JPH08224248A

JPH08224248A - 医療用マニピュレータ

Info

Publication number: JPH08224248A
Application number: JP7035473A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yamamiya; 広之山宮
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-02-23
Filing date: 1995-02-23
Publication date: 1996-09-03
Anticipated expiration: 2020-01-12
Also published as: JP3610110B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はマスターマニピュレータ側と処置側の
スレーブマニピュレータとの対応する位置関係が常に等
しくなり、それらの操作性がよい医療用マニピュレータ
を提供することにある。【構成】本発明はスレーブマニピュレータの向きを揃い
て配置し、スレーブマニピュレータとマスタマニピュレ
ータの対応位置関係に合せて設置する。このことによ
り、使用開始の都度の調整や準備が楽である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、腹壁等の体壁
に挿入孔を開け、この挿入孔を通じてマニピュレータに
搭載した内視鏡や処置具等の手術器械を体腔内に挿入す
ることにより体腔内での様々な処置を行う経皮的内視鏡
下外科手術において用いられる医療用マニピュレータに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、経皮的内視鏡下外科手術が行われ
ているが、こうした術式は大きな切開を要しない低侵襲
なものとして例えば胆のう摘出手術や肺の一部を摘出除
去する手術等で広く行われている。また、この種の内視
鏡下外科手術において内視鏡や処置具等の手術器械を搭
載し、遠隔操作によりその手術器械を操作し、体内部位
の手術を術者に代わって行う手術用マニピュレータ装置
が、未公開の特願平５−２７４４０５号明細書で知られ
ている。この手術用マニピュレータ装置には体内に挿入
する手術用器具として内視鏡を備えた観察用マニピュレ
ータと複数の処置用マニピュレータとがあり、これらの
各マニピュレータは別々のものとして個別的に独立して
設けられる。また、それらを操作する手段も観察用マニ
ピュレータを操作するための３次元位置センサを設けた
ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）と、各処置用マ
ニピュレータを操作するための複数のマスターアームが
それぞれ独立して個別的に設けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した特
願平５−２７４４０５号明細書では、体内に挿入する観
察用マニピュレータと同じく体内に挿入する複数の処置
用マニピュレータがそれぞれ別々のものとして独立した
構成になっており、また、それらを遠隔操作する操作手
段であるＨＭＤと複数のマスターアームもそれぞれ個別
的に独立した構成になっている。

【０００４】そこで、この手術用装置を使用する際に
は、操作手段のＨＭＤとマスタアームを操作したとき
に、これに対応する観察用マニピュレータと処置用マニ
ピュレータが等しい向きで動作するようにしなければな
らない。観察用マニピュレータと処置用マニピュレータ
の位置関係に合せてＨＭＤとマスターアームの位置関係
を同じくするため、使用開始の都度、釦やレバーまたは
キーボード等で位置関係を調節しなければならなかっ
た。しかし、この手術用装置を使う度に、このような準
備をするのは非常に煩わしい。

