JP7360762B1 - 手術支援装置 - Google Patents
手術支援装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7360762B1 JP7360762B1 JP2023521126A JP2023521126A JP7360762B1 JP 7360762 B1 JP7360762 B1 JP 7360762B1 JP 2023521126 A JP2023521126 A JP 2023521126A JP 2023521126 A JP2023521126 A JP 2023521126A JP 7360762 B1 JP7360762 B1 JP 7360762B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- surgical tool
- surgical
- weight
- control unit
- control program
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 15
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 claims description 4
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 101001090148 Homo sapiens Protamine-2 Proteins 0.000 description 3
- 102100034750 Protamine-2 Human genes 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 101001064774 Homo sapiens Peroxidasin-like protein Proteins 0.000 description 2
- 101001038163 Homo sapiens Sperm protamine P1 Proteins 0.000 description 2
- 102100031894 Peroxidasin-like protein Human genes 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010977 unit operation Methods 0.000 description 2
- 210000003815 abdominal wall Anatomy 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Robotics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
下記特許文献1,2,3に各種の手術支援装置が開示されている。
ここで、各種の手術具は、その種類によって様々な重量、重心位置のものがある。また同じ種類の手術具、例えば同じ内視鏡であっても、重量は様々である。
すなわち装着部に装着する手術具による多関節アームの動作における負荷や慣性モーメントの違い等に対応するように制御プログラムの内容が変化されるようにする。
以下に示した実施の形態は、本発明に用いられる手術支援装置を手術台に固定されて使用されるタイプに適用した例を示す。但し、本発明に用いられる手術支援装置は適用範囲が手術台に固定されて使用されるタイプに限られることはなく、手術室の床等に設置されて使用されるタイプや手術室の天井や壁面に取り付けられて使用されるタイプにも適用することができる。
先ず図1及び図2により、複数のアーム等によって多関節アームとしての構成が形成された手術支援装置1について説明する。
回転部13は、例えば、コンプレッサーから供給される圧縮空気によって動作される空気圧アクチュエーターにより回転可能にされると共に手動によっても回転可能にされている。
セパレーター30にはアダプター36が着脱可能にされている。アダプター36は手術具80を保持する機能を有している。
例えば以上のような手術支援装置1における多関節アームの制御構成を図3に示す。特に図3は、上述の第1の連結アーム9を駆動する第1の空気圧アクチュエーター41、第2の連結アーム10を駆動する第2の空気圧アクチュエーター42、ホルダー3の回転部13を駆動する第3の空気圧アクチュエーター43、及び台座5を駆動する電動アクチュエーター44の駆動制御を行う構成である。
ここでは、ストレージ部53は、制御部50のCPUで用いる各種プログラムモジュールや、パラメータセットが格納されるものとしている。
また操作部51には、各種の設定操作などのために図示しないモニタ表示パネルに設けられたタッチパネルや、タッチパッドも含む。
また操作部51は遠隔操作ユニットとされてもよい。
制御部50は操作情報に応じた動作が行われるように、各アクチュエーターの動作量(回動量)を求め、駆動部54,55に指示する。
以上の図3のような制御構成において、制御部50はプログラムに基づいて、操作者の操作に応じた各可動体の駆動量や駆動速度を計算し、駆動部54,55を制御する。
しかしながら、装着する手術具80が異なり、重量や重心が異なると、多関節アームによる手術具80の姿勢や位置の制御の精度が低下することがある。例えば具体的には、重い手術具80の場合に本来の制御位置より下がり気味になるようなことがある。また動作が遅延して、術者の意図したとおりの内視鏡操作などができない場合もあり得る。
特に近年、手術具80の軽量化も進み、新旧の手術具80の重量差も大きくなっているため、装着する手術具80に応じた適応的な制御が必要となっている。
或いは制御部50で起動される制御プログラムとしてのプログラムモジュール自体を手術具80の重量等に応じて選択してもよい。
例えばこのステップS101、S102で制御部50は、各アクチュエーターを駆動させて所定の動作を実行させる慣性モーメントや負荷を計測する。或いは制御部50は、多関節アームを所定の姿勢状態にして第1,第2,第3の空気圧アクチュエーター41,42,43の全部又は一部の空気圧の情報を取得する。
ステップS104で制御部50は、重量や重心の判定結果に基づいて、それに対応するパラメータセットを判定する。
パラメータセットPRM1,PRM2・・・はそれぞれ異なる重量範囲に対応づけられて最適化されたパラメータのセットである。ここでいうパラメータとは、例えば術者の単位操作量に応じた回転量、回転速度、回転加速度、トルク、速度上限値、可動範囲の制限値などが想定される。
このように制御部50は起動する制御プログラム自体を手術具80の重量等に応じて切り替えるようにしてもよい。
