JP4472361B2 - 医療器具保持装置及び医療器具保持システム。 - Google Patents

Description

本発明は、医療器具を術部に対して所望の位置に移動及び固定する医療器具保持装置及び医療器具保持システムに関する。

従来、医療器具の術部に対する位置を調整しながら術部に処置を施す方法がとられている。このような方法を実施する装置の一例として、例えば、内視鏡外科の分野において、特許文献１の内視鏡保持装置がある。

この内視鏡保持装置は、内視鏡を保持する保持部を有する。この保持部は、アーム部の先端部に接続されている。このアーム部は、複数のアームを関節部を介して互いに回動可能に接続することにより形成されている。３つの回転軸回りのアームの相対的な回動によって、内視鏡の三次元的な移動が可能となっている。また、別の３つの回転軸回りのアームの相対的な回動によって、内視鏡の三自由度の傾斜が可能となっている。そして、関節部には、関節部を介して互いに接続されているアームの回動を規制する制動手段が配設されている。

保持部によって内視鏡を保持した後、制動手段による規制を解除し、保持部を手動により操作して、内視鏡を所望の位置に移動する。この後、制動手段によってアームの相対的な回動を規制し、内視鏡をその位置で固定する。このようにして、内視鏡を所望の位置に移動及び固定することが可能となっている。
特開２００１−２５８９０３号公報

手術操作では、通常、医療器具保持装置に保持される医療器具の他に、様々な医療器具が使用される。脳神経外科の分野では、例えば、医療器具保持装置によって保持される手術用顕微鏡、医療器具保持装置に接続される内視鏡、エネルギー処置具等が同時に使用される。このような場合には、術部周辺が煩雑になるため、医療器具保持装置の配置を変更する必要が生じる。

ここで、特許文献１の内視鏡保持装置では、内視鏡の三次元的な移動及び三自由度の傾斜に関連する関節部以外の関節部が存在する。このような関節部によって、理論的には、内視鏡の位置を変化させずにアーム部の配置を変化させることが可能であるかのように思われる。しかしながら、このような操作を人間のマニュアル操作によって行うのは不可能であり、必ず内視鏡の位置は変化してしまう。このため、内視鏡の位置の再設定が必要となる。さらに、内視鏡を頭部等に設けられた孔等の狭い術部に挿入している場合には、内視鏡の移動によって術部を傷つけることを防止するために、内視鏡を術部から引き抜き、アーム部を再配置した後、再度内視鏡を術部に挿入しなければならない。このように、術者の操作は煩雑なものとなる。この結果、手術時間の長時間化を招き、術者の疲労及び患者の負担が増大される。

本発明は、上記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、手術時間を短縮して術者の疲労及び患者の負担を軽減することが可能な医療器具保持装置及び医療器具保持システムを提供することである。

請求項１の発明は、光軸を備える観察光学系を有する医療器具を保持する保持部と、前記保持部を所望の位置に移動及び固定するアーム部と、前記医療器具の光軸の姿勢を示す光軸パラメーターを検知する検知手段と、前記アーム部を駆動して、前記光軸パラメーターを一定に保持しつつ前記医療器具を光軸方向に移動させる駆動制御手段と、を具備することを特徴とする医療器具保持装置である。

請求項２の発明は、前記医療器具は、内視鏡であり、前記保持部は、撮像ユニットを有し、前記撮像ユニットは、前記内視鏡が着脱され、前記内視鏡が装着されている場合に前記内視鏡の光軸と略一致する光軸を備え、前記内視鏡が装着されている場合には前記内視鏡によって得られた観察画像を撮像して術部内の観察を行うと共に、前記内視鏡が取り外されている場合には術部周辺のマクロ観察を行う、ことを特徴とする請求項１に記載の医療器具保持装置である。

請求項３の発明は、前記検知手段は、前記撮像ユニットの焦点位置を示す焦点パラメーターを検知し、前記駆動制御手段は、前記アーム部を駆動して、前記焦点パラメーターを一定に保持しつつ前記撮像ユニットを移動させる、ことを特徴とする請求項２に記載の医療器具保持装置である。
請求項４の発明は、前記アーム部の配置は、変化可能であり、前記検知手段は、前記医療器具の位置及び姿勢を示す位置及び姿勢パラメーターを検知し、前記駆動制御手段は、前記アーム部を駆動して、前記位置及び姿勢パラメーターを一定に保持しつつ前記アーム部の配置を変化させる、ことを特徴とする請求項１に記載の医療器具保持装置である。
請求項５の発明は、前記アーム部は、複数のアームであって、前記複数のアームの内の先端のアームに前記保持部が設けられている、複数のアームと、両前記アームを相対的に回動又は回転可能に互いに接続している関節部と、少なくとも１つの前記アームに設けられ当該アームを伸縮可能な伸縮部と、を有し、前記医療器具保持装置は、前記アーム部を解除状態と固定状態との間で切替操作するための切替操作部と、前記アーム部を駆動操作するための駆動操作部と、を更に具備し、前記駆動制御手段は、前記関節部に設けられ当該関節部を介して互いに接続されている両前記アームを相対的に回動又は回転可能とする解除状態と両前記アームを相対的に回動又は回転不能とする固定状態との間で切替可能な関節制動部と、前記関節部に設けられ当該関節部を介して互いに接続されている両前記アームを相対的に回動又は回転作動可能な関節駆動部と、前記伸縮部に設けられ当該伸縮部が設けられている前記アームを伸縮作動可能な伸縮駆動部と、前記切替操作部への操作に従って、前記関節制動部を解除状態と固定状態との間で切り替えて前記アーム部を解除状態と固定状態との間で切り替え、前記駆動操作部への操作に従って、前記関節駆動部を駆動して両前記アームを相対的に回動又は回転作動させると共に前記伸縮駆動部を駆動して前記アームを伸縮作動させて、前記パラメーターを一定に保持しつつ前記アーム部を駆動する、制御部と、を有する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の医療器具保持装置である。
請求項６の発明は、前記検知手段は、前記関節部に設けられ当該関節部を介して互いに接続されている両前記アームの相対的な回動又は回転量を検知する回動又は回転量検知部と、前記伸縮部に設けられ当該伸縮部が設けられている前記アームの伸縮量を検知する伸縮量検知部と、前記回動又は回転量検知部によって検知された前記回動又は回転量並びに前記伸縮量検知部によって検知された前記伸縮量に基づいて前記パラメーターを算出する演算部と、を有し、前記制御部は、前記駆動操作部への操作に基づき前記パラメーターを一定に保持したまま前記アーム部を駆動させるような前記回動又は回転量並びに前記伸縮量を算出する、ことを特徴とする請求項５に記載の医療器具保持装置である。
請求項７の発明は、前記医療器具保持装置はカウンターバランス部をさらに具備し、前記カウンターバランス部は、前記アーム部に対して移動可能に前記アーム部に接続されているカウンターウエイトと、前記アーム部に対して前記カウンターウエイトを移動させるウエイト駆動部と、を有し、前記制御部は、前記伸縮部が伸縮作動された場合には、前記ウエイト駆動部を駆動させて前記アーム部に対して前記カウンターウエイトを移動させて、前記医療器具保持装置のバランスを保持する、ことを特徴とする請求項６に記載の医療器具保持装置である。
請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の医療器具保持装置と、前記医療器具と、を具備することを特徴とする医療器具保持システムである。

本発明によれば、手術時間を短縮し、術者の疲労及び患者の負担を軽減することが可能となっている。

以下、本発明の第１実施形態を図１乃至図７を参照して説明する。図１は、本実施形態の医療器具保持システム１の概略構成を示す。この医療器具保持システム１は、医療器具保持装置２を有する。この医療器具保持装置２は、床等に設置される設置部４を有する。この設置部４の上面には、支柱６の下端部が固定されている。この支柱６は、垂直方向に延びている。支柱６の上端部には、第１の関節部８を介して第１のアーム１０の下端部が接続されている。第１のアーム１０は、支柱６を延長する方向に延びている。また、第１のアーム１０は、支柱６に対して、自身の中心軸（以下、第１の回転軸Ｏ１と称する）を中心として軸回り方向に回転自在である。

第１のアーム１０の上端部には、第２の関節部１２を介して第２のアーム１４の一端部が接続されている。第２のアーム１４は、第１のアーム１０に対して、第２の関節部１２を通り第１の回転軸Ｏ１に垂直な第２の回転軸Ｏ２を中心として回動自在である。

第２のアーム１４の他端部には、第３の関節部１６を介して第３のアーム１８の一端部が接続されている。第３のアーム１８は、第２のアーム１４を延長する方向に延びている。また、第３のアーム１８は、第２のアーム１４に対して、自身の中心軸（以下、第３の回転軸Ｏ３と称する）を中心として軸回り方向に回転自在である。なお、後述するように、第３のアーム１８は伸縮自在な伸縮アームである。

第３のアーム１８の他端部には、第４の関節部２０を介して第４のアーム２２の一端部が接続されている。第４のアーム２２は、第３のアーム１８に対して、第４の関節部２０を通り第２の回転軸Ｏ２に平行な第４の回転軸Ｏ４を中心として回動自在である。

第４のアーム２２の他端部には、第５の関節部２４を介して第５のアーム２６の一端部が接続されている。第５のアーム２６は、第４のアーム２２を延長する方向に延びている。また、第５のアーム２６は、第４のアーム２２に対して、自身の中心軸（以下、第５の回転軸Ｏ５と称する）を中心として軸回り方向に回転自在である。なお、後述するように、第５のアーム２６は伸縮自在な伸縮アームである。

第５のアーム２６の他端部には、第６の関節部２８を介して第６のアーム３０の一端部が接続されている。第６のアーム３０は、第５のアーム２６に対して、第６の関節部２８を通り第５の回転軸Ｏ５に垂直な第６の回転軸Ｏ６を中心として回動自在である。また、第６のアーム３０の他端部には、第７の関節部３２を介して第７のアーム３４の一端部が接続されている。第７のアーム３４は、第６のアーム３０に対して、自身の中心軸（以下、第７の回転軸Ｏ７と称する）を中心として軸回り方向に回転自在である。第７の回転軸Ｏ７は、第５及び第６の回転軸Ｏ６に垂直である。ここで、支柱及び第１乃至第７のアーム６，１０，１４，１８，２２，２６，３０，３４によって、アーム部３６が形成されている。