【０００５】本発明は前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マスターマニピュレータ側
と処置側のスレーブマニピュレータとの対応する位置関
係が常に等しくなり、それらの操作性がよい医療用マニ
ピュレータを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決する手段および作用】本発明は、処置用内
視鏡とこれを支持する移動用マニピュレータとからなる
スレーブマニピュレータと、移動操作用マスターアーム
とＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）用アームと２
つの処置手段操作用アームとからなるマスターマニピュ
レータと、それらを制御する制御手段とを備えた医療用
マニピュレータにおいて、前記処置用内視鏡は内視鏡の
挿入部の先端に設けられた固体撮像素子からなる観察手
段とその挿入部の左右に設けた２つの処置手段と、前記
挿入部を上下左右に湾曲する湾曲部と、この湾曲部の湾
曲動作を駆動するための駆動手段を備える。前記各処置
手段は前記内視鏡の挿入部に沿って同じ向きで延び並べ
て配置されその自身の長手方向の２箇所に湾曲部を設け
た回転可能な腕部とこの腕部の先端に設けられた処置用
グリッパと前記腕部の湾曲および回転と処置用グリッパ
の回転を駆動するエンコーダ付きモータを備えている。
また、前記移動用マニピュレータは前記処置用内視鏡を
支持し、複数の直動または回転の軸を有し、各軸に駆動
手段を備え、前記処置用内視鏡の先端部の位置及び向き
が変更可能になっている。また、前記移動用マスターア
ームは、複数の回転軸を有し、各軸に角度検出手段を備
えている。また、前記ＨＭＤ用アームは、移動用マスタ
ーアームに取り付けられ、角度検出手段を備えた複数の
回転軸を有し、その先端には前記固体撮像素子で撮像し
た画像を表示するＨＭＤを有している。また、前記処置
手段用アームは移動用マスターアームに取り付けられ、
角度検出手段を備えた複数の回転軸を有し、その先端に
は角度検出手段を備えた操作用グリッパを有する。ま
た、前記制御手段は、移動用マスターアームの各軸の角
度検出手段の角度を検出して、移動用マニピュレータが
対応して動くよう制御し、ＨＭＤ用アームに設けられた
角度検出手段を検出して、これに対応して観察手段の上
下左右の湾曲が動作するように制御し、左の処置手段用
アームに設けられた角度検出手段と操作用グリッパの角
度検出手段を検出し、これに対応して左の処置手段の湾
曲、回転、及び処置用グリッパの開閉が動作するように
制御し、右の処置手段用アームに設けられた角度検出手
段とグリッパの角度検出手段を検出し、これに対応して
右の処置手段の湾曲、回転、及び処置用グリッパの開閉
が動作するように制御する。これらを備えたことを特徴
とする医療用マニピュレータである。

【０００７】本発明によれば、クレームの構成をとるこ
とにより、マスターマニピュレータ側のＨＭＤと処置具
操作部の位置関係と、スレーブマニピュレータ側の内視
鏡先端と処置具の先端の位置関係が常に等しくすること
ができ、しかも内視鏡先端がＨＭＤの動き通りに動き、
処置具が処置具操作部の通りに動き操作しやすい。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。（構成）図１は医療用マニピュレータシステムの全体的
な構成を概略的に示し、この医療用マニピュレータシス
テムはスレーブマニピュレータ１とマスターマニピュレ
ータ２と両マニピュレータ１，２の関連動作を制御する
ための制御装置３とを備えている。

【０００９】前記スレーブマニピュレータ１は手術器械
４とこれを支持する移動用マニピュレータ（ロボット）
５を備える。手術器械４は移動用マニピュレータ５のア
ーム先端に対して着脱自在に搭載される。ここでの手術
器械４は立体式内視鏡６と一対の処置手段としての一対
の把持鉗子７ａ，７ｂとからなる。内視鏡６における挿
入部８と一対の把持鉗子７ａ，７ｂは共通のシース９の
内部に挿通されて同じ向きで配置されることにより一体
的なユニットとして構成されている。すなわち一対の処
置具７ａ，７ｂの腕部は内視鏡６の挿入部８に沿うとと
もにその挿入部８の左右の位置に隣接して並んで配置さ
れている。図１で示すように手術器械４用シース９は患
者の体壁ａに形成した挿通孔ｂを通じて体腔ｃの内部に
挿入される。そして、前記手術器械４においての内視鏡
６と把持鉗子７ａ，７ｂの先端部分は略同じ向きで体腔
ｃ内に突き出すように設置されるようになっている。

【００１０】ところで、前記内視鏡６はシース９の先端
から突き出す挿入部８の先端側途中部分に自由度が２の
湾曲部１１を設けてなり、この湾曲部１１は上下方向Ｂ
１と左右方向Ｂ２の２方向に湾曲することにより先端部
１２の向きを上下左右に変向するようになっている。

【００１１】内視鏡６の先端部１２には左右一対の照明
窓１３と左右一対の観察窓１４が設けられていて、この
照明窓１３から体腔ｃ内の視野に照明光を照射する。そ
して、視野内を左右一対の観察窓１４を通じて観察す
る。各観察窓１４の内側にはＣＣＤ等の固体撮像素子が
それぞれ設置されており、各固体撮像素子は図示しない
カメラコントロール回路によって駆動制御され、各観察
窓１４を通じて得られるそれぞれの視野を撮像する。