ステップS201で制御部50が操作情報を取得する。例えば使用者がインタフェース画面などにおけるタッチパネル操作などで、手術具80に応じた重量タイプを選べるようにする。例えば3段階、5段階などの重量タイプを選択する。制御部50はその重量タイプの指定情報を取得する。
そしてステップS202で制御部50は、選択すべきパラメータセット(或いはプログラムモジュール)を判定する。
その場合ステップS202で制御部50は、手術具80の種別等に基づいて重量等を判定する。例えば手術具80の種別、型番に重量や重心を紐づけたデータベースを、予めストレージ部53等に記憶しておき、制御部50がそれを参照することで、手術具80の重量等を判定できる。
そして制御部50が、重量等の判定に基づいて、適応するパラメータセット(或いはプログラムモジュール)を判定する。
なお、以上の図3,図7の処理は、多関節アーム毎に行うことが好適である。例えば3本の多関節アームを備えた手術支援装置1であれば、多関節アーム毎に、装着された手術具80の重量等に応じて制御プログラムの内容が変更されるようにする。
以上の実施の形態によれば次のような効果が得られる。
実施の形態の手術支援装置1は、手術具80を装着する装着部(ホルダー3やアダプター36)と、装着部に装着された手術具80の位置又は姿勢を変化させる多関節アームと、多関節アームを駆動する少なくとも一つのアクチュエーターと、制御プログラムPGに基づいてアクチュエーターの動作を制御する制御部50を備える。そして装着部に装着する手術具80に応じて制御部50における制御プログラムの内容が変更可能とされている。
多関節アームの先端の装着部には、鉗子やスコープ等の各種の手術具80が取り付けられるが、その重量は様々で、又は重心の違いもある。装着された手術具80に応じて制御プログラムPGの内容を変化させることで、手術具80の種類に応じた最適な動作が可能となる。これによって安全性を高めるとともに、円滑な動作による手術の時短化も促進できる。
なお制御プログラムPGの内容とは、制御プログラムPGとして用いられるプログラムモジュール自体でもあるし、制御プログラムPGで参照するパラメータセットのことでもある。
鉗子やスコープなどの手術具80の重量や重心に適応するように制御プログラムPGの内容が変更されることで、その手術具80に適合したアーム動作制御を行うことができ、動作の安全性、正確性を高めることができる。
重量又は重心の判定は、加速度センサ、角速度センサ、IMU、重量センサなどのセンシングデバイスを備えることで実現できる。
空気圧アクチュエーター(41,42,43)を用いている場合、所定の姿勢状態とし、手術具80の重量によって生じる圧力の情報によって、その手術具80の重量を算出できる。これにより手術具80の重量に適した状態となるように制御プログラムPGの内容を変更することができる。
またこの場合、手術具80の重量の検出のためのセンサを別途必要としないため、装置全体の構成の簡略化を図ることができる。
例えば使用者の操作により、複数段階の重量タイプを選べるようにする。これによりユーザが、装着した手術具80の種類等に応じて、重量タイプを指定することで、その手術具80に適合したアーム動作制御を行うことができるようになる。
41 第1の空気圧アクチュエーター
42 第2の空気圧アクチュエーター
43 第3の空気圧アクチュエーター
44 電動アクチュエーター
50 制御部
51 操作部
52 検出部
53 ストレージ部
54,55 駆動部
80 手術具
Claims (5)
- 手術具を装着する装着部と、
前記装着部に装着された手術具の位置又は姿勢を変化させる多関節アームと、
前記多関節アームを駆動する少なくとも一つのアクチュエーターと、
制御プログラムに基づいて前記アクチュエーターの動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記装着部に前記手術具が装着された状態で前記手術具の重量又は重心を測定し、測定した結果に応じた制御プログラムの内容に変更する
手術支援装置。 - 異なる重量範囲ごとに制御プログラムの内容が対応付けられており、
前記制御部は、前記装着部に前記手術具が装着された状態で前記手術具の重量を測定し、測定した重量が含まれる重量範囲の制御プログラムの内容に変更する
請求項1に記載の手術支援装置。 - 前記アクチュエーターとして、空気圧アクチュエーターを備え、
前記制御部は、前記装着部に前記手術具が装着された状態での前記空気圧アクチュエーターの圧力情報から前記手術具の重量を測定し、測定した重量に対応する制御プログラムの内容に変更する
請求項1又は請求項2に記載の手術支援装置。 - パラメータセットを複数記憶する記憶部を備え、
前記制御部で起動される制御プログラムが参照するパラメータセットが切り替えられることで前記制御部における制御プログラムの内容が変更される
請求項1から請求項3のいずれかに記載の手術支援装置。 - 制御プログラムを複数記憶する記憶部を備え、
前記制御部で起動する制御プログラムが切り替えられることで前記制御部における制御プログラムの内容が変更される
請求項1から請求項3のいずれかに記載の手術支援装置。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2022/015040 WO2023187911A1 (ja) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | 手術支援装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2023187911A1 JPWO2023187911A1 (ja) | 2023-10-05 |
JP7360762B1 true JP7360762B1 (ja) | 2023-10-13 |
Family
ID=88199675
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023521126A Active JP7360762B1 (ja) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | 手術支援装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7360762B1 (ja) |