第７のアーム３４の他端部には、硬性鏡３８を保持する保持部４０が配設されている。保持部４０には、保持孔４２が形成されており、この保持孔４２には硬性鏡３８が着脱自在に挿入されている。また、保持部４０には、後述する第１乃至第７の電磁ブレーキ５８，６６，７４，８２，９０，９８，１０６を作動させるフリースイッチ４４が配設されている。

一方、支柱６には、電装系を収納している電装系ボックス４６が配設されている。この電装系ボックス４６には、アーム部３６の配置を変化させるためのスイッチ部４８が接続されている。このスイッチ部４８は、Ｘ＋スイッチ５０、Ｘ−スイッチ５２、Ｙ＋スイッチ５４、及び、Ｙ−スイッチ５６を有する。これらＸ＋スイッチ５０、Ｘ−スイッチ５２、Ｙ＋スイッチ５４、Ｙ−スイッチ５６は、各々、以下で説明するＸ＋方向、Ｘ−方向、Ｙ＋方向、Ｙ−方向へとアーム部３６の配置を変化させるためのものである。

ここで、図１に示されるように、第１の回転軸Ｏ１に平行で、第１の関節部８から第２の関節部１２へと向かう方向をＹ＋方向とし、Ｙ＋方向の逆方向をＹ−方向とする。また、第２の回転軸Ｏ２に平行で、Ｙ＋方向と右手系をなす方向をＸ＋方向とし、Ｘ＋方向の逆方向をＸ−方向とする。Ｙ＋方向、Ｙ−方向、Ｘ＋方向、Ｘ−方向によって形成される座標系Ａは、支柱６に対する第１のアーム１０の回転によって、第１のアーム１０と共に回転される。

図２を参照して、第１乃至第７の関節部８，１２，１６，２０，２４，２８，３２の構成を説明する。第１の関節部８には、第１の電磁ブレーキ５８、第１のエンコーダ６０、第１のモータ６２、及び、第１の電磁クラッチ６４が配設されている。第１の電磁ブレーキ５８は、支柱６に対する第１のアーム１０の回転を電気的に規制するようになっている。また、第１のエンコーダ６０は，支柱６に対する第１のアーム１０の回転量を検知するようになっている。そして、第１のモータ６２は、支柱６に対して第１のアーム１０を回転させるようになっている。さらに、第１の電磁クラッチ６４を作動／停止させることにより、第１のモータ６２の出力が第１のアーム１０へ伝達／遮断されるようになっている。

第２乃至第７の関節部１２，１６，２０，２４，２８，３２の構成は、第１の関節部８の構成と同様である。即ち、第２乃至第７の関節部１２，１６，２０，２４，２８，３２は、各々、第２乃至第７の電磁ブレーキ６６，７４，８２，９０，９８，１０６、第２乃至第７のエンコーダ６８，７６，８４，９２，１００，１０８、第２乃至第７のモータ７０，７８，８６，９４，１０２，１１０、及び、第２乃至第７の電磁クラッチ７２，８０，８８，９６，１０４，１１２を有する。

図３を用いて、第３のアーム１８の詳細な構成を説明する。第３のアーム１８は、第３の関節部１６に接続されている第１のサブアーム１１４を有する。第１のサブアーム１１４の他端部には、第１の伸縮部１１６を介して第２のサブアーム１１８が接続されている。

第１の伸縮部１１６は、第１のサブアーム１１４に固定されている第８のモータ１２０を有する。この第８のモータ１２０には、第８のモータ１２０の回転量を検知するための第８のエンコーダ１２２が配設されている。また、第８のモータ１２０の出力軸１２４には、平歯車１２６が連結されている。この平歯車１２６は、伸縮駆動シャフト１２８の一端部に配設されているギヤ部１３０と歯合されている。この伸縮駆動シャフト１２８は、第３のアーム１８内で、第３のアーム１８の長手方向に延びている。伸縮駆動シャフト１２８の一端側は、第１のサブアーム１１４によって、第１のサブアーム１１４に対して自身の中心軸を中心として軸回り方向に回転自在に支持されている。

一方、伸縮駆動シャフト１２８の他端側には、伸縮駆動シャフト１２８の長手方向に送り出し歯車１３１が形成されている。この送り出し歯車１３１は、第２のサブアーム１１８の内部で、第２のサブアーム１１８の長手方向に延設されている受け歯車部１３２に歯合されている。さらに、第１のサブアーム１１４と第２のサブアーム１１８との間には、回転規制部１３４が配設されている。この回転規制部１３４は、第１のサブアーム１１４に対する第２のサブアーム１１８の自身の中心軸を中心とする軸回り方向の回転を規制するためのものである。

図４は、第５のアーム２６の詳細な構成を示す。第５のアーム２６の構成は、第４のアーム２２の構成と同様である。即ち、第５のアーム２６は、第３及び第４のサブアーム１３６，１３８、並びに、第２の伸縮部１４０を有する。第２の伸縮部１４０は、第９のモータ１４２、第９のエンコーダ１４４、出力軸１４６、平歯車１４８、伸縮駆動シャフト１５０、ギヤ部１５２、送り出し歯車１５４、受け歯車部１５６、回転規制部１５８を有する。

図５は、医療器具保持装置２の制御系全体の概略構成を示す。医療器具保持装置２の制御系は、主制御部としてのアーム制御部（制御部）１６０を有する。このアーム制御部１６０には、フリースイッチ４４、スイッチ部４８、電磁ブレーキ駆動部１６２、演算部１６４、モータ駆動部１６６、及び、電磁クラッチ駆動部１６８が接続されている。また、電磁ブレーキ駆動部１６２には、第１乃至第７の電磁ブレーキ５８，６６，７４，８２，９０，９８，１０６が接続されている。演算部１６４には、第１乃至第９のエンコーダ６０，６８，７６，８４，９２，１００，１０８，１２２，１４４が接続されている。モータ駆動部１６６には、第１乃至第９のモータ６２，７０，７８，８６，９４，１０２，１１０，１２０，１４２が接続されている。電磁クラッチ駆動部１６８には、第１乃至第７の電磁クラッチ６４，７２，８０，８８，９６，１０４，１１２が接続されている。

フリースイッチ４４は、アーム制御部１６０にＯＮ／ＯＦＦ信号を出力するようになっている。このアーム制御部１６０は、フリースイッチ４４によってＯＮ信号を入力された場合に、電磁ブレーキ駆動部１６２に駆動信号を出力するようになっている。この電磁ブレーキ駆動部１６２は、駆動信号を入力された場合に、第１乃至第７の電磁ブレーキ５８，６６，７４，８２，９０，９８，１０６を作動させるようになっている。

第１乃至第９のエンコーダ６０，６８，７６，８４，９２，１００，１０８，１２２，１４４は、検知した回転量又は回動量を演算部１６４に出力するようになっている。この演算部１６４は、第１乃至第９のエンコーダ６０，６８，７６，８４，９２，１００，１０８，１２２，１４４から入力された回転量又は回動量に基づいて、硬性鏡３８（図１参照、以下同）の位置に関するパラメーターを算出するようになっている。

即ち、演算部１６４には、第１乃至第７のアーム１０，１４，１８，２２，２６，３０，３４（図１参照、以下同）の形状に関する情報が記録されている。また、演算部１６４は、第１乃至第７のエンコーダ６０，６８，７６，８４，９２，１００，１０８から入力された回転量又は回動量に基づいて、第１乃至第７の関節部８，１２，１６，２０，２４，２８，３２（図１参照、以下同）において互いに接続されている第１乃至第７のアーム１０，１４，１８，２２，２６，３０，３４の相対的な位置関係を算出するようになっている。そして、演算部１６４は、第８及び第９のエンコーダ１２２，１４４から入力された回転量に基づいて、第１及び第２の伸縮部１１６，１４０（図１参照、以下同）の伸縮量を算出するようになっている。さらに、演算部１６４には、硬性鏡３８が保持部４０（図１参照、以下同）に保持されている場合における、保持部４０に対する硬性鏡３８の相対的な位置関係に関する情報が記録されている。

以上の情報及び演算結果から、演算部１６４は、硬性鏡３８の位置に関するパラメーターを算出するようになっている。このようなパラメーターとして、本実施形態では、硬性鏡３８の空間位置を示す空間位置パラメーター、硬性鏡３８の姿勢を示す姿勢パラメーターが用いられている。演算部１６４は、算出したパラメーターをアーム制御部１６０に出力するようになっている。

ここで、第１乃至第９のエンコーダ６０，６８，７６，８４，９２，１００，１０８，１２２，１４４によって、第１乃至第７の関節部８，１２，１６，２０，２４，２８，３２を介して互いに接続されている支柱及び第１乃至第７のアーム６，１０，１４，１８，２２，２６，３０，３４間、及び、第１及び第２の伸縮部１１６，１４０を介して互いに接続されている第１乃至第４のサブアーム１１４，１１８，１３６，１３８（図１参照、以下同）間の相対的な配置を検知する配置検出部が形成されている。そして、配置検出部と演算部１６４とによって、医療器具の位置に関するパラメーターを検知する検知手段が形成されている。

スイッチ部４８は、アーム制御部１６０に操作信号を出力するようになっている。このアーム制御部１６０は、入力された操作信号に応じて、空間位置パラメーター、姿勢パラメーターを一定に保持したままアーム部３６の配置を変化させるような、支柱及び第１乃至第７のアーム６，１０，１４，１８，２２，２６，３０，３４の相対的な回動量及び回転量、並びに、第１及び第２の伸縮部１１６，１４０の伸縮量を算出するようになっている。そして、アーム制御部１６０は、算出した回動量、回転量及び伸縮量を実現するような第１乃至第９のモータ６２，７０，７８，８６，９４，１０２，１１０，１２０，１４２の回転方向及び回転スピードを算出するようになっている。アーム制御部１６０は、算出した第１乃至第９のモータ６２，７０，７８，８６，９４，１０２，１１０，１２０，１４２の回転方向及び回転スピードに基づいて、モータ駆動部１６６に駆動信号を出力するようになっている。このモータ駆動部１６６は、駆動信号に基づいて、第１乃至第９のモータ６２，７０，７８，８６，９４，１０２，１１０，１２０，１４２を作動させるようになっている。