【００１２】また、左右の各把持鉗子７ａ，７ｂにおい
て、シース９から突き出す腕部の途中でその長手方向の
２箇所には湾曲部１５，１６を設けられ、第１の湾曲部
１５はＣ１方向に湾曲し、第２の湾曲部１６はＣ２方向
の湾曲が行われる。第１の湾曲部１５が湾曲するＣ１方
向と第２の湾曲部１６が湾曲するＣ２方向とは通常の動
作において同一の面内で互いに異なる向き、例えば互い
に直角な向きに湾曲するようになっている。また把持鉗
子７ａ，７ｂにおいて、シース９から突き出す腕部はそ
の基端側に設けた回転部１７によって自軸まわりのＣ３
方向の回転も可能である。把持鉗子７ａ，７ｂの腕部先
端には処置作業用のグリッパ１８が設けられている。つ
まり、把持鉗子７ａ，７ｂは内視鏡６の挿入部８の軸に
対して左右対称の構造をとり、同様の自由度を有してい
る。

【００１３】処置用内視鏡６はその後端に駆動部１９が
設けられており、この駆動部１９にはエンコーダ付き電
磁モータ（図示しない）を備え、この駆動力を例えばワ
イヤー（図示しない）等によって、前記内視鏡６の湾曲
部１１の湾曲と、把持鉗子７ａ，７ｂの湾曲部１５，１
６の湾曲やその腕部の回転、グリッパ１８の開閉などの
処置動作を駆動可能となっている。図２（ａ）はこのよ
うな手術器械４の各部における対偶関係を概略的に示す
ものである。

【００１４】一方、前記移動用マニピュレータ５はベッ
ドサイドに設置される支持機構であり、次に述べる如
く、直動および回転の自由度を有する複数の軸を備えた
多関節アーム構造で構成されている。つまり、これは基
部２０、水平旋回方向Ａ１と垂直移動方向Ａ２に動作す
る第１の動作軸２１、この第１の動作軸２１に対して水
平方向Ａ３に移動しかつ自軸周りの旋回方向Ａ４に回転
可能な第２の動作軸２２とを備えてなり、さらに第２の
動作軸２２の先端にはその軸方向に直交した旋回方向Ａ
５とその旋回方向Ａ５の軸に直交する軸まわりの旋回方
向Ａ６に回転可能な器具装着部材２３が取り付けられて
いる。この器具装着部材２３に対して前記手術器械４の
シース９を挿通し、その状態で手術器械４が支持される
ようになっている。この移動用マニピュレータ５のリン
ク機構の対偶関係を前記各方向Ａ１〜Ａ６と対応させた
同一符号で概念的に示せば、図３（ａ）で示すようにな
る。この移動用マニピュレータ５の各軸には各方向に駆
動する電磁モータ等のアクチュエータ（図示せず）とそ
の回転角を検出するアブソリュート型エンコーダ（図示
せず）および減速機（図示せず）がそれぞれ設けられて
いる。

【００１５】また、内視鏡６と一対の把持鉗子７ａ，７
ｂからなる手術器械４のユニットは、移動用マニピュレ
ータ５の先端に設けられた器具装着部材２３に対して着
脱可能な状態で取り付けられる。このスレーブマニピュ
レータ１の着脱部分の構成は図４（ａ）に示される。す
なわち、器具装着部材２３には手術器械４を保持するシ
ース９の基部を挿入して装着する取付け孔２５が設けら
れ、シース９の基部外周にはナット２６の雌ねじ２７を
ねじ込むための雄ねじ部２８を形成してなり、器具装着
部材２３にシース９の基部を嵌め込んでナット２６を締
め付けることにより移動用マニピュレータ５の先端とそ
の内視鏡６側を結合し、また離脱可能となっている。

