。言い換えれば、テンション部材３３は、ベアリング４２上の軸４４の
遠位端部（図４）からオフセットプーリー１００へ伸長しており、それによりテ
ンション部材はオフセットプーリーの周りに伸長して、軸の近位端部までベアリ
ング４２上を戻り伸長する。従って軸４４を並進する際に、テンション部材３３
は、オフセットプーリー１００を回転させる。力のフィードバック装置９８はオ
フセットプーリーの回転を妨げており、それにより軸４４を動かすために追加の
力が必要であり、シミレーションに対する現実的な感じを伝える。並進エンコー
ダ５２はハウジング５０に配置されており、軸１０２の回転を計測し、軸４４又
はカテーテルニードルアセンブリの並進運動の指示を送るために、軸１０２に接
続する。
【００３３】 図７に示すように、血管アクセス手順を開始する前に、皮膚牽引機構３６は、
人体解剖の準備を模擬する。特に皮膚牽引機構３６は、ケーシング１２７（図３
）と、ベルトプーリー１１２、１１５と、ベルト１０８と、ベルトテンションば
ね１２２と、ベルト位置決めばね１１８と、弾性のある裏板１１３とを具備する
。ベルトプーリー１１２、１１５は一般的に、実質的に円筒状であり、ケーシン
グ１２７の向き合う端部に配置される。ベルト１０８は、ベルトプーリーの周り
に配置されており、プーリーの周りの経路の長さより少し短い長さであるので、
少しの隙間がベルト端部間に存在する。ベルト端部は、グロメット１２４を備え
ており、それによりベルトテンションばね１２２は、プーリーの周りでベルトを
しっかり固定するために、各ベルト端部のグロメット内に配置される。ベルト位
置決めばね１１８は、ベルトグロメット１２４内に配置されており、そのグロメ
ットからケーシング１２７内の支持部１２１まで伸長する。力がベルトに適用さ
れる場合に（例えば、ベルトが医療専門家により操作される場合に）、ベルト位
置決めばねは、ベルト位置決めばねテンションに反対の方向に、ベルトプーリー
１１２、１１５上でベルトを動かす。弾性のある裏板１１３は、皮膚の弾性をシ
ミレーション可能にするために、ベルト１０８の下に配置される。２つの面のベ
アリング部材１２６は、ベルト１０８上で圧力を支持し低摩擦のベルトの動きを
可能にするために、２つの滑らかなベアリング面を形成するように、弾性のある
裏板１１３の下に配置される。ポテンショメータ１１４は、ベルトプーリーの回
転を計測し、コンピュータシステム２５に通信インターフェース２４を経由して
ベルトの動きの指示を送るために、ベルトプーリー１１２の軸に接続する。皮膚
牽引機構は更に、該機構をインターフェース装置のケース３２（図３）に接続す
るために、スロット１３０及びピン１３２を備える。従って皮膚牽引機構は、人
体の解剖面の現実的な感じを提供する。
人体解剖の準備を模擬する。特に皮膚牽引機構３６は、ケーシング１２７（図３
）と、ベルトプーリー１１２、１１５と、ベルト１０８と、ベルトテンションば
ね１２２と、ベルト位置決めばね１１８と、弾性のある裏板１１３とを具備する
。ベルトプーリー１１２、１１５は一般的に、実質的に円筒状であり、ケーシン
グ１２７の向き合う端部に配置される。ベルト１０８は、ベルトプーリーの周り
に配置されており、プーリーの周りの経路の長さより少し短い長さであるので、
少しの隙間がベルト端部間に存在する。ベルト端部は、グロメット１２４を備え
ており、それによりベルトテンションばね１２２は、プーリーの周りでベルトを
しっかり固定するために、各ベルト端部のグロメット内に配置される。ベルト位
置決めばね１１８は、ベルトグロメット１２４内に配置されており、そのグロメ
ットからケーシング１２７内の支持部１２１まで伸長する。力がベルトに適用さ
れる場合に（例えば、ベルトが医療専門家により操作される場合に）、ベルト位
置決めばねは、ベルト位置決めばねテンションに反対の方向に、ベルトプーリー
１１２、１１５上でベルトを動かす。弾性のある裏板１１３は、皮膚の弾性をシ
ミレーション可能にするために、ベルト１０８の下に配置される。２つの面のベ
アリング部材１２６は、ベルト１０８上で圧力を支持し低摩擦のベルトの動きを
可能にするために、２つの滑らかなベアリング面を形成するように、弾性のある
裏板１１３の下に配置される。ポテンショメータ１１４は、ベルトプーリーの回
転を計測し、コンピュータシステム２５に通信インターフェース２４を経由して
ベルトの動きの指示を送るために、ベルトプーリー１１２の軸に接続する。皮膚