また、アーム制御部１６０は、モータ駆動部１６６に駆動信号を出力すると同時に、電磁クラッチ駆動部１６８に駆動信号を出力するようになっている。この駆動信号は、第１乃至第７のモータ６２，７０，７８，８６，９４，１０２，１１０の出力が第１乃至第７のアーム１０，１４，１８，２２，２６，３０，３４に伝達されるように、第１乃至第７の電磁クラッチ６４，７２，８０，８８，９６，１０４，１１２を作動させるものである。また、アーム制御部１６０は、モータ駆動部１６６及び電磁クラッチ駆動部１６８に駆動信号を出力すると同時に、電磁ブレーキ駆動部１６２に駆動信号を出力するようになっている。この駆動信号は、第１乃至第７のモータ６２，７０，７８，８６，９４，１０２，１１０によって第１乃至第７のアーム１０，１４，１８，２２，２６，３０，３４が相対的に回動又は回転されるように、第１乃至第７の電磁ブレーキ５８，６６，７４，８２，９０，９８，１０６を作動させるものである。

ここで、モータ駆動部１６６、第１乃至第９のモータ６２，７０，７８，８６，９４，１０２，１１０，１２０，１４２、電磁クラッチ駆動部１６８、及び、第１乃至第７の電磁クラッチ６４，７２，８０，８８，９６，１０４，１１２によって、アーム制御部１６０によって算出された第１乃至第７のアーム１０，１４，１８，２２，２６，３０，３４の相対的な回動及び回転、並びに、第１及び第２の伸縮部１１６，１４０の伸縮を実現する駆動部が形成されている。そして、駆動部とアーム制御部１６０とによって、アーム部３６を駆動して、パラメーターを一定に保持しつつアーム部３６の配置を変化させる駆動制御手段が形成されている。

以上説明した電磁ブレーキ駆動部１６２、演算部１６４、アーム制御部１６０、電磁クラッチ駆動部１６８、モータ駆動部１６６は電装系ボックス４６（図１参照）に収納されている。

次に、上記構成の本実施形態の医療器具保持システム１の作用について説明する。医療器具保持装置２を使用して手術操作を行う際には、まず、術部が保持部４０の可動範囲内に入るように医療器具保持装置２を設置する。次に、保持孔４２に硬性鏡３８を挿通して、保持部４０によって硬性鏡３８を保持する。

そして、保持部４０を操作者の手によって保持し、フリースイッチ４４をＯＮにする。この結果、フリースイッチ４４は、アーム制御部１６０にＯＮ信号を出力し、アーム制御部１６０は、電磁ブレーキ駆動部１６２に駆動信号を出力する。そして、電磁ブレーキ駆動部１６２は、第１乃至第７の電磁ブレーキ５８，６６，７４，８２，９０，９８，１０６を作動させる。この結果、第１乃至第７の電磁ブレーキ５８，６６，７４，８２，９０，９８，１０６のブレーキ作用が解除される。

第１の電磁ブレーキ５８のブレーキ作用が解除されると、第１のアーム１０は、支柱６に対して第１の回転軸Ｏ１を中心として軸回り方向に回転可能となる。また、第２の電磁ブレーキ６６のブレーキ作用が解除されると、第２のアーム１４は、第１のアーム１０に対して第２の回転軸Ｏ２を中心として回動可能となる。第４の電磁ブレーキ８２のブレーキ作用が解除されると、第４のアーム２２は、第３のアーム１８に対して第４の回転軸Ｏ４を中心として回動可能となる。これら第１、第２及び第４の回転軸Ｏ１，Ｏ２，Ｏ４に関する回転又は回動の組合せにより、硬性鏡３８の三次元的な移動が可能となる。

第５の電磁ブレーキ９０のブレーキ作用が解除されると、第５のアーム２６は、第４のアーム２２に対して第５の回転軸Ｏ５を中心として軸回り方向に回転可能となる。第６の電磁ブレーキ９８のブレーキ作用が解除されると、第６のアーム３０は、第５のアーム２６に対して第６の回転軸Ｏ６を中心として回動可能となる。第７の電磁ブレーキ１０６のブレーキ作用が解除されると、第７のアーム３４は、第６のアーム３０に対して第７の回転軸Ｏ７を中心として軸回り方向に回転可能となる。これら第５乃至第７の回転軸Ｏ５，Ｏ６、Ｏ７に関する回転又は回動の組合せにより、硬性鏡３８の三自由度の傾斜が可能となる。
さらに、第３の電磁ブレーキ７４のブレーキ作用が解除されると、第３のアーム１８は、第２のアーム１４に対して第３の回転軸Ｏ３を中心として軸回り方向に回転可能となる。

この状態で、硬性鏡３８を術部に対して所望の位置に配置し、フリースイッチ４４をＯＦＦにする。この結果、第１乃至第７の電磁ブレーキ５８，６６，７４，８２，９０，９８，１０６のブレーキ作用が作動され、硬性鏡３８がその位置で固定される。この状態で、硬性鏡３８により術部の観察を行う。例えば、硬性鏡３８を頭部に形成された孔に挿入し、頭部内の観察を行う。術部の観察中、手術操作を円滑に行うために、アーム部３６の配置を変化させる必要が生じる場合がある。この場合には、以下に述べるようにアーム部３６の配置を変化させる。

なお、第１、第２、及び、第４乃至第７の回転軸Ｏ１，Ｏ２，Ｏ４，Ｏ５，Ｏ６，Ｏ７に関する、支柱及び第１乃至第９のアーム６，１０，１４，１８，２２，２６，３０，３４の相対的な回転又は回動の組合せにより、硬性鏡３８の三次元的な移動、三自由度の傾斜が可能となる。さらに、第３のアーム１８は、第２のアーム１４に対して第３の回転軸Ｏ３を中心として軸回り方向に回転可能となる。このため、硬性鏡３８の空間位置パラメーター及び姿勢パラメーターを変化させずに、アーム部３６の配置を変化させることが可能である。

以下、図６で矢印Ｃによって示されるように、アーム部３６の配置をＹ＋方向へと変化させる場合について説明する。図６で破線によって示されるように、初期状態では、第２乃至第５のアーム１４，１８，２２，２６はほぼ直線状に配置されている。

アーム部３６の配置をＹ＋方向へと変化させる場合には、Ｙ＋スイッチ５４を操作する。Ｙ＋スイッチ５４が操作されている場合には、演算部１６４は、空間位置パラメーター及び姿勢パラメーターを算出し、アーム制御部１６０に入力する。空間位置パラメーター及び姿勢パラメーターは、以下のように算出される。

第１乃至第７のエンコーダ６０，６８，７６，８４，９２，１００，１０８は、第１乃至第７の関節部８，１２，１６，２０，２４，２８，３２を介して互いに接続されている支柱及び第１乃至第７のアーム６，１０，１４，１８，２２，２６，３０，３４の相対的な回動量及び回転量を検知する。また、第８及び第９のエンコーダ１２２，１４４は、第８及び第９のモータ１２０，１４２の回転量を検知する。そして、第１乃至第９のエンコーダ６０，６８，７６，８４，９２，１００，１０８，１２２，１４４は、検知した回転量又は回動量を演算部１６４に出力する。

演算部１６４は、第１乃至第７のエンコーダ６０，６８，７６，８４，９２，１００，１０８から入力された回転量又は回動量に基づいて、第１乃至第７の関節部８，１２，１６，２０，２４，２８，３２において互いに接続されている支柱及び第１乃至第７のアーム６，１０，１４，１８，２２，２６，３０，３４の端部の相対的な位置関係を算出する。また、演算部１６４は、第８及び第９のエンコーダ１２２，１４４から入力された回転量に基づいて、第１並びに第２の伸縮部１１６，１４０において互いに接続されている第１及び第２のサブアーム１１４，１１８並びに第３及び第４のサブアーム１３６，１３８の端部の相対的な位置関係を算出する。

以上の演算結果、並びに、第１乃至第７のアーム１０，１４，１８，２２，２６，３０，３４の形状に関する情報、保持部４０に対する硬性鏡３８の相対的な位置関係に関する情報から、演算部１６４は、空間位置パラメーター及び姿勢パラメーターを算出する。

一方、Ｙ＋スイッチ５４が操作されると、アーム制御部１６０に操作信号が入力される。操作信号が入力されると、アーム制御部１６０は、空間位置パラメーター及び姿勢パラメーターを一定に保持したままアーム部３６の配置をＹ＋方向へと変化させるような、第１乃至第７のアーム１０，１４，１８，２２，２６，３０，３４の相対的な回動量及び回転量、並びに、第１及び第２の伸縮部１１６，１４０の伸縮量を算出する。そして、アーム制御部１６０は、算出された回動量及び伸縮量を実現するような第１乃至第９のモータ６２，７０，７８，８６，９４，１０２，１１０，１２０，１４２の回転方向及び回転スピードを算出する。さらに、アーム制御部１６０は、算出された第１乃至第９のモータ６２，７０，７８，８６，９４，１０２，１１０，１２０，１４２の回転方向及び回転スピードに基づいて、モータ駆動部１６６に駆動信号を出力する。

同時に、アーム制御部１６０は、第１乃至第７の電磁クラッチ６４，７２，８０，８８，９６，１０４，１１２を作動させるような駆動信号を電磁クラッチ駆動部１６８に出力する。また、アーム制御部１６０は、第１乃至第７の電磁ブレーキ５８，６６，７４，８２，９０，９８，１０６を作動させるような駆動信号を電磁ブレーキ駆動部１６２に出力する。

この結果、第１乃至第７の電磁クラッチ６４，７２，８０，８８，９６，１０４，１１２が作動され、また、第１乃至第７の電磁ブレーキ５８，６６，７４，８２，９０，９８，１０６が作動され、そして、第１乃至第７のモータ６２，７０，７８，８６，９４，１０２，１１０が駆動される。この結果、第１乃至第７のアーム１０，１４，１８，２２，２６，３０，３４は相対的に回動又は回転され、第１及び第２の伸縮部１１６，１４０は伸縮される。このようにして、アーム部３６の配置は、Ｙ＋方向へと変化される。