【００１６】一方、操作手段のマスターマニピュレータ
２は移動用マスターアーム３１と、これの先端に設けら
れたＨＭＤ用アーム３２及び一対の処置手段操作用アー
ム３３ａ，３３ｂとによって構成されている。前記移動
用マスターアーム３１はリンク機構から構成されてお
り、手術室の壁部や架台等の基台３４に取り付けられそ
の軸まわりのＤ１方向に回転する第１の軸部材３６と、
この第１の軸部材３６の先端に関節３７を介してＤ２方
向に回転するように連結された第２の軸部材３８と、こ
の第２の軸部材３８の先端に関節３９を介してＤ３方向
に回転するように連結された第３の軸部材４０と、この
第３の軸部材４０の先端にＤ４方向に回転するように連
結された装着用先端部材４１を連結してなる。この移動
用マスターアーム３１のリンク機構の関節はこれに対応
した各回転方向Ａ１〜Ａ６と同一符号で概念的に示せ
ば、図３（ｂ）で示すようになる。また、これらの各回
転軸部分にはその回転角度を検出可能なようにエンコー
ダ４２がそれぞれ取り付けられていて、これの検出デー
タによって移動用マスターアーム３１の先端の位置と向
きとを検出可能になっている。

【００１７】前記ＨＭＤ用アーム３２は２つの回転関節
５１，５２を持つアーム５３とこのアーム５３の先端に
固定された表示手段としてのＨＭＤ（ヘッドマウントデ
ィスプレイ）５４とによって構成されている。このアー
ム５３の回転関節５１，５２の回転方向Ｅ１，Ｅ２は図
２（ｂ）で示すように互いに直交する向きにあり、それ
ぞれにはエンコーダ５５，５６が設けられ、そのＨＭＤ
５４の各回転方向Ｅ１，Ｅ２の回転量をそれぞれ検出可
能になっている。

【００１８】また、一方の処置手段操作用アーム３３ａ
は３つの回転関節６１，６２，６３を持つアーム６４
と、そのアーム６４の先端に設けられた開閉可能な操作
用グリッパ６５によって構成されている。各回転関節６
１，６２，６３によってそれぞれＦ３，Ｆ１，Ｆ２の３
つの方向への動きが可能になっている。また、３つの回
転関節６１，６２，６３とグリッパ６５にはそれぞれエ
ンコーダが設けられ、その各回転関節６１，６２，６３
の回転角度やグリッパ６５の開き角度がそれぞれ検出可
能になっている。他方の処置手段操作用アーム３３ｂは
一方の処置手段用アーム３３ａに対して前記回転方向Ｄ
４の回転軸に対して左右対称の構造をとり、その両者の
構成は同様であるため、他方の処置手段操作用アーム３
３ｂの説明を省略する。

【００１９】前記ＨＭＤ用アーム３２と一対の処置手段
操作用アーム３３ａ，３３ｂとは同じ連結基部６６に対
して取り付けられる操作ユニットを構成しており、その
連結基部６６は移動用マスターアーム３１の先端部材４
１に対して着脱可能な状態で取着される。この着脱部の
構成を図４（ｂ）で示す。移動用マスターアーム３１の
先端部材４１はその先端面中央に係合突起６７を設ける
と共にナット６８を回転自在に係着してある。一方、前
記ＨＭＤ用アーム３２と一対の処置手段操作用アーム３
３ａ，３３ｂの操作ユニットを取り付けた同じ連結基部
６６の基端面には前記係合突起６７を嵌め込む孔６９が
形成され、さらに連結基部６６の外周には前記ナット６
８の雌ねじ６８ａをねじ込む雄ねじ７０が設けられてい
る。そして、移動用マスターアーム３１の先端部材４１
に連結基部６６を突き合わせて係合突起６７を孔６９に
嵌め込むとともに前記ナット６８を雄ねじ７０にねじ込
むことにより両者を結合し、また離脱可能になってい
る。