牽引機構は更に、該機構をインターフェース装置のケース３２（図３）に接続す
るために、スロット１３０及びピン１３２を備える。従って皮膚牽引機構は、人
体の解剖面の現実的な感じを提供する。
【００３４】 血管アクセス訓練システムのオペレーションを、図１から７を参照すると共に
説明する。最初に血管アクセス訓練システムは、末梢の血管アクセスをカバーす
る血管アクセスモジュール等の種々のモジュールを具備しており、それにより医
療専門家は希望するシミレーションに対応するモジュールを選択する。システム
は、選択されたモジュールを実行し、医療専門家はケーススタディーを選択する
ことが可能であり、その一方で選択されたケースのためのケースの経歴を提供す
る。一連のビデオ及び別の訓練要素が、医療専門家に提示されるので、それによ
り医療専門家は、照会への回答及び／又は選択の実施のために、キーボード及び
マウスを経由してシステムと交信する。訓練に続いて、血管アクセス手順が、イ
ンターフェース装置３０の操作により模擬されており、それによりシステムは、
選択されたケースに対応して解剖を模擬する。例えばもし手順が、手の甲部のカ
テーテル挿入を含む場合には、手は表示装置２８に表示される（例えば、図２に
示すように）。模擬された手は、皮膚牽引機構３６及びカテーテルユニットアセ
ンブリ３４の操作に基づいてシステムにより修正される。
説明する。最初に血管アクセス訓練システムは、末梢の血管アクセスをカバーす
る血管アクセスモジュール等の種々のモジュールを具備しており、それにより医
療専門家は希望するシミレーションに対応するモジュールを選択する。システム
は、選択されたモジュールを実行し、医療専門家はケーススタディーを選択する
ことが可能であり、その一方で選択されたケースのためのケースの経歴を提供す
る。一連のビデオ及び別の訓練要素が、医療専門家に提示されるので、それによ
り医療専門家は、照会への回答及び／又は選択の実施のために、キーボード及び
マウスを経由してシステムと交信する。訓練に続いて、血管アクセス手順が、イ
ンターフェース装置３０の操作により模擬されており、それによりシステムは、
選択されたケースに対応して解剖を模擬する。例えばもし手順が、手の甲部のカ
テーテル挿入を含む場合には、手は表示装置２８に表示される（例えば、図２に
示すように）。模擬された手は、皮膚牽引機構３６及びカテーテルユニットアセ
ンブリ３４の操作に基づいてシステムにより修正される。
【００３５】 実際の手順において、皮膚は一般的に、血管の設置を容易にするように収縮さ
れる。その様な力が患者の皮膚に適用される方法と同様に、医療専門家が一般的
に、ベルト１０８（例えば、親指で）に力を適用するこの操作手順を、皮膚牽引
機構３６は模擬する。ベルト１０８に適用される力は、患者の皮膚を変形するの
と同様の方法で、弾性のある裏板１１３を変形する。ベルトは一般的に、患者の
皮膚を牽引する感じを模擬するために、医療専門家に向かってインターフェース
装置から離れるように操作される。力がベルトに適用される時に、ベルト位置決
めばね１１８は、医療専門家により感じられる抵抗力を形成する。ベルトの動き
は、ベルトプーリー１１２、１１５を回転させており、そこではベルトプーリー
１１２の回転は、ポテンショメータ１１４により計測される。ポテンショメータ
は通信インターフェース２４を介してコンピュータシステム２５に信号を送信し
、ベルトの動きを指示する。コンピュータシステム２５は、信号を処理し、実際
の患者のそれと同様の方法で、牽引の下の模擬された皮膚の変形を表示する。言
い換えれば、シミレーションシステムは、牽引されている模擬された皮膚を表示
装置２８上に画像で表示し、皮膚の下の模擬された血管は、模擬されたニードル
によるより容易なアクセスのために引き伸ばされて表示される。
れる。その様な力が患者の皮膚に適用される方法と同様に、医療専門家が一般的
に、ベルト１０８（例えば、親指で）に力を適用するこの操作手順を、皮膚牽引
機構３６は模擬する。ベルト１０８に適用される力は、患者の皮膚を変形するの
と同様の方法で、弾性のある裏板１１３を変形する。ベルトは一般的に、患者の
皮膚を牽引する感じを模擬するために、医療専門家に向かってインターフェース
装置から離れるように操作される。力がベルトに適用される時に、ベルト位置決
めばね１１８は、医療専門家により感じられる抵抗力を形成する。ベルトの動き
は、ベルトプーリー１１２、１１５を回転させており、そこではベルトプーリー