第１の伸縮部１１６の伸縮作動をより具体的に説明する。第８のモータ１２０が回転されると、平歯車１２６が回転され、伸縮駆動シャフト１２８のギヤ部１３０が回転される。この結果、伸縮駆動シャフト１２８は、自身の軸周り方向に回転され、送り出し歯車１３１が回転される。回転規制部１３４は、第１のサブアーム１１４に対する第２のサブアーム１１８の回転を規制するため、送り出し歯車１３１によって第２のサブアーム１１８は第１のサブアーム１１４に対して接近あるいは離間される。このようにして、第１の伸縮部１１６が伸縮される。第２の伸縮部１４０の伸縮作動も同様である、
アーム部３６が所望の配置となったら、Ｙ＋スイッチ５４をＯＦＦにする。この結果、第１乃至第９のモータ６２，７０，７８，８６，９４，１０２，１１０，１２０，１４２が停止される。また、第１乃至第７の電磁クラッチ６４，７２，８０，８８，９６，１０４，１１２が停止され、そして、第１乃至第７の電磁ブレーキ５８，６６，７４，８２，９０，９８，１０６が停止される。この結果、アーム部３６の配置の変化が停止される。最終的に、アーム部３６の配置は、図６で実線により示されるように、Ｙ＋方向に変化される。

また、Ｘ＋スイッチ５０あるいはＸ−スイッチ５２と、Ｙ＋スイッチ５４あるいはＹ−スイッチ５６とを同時に操作することも可能である。図７は、Ｘ−スイッチ５２及びＹ−スイッチ５６を同時に操作して、アーム部３６の配置をＸ−方向及びＹ−方向に変化させる場合を示すものである。図７で破線により示されているアーム部３６の配置が、図６で実線により示されているアーム部３６の配置に対応する。この状態から、図７で矢印Ｄにより示されるように、アーム部３６の配置をＸ−方向及びＹ−方向に変化させる。このように変化された配置が、図７で実線により示されているアーム部３６の配置である。

そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。アーム部３６では、硬性鏡３８の三次元的な移動、三自由度の傾斜を可能とする自由度に加えて、第３のアーム１８が第２のアーム１４に対して第３の回転軸Ｏ３を中心として軸回り方向に回転可能となっている。さらに、アーム制御部１６０は、空間位置パラメーター、姿勢パラメーターを一定に保持したままアーム部３６の配置を変化させるような、第１乃至第７のモータ６２，７０，７８，８６，９４，１０２，１１０の回転方向及び回転スピードを算出している。そして、第１乃至第７のモータ６２，７０，７８，８６，９４，１０２，１１０が算出された回転方向及び回転スピードで駆動され、第１乃至第７のアーム１０，１４，１８，２２，２６，３０，３４は相対的に回動又は回転されている。このため、手動によっては不可能であった、空間位置パラメーター、姿勢パラメーターを一定に保持したままでのアーム部３６の配置の変化が可能となっている。従って、手術を効率よく行うことが可能となっており、手術時間を短縮し、術者の疲労及び患者の負担を軽減することが可能となっている。

また、アーム部３６は、第１及び第２の伸縮部１１６，１４０を有している。これら第１及び第２の伸縮部１１６，１４０は、アーム部３６の配置の変化において伸縮される。このため、アーム部３６の配置の自由度が大きくなっている。

なお、本実施形態の医療器具保持装置２に、アーム部３６の配置の変化が不可能になった場合に警告音を発するブザー又は点灯するランプを設けてもよい。アーム部３６の配置の変化が不可能になる場合とは、第１乃至第７の関節部８，１２，１６，２０，２４，２８，３２における第１乃至第７のアーム１０，１４，１８，２２，２６，３０，３４の相対的な回動若しくは回転が回動若しくは回転の限界に達した場合、又は、第１及び第２の伸縮部１１６，１４０が伸縮の限界に達した場合等である。このようなブザー又はランプを設けることにより、医療器具保持装置２の操作性が向上される。

図８乃至図１１は、本発明の第２実施形態を示す。第１実施形態と同様な構成には、同一の参照符号を付して説明を省略する。本実施形態の医療器具保持システム１６９は、第１実施形態の医療器具保持システム１と以下の構成のみ異なる。

医療器具保持装置１７０の第１のアーム１７２は、第３のアーム１８と同様に伸縮自在な構成となっている。即ち、図９に示されるように、第１のアーム１７２は、第５のサブアーム１７４、第６のサブアーム１７６、及び、第３の伸縮部１７８を有する。第３の伸縮部１７８は、第１０のモータ１８０、第１０のエンコーダ１８２、出力軸１８４、平歯車１８６、伸縮駆動シャフト１８８、ギヤ部１９０、送り出し歯車１９２、受け歯車部１９４、回転規制部１９６を有する。

図１０は、医療器具保持装置１７０の制御系全体の概略構成を示す。演算部１９８には、第１０のエンコーダ１８２が接続されている。モータ駆動部１６６には、第１０のモータ１８０が接続されている。

第１０のエンコーダ１８２は、検知した回転量を演算部１９８に出力するようになっている。演算部１９８には、第５及び第６のサブアーム１７４，１７６の形状に関する情報が記録されている。また、演算部１９８は、第１０のエンコーダ１８２から入力された回転量に基づいて、第３の伸縮部１７８（図９参照）において互いに接続されている第５及び第６のサブアーム１７４，１７６（図９参照）の相対的な位置関係を算出するようになっている。演算部１９８は、第１実施形態で示した情報及び演算結果に加えて、上記した情報及び演算結果に基づいて、空間位置パラメーター及び姿勢パラメーターを算出するようになっている。

アーム制御部１６０は、空間位置パラメーター、姿勢パラメーターを一定に保持したままアーム部３６の配置を変化させるような、第１乃至第７のアーム１７２，１４，１８，２２，２６，３０，３４の相対的な回動量及び回転量、並びに、第１乃至第３の伸縮部１１６，１４０，１７８の伸縮量を算出するようになっている。また、アーム制御部１６０は、算出した回動量、回転量及び伸縮量を実現するような第１乃至第１０のモータ６２，７０，７８，８６，９４，１０２，１１０，１２０，１４２，１８０の回転方向及び回転スピードを算出するようになっている。そして、アーム制御部１６０は、算出された第１乃至第１０のモータ６２，７０，７８，８６，９４，１０２，１１０，１２０，１４２，１８０の回転方向及び回転スピードに基づいて、モータ駆動部１６６に駆動信号を出力するようになっている。このモータ駆動部１６６は、駆動信号に基づいて、第１乃至第１０のモータ６２，７０，７８，８６，９４，１０２，１１０，１２０，１４２，１８０を作動させるようになっている。

次に、上記構成の本実施形態の医療器具保持システム１６９の作用について説明する。本実施形態の医療器具保持システム１６９の作用は、第１実施形態の医療器具保持システム１の作用と基本的に同様である。図１１で矢印Ｅによって示されるように、スイッチ部４８を操作して、硬性鏡３８の空間位置パラメーター及び姿勢パラメーターを変化させずにアーム部３６の配置を変化させる際には、第１乃至第７のアーム１７２，１４，１８，２２，２６，３０，３４の相対的な回動及び回転、並びに、第１及び第２の伸縮部１１６，１４０の伸縮に加えて、第３の伸縮部１７８の伸縮が行われる。第３の伸縮部１７８の伸縮作動は、第１の伸縮部１１６の伸縮作動と同様である。

そこで、上記構成のものにあっては、第１実施形態の効果に加えて次の効果を奏する。アーム部３６は、第１実施形態の医療器具保持装置１７０のアーム部３６に第３の伸縮部１７８を付加したものである。第３の伸縮部１７８は、アーム部３６の配置の変化において伸縮される。このため、アーム部３６の配置の自由度がさらに大きくなっている。

図１２乃至図１５は、本発明の第３実施形態を示す。第２実施形態と同様な構成には、同一の参照符号を付して説明を省略する。図１２に示されるように、本実施形態の医療器具保持システム１９９の医療器具保持装置２００の保持部４０には、マクロ観察を行うための撮像ユニット（観察光学系）２０２が一体的に設けられている。この撮像ユニット２０２には、硬性鏡（観察光学系）３８が着脱自在に装着されている。また、スイッチ部２０４には、アーム部３６の配置を変化させるＲ＋スイッチ２０６とＲ−スイッチ２０８とが配設されている。

図１３を用いて、硬性鏡３８及び撮像ユニット２０２の詳細な構成を説明する。硬性鏡３８の基端部には、接続部２１０が配設されている。この接続部２１０は、撮像ユニット２０２の先端部に着脱自在に装着されている。撮像ユニット２０２には、硬性鏡３８が接続されている場合にＯＮにされる図示しない検出スイッチが配設されている。

硬性鏡３８の先端部には、対物レンズ２１２が配設されている。対物レンズ２１２の後方には、リレーレンズ群２１４が配設されている。撮像ユニット２０２には、結像レンズ２１６及びＣＣＤ２１８が設けられている。この結像レンズ２１６は、ＣＣＤ２１８上に観察像を結像するようになっている。撮像ユニット２０２に装着されている硬性鏡３８の光軸の方向と、撮像ユニット２０２の光軸の方向とは一致している。なお、撮像ユニット２０２は、図示しない画像表示装置に接続されている。

再び図１２を参照し、本実施形態の医療器具保持装置２００では、医療器具の位置に関するパラメーターとして、空間位置パラメーター及び姿勢パラメーターに加えて、硬性鏡３８及び撮像ユニット２０２の光軸の位置を示す光軸パラメーターと、撮像ユニット２０２の焦点位置を示す焦点パラメーターとが用いられている。

硬性鏡３８が撮像ユニット２０２に接続されて検出スイッチがＯＮにされており、かつ、Ｘ＋スイッチ５０、Ｘ−スイッチ５２、Ｙ＋スイッチ５４、又は、Ｙ−スイッチ５６が操作されている場合には、演算部及びアーム制御部は、パラメーターとして、空間位置パラメーター及び姿勢パラメーターを選択するようになっている。そして、アーム制御部は、第２実施形態と同様に、空間位置パラメーター、姿勢パラメーターを一定に保持したままアーム部３６の配置をＸ＋方向、Ｘ−方向、Ｙ＋方向、又は、Ｙ−方向に移動させるような、第１乃至第１０のモータ６２，７０，７８，８６，９４，１０２，１１０，１２０，１４２，１８０の回転方向及び回転スピードを算出するようになっている。