【００２０】次に、前記スレーブマニピュレータ１とマ
スターマニピュレータ２の関連動作を制御する制御装置
３の構成を説明する。図１で示すように制御装置３は第
１の制御装置７１、第２の制御装置７２、第３の制御装
置７３からなる。第１の制御装置７１は移動用マスター
アーム３１の各エンコーダ４２と電気的に接続され、そ
のエンコーダ４２により回転角を検出することにより、
移動用マスターアーム３１の先端の位置を検出すること
ができる。さらに第１の制御装置７１は移動用マニピュ
レータ５の各電磁モータとこのモータに付いているエン
コーダと電気的に接続され、そのエンコーダで移動量を
検出しながらそのモータを駆動し、移動用マニピュレー
タ５の位置を決めることが可能である。第２の制御装置
７２は、ＨＭＤ用アーム３２の各エンコーダ５５，５６
と電気的に接続され、このエンコーダ５５，５６の回転
角を検出することにより、ＨＭＤ５４の向きを検出する
ことができる。さらに第２の制御装置７２は駆動部１９
内に設けられたモータと、このモータに付いているエン
コーダと電気的に接続され、エンコーダで移動量を検出
しながらモータを駆動できるので、指定された方向に処
置用内視鏡６の湾曲部１１を湾曲させることが可能であ
る。

【００２１】第３の制御装置７３は処置手段操作用アー
ム３３ａ，３３ｂの各エンコーダ７４と電気的に接続さ
れ、このエンコーダの回転角を検出することにより、グ
リッパの向きと位置およびその開閉角度を検出すること
ができる。さらに第３の制御装置７３は駆動部１９内に
設けられた処置手段駆動用の各電磁モータと、このモー
タに付いているエンコーダと電気的に接続され、エンコ
ーダで移動量を検出しながらそのモータを駆動できるの
で、処置手段の位置と方向等を決めることが可能であ
る。

【００２２】また、前記内視鏡６の左のＣＣＤの出力は
図示しないビデオプロセッサによりＴＶ信号に変換さ
れ、ＨＭＤ５４の左目の表示部の例えばＬＣＤにその映
像を表示することが可能になっている。また、右のＣＣ
Ｄの出力は図示しないビデオプロセッサによりＴＶ信号
に変換され、ＨＭＤ５４の右目の表示部の例えばＬＣＤ
にその映像を表示することが可能になっている。（作用）次に、前述した医療用マニピュレータシステム
を使用する際の作用について説明する。まず、術者８０
はＨＭＤ５４を頭にかぶり、左手で左のグリッパ６５を
持ち、右手で右のグリッパ６５を持つ。このとき、術者
８０はＨＭＤ５４により内視鏡６により得られた体腔内
の映像を立体視することができる。

【００２３】ついで、術者８０が患部を観察するための
動作を説明する。術者８０がその頭部の位置を変える
と、その位置の変化を移動用マスターアーム３１の各軸
のエンコーダ４２が検知し、第１の制御装置７１はこれ
により移動用マスターアーム３１の先端位置を計算し、
これに対応して内視鏡６における挿入部８の先端の位置
が動くようにスレーブ側の移動用マニピュレータ５の各
電磁モータを制御する。このとき、図３（ａ）に示す座
標系８１と、図３（ｂ）に示す座標系８２とがそれぞれ
対応するように制御を行う。

【００２４】術者８０が首の向きを変えると、ＨＭＤ用
アーム３２のエンコーダ５５，５６がこの動きを検出
し、第２の制御装置７２はＨＭＤ５４の回転Ｅ１，Ｅ２
と、内視鏡６の湾曲Ｂ１，Ｂ２が１対１に対応して動く
ように駆動部１９内の図示しないエンコーダ付きモータ
を制御する。これらにより、処置用内視鏡６の位置及び
向きが、術者８０の頭の位置及び向きに対応して動くの
で、術者８０はその頭の位置や向きを変えることによっ
て患部に処置用内視鏡６を誘導し、様々な角度から患部
を立体的に観察することが可能になる。