１１２の回転は、ポテンショメータ１１４により計測される。ポテンショメータ
は通信インターフェース２４を介してコンピュータシステム２５に信号を送信し
、ベルトの動きを指示する。コンピュータシステム２５は、信号を処理し、実際
の患者のそれと同様の方法で、牽引の下の模擬された皮膚の変形を表示する。言
い換えれば、シミレーションシステムは、牽引されている模擬された皮膚を表示
装置２８上に画像で表示し、皮膚の下の模擬された血管は、模擬されたニードル
によるより容易なアクセスのために引き伸ばされて表示される。
【００３６】 模擬された皮膚が牽引されると、医療専門家はマウス２２を使用して仮想ニー
ドルを血管上に設置する。カテーテルニードルアセンブリは、模擬される患者内
にニードルを設置するために、種々の自由度（例えば、ピッチ、ヨー、並進）で
操作される。システムは、操作に基づいて表示を変更するために各自由度を計測
する。特にカテーテルニードルアセンブリ４７の並進運動は、軸４４を並進させ
る。軸４４の並進運動は、テンション部材３３によりオフセットプーリー１００
を回転させる。エンコーダ５２は、オフセットプーリー１００の回転を計測し、
エンコーダは通信インターフェース２４を経由してコンピュータシステム２５に
信号を送信し、ニードルの並進運動を指示する。
ドルを血管上に設置する。カテーテルニードルアセンブリは、模擬される患者内
にニードルを設置するために、種々の自由度（例えば、ピッチ、ヨー、並進）で
操作される。システムは、操作に基づいて表示を変更するために各自由度を計測
する。特にカテーテルニードルアセンブリ４７の並進運動は、軸４４を並進させ
る。軸４４の並進運動は、テンション部材３３によりオフセットプーリー１００
を回転させる。エンコーダ５２は、オフセットプーリー１００の回転を計測し、
エンコーダは通信インターフェース２４を経由してコンピュータシステム２５に
信号を送信し、ニードルの並進運動を指示する。
【００３７】 ピッチを変えるカテーテルニードルアセンブリ４７の操作は、上記のように、
長手方向及び横方向のバー５３、５５によりカップリング軸５７を回転する。カ
ップリング軸の回転は、信号を通信インターフェースを経由してコンピュータシ
ステム２５に送るポテンショメータ５６により計測されて、ニードルのピッチを
指示する。更にヨーを変えるカテーテルニードルアセンブリの操作は、上記のよ
うに、ハウジング５０をベアリング５８上で回転させる。ポテンショメータ６２
は、この回転を計測して、通信インターフェース２４を経由してコンピュータシ
ステム２５に信号を送り、ニードルのヨーを指示する。医療専門家がニードルを
適切な位置及び角度に操作する際に、操作の自由度は、コンピュータシステム２
５により表示装置２８の表示を調整可能にするために計測される。
長手方向及び横方向のバー５３、５５によりカップリング軸５７を回転する。カ
ップリング軸の回転は、信号を通信インターフェースを経由してコンピュータシ
ステム２５に送るポテンショメータ５６により計測されて、ニードルのピッチを
指示する。更にヨーを変えるカテーテルニードルアセンブリの操作は、上記のよ
うに、ハウジング５０をベアリング５８上で回転させる。ポテンショメータ６２
は、この回転を計測して、通信インターフェース２４を経由してコンピュータシ
ステム２５に信号を送り、ニードルのヨーを指示する。医療専門家がニードルを
適切な位置及び角度に操作する際に、操作の自由度は、コンピュータシステム２
５により表示装置２８の表示を調整可能にするために計測される。
【００３８】 ニードルを、表示装置２８に画像表示されるように必要な位置に操作する場合
に、医療専門家はニードルをカテーテルユニットアセンブリ内に押し込む。表示
装置は、ニードルがニードル操作に基づいて皮膚に近づき、窪ませる様子を、上
記のエンコーダ及びポテンショメータにより計測されるように表示する。システ
ムは、ニードルが模擬される患者の皮膚を破ることを検知し、力のフィードバッ
ク装置９８により上記のようにオフセットプーリー１００の回転を妨げることに
より、医療専門家に力のフィードバックを提供するように制御する。種々のエラ
ーが、血管の通過等の模擬される手順において発生する場合に、システムは血腫
を模擬し、種々の痛みのような音を発生する。シミレーションは更にフラッシュ
バックの様に、表示装置に示されるニードルアセンブリの透明なハンドルにより
見ることが出来る適切な対応を、医療専門家に示す。
