JP6801897B2 - 力覚表示装置および力覚表示方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1の態様に係る力覚表示装置は、閉じて対象物の把持、および、開いて前記対象物の剥離が可能な術具に働く力を操作者に知覚可能に表示する装置であって、前記術具における前記対象物を把持する力である把持力、および、前記対象物を剥離する力である剥離力の測定信号が入力される入力部と、前記測定信号に基づいて、前記把持力に関する情報を把持表示態様として表示し、前記剥離力に関する情報を前記把持表示態様とは異なる態様である剥離表示態様として表示する画像情報を作成する画像生成部と、前記画像情報を表示する表示部に向けて、作成された前記画像情報を出力する出力部と、が設けられていることを特徴とする。
以下、本発明の第1の実施形態に係る医用ロボットシステム1ついて図1から図7を参照しながら説明する。本実施形態の医用ロボットシステム1は、手術支援に用いられるものである。例えば、内視鏡外科手術の支援に用いて好適なものである。
ニット20と、操作ユニット30と、発音装置40と、制御装置(力覚表示装置)50と、表示装置(表示部)60と、が主に設けられている。
置されている。なお、シャフト12は、円筒状または円柱状に形成されてもよいし、角柱状に形成されてもよい。
させる構成等は、公知の構成等を用いることができ、特に限定するものではない。
タイマカウンタが所定時間に達したと判定された場合(YESの場合)には、制御装置50は、シャフト12に働く外力を検出したか否かを判定する処理を行う(S12:入力ステップ)。言い換えると、入力部51にシャフトセンサ15から力の測定信号であるアーム測定信号が入力しているか否かを判定する処理を行う。
れた測定信号に基づいて推定される力の大きさに応じて、提示する力覚の強さを設定する処理を行う。対応するハンド操作部31は、制御装置50から出力される制御信号に基づいて、関節センサ16に作用する力に応じた力覚を操作者に提示する。
に第1力覚表示部62と、右上に第2力覚表示部63とを設定する。
なのか、把握しやすくなる。
次に、本発明の第1の実施形態の第1変形例に係る医用ロボットシステムについて図8および図9を参照しながら説明する。本変形例の医用ロボットシステムの基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、内視鏡ユニットが設けられていない点が異なっている。よって、本変形例においては、図8および図9を用いて力覚の表示に関連するものについて説明し、その他の説明を省略する。
表示部163の枠が異なる形状であってもよいし、矩形状以外の形状であってもよく、特に限定するものではない。また、第1力覚表示部162および第2力覚表示部163の枠の色が同じ色であってもよいし、異なる色であってもよい。
次に、本発明の第1の実施形態の第2変形例に係る医用ロボットシステムについて図10および図11を参照しながら説明する。本変形例の医用ロボットシステムおよび力覚表示装置の基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、設けられている表示装置の数が異なっている。よって、本変形例においては、図10および図11を用いて力覚の表示に関連するものについて説明し、その他の説明を省略する。
次に、本発明の第2の実施形態に係る医用ロボットシステムおよび力覚表示装置ついて図12から図15を参照しながら説明する。本実施形態の医用ロボットシステムおよび力覚表示装置の基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、スレーブユニットの構成および力覚表示の態様が異なっている。よって、本実施形態においては、図12から図15を用いてスレーブユニットの構成および力覚表示の態様について説明し、その他の説明を省略する。
置10Cが、第1スレーブ装置10Aおよび第2スレーブ装置10Bと同じ構成を有し、同種の術具14を支持するものである例に適用して説明する。
示装置60における表示の態様について説明する。図14は、本変形例の画像生成部353により生成された画像信号に基づいて、表示装置60が表示する態様を説明する模式図である。
ャフト12、関節部13および術具14の3次元モデルが表示される。つまり、3次元モデルのシャフト12m、3次元モデルの関節部13mおよび3次元モデルの術具14mが表示される。3次元モデルは、実際のシャフト12の姿勢や、関節部13の屈曲状態が反映して表示されるものである。
次に、本発明の第2の実施形態の第1変形例に係る医用ロボットシステムについて図16および図17を参照しながら説明する。本変形例の医用ロボットシステムおよび力覚表示装置の基本構成は、第2の実施形態と同様であるが、第2の実施形態とは、力覚表示部における表示の態様が異なっている。よって、本変形例においては、図16および図17を用いて力覚表示部における表示の態様について説明し、その他の説明を省略する。
および、シャフトセンサ15、関節センサ16、および、術具センサ17から入力される信号に基づいて、画像情報を生成するものである。画像情報の内容については後述する。
次に、本発明の第2の実施形態の第2変形例に係る医用ロボットシステムについて図18および図19を参照しながら説明する。本変形例の医用ロボットシステムおよび力覚表示装置の基本構成は、第2の実施形態と同様であるが、第2の実施形態とは、力覚表示部における表示の態様が異なっている。よって、本変形例においては、図18および図19を用いて力覚表示部における表示の態様について説明し、その他の説明を省略する。