【００２５】次に、術者８０が処置するときの動作を説
明する。術者８０が、例えば右の操作用グリッパ６５の
位置を変えたり、そのグリッパ６５を開閉させたときの
動きを処置手段操作用アーム３３ａの各関節６１，６
２，６３等に設けられたエンコーダ７４が検知し、第３
の制御装置７３は右の処置手段操作用アーム３３ａの回
転Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３と、右の把持鉗子７ａの回転Ｃ１、
Ｃ２、Ｃ３が１対１に対応し、さらに操作用グリッパ６
５の開閉Ｆ４が、右の処置用グリッパ１８の開閉Ｃ４の
開閉量と一致して動作するように駆動部１９内の図示し
ないエンコーダ付きモータを制御する。また、第３の制
御装置７３ｃは左の処置手段操作用アーム３３ｂと右の
処置用把持鉗子７ｂも同様に１対１に対応して動くよう
に、駆動部１９内の図示しないエンコーダ付きモータを
制御するが、右側と同様のため、これの説明は省略す
る。このように術者８０の手の動きと処置具の動きが１
対１に対応するので、術者８０はＨＭＤ５４の映像を観
察しながら、例えば左の把持鉗子７ｂで患部を押さえ、
右の把持鉗子７ａで患部の剥離を行うなどの動作が可能
である。

【００２６】また、スレーブマニピュレータ１の処置用
内視鏡６は把持鉗子７ａ，７ｂと手術器械４として一体
的にユニット化され、またマスターマニピュレータ２の
ＨＭＤ用アーム３２と処置手段操作用アーム３３ａ，３
３ｂも操作部として一体的にユニット化される。そし
て、各ユニットがそれぞれ着脱自在なので、例えば剥離
をするときは剥離に最適の、縫合するときは縫合に最適
の内視鏡及び処置具と、これに対応したマスターマニピ
ュレータが使用可能になる。［付記］（１）特許請求の範囲に記載の内容の医療用マニピュレ
ータ。

【００２７】（２）スレーブマニピュレータにおける処
置用内視鏡及び複数の処置手段をユニットとし、これと
移動用マニピュレータとの間を着脱する機構を設け、さ
らにマスターマニピュレータにおけるＨＭＤ用アーム及
び２つの処置手段用アームをユニットとし、これと移動
操作用マスターアームとの間を着脱する機構を設けたこ
とを特徴とする第２項に記載の医療用マニピュレータ。
これによれば、スレーブマニピュレータの処置用内視鏡
と、マスターマニピュレータのＨＭＤ用アームと処置手
段用アームが、それぞれ着脱可能になることにより、手
技に応じた最適の処置用内視鏡とマスターアームが選択
使用できる。これによれば、移動用マスターアームによ
り移動用マニピュレータの制御と、ＨＭＤ用アームによ
る立体内視鏡の制御と、処置手段用アームによる２つの
処置具の制御がそれぞれ独立しているため、各部分ごと
で制御が完結している。これにより、制御装置の構成を
簡略化できる。

【００２８】（３）制御手段は、第１の制御手段と第２
の制御手段と第３の制御手段とからなり、第１の制御手
段は移動用マスターアームの各角度検出手段を検出し、
移動用マニピュレータがこれに対応して動作するように
制御し、第２の制御手段はＨＭＤ用アームの角度検出手
段を検出し、内視鏡の湾曲がこれに対応して動作するよ
うに制御し、第３の制御手段は左右の処置用アームの角
度検出手段を検出し、左右の処置手段がこれに対応して
動作するように制御することを特徴とする第１項または
第２項に記載の医療用マニピュレータ。これによれば、
移動用マスターアームにより移動用マニピュレータの制
御と、ＨＭＤ用アームによる立体式内視鏡の制御と、処
置手段用アームによる２つの処置具の制御がそれぞれ独
立しているため、各部分ごとで制御が完結している。こ
れにより、制御装置の構成を簡略化できる。

【００２９】（４）前記処置用内視鏡の観察手段には、
左右２つの固体撮像素子が設けられ、前記ＨＭＤは左目
用表示部と右目用表示部にそれぞれ前記２つの固体撮像
素子で撮像した画像をそれぞれ個別的に表示することを
特徴とする第１項、第２項または第３項に記載の医療用
マニピュレータ。これによれば、術者はＨＭＤによって
体腔内の立体画像を得ることができるので、より臨場感
のある環境で、内視鏡下手術が可能となる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
スターマニピュレータ側のＨＭＤと処置具操作部の位置
関係と、スレーブマニピュレータ側の内視鏡先端と処置
具の先端の位置関係が常に等しく、内視鏡の先端が術者
の頭の動き通りに動き、処置具が手の動き通りに動くこ
とにより、術者はあたかも体腔内にいるような臨場感の
中で、内視鏡下手術が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る医療用マニピュレータ
システムの全体的な構成を概略的に示す説明図。