に、医療専門家はニードルをカテーテルユニットアセンブリ内に押し込む。表示
装置は、ニードルがニードル操作に基づいて皮膚に近づき、窪ませる様子を、上
記のエンコーダ及びポテンショメータにより計測されるように表示する。システ
ムは、ニードルが模擬される患者の皮膚を破ることを検知し、力のフィードバッ
ク装置９８により上記のようにオフセットプーリー１００の回転を妨げることに
より、医療専門家に力のフィードバックを提供するように制御する。種々のエラ
ーが、血管の通過等の模擬される手順において発生する場合に、システムは血腫
を模擬し、種々の痛みのような音を発生する。シミレーションは更にフラッシュ
バックの様に、表示装置に示されるニードルアセンブリの透明なハンドルにより
見ることが出来る適切な対応を、医療専門家に示す。
【００３９】 上記及び図面に示された実施の形態は、血管アクセスシミレーションシステム
に器具を接続（インターフェース）するために、インターフェース装置及び方法
を実施する多くの方法の２、３の例だけを示していることが認識される。
に器具を接続（インターフェース）するために、インターフェース装置及び方法
を実施する多くの方法の２、３の例だけを示していることが認識される。
【００４０】 各ポテンショメータ及びエンコーダは、光学的エンコーダ、リニアエンコーダ
又は送信器、あるいはポテンショメータ等の任意の従来のエンコーダ又はポテン
ショメータにより実施しても良い。例えば、直線的な（ａ ｌｉｎｅａｒ ｓｅ
ｔ ｏｆ）明暗の線が軸４４に配置されても良く、それによりエンコーダを直線
的な（ｌｉｎｅａｒ）目標を有する軸の動きを検知するために使用しても良い。
力のフィードバックユニットは、機械式ブレーキ、電磁ブレーキ、電動モータ又
は他のアクチュエータにより実施されても良く、器具を操作するために、追加又
はより少ない力をそれぞれ必要とするようにプーリーの回転を妨害又は助長して
も良い。更に追加の力のフィードバックユニットは、カテーテルニードルアセン
ブリの回転運動を妨害又は助長するために、更にシミレーションにおいて使用さ
れる追加の器具（例えば、ワイア、カテーテル等）に回転及び並進の力のフィー
ドバックを提供するために使用されても良い。更に力のフィードバックユニット
の回転要素は、リニア磁気駆動又はラック−ピニオン駆動等のリニア要素により
実施されても良い。加えて、摩擦ブレーキが、軸の動きを妨げるために、軸４４
に直接的に適用されても良い。
又は送信器、あるいはポテンショメータ等の任意の従来のエンコーダ又はポテン
ショメータにより実施しても良い。例えば、直線的な（ａ ｌｉｎｅａｒ ｓｅ
ｔ ｏｆ）明暗の線が軸４４に配置されても良く、それによりエンコーダを直線
的な（ｌｉｎｅａｒ）目標を有する軸の動きを検知するために使用しても良い。
力のフィードバックユニットは、機械式ブレーキ、電磁ブレーキ、電動モータ又
は他のアクチュエータにより実施されても良く、器具を操作するために、追加又
はより少ない力をそれぞれ必要とするようにプーリーの回転を妨害又は助長して
も良い。更に追加の力のフィードバックユニットは、カテーテルニードルアセン
ブリの回転運動を妨害又は助長するために、更にシミレーションにおいて使用さ
れる追加の器具（例えば、ワイア、カテーテル等）に回転及び並進の力のフィー
ドバックを提供するために使用されても良い。更に力のフィードバックユニット
の回転要素は、リニア磁気駆動又はラック−ピニオン駆動等のリニア要素により
実施されても良い。加えて、摩擦ブレーキが、軸の動きを妨げるために、軸４４
に直接的に適用されても良い。
【００４１】 皮膚牽引機構は、計測された伸長の方向及び大きさの両方を可能にするために
、二次元の動きを提供するように、タッチパッド（例えば、コンピュータタッチ
パッド）を使用しても良い。更にＩＢＭが製作している様なフォーススティック
が、二次元の皮膚牽引を提供するために、皮膚牽引機構により使用されても良い
。更に繊維状の光ケーブルが織り込まれた柔軟な織物組織によりカバーされた柔
軟なモデルが、皮膚牽引機構を実施するように使用されても良い。柔軟な繊維状
の光ケーブルは、伸長により光の伝達特性を変化し、それにより前腕、手又はそ
の他の解剖要素の皮膚牽引の決定を可能にする。加えて、皮膚牽引機構は、任意
の又は任意の量の、方向又は寸法で、動きを形成するか又は伸長するように形成
されても良い。
、二次元の動きを提供するように、タッチパッド（例えば、コンピュータタッチ
パッド）を使用しても良い。更にＩＢＭが製作している様なフォーススティック
が、二次元の皮膚牽引を提供するために、皮膚牽引機構により使用されても良い
。更に繊維状の光ケーブルが織り込まれた柔軟な織物組織によりカバーされた柔
軟なモデルが、皮膚牽引機構を実施するように使用されても良い。柔軟な繊維状
の光ケーブルは、伸長により光の伝達特性を変化し、それにより前腕、手又はそ
の他の解剖要素の皮膚牽引の決定を可能にする。加えて、皮膚牽引機構は、任意
の又は任意の量の、方向又は寸法で、動きを形成するか又は伸長するように形成
されても良い。
【００４２】 インターフェース装置は、解剖要素への圧力の適用又は接触（例えば、カテー
テルハブの端部に取り付けられた装置が変更された場合に、血流を停止すること
）を検知するために、インターフェース装置上及び／又は内の種々の位置に追加
の検知装置を備えても良い。これらの圧力装置は、圧電技術又は柔軟な組織を使
用したもの等の、種々の圧力パッドにより実施されても良い。更にインターフェ
ース装置は、向上したシミレーションのための任意又は任意の量の自由度で力の
フィードバックを計測し、適用しても良い。例えばインターフェース装置は更に
、向上したシミレーションのためにカテーテルニードルアセンブリの回転を可能
にし、計測しても良い。
テルハブの端部に取り付けられた装置が変更された場合に、血流を停止すること
）を検知するために、インターフェース装置上及び／又は内の種々の位置に追加
の検知装置を備えても良い。これらの圧力装置は、圧電技術又は柔軟な組織を使
用したもの等の、種々の圧力パッドにより実施されても良い。更にインターフェ
ース装置は、向上したシミレーションのための任意又は任意の量の自由度で力の
フィードバックを計測し、適用しても良い。例えばインターフェース装置は更に
、向上したシミレーションのためにカテーテルニードルアセンブリの回転を可能
にし、計測しても良い。
【００４３】 本発明のインターフェース装置は、種々の医療手順を模擬するために、種々の
長い又は別の器具（例えば、ニードル、カテーテル、ワイア、シース等）で適用
されても良く、本明細書で開示される特定の器具又は用途に限定されない。シミ
レーションシステムは、模擬される手順を実施するために、任意の解剖部位及び
／又は任意の種類の血管（例えば、静脈、動脈等）を模擬しても良い。更にイン
ターフェース装置に、医療従事者を医療手順において使用される器具を使用して
訓練するために、実際の器具を適用しても良い。シミレーションシステムのコン
ピュータシステムは、任意の従来の又は別の処理システムにより実施されても良
い。通信インターフェースが、インターフェース装置及び処理システムの間の調
和のために信号を伝送及び／又は変換するために、任意の電気回路（例えば、ア
ナログ−デジタル変換器、デジタル−アナログ変換器等）及び／又はプロセッサ
を具備しても良い。通信インターフェースの機能は更に、インターフェース装置
又は処理システム内で実施されても良い。
長い又は別の器具（例えば、ニードル、カテーテル、ワイア、シース等）で適用
されても良く、本明細書で開示される特定の器具又は用途に限定されない。シミ
レーションシステムは、模擬される手順を実施するために、任意の解剖部位及び
／又は任意の種類の血管（例えば、静脈、動脈等）を模擬しても良い。更にイン
ターフェース装置に、医療従事者を医療手順において使用される器具を使用して
訓練するために、実際の器具を適用しても良い。シミレーションシステムのコン
ピュータシステムは、任意の従来の又は別の処理システムにより実施されても良
い。通信インターフェースが、インターフェース装置及び処理システムの間の調
和のために信号を伝送及び／又は変換するために、任意の電気回路（例えば、ア
ナログ−デジタル変換器、デジタル−アナログ変換器等）及び／又はプロセッサ
を具備しても良い。通信インターフェースの機能は更に、インターフェース装置
又は処理システム内で実施されても良い。
【００４４】 本発明の種々のエンコーダ、ポテンショメータ、プーリー、ベルト及びその他
の構成要素は、上記の機能を実施できる任意の従来の又は別の種類の構成要素に
より実施されても良い。構成要素は任意の形状又は寸法であって良く、任意の適
当な材料で製作されても良く、インターフェース装置内で任意の形で配置されて
も良い。ベルト及びテンション部材は、任意の適切な材料で製作されて良く、任
意のベルト、ケーブル、ロープ、チェーン又は別の適当な装置により実施されて