硬性鏡３８が撮像ユニット２０２に接続されて検出スイッチがＯＮにされており、かつ、Ｒ＋スイッチ２０６又はＲ−スイッチ２０８が操作されている場合には、演算部及びアーム制御部は、パラメーターとして光軸パラメーターを選択するようになっている。そして、アーム制御部は、光軸パラメーターを一定に保持したまま撮像ユニット２０２を移動させるような、第１乃至第１０のモータ６２，７０，７８，８６，９４，１０２，１１０，１２０，１４２，１８０の回転方向及び回転スピードを算出するようになっている。

そして、硬性鏡３８が撮像ユニット２０２に接続されておらず検出スイッチがＯＦＦにされており、かつ、Ｘ＋スイッチ５０、Ｘ−スイッチ５２、Ｙ＋スイッチ５４、又は、Ｙ−スイッチ５６が操作されている場合には、演算部及びアーム制御部は、パラメーターとして焦点パラメーターを選択するようになっている。そして、アーム制御部は、焦点パラメーターを一定に保持したまま撮像ユニット２０２をＸ＋方向、Ｘ−方向、Ｙ＋方向、又は、Ｙ−方向に移動させるような、第１乃至第１０のモータ６２，７０，７８，８６，９４，１０２，１１０，１２０，１４２，１８０の回転方向及び回転スピードを算出するようになっている。

次に、上記構成の本実施形態の医療器具保持システム１９９の作用について説明する。最初に、撮像ユニット２０２に硬性鏡３８を装着する。この結果、検出スイッチはＯＮにされる。この状態で、第２実施形態と同様に、頭部等の術部に硬性鏡３８を挿入する。硬性鏡３８の対物レンズ２１２は、観察対象に対面する位置に配置される。観察対象からの光束は、対物レンズ２１２に入射され、リレーレンズ群２１４を介して、結像レンズ２１６に入射される。そして、観察対象からの光束は、結像レンズ２１６によってＣＣＤ２１８上に結像される。ＣＣＤ２１８によって撮像された画像は、画像表示装置に表示される。

アーム部３６の配置を変化させたい場合には、Ｘ＋スイッチ５０、Ｘ−スイッチ５２、Ｙ＋スイッチ５４、又は、Ｙ−スイッチ５６を操作する。この結果、演算部及びアーム制御部は、パラメーターとして空間位置パラメーター及び姿勢パラメーターを選択する。そして、第２実施形態と同様に、アーム部３６の配置は、空間位置パラメーター及び姿勢パラメーターを一定に保持したまま、Ｘ＋方向、Ｘ−方向、Ｙ＋方向、又は、Ｙ−方向に変化される。

アーム部３６が、図１４で破線によって示されるように配置されたとする。Ｒ−スイッチ２０８をＯＮにすると、演算部及びアーム制御部は、パラメーターとして光軸パラメーターを選択する。そして、アーム部３６の配置が変化され、硬性鏡３８及び撮像ユニット２０２は、矢印Ｆで示されるように、光軸の配置を変化させることなく硬性鏡３８から撮像ユニット２０２に向かう方向に移動される。Ｒ−スイッチ２０８をＯＦＦにすると、アーム部３６の配置の変化が停止され、硬性鏡３８及び撮像ユニット２０２の移動が停止される。

この後、硬性鏡３８を撮像ユニット２０２から取り外す。撮像ユニット２０２は、術部の方向に向けられたままである。このときのアーム部３６の配置は、図１４で実線によって示されている。この状態で、撮像ユニット２０２により術部周辺のマクロ観察を行う。

再度硬性鏡３８による観察を行う場合には、撮像ユニット２０２に硬性鏡３８を装着する。そして、Ｒ＋スイッチ２０６をＯＮにする。この結果、アーム部３６の配置が変化され、硬性鏡３８及び撮像ユニット２０２は、光軸の配置を変化させることなく撮像ユニット２０２から硬性鏡３８に向かう方向に移動される。そして、硬性鏡３８は術部内へと挿入される。

一方、撮像ユニット２０２によって術部周辺のマクロ観察を行っている際、撮像ユニット２０２によるマクロ観察の方向を変化させたい場合がある。このような場合には、Ｘ＋スイッチ５０、Ｘ−スイッチ５２、Ｙ＋スイッチ５４、又は、Ｙ−スイッチ５６を操作する。この結果、演算部及びアーム制御部は、パラメーターとして焦点パラメーターを選択する。そして、アーム部３６の配置が変化され、撮像ユニット２０２は、焦点位置を変化させることなくＸ＋方向、Ｘ−方向、Ｙ＋方向、又は、Ｙ−方向に移動される。例えば、図１５で破線によって示されるようにアーム部３６が配置されている場合に、Ｙ＋スイッチ５４を操作すると、図１５で実線によって示されるようにアーム部３６が配置され、マクロ観察の方向が変化される。

そこで、上記構成のものにあっては、第１実施形態の効果に加えて次の効果を奏する。硬性鏡３８は、マクロ観察が可能な撮像ユニット２０２に着脱自在に装着されている。ここで、撮像ユニット２０２に装着されている硬性鏡３８の光軸の方向と、撮像ユニット２０２の光軸の方向とは一致している。また、スイッチ部２０４を操作することにより、硬性鏡３８及び撮像ユニット２０２は、光軸の配置を変化させることなく術部に対して接近あるいは離間されるようになっている。このため、硬性鏡３８による観察を行うためのアーム部３６の配置と、撮像ユニット２０２によるマクロ観察を行うためのアーム部３６の配置とをスイッチ部２０４によるワンタッチ操作により切り替えることが可能となっている。また、硬性鏡３８による観察と、撮像ユニット２０２によるマクロ観察とを切り替える際に、撮像ユニット２０２のマクロ観察の観察方向を調節する必要がなくなっている。従って、手術時間を短縮することが可能となっている。

図１６乃至図２４は、本発明の第４実施形態を示す。図１６は、本実施形態の医療器具保持システム２２３の全体の概略構成を示す図である。この医療器具保持システム２２３は、医療器具保持装置２２４を有する。この医療器具保持装置２２４の基端部には、手術台に取り付けられているサイドレール２２６に着脱自在に係着される設置台２２８が配設されている。この設置台２２８は、サイドレール２２６に係着された場合に、サイドレール２２６に対してスライド自在である。また、設置台２２８は、図示しない固定ねじによりサイドレール２２６に締め付け固定可能である。

設置台２２８の側方に、支持台２３０が突設されている。支持台２３０の他端部には、第１の関節部２３２を介して、第１のアーム２３４の下端部が接続されている。この第１のアーム２３４は、クランク状であり、第１の関節部２３２から水平に延びる水平部分と、水平部分の他端部から垂直上方に延びる垂直部分とから形成されている。また、第１のアーム２３４は、支持台２３０に対して、第１の関節部２３２を通り垂直方向に延びる第１の回転軸Ｏ１を中心として偏心的に回動可能である。

第１のアーム２３４の上端部には、第２の関節部２３６を介して第２のアーム２３８の中央部が接続されている。この第２のアーム２３８は、第１のアーム２３４に対して、第２の関節部２３６を通り第１の回転軸Ｏ１に垂直な第２の回転軸Ｏ２を中心として回動可能である。また、第２のアーム２３８は、ほぼ円筒状の部材である。

第２のアーム２３８に、第３のアーム２４０が挿通されている。この第３のアーム２４０は、第３の関節部２４１（図１８参照）を介して第２のアーム２３８と接続されている。また、第３のアーム２４０は、第２のアーム２３８に対して、自身の中心軸（以下、第３の回転軸Ｏ３と称する）を中心として軸回り方向に回転自在である。

第３のアーム２４０は、第４乃至第６のアーム２４２，２４４，２４６と共に平行四辺形形状のリンク機構を形成している。即ち、第３のアーム２４０の一端部は、第５のアーム２４４の一端部に枢支されており、第３のアーム２４０の他端部は、第６のアーム２４６の一端部に枢支されている。また、第４のアーム２４２の一端部は、第５のアーム２４４の他端部に枢支されており、第４のアーム２４２の他端部は、第６のアーム２４６の他端部に枢支されている。そして、第３のアーム２４０と第４のアーム２４２とは平行に配置され、第５のアーム２４４と第６のアーム２４６とは平行に配置されている。第３乃至第６のアーム２４０，２４２，２４４，２４６は、常に平行四辺形形状を維持するようになっている。

ここで、第３のアーム２４０は、第４の関節部２４８を介して第５のアーム２４４に接続されている。第５のアーム２４４は、第３のアーム２４０に対して、第４の関節部２４８を通り第３の回転軸Ｏ３に垂直な第４の回転軸Ｏ４を中心として回動可能である。

第５のアーム２４４の、第３のアーム２４０の枢支部側の端部には、第５の関節部２５０を介して第７のアーム２５２が接続されている。この第７のアーム２５２の基端側は、第５のアーム２４４を延長するように延びている。また、第７のアーム２５２の基端側は、第５のアーム２４４に対して自身の中心軸（以下、第５の回転軸Ｏ５と称する）を中心として軸回り方向に回転可能である。また、第７のアーム２５２はクランク形状であり、第７のアーム２５２の先端側は、第５の回転軸Ｏ５に対して回動されるようになっている。

第７のアーム２５２の他端部には、第６の関節部２５４を介して第８のアーム２５６の一端部が接続されており、第８のアーム２５６の他端部には、第７の関節部２５８を介して第９のアーム２６０が接続されている。第９のアーム２６０には、保持部４０が配設されている。これら第８のアーム２５６、第９のアーム２６０及び保持部４０の構成は、第１実施形態の第６のアーム３０、第７のアーム３４及び保持部４０の構成と同様である。また、保持部４０は、第１実施形態の保持孔４２、フリースイッチ４４と同様な構成の保持孔４２、フリースイッチ４４を有する。ここで、第１乃至第９のアーム２３４，２３８，２４０，２４２，２４４，２４６，２５２，２５６，２６０によって、アーム部２６２が形成されている。