【図２】（ａ）は前記医療用マニピュレータシステムに
おけるマスターマニピュレータの手術器械の対偶関係を
示す説明図、（ｂ）は前記医療用マニピュレータシステ
ムにおけるＨＭＤ用アームと処置手段用アームの対偶関
係を示す説明図。

【図３】（ａ）は前記スレーブマニピュレータにおける
移動用マニピュレータの対偶関係を示す説明図、（ｂ）
は前記マスターマニピュレータにおける移動用マスター
アームの対偶関係を示す説明図。

【図４】（ａ）は手術器械のユニットの着脱部の断面
図、（ｂ）は前記ＨＭＤ用アームと一対の処置手段用ア
ームのユニットの着脱部の断面図。

【符号の説明】

１…スレーブマニピュレータ、２…マスターマニピュレ
ータ、３…制御装置、４…手術器械、５…移動用マニピ
ュレータ、６…処置用内視鏡、７ａ，７ｂ…把持鉗子、
８…挿入部、９…シース、２３…器具装着部材、２５…
取付け孔、２６…ナット、２７…雌ねじ、２８…雄ね
じ、３１…移動用マスターアーム、３２…ＨＭＤ用アー
ム、３３ａ，３３ｂ…処置手段操作用アーム、４１…先
端部材、６６…連結基部、６７…係合突起、６８…ナッ
ト、６９…孔、７０…雄ねじ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処置用内視鏡とこれを支持する移動用マニ
ピュレータとからなるスレーブマニピュレータと、移動
操作用マスターアームとＨＭＤ（ヘッドマウントディス
プレイ）用アームと２つの処置手段操作用アームとから
なるマスターマニピュレータと、それらを制御する制御
手段とを備えた医療用マニピュレータにおいて、前記処
置用内視鏡は内視鏡の挿入部の先端に設けられた固体撮
像素子からなる観察手段とその挿入部の左右に設けた２
つの処置手段と、前記挿入部を上下左右に湾曲する湾曲
部と、この湾曲部の湾曲動作を駆動するための駆動手段
を備える。前記各処置手段は前記内視鏡の挿入部に沿っ
て同じ向きで延び並べて配置されその自身の長手方向の
２箇所に湾曲部を設けた回転可能な腕部とこの腕部の先
端に設けられた処置用グリッパと前記腕部の湾曲および
回転と処置用グリッパの回転を駆動するエンコーダ付き
モータを備えている。また、前記移動用マニピュレータ
は前記処置用内視鏡を支持し、複数の直動または回転の
軸を有し、各軸に駆動手段を備え、前記処置用内視鏡の
先端部の位置及び向きが変更可能になっている。また、
前記移動用マスターアームは、複数の回転軸を有し、各
軸に角度検出手段を備えている。また、前記ＨＭＤ用ア
ームは、移動用マスターアームに取り付けられ、角度検
出手段を備えた複数の回転軸を有し、その先端には前記
固体撮像素子で撮像した画像を表示するＨＭＤを有して
いる。また、前記処置手段用アームは移動用マスターア
ームに取り付けられ、角度検出手段を備えた複数の回転
軸を有し、その先端には角度検出手段を備えた操作用グ
リッパを有する。また、前記制御手段は、移動用マスタ
ーアームの各軸の角度検出手段の角度を検出して、移動
用マニピュレータが対応して動くよう制御し、ＨＭＤ用
アームに設けられた角度検出手段を検出して、これに対
応して観察手段の上下左右の湾曲が動作するように制御
し、左の処置手段用アームに設けられた角度検出手段と
操作用グリッパの角度検出手段を検出し、これに対応し
て左の処置手段の湾曲、回転、及び処置用グリッパの開
閉が動作するように制御し、右の処置手段用アームに設
けられた角度検出手段とグリッパの角度検出手段を検出
し、これに対応して右の処置手段の湾曲、回転、及び処
置用グリッパの開閉が動作するように制御する。これら
を備えたことを特徴とする医療用マニピュレータ。