も良い。ベルト及びテンション部材は、インターフェース装置内で任意の形で配
置されて良い。プーリーは任意の種類のプーリー、ギア又は別の装置により実施
されても良く、一方でベアリングは、軸の動きを可能にする任意の種類の従来の
ベアリング、ローラー又は別の装置により実施されて良い。インターフェース装
置、カテーテルユニットアセンブリ及び牽引機構のハウジング又はケーシング及
び構成要素は、任意の寸法又は形状であって良く、任意の適切な材料から製作さ
れて良い。本発明で使用されるセットスクリューは、任意の従来のセットスクリ
ュー又は任意の別の従来の固定装置により実施されても良い。
の構成要素は、上記の機能を実施できる任意の従来の又は別の種類の構成要素に
より実施されても良い。構成要素は任意の形状又は寸法であって良く、任意の適
当な材料で製作されても良く、インターフェース装置内で任意の形で配置されて
も良い。ベルト及びテンション部材は、任意の適切な材料で製作されて良く、任
意のベルト、ケーブル、ロープ、チェーン又は別の適当な装置により実施されて
も良い。ベルト及びテンション部材は、インターフェース装置内で任意の形で配
置されて良い。プーリーは任意の種類のプーリー、ギア又は別の装置により実施
されても良く、一方でベアリングは、軸の動きを可能にする任意の種類の従来の
ベアリング、ローラー又は別の装置により実施されて良い。インターフェース装
置、カテーテルユニットアセンブリ及び牽引機構のハウジング又はケーシング及
び構成要素は、任意の寸法又は形状であって良く、任意の適切な材料から製作さ
れて良い。本発明で使用されるセットスクリューは、任意の従来のセットスクリ
ュー又は任意の別の従来の固定装置により実施されても良い。
【００４５】 「上部」、「下部」、「頂部」、「底部」、「側部」、「長さ」、「上へ」、
「下へ」、「前」、「後」及び「背部」という用語は、参照する地点を単に説明
するために本明細書で使用しており、本発明を任意の特定の形態又は方向に限定
するものではないことが認識されるべきである。
「下へ」、「前」、「後」及び「背部」という用語は、参照する地点を単に説明
するために本明細書で使用しており、本発明を任意の特定の形態又は方向に限定
するものではないことが認識されるべきである。
【００４６】 前の記述により、本発明は、種々の血管アクセス手順の遂行を模擬するために
、血管アクセスシミレーションシステムに器具を接続するための新規なインター
フェース装置及び方法を有効にするものであると認識されると考えられる。
、血管アクセスシミレーションシステムに器具を接続するための新規なインター
フェース装置及び方法を有効にするものであると認識されると考えられる。
【００４７】 血管アクセスシミレーションシステムへの器具の接続のための新規で改善され
たインターフェース装置及び方法の好適な実施の形態について記述したが、これ
とは別の修正、変形及び変化が本明細書で記述された教えの観点において、当業
者には推測できると信じられる。従って、その様な全ての変形、修正及び変化は
、記述した請求項により規定されるように、本発明の範囲に収まると考えられる
ことが理解されるべきである。
たインターフェース装置及び方法の好適な実施の形態について記述したが、これ
とは別の修正、変形及び変化が本明細書で記述された教えの観点において、当業
者には推測できると信じられる。従って、その様な全ての変形、修正及び変化は
、記述した請求項により規定されるように、本発明の範囲に収まると考えられる
ことが理解されるべきである。
【図１】 図１は、本発明によるインターフェース装置を具備する血管アクセス訓練シス
テムのブロック図である。
テムのブロック図である。
【図２】 図２は、図１の血管アクセス訓練システムのための例の表示の図式的な図であ
る。
る。
【図３】 図３は、図１の血管アクセス訓練システムのインターフェース装置の立体図で
ある。
ある。
【図４】 図４は、図３のインターフェース装置のカテーテルユニットアセンブリの側面
立体図である。
立体図である。
【図５ａ】 図５ａは、図４のカテーテルユニットアセンブリ内に挿入されたカテーテルニ
ードルアセンブリの側面及び部分断面の分解図である。
ードルアセンブリの側面及び部分断面の分解図である。
【図５ｂ】 図５ｂは、図５ａのカテーテルユニットアセンブリのこれとは別の実施の形態
の側面及び部分断面の側面図である。
の側面及び部分断面の側面図である。
【図６】 図６は、図４のカテーテルユニットアセンブリの力のフィードバックユニット
の側面及び部分断面の側面図である。
の側面及び部分断面の側面図である。
【図７】 図７は、図３のインターフェース装置の皮膚牽引機構の側面立体図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 フェルドマン，ベン アメリカ合衆国，バージニア 22101，マ クリーン，グレート フォールズ ストリ ート 1632 (72)発明者 メリル，グレゴリー エル． アメリカ合衆国，メリーランド 20815， チェビー チェイス，リーランド ストリ ート 4822 Ｆターム(参考） 4C066 AA10 FF01 LL30 QQ82 QQ91 4C077 AA30 HH03 HH21 JJ24 KK30 【要約の続き】 ば、並進、ピッチ及びヨー）のカテーテルニードルアセ ンブリ及び皮膚牽引機構の操作を計測するためにエンコ ーダを具備する。これとは別に軸が、カテーテルニード ルアセンブリを通り挿入された器具の並進運動を計測す るこれとは別のエンコーダを具備しても良い。シミレー ションシステムが、インターフェース装置のエンコーダ からの計測を受信し、シミレーション及び表示を最新化 し、その一方でカテーテルニードルアセンブリへの力の フィードバックの適用を可能にするために、力のフィー ドバック装置に制御信号を送信する。
Claims (8)
- 【請求項１】 仮想患者のシミレーションの解剖における医療手順の遂行の
ために、使用者のシミレーションシステムとの相互作用を可能にするために、シ
ミレーションシステムに器具を接続（インターフェース）するためのインターフ
ェース装置において、該インターフェース装置が、 使用者による選択的な操作が可能な模倣の医療器具の形の末梢部と、 該機構の操作を計測し、該シミレーションシステムに該操作を指示する信号を
送信するために、部位機構が検知手段を備える、該医療手順を遂行するために解
剖部位の操作及び準備を模擬するために、使用者により選択的に操作可能な部位
機構と、 該器具の操作を計測していて該器具に力のフィードバックを提供する検知アセ
ンブリと、を具備するインターフェース装置であって、 そこでは検知アセンブリが、 該器具の操作を計測していて該医療手順を模擬するために、該シミレーシ
ョンシステムに該計測された操作を指示する信号を送る運動検知手段と、 該シミレーションシステムからの制御信号に対応して、該器具に力のフィ
ードバックを適用する力の適用手段と、を具備する インターフェース装置。 - 【請求項２】 該部位機構が皮膚を牽引することを模擬する請求項１に記載
の装置。 - 【請求項３】 該器具が、カテーテルニードルアセンブリを具備しており、
該医療手順が血管アクセス手順を具備する請求項１に記載の装置。 - 【請求項４】 該器具が更に、該カテーテルニードルアセンブリを通り挿入
されるワイアを具備しており、該運動検知手段が更に、該医療手段を模擬するた
めに、ワイアの操作を計測し、該シミレーションシステムに対して該計測された
操作を指示する信号を送るワイア運動検知手段を具備する請求項３に記載の装置
。 - 【請求項５】 仮想患者のシミレーションの解剖における医療手順の遂行の
ために、使用者のシミレーションシステムとの相互作用を可能にするために、イ
ンターフェース装置を経由してシミレーションシステムに器具を接続（インター
フェース）するための方法において、該方法が、 （ａ） 模倣の医療器具の形の末梢部を該インターフェース装置に挿入するこ
と及び該インターフェース装置内で該器具を選択的に操作することと、 （ｂ） 該医療手順を遂行するために解剖部位の操作及び準備を模擬するため
に、部位機構を操作することと、 （ｃ） 該機構の操作を計測すること及び該シミレーションシステムに該操作
を指示する信号を送信することと、 （ｄ） 該医療手順を模擬するために、該器具の操作を計測すること及び該シ
ミレーションシステムに該計測された操作を指示する信号を送信することと、 （ｅ） 該シミレーションシステムからの制御信号に対応して該器具に力のフ
ィードバックを適用することと、 からなる手順を具備する方法。 - 【請求項６】 手順（ｂ）が更に、（ｂ．１） 皮膚の牽引を模擬するため
に該部位機構を操作することを含む請求項５に記載の方法。 - 【請求項７】 該器具がカテーテルニードルアセンブリを具備しており、該
医療手順が血管アクセス手順を具備する請求項５に記載の方法。 - 【請求項８】 該器具が更にワイアを具備しており、更に手順（ａ）が、（
ａ．１） 該カテーテルニードルアセンブリを通り該ワイアを挿入することを含
み 手順（ｄ）が更に、（ｄ．１）該医療手順を模擬するために、該ワイアの操作
を計測すること及び該シミレーションシステムに該計測された操作を指示する信
号を送信することを含む 請求項７に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US7280998P | 1998-01-28 | 1998-01-28 | |
| US60/072,809 | 1998-01-28 | ||
| PCT/US1999/001822 WO1999039315A2 (en) | 1998-01-28 | 1999-01-28 | Interface device and method for interfacing instruments to vascular access simulation systems |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006024967A Division JP4414400B2 (ja) | 1998-01-28 | 2006-02-01 | 医療用シミレーション装置 |
| JP2008176009A Division JP4555367B2 (ja) | 1998-01-28 | 2008-07-04 | 血管アクセスシミレーションシステムへの器具の接続のためのインターフェース装置及び方法 |
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|---|---|
| JP2002502058A true JP2002502058A (ja) | 2002-01-22 |
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|---|---|---|---|
| JP2000529698A Withdrawn JP2002502058A (ja) | 1998-01-28 | 1999-01-28 | 血管アクセスシミレーションシステムへの器具の接続のためのインターフェース装置及び方法 |
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| JP2008176009A Expired - Lifetime JP4555367B2 (ja) | 1998-01-28 | 2008-07-04 | 血管アクセスシミレーションシステムへの器具の接続のためのインターフェース装置及び方法 |
| JP2009151121A Expired - Lifetime JP4713656B2 (ja) | 1998-01-28 | 2009-06-25 | 医療方法を模擬するための装置 |
| JP2009204334A Expired - Lifetime JP5175254B2 (ja) | 1998-01-28 | 2009-09-04 | 血管アクセスシミレーションシステムへの器具の接続のためのインターフェース装置及び方法 |
| JP2010052741A Expired - Lifetime JP5144700B2 (ja) | 1998-01-28 | 2010-03-10 | 血管アクセスシミレーションシステムへの器具の接続のためのインターフェース装置及び方法 |
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|---|---|---|---|
| JP2006024967A Expired - Lifetime JP4414400B2 (ja) | 1998-01-28 | 2006-02-01 | 医療用シミレーション装置 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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| JP2017533041A (ja) * | 2014-11-04 | 2017-11-09 | ハートフロー， インコーポレイテッド | 血液透析アクセスのシミュレーションと最適化のためのシステム及び方法 |
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