第６のアーム２４６から、第３のアーム２４０の枢支部から第４のアーム２４２の枢支部に向かう方向に、ねじ軸２６４が延出されている。このねじ軸２６４には、カウンターウエイト２６６が螺着されている。このカウンターウエイト２６６は、ねじ軸２６４の軸方向に移動可能である。また、カウンターウエイト２６６は、保持部４０及び硬性鏡３８の重量による第４の回転軸Ｏ４まわりの回転モーメントを相殺し、平衡状態を保つための平衡重りである。そして、第１乃至第９のアーム２３４，２３８，２４０，２４２，２４４，２４６，２５２，２５６，２６０及びカウンターウエイト２６６の位置及び重量は、第１乃至第７の回転軸Ｏ１，…，Ｏ７まわりの回転モーメントが相殺されるように配分されている。

一方、設置台２２８には、電装系が収納されている。この設置台２２８には、アーム部２６２の配置を変化させるための第１実施形態と同様な構成のスイッチ部２６３が接続されている。ここで、第１の回転軸Ｏ１に平行で、第１の関節部２３２側から第２の関節部２３６側へと向かう方向をＹ＋方向とし、Ｙ＋方向の逆方向をＹ−方向とする。また、第２の回転軸Ｏ２に平行で、Ｙ＋方向と右手系をなす方向をＸ＋方向とし、Ｘ＋方向の逆方向をＸ−方向とする。Ｙ＋方向、Ｙ−方向、Ｘ＋方向、Ｘ−方向によって形成される座標系Ｂは、支持台２３０に対する第１のアーム２３４の回動によって、第１のアーム２３４と共に回動される。

図１７を参照して、第１乃至第７の関節部２３２，２３６，２４１，２４８，２５０，２５４，２５８の構成を説明する。第１の関節部２３２には、第１の電磁ブレーキ２６８、第１のエンコーダ２７０、第１のモータ２７２、及び、第１の電磁クラッチ２７４が配設されている。第１の電磁ブレーキ２６８は、支持台２３０に対する第１のアーム２３４の回動を電気的に規制するようになっている。また、第１のエンコーダ２７０は、支持台２３０に対する第１のアーム２３４の回動量を検知するようになっている。そして、第１のモータ２７２は、支持台２３０に対して第１のアーム２３４を回動させるようになっている。さらに、第１の電磁クラッチ２７４を作動／停止させることにより、第１のモータ２７２の出力が、第１のアーム２３４へ伝達／遮断されるようになっている。

第２乃至第７の関節部２３６，２４１，２４８，２５０，２５４，２５８の構成は、第１の関節部２３２の構成と同様である。即ち、第２乃至第７の関節部２３６，２４１，２４８，２５０，２５４，２５８は、各々、第２乃至第７の電磁ブレーキ２７６，２８４，２９２，３００，３０８，３１６、第２乃至第７のエンコーダ２７８，２８６，２９４，３０２，３１０，３１８、第２乃至第７のモータ２８０，２８８，２９６，３０４，３１２，３２０、及び、第２乃至第７の電磁クラッチ２８２，２９０，２９８，３０６，３１４，３２２を有する。

図１８及び図１９を用いて、第２及び第３のアーム２３８，２４０の構成を詳細に説明する。図１８に示されるように、第２のアーム２３８には、第３の関節部２４１が配設されている。この第３の関節部２４１により、第３のアーム２４０は、第２のアーム２３８に対して第３の回転軸Ｏ３を中心として軸回り方向に回転自在、かつ、第２のアーム２３８に対して第３の回転軸Ｏ３の軸方向に摺動不能に第２のアーム２３８に接続されている。

第３のアーム２４０は、第２のアーム２３８と接続されている第１のサブアーム３２４を有する。この第１のサブアーム３２４の一端部は、第１の伸縮部３２６を介して第２のサブアーム３２８の一端部に接続されており、第２のサブアーム３２８の他端部は、第５のアーム２４４に接続されている。一方、第１のサブアーム３２４の他端部は、第２の伸縮部３３０を介して第３のサブアーム３３２の一端部に接続されており、第３のサブアーム３３２の他端部は、第６のアーム２４６に接続されている。

図１９に示されるように、第１の伸縮部３２６は、第８のモータ３３４を有する。この第８のモータ３３４は、第１のサブアーム３２４の内部に固定されている。また、第８のモータ３３４には、第８のエンコーダ３３５が配設されている。第８のモータ３３４の出力軸３３６には、平歯車３３８が連結されている。この平歯車３３８は、伸縮駆動シャフト３４０の中間部に配設されているギヤ部３４２と歯合されている。この伸縮駆動シャフト３４０は、第３のアーム２４０の長手方向に延びている。伸縮駆動シャフト３４０の中間部は、第１のサブアーム３２４の内部で、第１のサブアーム３２４に対して自身の中心軸を中心として軸回り方向に回転自在に支持されている。

一方、伸縮駆動シャフト３４０の両端側には、各々、伸縮駆動シャフト３４０の長手方向に第１及び第２の送り出し歯車３４４，３４６が形成されている。これら第１及び第２の送り出し歯車３４４，３４６は、各々、第２及び第３のサブアーム３２８，３３２の内部で、第２及び第３のサブアーム３２８，３３２の長手方向に延設されている第１及び第２の受け歯車部３４８，３５０に歯合されている。

第１及び第２の送り出し歯車３４４，３４６、並びに、第１及び第２の受け歯車部３４８，３５０は、第４乃至第６のアーム２４２，２４４，２４６（図１６参照）による第３のアーム２４０の両端部の規制により、伸縮駆動シャフト３４０が第１のサブアーム３２４に対して一方に回転された場合に、第１及び第２の伸縮部３２６、３３０が同じ距離だけ伸ばされ、他方に回転された場合に、第１及び第２の伸縮部３２６、３３０が同じ距離だけ縮められるように形成されている。

図２０に示されるように、第４のアーム２４２は、第１実施形態の第３のアーム２４０と基本的に同様な構成となっている。即ち、第４のアーム２４２は、第４及び第５のサブアーム３５２，３５４、並びに、第３の伸縮部３５６を有する。第３の伸縮部３５６は、第９のモータ３５８、第９のエンコーダ３６０、出力軸３６２、平歯車３６４、伸縮駆動シャフト３６６、ギヤ部３６８、送り出し歯車３７０、受け歯車部３７２を有する。但し、第３，第５及び第６のアーム２４０，２４４，２４６（図１６参照）によって第４のアーム２４２の両端部が規制されているため、第３のサブアーム３５２と第４のサブアーム３５４との間に回転規制部１３４は配設されていない。

図２１に示されるように、第７のアーム２５２は、第１実施形態の第５のアーム２４４と同様な構成となっている。即ち、第７のアーム２５２は、第６及び第７のサブアーム３７４，３７６、並びに、第４の伸縮部３７８を有する。第６のサブアーム３７４は、クランク形状となっている。第４の伸縮部３７８は、第１０のモータ３８０、第１０のエンコーダ３８２、出力軸３８４、平歯車３８６、伸縮駆動シャフト３８８、ギヤ部３９０、送り出し歯車３９２、受け歯車部３９４、回転規制部３９６を有する。

図２２を用いて、第６のアーム２４６に配設されているカウンターバランス部３９８の構成を説明する。このカウンターバランス部３９８は、第６のアーム２４６の内部に配設されている第１１のモータ４００を有する。この第１１のモータ４００には、第１１のモータ４００の回転量を検知する第１１のエンコーダ４０２が配設されている。第１１のモータ４００の図示しない出力軸には、平歯車４０４が連結されている。この平歯車４０４は、上記ねじ軸２６４の一端側に形成されているギヤ４０６に歯合されている。ねじ軸２６４は、第６のアーム２４６内で第６のアーム２４６の長手方向に延びている。このねじ軸２６４の一端側は、第６のアーム２４６内で第６のアーム２４６によってスライド自在に支持されている。一方、ねじ軸２６４の他端側は、第６のアーム２４６から突出している。このねじ軸２６４の他端側には、ねじ部４０８が形成されている。このねじ部４０８に、カウンターウエイト２６６が螺合されている。

図２３は，本実施形態の医療器具保持装置２２４の制御系の全体の概略構成を示す。医療器具保持装置２２４は、演算部４１０、アーム制御部４１２、モータ駆動部４１４、電磁ブレーキ駆動部４１６、及び、電磁クラッチ駆動部４１８を有する。これらは、第１実施形態の演算部１６４、アーム制御部１６０、モータ駆動部１６６、電磁ブレーキ駆動部１６２、及び、電磁クラッチ駆動部１６８（図５参照）の機能に加えて以下の機能を有する。

アーム制御部４１２は、第１実施形態と同様に、空間位置パラメーター及び姿勢パラメーターを一定に保持するようなアーム部２６２の配置の変化を算出するようになっている。この際、アーム制御部４１２は、第３乃至第６のアーム２４０，２４２，２４４，２４６（図１６参照）が平行四辺形形状を保持するように、第１乃至第３の伸縮部３２６，３３０、３５６（図１６参照）の伸縮量を算出する。即ち、第１の伸縮部３２６の伸縮量と第２の伸縮部３３０の伸縮量の合計とから、第３の伸縮部３５６の伸縮量が算出される。

一方、第１１のエンコーダ４０２は、検知した第１１のモータ４００の回転量を演算部４１０に出力するようになっている。また、演算部４１０は、入力された回転量に基づいて、カウンターウエイト２６６の第６のアーム２４６に対する相対的な位置関係を算出するようになっている。そして、演算部４１０は、算出された位置関係をアーム制御部４１２に出力するようになっている。

アーム制御部４１２は、アーム部２６２の配置が変化される際には、医療器具保持装置２２４の平衡状態を保つような第６のアーム２４６に対するカウンターウエイト２６６の相対的な配置を算出するようになっている。さらに、アーム制御部４１２は、算出された相対的な位置関係を実現するような第１１のモータ４００の回転量及び回転スピードを算出し、モータ駆動部４１４に駆動信号を出力するようになっている。モータ駆動部４１４は、入力された駆動信号に基づいて第１１のモータ４００を駆動するようになっている。即ち、カウンターバランス部３９８（図２２参照）とアーム制御部４１２とによって、医療器具保持装置２２４の全体のバランスを保つためのカウンターバランス手段が形成されている。

次に、上記構成の本実施形態の医療器具保持システム２２３の作用について説明する。最初に、手術台のサイドレール２２６に医療器具保持装置２２４を装着する。即ち、設置台２２８をサイドレール２２６に係着し、手術操作に適切な位置に配置する。そして、図示しない固定ネジを締め込んで、設置台２２８をサイドレール２２６に対して固定する。

次に、保持孔４２に硬性鏡３８を挿通して、保持部４０によって硬性鏡３８を保持する。そして、保持部４０を操作者の手によって保持し、フリースイッチをＯＮにする。この結果、第１乃至第７の電磁ブレーキ２６８，２７６，２８４，２９２，３００，３０８，３１６のブレーキ作用が解除される。

第１の電磁ブレーキ２６８のブレーキ作用が解除されると、第１のアーム２３４は、支持台２３０に対して第１の回転軸Ｏ１を中心として回動可能となる。また、第２の電磁ブレーキ２７６のブレーキ作用が解除されると、第２のアーム２３８は、第１のアーム２３４に対して第２の回転軸Ｏ２を中心として回動可能となる。第４の電磁ブレーキ２９２のブレーキ作用が解除されると、第５のアーム２４４は、第３のアーム２４０に対して第４の回転軸Ｏ４を中心として回動可能となる。即ち、第３乃至第６のアーム２４０，２４２，２４４，２４６によって形成される平行四辺形形状が変形可能となる。これら第１、第２の回転軸Ｏ１，Ｏ２に関する回動と平行四辺形形状の変形との組合せにより、硬性鏡３８の三次元的な移動が可能となる。

第１実施形態と同様に、第５乃至第７の電磁ブレーキ３００，３０８，３１６のブレーキ作用が解除されると、第７乃至第９のアーム２５２，２５６，２６０の相対的な回動又は回転の組合せによって、硬性鏡３８の三自由度の傾斜が可能となる。さらに、第３の電磁ブレーキ２８４のブレーキ作用が解除されると、第３のアーム２４０は、第２のアーム２３８に対して第３の回転軸Ｏ３を中心として軸回り方向に回転可能となる。

この状態で、硬性鏡３８を術部に対して所望の位置に配置する。この際、第１乃至第９のアーム２３４，２３８，２４０，２４２，２４４，２４６，２５２，２５６，２６０、保持部４０、硬性鏡３８の重量による第１乃至第７の回転軸Ｏ１，…，Ｏ７回りの回転モーメントは、カウンターウエイト２６６によって相殺されて、医療器具保持装置２２４の平衡状態が保たれる。

硬性鏡３８を配置した後、フリースイッチ４４をＯＦＦにする。この結果、第１乃至第７の電磁ブレーキ２６８，２７６，２８４，２９２，３００，３０８，３１６のブレーキ作用が作動される。この結果、硬性鏡３８がその位置で固定される。この状態で、硬性鏡３８によって術部の観察を行う。術部の観察中、必要に応じて以下に述べるようにアーム部２６２の配置を変化させる。

なお、第１、第２、及び、第４乃至第７の回転軸Ｏ１，Ｏ２，Ｏ４，…，Ｏ７に関する、支持台２３０並びに第１乃至第９のアーム２３４，２３８，２４０，２４２，２４４，２４６，２５２，２５６，２６０の相対的な回転又は回動の組合せにより、硬性鏡３８の三次元的な移動、三自由度の傾斜が可能となる。さらに、第３のアーム２４０は、第２のアーム２３８に対して第３の回転軸Ｏ３を中心として軸回り方向に回転可能となる。このため、硬性鏡３８の空間位置パラメーター及び姿勢パラメーターを変化させずに、アーム部２６２の配置を変化させることが可能である。

以下、アーム部２６２の配置をＹ＋方向へと変化させる場合について説明する。図２４で破線によって示されるように、初期状態では、第２乃至第９のアーム２３８，２４０，２４２，２４４，２４６，２５２，２５６，２６０は、全体としてほぼ直線状に配置されている。アーム部２６２の配置をＹ＋方向へと変化させる場合には、Ｙ＋スイッチ５４を操作する。この際のアーム部２６２の作用は、第１実施形態のアーム部２６２の作用と基本的には同様である。以下では、第１乃至第３の伸縮部３２６，３３０，３５６の伸縮作動、及び、カウンターバランス部３９８の作動について説明する。

第１及び第２の伸縮部３２６，３３０は、以下のように伸縮作動される。第３のアーム２４０において、第８のモータ３３４が回転されると、平歯車３３８が回転され、伸縮駆動シャフト３４０のギヤ部３４２が回転される。この結果、伸縮駆動シャフト３４０は、自身の軸周り方向に回転され、第１及び第２の送り出し歯車３４４，３４６が回転される。第４乃至第６のアーム２４２，２４４，２４６によって第３のアーム２４０の両端部は規制され、第２及び第３のサブアーム３２４，３２８，３３２は、第１のサブアーム３２４に対して同じ距離だけ接近あるいは離間される。即ち、第１及び第２の伸縮部３２６，３３０は、同じ量だけ伸縮される。

第３の伸縮部３５６は、以下のように伸縮作動される。第４のアーム２４２において、第９のモータ３５８が回転されると、平歯車３６４が回転され、伸縮駆動シャフト３６６のギヤ部３６８が回転される。この結果、伸縮駆動シャフト３６６は、自身の軸周り方向に回転され、送り出し歯車３７０が回転される。第３，第５及び第６のアーム２４０，２４４，２４６によって第４のアーム２４２の両端部は規制され、第５のサブアーム３５４は、第４のサブアーム３５２に対して接近あるいは離間され、第３の伸縮部３５６が伸縮される。ここで、第３の伸縮部３５６の伸縮量は、第１の伸縮部３２６の伸縮量と第２の伸縮部３３０の伸縮量との合計に等しい。第４の伸縮部３７８の伸縮作動は、第１実施形態の第５のアーム２６の第２の伸縮部１４０の伸縮作動と同様である。

カウンターバランス部３９８は、以下のように作動する。アーム部２６２の配置が変化される際には、アーム制御部４１２によって、医療器具保持装置２２４の平衡状態を保つような、第６のアーム２４６に対するカウンターウエイト２６６の相対的な配置が算出される。さらに、アーム制御部４１２によって、算出された相対的な位置関係を実現するような第１１のモータ４００の回転量及び回転スピードが算出される。アーム制御部４１２は、算出された回転量及び回転スピードに基づいて、駆動信号をモータ駆動部４１４に出力する。

第１１のモータ４００は、モータ駆動部４１４によって、算出された回転量及び回転スピードで回転される。この結果、第１１のモータ４００に連結されている平歯車４０４が回転され、ギヤ４０６がねじ軸２６４の長手方向に摺動される。そして、ねじ軸２６４は、第６のアーム２４６に対して第６のアーム２４６の長手方向に移動される。この結果、カウンターウエイト２６６は、第６のアーム２４６に対して第６のアーム２４６の長手方向に移動され、医療器具保持装置２２４の平衡状態がアーム部２６２の配置の変化にかかわらず維持される。
このようにして、図２４で実線によって示されるように、アーム部２６２の配置はＹ＋方向へと変化される。

そこで、上記構成のものにあっては第１実施形態の効果に加えて次の効果を奏する。第６のアーム２４６の一端部から、ねじ軸２６４が延びており、このねじ軸２６４にカウンターウエイト２６６が螺合されている。このねじ軸２６４は、第６のアーム２４６の長手方向に摺動自在となっている。アーム部２６２の配置が変化される際には、アーム制御部４１２は、医療器具保持装置２２４の平衡状態を保つような第６のアーム２４６に対するカウンターウエイト２６６の相対的な配置を算出し、モータ駆動部４１４に駆動信号を出力するようになっている。この駆動信号に従い、第１１のモータ４００が駆動され、ねじ軸２６４即ちカウンターウエイト２６６を移動させている。このため、カウンターバランス式のアーム部２６２において、アーム部２６２の配置を変化した場合であっても、医療器具保持装置２２４は常に平衡状態に保持されるようになっている。

以上の実施形態では、医療器具として硬性鏡３８を使用している。しかしながら、本発明は、エネルギー処理具、手術用顕微鏡等のその他の医療機器を保持するための医療器具保持装置に適用してもよい。

次に、本出願の他の特徴的な技術事項を下記の通り付記する。
記
（付記項１−１） 前記パラメーターは、前記医療器具の空間位置を示す空間位置パラメーターを含むことを特徴とする請求項１の医療器具保持装置。

（付記項１−２） 前記パラメーターは、前記医療器具の姿勢を示す姿勢パラメーターを含むことを特徴とする請求項１の医療器具保持装置。

（付記項１−３） 前記接続部は、前記アームを相対的に回転若しくは回動可能に接続する関節部、又は、前記アームを前記アーム間の距離を伸縮可能に接続する伸縮部であることを特徴とする請求項２の医療器具保持装置。

（付記項１−４） 前記アーム部は、前記駆動制御手段による前記アーム部の配置の変化に対して、前記医療器具保持装置の全体のバランスを保つためのカウンターバランス手段を有することを特徴とする請求項１の医療器具保持装置。

（付記項１−５） 前記医療器具は、術部を観察するための観察光学系を有し、前記パラメーターは、前記観察光学系の光学的な位置に関する光学パラメーターを含むことを特徴とする請求項３の医療器具保持システム。

（付記項１−６） 前記光学パラメーターは、前記観察光学系の光軸の位置を示す光軸パラメーターを含むことを特徴とする付記項１−５の医療器具保持システム。

（付記項１−７） 前記光学パラメーターは、前記観察光学系の焦点の位置を示す焦点パラメーターを含むことを特徴とする付記項１−５の医療器具保持システム。

（付記項２−１）
医療器具を保持する為の保持部と、
前記医療器具を所定の位置に固定配置するための少なくとも１つが伸縮可能な複数のアーム部と、
前記医療器具を前記所定の位置に固定配置するための複数の関節と、
前記医療器具の位置及び前記アーム部の姿勢を検出する位置検出手段と、
前記医療器具保持位置において保持する医療器具位置パラメーター保持手段と、
を有する医療器具保持装置において、
前記位置検出手段によって検出された前記医療器具の位置と前記アーム部の姿勢と、
前記医療器具保持位置において保持する医療器具位置パラメーターから、
前記複数の関節の各関節の回転角度と、複数のアーム部のうち伸縮可能なアームの伸縮量とを演算する演算部と、
前記演算結果に基づき各関節及び伸縮アームを駆動制御する制御部と、
を有することを特徴とする医療器具保持装置。

（付記項２−２）
前記保持手段によって保持される医療器具位置パラメーターは、医療器具の姿勢である事を特徴とする付記項２−１の医療器具保持装置。

（付記項２−３）
前記保持手段によって保持される医療器具位置パラメーターは、医療器具の位置である事を特徴とする付記項２−１の医療器具保持装置。

（付記項２−４）
医療器具を保持するための保持部と、
前記医療器具を所望の空間に固定配置するための複数の関節及び複数のアーム部を有する医療器具保持装置と、
前記医療器具の相対位置及び前記アーム部の姿勢を検出する位置検出手段において、
前記医療器具保持装置は少なくとも１つの伸縮可能な伸縮アーム部と、
前記位置検出手段に基づき、前記関節の回転量及び伸縮アーム部の伸縮量を演算する演算部と、
前記演算結果に基づき各関節及び伸縮アームを駆動制御する制御部と
を有することを特徴とする医療器具保持装置。

（付記項２−５）
前記演算部は医療器具の位置及び姿勢を不変とした前記関節の回転量及び伸縮アームの伸縮量を演算することを特徴とする付記項２−４記載の医療器具保持装置。

（付記項２−６）
前記医療器具保持装置はカウンターバランス式であることを特徴とする付記項２−４又は２−５記載の医療器具保持装置。

（付記項２−７）
前記カウンターバランス式の医療器具保持装置はバランスアーム部の伸縮と連動して、バランスを連動制御することを特徴とする付記項２−６記載の医療器具保持装置。

（付記項２−８）
前記医療器具は内視鏡であることを特徴とする付記項２−４〜２−７記載の医療器具保持装置。

（付記項２−９）
前記医療器具保持装置はその保持部に少なくとも前記内視鏡の観察光学系と接続される結像レンズ及び撮像素子を備え、内視鏡と着脱可能に構成されていることを特徴とする付記項２−８記載の医療器具保持装置。

（付記項２−１０）
前記演算部は内視鏡の姿勢を不変とし、スコープ方向の移動制御を行うことを特徴とする付記項２−８、２−９記載の医療器具保持装置。

（付記項２−１１）
前記演算部は事前に記録された医療器具の先端の位置に基づき、前記関節の回転量及び伸縮アームの伸縮量を演算することを特徴とする付記１０記載の医療器具保持装置。

（付記項２−１２）
前記医療器具保持装置は前記複数の関節及び複数のアームを制御するための入力手段を備えることを特徴とする付記項２−４〜２−１１記載の医療器具保持装置。

（付記項２−１３）
前記演算部は記録手段を備えることを特徴とする付記項２−４〜２−１２記載の医療器具保持装置。

手術時間を短縮して術者の疲労及び患者の負担を軽減することが可能な、医療器具を術部に対して所望の位置に移動及び固定する医療器具保持装置及び医療器具保持システムを提供する。

本発明の第１実施形態の医療器具保持システムの全体の概略構成を示す図。 本発明の第１実施形態の医療器具保持装置の第１乃至第７の関節部及び第１及び第２の伸縮部を説明するための説明図。 本発明の第１実施形態の医療器具保持装置の第３のアームを示す図。 本発明の第１実施形態の医療器具保持装置の第５のアームを示す図。 本発明の第１実施形態の医療器具保持装置の制御系の概略構成を示す図。 本発明の第１実施形態の医療器具保持装置のアーム部の配置の変化を示す図。 図６と同様な図。 本発明の第２実施形態の医療器具保持システムの全体の概略構成を示す図。 本発明の第２実施形態の医療器具保持装置の第１のアームを示す図。 本発明の第２実施形態の医療器具保持装置の制御系の概略構成を示す図。 本発明の第２実施形態の医療器具保持装置のアーム部の配置の変化を示す図。 本発明の第３実施形態の医療器具保持システムの全体の概略構成を示す図。 本発明の第３実施形態の医療器具保持システムの硬性鏡及び撮像ユニットを示す図。 本発明の第３実施形態の医療器具保持装置のアーム部の配置の変化を示す図。 図１４と同様な図。 本発明の第４実施形態の医療器具保持システムの全体の概略構成を示す図。 本発明の第４実施形態の医療器具保持装置の第１乃至第７の関節部及び第１乃至第４の伸縮部を説明するための説明図。 本発明の第４実施形態の医療器具保持装置の複数のアームを示す正面図。 本発明の第４実施形態の医療器具保持装置の第３のアームを示す図。 本発明の第４実施形態の医療器具保持装置の第４乃至第６のアームを示す図。 本発明の第４実施形態の医療器具保持装置の第５乃至第７のアームを示す図。 本発明の第４実施形態の医療器具保持装置の第６のアーム及びカウンターバランス部を示す図。 本発明の第４実施形態の医療器具保持装置の制御系の概略構成を示す図。 本発明の第４実施形態の医療器具保持装置のアーム部の配置の変化を示す図。

符号の説明

２…医療器具保持装置、３６…アーム部、３８…医療器具、４０…保持部、６０，６８，７６，８４，９２，１００，１０８，１２２，１４４，１６４…検知手段、６２，７０，７８，８６，９４，１０２，１１０，１２０，１４２，１６０，１６６…駆動制御手段。

Claims (8)

1. 光軸を備える観察光学系を有する医療器具を保持する保持部と、
   前記保持部を所望の位置に移動及び固定するアーム部と、
   前記医療器具の光軸の姿勢を示す光軸パラメーターを検知する検知手段と、
   前記アーム部を駆動して、前記光軸パラメーターを一定に保持しつつ前記医療器具を光軸方向に移動させる駆動制御手段と、
   を具備することを特徴とする医療器具保持装置。
2. 前記医療器具は、内視鏡であり、
   前記保持部は、撮像ユニットを有し、
   前記撮像ユニットは、前記内視鏡が着脱され、前記内視鏡が装着されている場合に前記内視鏡の光軸と略一致する光軸を備え、前記内視鏡が装着されている場合には前記内視鏡によって得られた観察画像を撮像して術部内の観察を行うと共に、前記内視鏡が取り外されている場合には術部周辺のマクロ観察を行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載の医療器具保持装置。
3. 前記検知手段は、前記撮像ユニットの焦点位置を示す焦点パラメーターを検知し、
   前記駆動制御手段は、前記アーム部を駆動して、前記焦点パラメーターを一定に保持しつつ前記撮像ユニットを移動させる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の医療器具保持装置。
4. 前記アーム部の配置は、変化可能であり、
   前記検知手段は、前記医療器具の位置及び姿勢を示す位置及び姿勢パラメーターを検知し、
   前記駆動制御手段は、前記アーム部を駆動して、前記位置及び姿勢パラメーターを一定に保持しつつ前記アーム部の配置を変化させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の医療器具保持装置。
5. 前記アーム部は、複数のアームであって、前記複数のアームの内の先端のアームに前記保持部が設けられている、複数のアームと、両前記アームを相対的に回動又は回転可能に互いに接続している関節部と、少なくとも１つの前記アームに設けられ当該アームを伸縮可能な伸縮部と、を有し、
   前記医療器具保持装置は、前記アーム部を解除状態と固定状態との間で切替操作するための切替操作部と、前記アーム部を駆動操作するための駆動操作部と、を更に具備し、
   前記駆動制御手段は、前記関節部に設けられ当該関節部を介して互いに接続されている両前記アームを相対的に回動又は回転可能とする解除状態と両前記アームを相対的に回動又は回転不能とする固定状態との間で切替可能な関節制動部と、前記関節部に設けられ当該関節部を介して互いに接続されている両前記アームを相対的に回動又は回転作動可能な関節駆動部と、前記伸縮部に設けられ当該伸縮部が設けられている前記アームを伸縮作動可能な伸縮駆動部と、前記切替操作部への操作に従って、前記関節制動部を解除状態と固定状態との間で切り替えて前記アーム部を解除状態と固定状態との間で切り替え、前記駆動操作部への操作に従って、前記関節駆動部を駆動して両前記アームを相対的に回動又は回転作動させると共に前記伸縮駆動部を駆動して前記アームを伸縮作動させて、前記パラメーターを一定に保持しつつ前記アーム部を駆動する、制御部と、を有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の医療器具保持装置。
6. 前記検知手段は、前記関節部に設けられ当該関節部を介して互いに接続されている両前記アームの相対的な回動又は回転量を検知する回動又は回転量検知部と、前記伸縮部に設けられ当該伸縮部が設けられている前記アームの伸縮量を検知する伸縮量検知部と、前記回動又は回転量検知部によって検知された前記回動又は回転量並びに前記伸縮量検知部によって検知された前記伸縮量に基づいて前記パラメーターを算出する演算部と、を有し、
   前記制御部は、前記駆動操作部への操作に基づき前記パラメーターを一定に保持したまま前記アーム部を駆動させるような前記回動又は回転量並びに前記伸縮量を算出する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の医療器具保持装置。
7. 前記医療器具保持装置はカウンターバランス部をさらに具備し、
   前記カウンターバランス部は、前記アーム部に対して移動可能に前記アーム部に接続されているカウンターウエイトと、前記アーム部に対して前記カウンターウエイトを移動させるウエイト駆動部と、を有し、
   前記制御部は、前記伸縮部が伸縮作動された場合には、前記ウエイト駆動部を駆動させて前記アーム部に対して前記カウンターウエイトを移動させて、前記医療器具保持装置のバランスを保持する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の医療器具保持装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の医療器具保持装置と、
   前記医療器具と、
   を具備することを特徴とする医療器具保持システム。

Images