る表示態様について説明する。なお、第1力覚表示部362、第2力覚表示部363および第3力覚表示部364における表示態様は同じであるため、代表して第1力覚表示部362における表示態様について説明し、第2力覚表示部363および第3力覚表示部364における表示態様の説明は省略する。
様により表示されている扇状図形514fを、表示される色あるいは色彩により確認することが可能となる。
次に、本発明の第2の実施形態の第3変形例に係る医用ロボットシステムについて図20および図21を参照しながら説明する。本変形例の医用ロボットシステムおよび力覚表示装置の基本構成は、第2の実施形態と同様であるが、第2の実施形態とは、力覚表示部における表示の態様が異なっている。よって、本変形例においては、図20および図21を用いて力覚表示部における表示の態様について説明し、その他の説明を省略する。
は、図21に示す通りである。第1力覚表示部362、第2力覚表示部363および第3力覚表示部364の下段には、シャフトセンサ15から入力される信号に基づいて力の大きさを表す円図形615fが表示される。本実施形態では、円図形615fを表示する位置にForce(Shaft)と表示される例に適用して説明する。
次に、本発明の第2の実施形態の第4変形例に係る医用ロボットシステムについて図22および図23を参照しながら説明する。本変形例の医用ロボットシステムおよび力覚表示装置の基本構成は、第2の実施形態と同様であるが、第2の実施形態とは、力覚表示部における表示の態様が異なっている。よって、本変形例においては、図22および図23を用いて力覚表示部における表示の態様について説明し、その他の説明を省略する。
。なお、制御装置750における力覚の表示に関する制御については第1の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。また、表示装置60における表示の態様は第2の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
Claims (8)
- 閉じて対象物の把持、および、開いて前記対象物の剥離が可能な術具に働く力を操作者に知覚可能に表示する装置であって、
前記術具における前記対象物を把持する力である把持力、および、前記対象物を剥離する力である剥離力の測定信号が入力される入力部と、
前記測定信号に基づいて、前記把持力に関する情報を把持表示態様として表示し、前記剥離力に関する情報を前記把持表示態様とは異なる態様である剥離表示態様として表示する画像情報を作成する画像生成部と、
前記画像情報を表示する表示部に向けて、作成された前記画像情報を出力する出力部と、
が設けられていることを特徴とする力覚表示装置。 - 前記把持表示態様および前記剥離表示態様は、前記術具の種類に基づいて色あるいは色彩を異ならせる表示態様であって、
前記画像生成部は、前記把持表示態様を第一の色あるいは色彩を用いた表示態様とし、前記剥離表示態様を前記第一の色あるいは色彩とは異なる第二の色あるいは色彩を用いた表示態様とすることを特徴とする請求項1記載の力覚表示装置。 - 前記把持表示態様および前記剥離表示態様は、前記術具における力の大きさに基づいて長さが変化する表示であって、
前記画像生成部は、前記把持表示態様を、所定の長さを有する基準指標と比較して、表示の長さが短い態様および長い態様の一方とし、前記剥離表示態様を、前記基準指標と比較して、表示の長さが短い態様および長い態様の他方とする前記画像情報を生成することを特徴とする請求項1記載の力覚表示装置。 - 前記把持表示態様および前記剥離表示態様は、前記術具における力の大きさに基づいて長さが変化する棒状または帯状の形状を有する表示態様であることを特徴とする請求項3記載の力覚表示装置。
- 前記把持表示態様および前記剥離表示態様は、前記術具における力の大きさに基づいて色あるいは色彩を変化させる表示態様であることを特徴とする請求項3または4に記載の力覚表示装置。
- 前記把持表示態様および前記剥離表示態様は、前記術具における力の大きさに基づいて所定の形状を有する表示図形の面積が変化する表示であって、
前記画像生成部は、前記把持表示態様を、基準線を含む1つの前記表示図形である態様とし、前記剥離表示態様を、前記基準線を間に挟んで間隔をあけて配置される2つの前記表示図形である態様とする前記画像情報を生成することを特徴とする請求項1に記載の力覚表示装置。 - 前記把持表示態様および前記剥離表示態様は、前記術具における力の大きさに基づいて面積が変化する扇状の形状を有する表示態様であることを特徴とする請求項6記載の力覚表示装置。
- 術具センサと画像生成部と出力部とを有する力覚表示装置において、閉じて対象物の把持、および、開いて前記対象物の剥離が可能な術具に働く力を操作者に知覚可能に表示する表示方法であって、
前記術具センサから前記術具における前記対象物を把持する力である把持力、および、前記対象物を剥離する力である剥離力の測定信号が入力される入力ステップと、
前記画像生成部が、前記測定信号に基づいて、前記把持力に関する情報を把持表示態様として表示し、前記剥離力に関する情報を前記把持表示態様とは異なる態様である剥離表示態様として表示する画像情報を作成する画像生成ステップと、
前記出力部から前記画像情報を表示する表示部に向けて、作成された前記画像情報を出力する出力ステップと、
を有することを特徴とする力覚表示方法。
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