WO (1) | WO2023187911A1 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6331181B1 (en) * | 1998-12-08 | 2001-12-18 | Intuitive Surgical, Inc. | Surgical robotic tools, data architecture, and use |
JP2012213426A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Olympus Corp | 手術用システムの制御装置及び制御方法 |
JP2020039434A (ja) * | 2018-09-06 | 2020-03-19 | リバーフィールド株式会社 | アーム装置、制御方法およびプログラム |
JP2021003531A (ja) * | 2019-06-27 | 2021-01-14 | ソニー株式会社 | 手術支援システム、制御装置及び制御方法 |
JP2021153858A (ja) * | 2020-03-27 | 2021-10-07 | 株式会社メディカロイド | 手術器具 |
-
2022
- 2022-03-28 WO PCT/JP2022/015040 patent/WO2023187911A1/ja active Application Filing
- 2022-03-28 JP JP2023521126A patent/JP7360762B1/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6331181B1 (en) * | 1998-12-08 | 2001-12-18 | Intuitive Surgical, Inc. | Surgical robotic tools, data architecture, and use |
JP2012213426A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Olympus Corp | 手術用システムの制御装置及び制御方法 |
JP2020039434A (ja) * | 2018-09-06 | 2020-03-19 | リバーフィールド株式会社 | アーム装置、制御方法およびプログラム |
JP2021003531A (ja) * | 2019-06-27 | 2021-01-14 | ソニー株式会社 | 手術支援システム、制御装置及び制御方法 |
JP2021153858A (ja) * | 2020-03-27 | 2021-10-07 | 株式会社メディカロイド | 手術器具 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023187911A1 (ja) | 2023-10-05 |
JPWO2023187911A1 (ja) | 2023-10-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11622822B2 (en) | Surgery supporting apparatus for controlling motion of robot arm, control method of the same, and non-transitory computer-readable storage medium | |
JP6666249B2 (ja) | 医療用観察装置 | |
JP6120715B2 (ja) | 医療システム | |
JP6091410B2 (ja) | 内視鏡装置の作動方法及び内視鏡システム | |
US20110028992A1 (en) | Surgery assistance system for guiding a surgical instrument | |
WO2018159336A1 (ja) | 医療用支持アームシステムおよび制御装置 | |
JP4472361B2 (ja) | 医療器具保持装置及び医療器具保持システム。 | |
JP6816721B2 (ja) | 医療用支持アーム装置及び医療用システム | |
JP2018501868A (ja) | レプリカ制御ツール及びロボティック作動システム | |
JP6546361B1 (ja) | 手術支援装置 | |
JP2020065910A (ja) | 手術支援装置 | |
KR20110095529A (ko) | 로봇의 마스터 조작 디바이스 및 이를 이용한 수술용 로봇 | |
JP2003325436A (ja) | 内視鏡手術装置 | |
JP7360762B1 (ja) | 手術支援装置 | |
KR20200075535A (ko) | 사용자 인터페이스 장치, 수술 로봇 장치의 마스터 콘솔 및 그 조작방법 | |
JP4546065B2 (ja) | 内視鏡保持装置及び内視鏡保持システム | |
JP4436623B2 (ja) | 手術用顕微鏡システム | |
WO2021075213A1 (ja) | 手術ロボットシステム、外力推定装置、および、プログラム | |
JP7153335B2 (ja) | 手術支援装置 | |
JP7369789B2 (ja) | 手術ロボット、手術システム及び制御方法 | |
JP6892707B1 (ja) | 手術支援装置 | |
JP2005198700A (ja) | 手術用顕微鏡システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230405 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20230405 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230516 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230619 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230801 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230905 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230912 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230925 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7360762 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |