WO2017130313A1 - 医療用マニピュレータシステム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a medical manipulator system.
- the observation means and the treatment tool are inserted into the body through the overtube, the observation means and the treatment tool are projected from the tip opening of the overtube and used when performing the procedure.
- a more complicated procedure can be performed as compared with the case where only the treatment tool is protruded from the overtube.
- the arm is bent and is not linear, the arm and the overtube interfere with each other when the arm is retracted with respect to the overtube. If the arm is further retracted in the interference state, the arm or the treatment tool may be damaged, or the arm or the treatment tool may move unintentionally.
- Patent Document 1 discloses that when an active forceps having a plurality of joints is inserted into a forceps channel of an endoscope and used, whether or not the joint is located in the forceps channel. A technique for switching states is described.
- Patent Document 1 based on information such as a rotation angle of a forceps roller for advancing and retracting an active forceps, a length dimension of a forceps channel, a length dimension of an active forceps, and positions of joints and gripping portions, It detects whether the joint or grip is located outside the forceps channel. Then, the joints and grips located outside the forceps channel are made operable by operating the forceps master arm, and the joints and the like located inside the forceps channel are controlled to be released so that they are not operated by the forceps master arm. The region where the joint is in a released state can follow the shape of the forceps channel.
- Patent Document 1 can also be applied to an overtube and an arm inserted through the overtube.
- the overtube has flexibility, the relative positional relationship between the overtube and the arm may change from the initial state if the overtube is twisted or meanders during introduction into the body.
- the overtube includes a bending portion that can be bent, the relative positional relationship may change depending on the bending operation.
- an object of the present invention is to provide a medical manipulator system that can reliably suppress adverse effects due to interference between an arm and an overtube even when the overtube has flexibility. To do.
- the present invention relates to a treatment instrument unit having an arm portion including an arm having a joint and an end effector attached to the arm, an insertion assisting device through which the treatment instrument unit is inserted, and advancing and retreating to which the treatment instrument unit is attached.
- An interference detection unit configured to be able to detect interference between the arm unit, the insertion assisting device, and an operation command unit configured to be able to operate the stopper, and the operation command unit includes the interference detection unit When the interference is detected, the stopper is actuated to restrict the operation of the advance / retreat driving unit, thereby allowing the insertion assist device of the treatment instrument unit to be inserted.
- a medical manipulator system for limiting backward movement against the chair.
- the interference detection unit determines that the interference is generated when an external force of a predetermined value or more is applied to the joint and the external force is applied in a direction to reduce the interference. It may be configured.
- the interference detection unit when an external force of a predetermined value or more is applied to the joint, and the advance / retreat drive unit is driven in a direction to retract the treatment instrument unit relative to the insertion assisting device, It may be configured to determine that the interference is occurring.
- the interference detection unit may be configured to determine that the interference is occurring when an external force of a predetermined value or more is applied to the joint.
- the medical manipulator system of the present invention includes an advance / retreat position detection unit configured to be able to detect the position of the advance / retreat drive unit, and a storage unit configured to be able to store the advance / retreat position information detected by the advance / retreat position detection unit.
- the interference detection unit stores the advance / retreat position information when the interference is detected in the storage unit
- the operation command unit includes the advance / retreat position information acquired by the advance / retreat position detection unit thereafter.
- the stopper may be operated when a predetermined relationship is satisfied with respect to the advance / retreat position information stored in the storage unit.
- the medical manipulator system of the present invention even if the overtube has flexibility, it is possible to reliably suppress adverse effects due to interference between the arm and the overtube.
- FIG. 1 is a diagram showing a medical manipulator system (hereinafter simply referred to as “system”) 1 of the present embodiment.
- the system 1 includes an endoscope 10 for observing the inside of the patient P, a medical manipulator (hereinafter simply referred to as “manipulator”) 20 for performing treatment in the body of the patient P, and the endoscope 10. And an overtube (insertion assisting device) 80 through which the manipulator 20 is inserted.
- the endoscope 10 can be appropriately selected from various known configurations in consideration of performance, use, and the like.
- the overtube 80 has a first lumen through which the endoscope 10 is inserted and a second lumen through which the manipulator 20 is inserted.
- the overtube 80 can be appropriately selected from various known configurations in consideration of dimensions and the like. When an overtube having a curved portion on the distal end side is used, it is easy to reach the target site to be treated.
- the manipulator 20 includes a console 21 operated by the operator Op and a treatment instrument unit 40 attached to the console 21.
- FIG. 2 is a diagram showing the console 21.
- the console 21 includes an operation unit 30 that is operated and input by the operator Op, a control unit 35 that operates the treatment tool unit 40 based on an output from the operation unit 30, and a mounting unit (advance / retreat drive unit) to which the treatment tool unit 40 is attached. ) 38, a monitor 22, and a stopper 23.
- the monitor 22 is connected to the endoscope 10 and displays an image acquired by the endoscope 10. Details of the stopper 23 will be described later.
- FIG. 3 is a diagram schematically showing the treatment instrument unit 40.
- the treatment instrument unit 40 includes a treatment instrument (end effector) 41, an arm portion 43 having an arm 42 to which the treatment instrument 41 is attached, and a motor unit 45 that drives the treatment instrument 41 and the arm 42.
- a region between the arm portion 43 and the motor unit 45 is a connection portion 44 having flexibility.
- FIG. 4 is a diagram showing the operation unit 30 of the console 21.
- the operation unit 30 includes an operation arm 31 used for operation input to the arm unit 42 and a base unit (advance / retreat operation unit) 32 to which the operation arm 31 is attached.
- the operation arm 31 and the arm 42 of the treatment instrument unit 40 have a plurality of joints 31a and 42a, respectively.
- the number of joints 31a and joints 42a is equal, and the modes of the rotation axes of the joints are the same.
- Each of the joints 31a and 42a is provided with an encoder or the like (not shown) so that the rotation angle can be detected.
- a treatment operation part 31b for operating the treatment instrument 41 is provided at the distal end of the operation arm 31.
- the specific mode of the treatment operation unit 31b can be appropriately set according to the configuration of the treatment instrument 41 or the like.
- the treatment tool 41 when the treatment tool 41 is a grasping forceps, it may have a structure equivalent to that of the grasping forceps.
- the treatment instrument 41 When the treatment instrument 41 is a knife that is energized and used, it may have a structure having a button for switching on / off of energization.
- the base portion 32 is attached so as to be movable relative to the console 21.
- the mounting portion 38 moves relative to the console 21.
- the treatment instrument unit 40 attached to the mounting portion 38 can be moved relative to the console 21.
- FIG. 5 is a functional block diagram of the manipulator 20 in a state where the treatment instrument unit 40 is mounted on the console 21.
- the monitor 22 is omitted.
- a thick line connecting each component means a physical coupling capable of transmitting power
- a thin line connecting each component means a logical coupling capable of transmitting and receiving signals.
- the base portion 32 and the mounting portion 38 are physically coupled by, for example, a belt or a chain. Therefore, when the base portion 32 is moved relative to the console 21, the mounting portion 38 moves relative to the console 21 in conjunction with the base portion 32. At this time, the operation arm 31 moves with the base portion 32, and the motor unit 45 attached to the mounting portion 38 also moves with the mounting portion 38.
- the stopper 23 is physically coupled to the base portion 32. When the stopper 23 operates, the base portion 32 is held so as not to move relative to the console 21.
- the motor unit 45 is physically coupled to the arm portion 43.
- the motor unit 45 has a plurality of drive sources such as motors, and each joint 42a of the arm 42 is connected to a corresponding drive source by a transmission member such as a wire.
- the treatment instrument 41 is also connected to a drive source by a transmission member as necessary.
- the control unit 35 is a calculation unit (interference detection unit) 36 that performs various calculations and determinations, and an operation command unit that is logically coupled to the calculation unit 36 and operates each unit of the manipulator 20 according to the output of the calculation unit 36.
- the calculation unit 36 is logically coupled to the operation arm 31, the arm 42, and the motor unit 45.
- the operation command unit 37 is logically coupled to the motor unit 45 and the stopper 23, and is configured to operate the motor unit 45 and the stopper 23 by transmitting an operation signal.
- the system 1 is operated by at least two persons: an operator Op who operates the console 21 and a scoopist Sc who operates the overtube 80 and the endoscope 10.
- the motor unit 45 of the treatment instrument unit 40 is mounted on the mounting portion 38 of the console 21.
- the scoopist Sc inserts the endoscope 10 into the first lumen of the overtube 80 and inserts the treatment instrument unit 40 into the second lumen from the arm portion 43 side.
- the scopist Sc inserts the overtube 80 through which the endoscope 10 and the treatment instrument unit 40 are inserted into the anus of the patient P. Subsequently, the scoopist Sc advances the overtube 80 in the large intestine while observing the image acquired by the endoscope 10 on the second monitor 90, and moves the overtube 80 through which the endoscope 10 and the treatment instrument unit 40 are inserted. Introduce to the vicinity of the target site.
- the scopist Sc causes the endoscope 10 to protrude from the overtube 80, performs a bending operation as necessary, and secures a field of view when performing treatment on the target site. This completes the preparation work.
- the surgeon Op After the arm part 43 protrudes from the overtube 80, the surgeon Op performs a predetermined input to the operation part 30 so that the operation arm 31 and the arm part 43 are associated with each other. Based on the predetermined input, an association command is output from the operation unit 30 to the control unit 35.
- the calculation unit 36 first acquires information indicating the state of each joint 31a of the operation arm 31 and information indicating the state of each joint 42a of the arm 42. Subsequently, the calculation unit 36 calculates the motion amount of each joint 42 a necessary for changing the arm 42 to the similar shape of the operation arm 31 based on the acquired information, and transmits the motion amount to the motion command unit 37.
- the operation command unit 37 generates a drive signal for driving each joint 42 a based on the received required operation amount of each joint 42 a and transmits the drive signal to the motor unit 45.
- the motor unit 45 is driven to operate each joint 42a, and the arm 42 and the operation arm 31 have substantially the same shape, the association is completed.
- the same processing as the association is repeated at a predetermined interval (for example, several tens of milliseconds).
- a predetermined interval for example, several tens of milliseconds.
- the operator Op can perform a desired treatment on the target part by appropriately operating the operation arm 31 and the treatment operation unit 31b while confirming the image of the target part displayed on the monitor 22.
- the operator Op retracts the base part 32 to his / her own side. At this time, as shown in FIG. 6, if the arm 42 is bent, the arm portion 43 cannot enter the second lumen of the overtube 80. If the backward operation of the base portion 32 is continued in this state, an excessive load is applied to the arm portion 43, and the arm portion 43, the overtube 80, or the like may be damaged.
- the system 1 of the present embodiment is configured such that an excessive load is suppressed from being applied to the arm portion 43 when the arm portion 43 and the overtube 80 interfere with each other. Details will be described below.
- a case is considered in which a joint 42 a arranged on the most proximal side among a plurality of joints of the arm 42 is bent.
- the surgeon Op retracts the base portion 32
- the region on the distal end side from the joint 42a cannot enter the overtube 80.
- the arm portion 43 and the overtube 80 interfere with each other.
- the overtube 80 causes the distal end region of the bent joint 42a to be parallel to the proximal end region of the joint 42a.
- a force F1 acting in the direction to make the state acts.
- FIG. 7 is a schematic diagram showing a part of the treatment instrument unit 40.
- a driving pulley 46 attached to a driving source of the motor unit 45 and a driven pulley 49 for driving the joint 42a are connected to each other by operating members 47a and 47b so that a driving force can be transmitted.
- the force sensors 48a and 48b are attached to the operation members 47a and 47b, respectively.
- the detection values of the force sensors 48a and 48b are transmitted to the calculation unit 36 of the control unit 35 at predetermined intervals.
- the calculation unit 36 causes the arm unit 43 and the overtube 80 to interfere with each other when the detection values of the force sensors 48a and 48b exceed a predetermined threshold value, that is, when an external force of a predetermined value or more is applied to the joint 42a.
- the determination result is transmitted to the operation command unit 37.
- the operation command unit 37 that has received the determination result sends an operation signal to the stopper 23 to operate the stopper 23.
- the stopper 23 When the stopper 23 is operated, the base portion 32 is held so as not to move relative to the console 21. As a result, the relative movement of the mounting portion 38 with respect to the console 21 is also prohibited, and the treatment instrument unit 40 cannot move forward or backward relative to the overtube 80. As described above, an excessive load due to the interference with the overtube 80 is prevented from acting on the arm portion 43.
- the above-described force sensors are provided at all joints of the arm 42, and the detection values of all the force sensors are transmitted to the calculation unit 36 at a predetermined interval.
- the calculation unit 36 continuously monitors the presence or absence of interference for all joints of the arm 42.
- the operation command unit 37 operates the stopper 23 to the overtube 80 of the treatment instrument unit 40. Regulate retreat. As a result, it is possible to suitably prevent an excessive load from acting on the arm portion 43, and to prevent the treatment instrument unit 40 from being damaged.
- the joint of the arm part 43 where the interference occurs is often located outside the visual field of the endoscope 10. Therefore, it is difficult for the surgeon Op to recognize that the arm portion 43 and the overtube 80 interfere with each other from the image displayed on the monitor 22.
- the system 1 configured as described above, it is very difficult to avoid interference between the treatment instrument unit and the overtube or to suppress the degree of interference by an appropriate operation of the operator Op. Since the system 1 includes the calculation unit 36 and the operation command unit 37, it is possible to reliably prevent the treatment tool unit from being damaged without depending on the operation of the operator Op.
- the operation command unit 37 operates the stopper 23 when the calculation unit 36 determines that interference has occurred. Therefore, the effect of preventing the overload of the treatment instrument unit in the system 1 is stably exhibited without being affected by a change in the relative positional relationship caused by the overtube 80 meandering in the body. As a result, even if the overtube has flexibility, it is possible to reliably suppress adverse effects due to interference between the arm and the overtube.
- the stopper there are many specific embodiments of the stopper.
- a brake that fixes at least one of the base portion 32 and the mounting portion 38 so as not to move relative to the console 21 may be used, or a clutch that can release the linkage between the base portion 32 and the mounting portion 38.
- the stopper may be provided in one or both of the advance / retreat drive unit and the advance / retreat operation unit as long as it can regulate the operation of the advance / retreat drive unit by being actuated. .
- the stopper only needs to restrict at least the retreat of the treatment instrument unit with respect to the overtube, and may be configured to allow the advancement with respect to the overtube.
- system 1 is configured such that a predetermined message or display is displayed on the monitor 22 when the stopper 23 is operating so that the operator Op can easily recognize that the stopper 23 is operating. May be.
- the configuration for detecting interference is not limited to the above-described mode using the force sensor.
- the motor unit uses a servo motor or the like as the drive source
- the joint is rotated by an external force generated by interference with the overtube
- the drive source outputs to maintain the joint at a predetermined rotation angle.
- the current value changes. Therefore, the calculation unit determines whether or not there is interference depending on whether or not the difference between the current value commanded by the operation command unit to the drive source and the current value actually detected by the drive source is equal to or greater than a predetermined threshold.
- a system may be configured.
- a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the first embodiment in the determination mode of whether or not interference has occurred.
- components that are the same as those already described are assigned the same reference numerals and redundant description is omitted.
- FIG. 8 is a flowchart showing the determination flow of the calculation unit 36 in the system of the present embodiment.
- step S10 when the calculation unit 36 acquires a detection value from a force sensor (for example, the force sensor 48a), the calculation unit 36 determines whether or not the detection value exceeds a threshold value in step S20.
- the determination in step S20 is No, the process proceeds to step S21, and the calculation unit 36 determines that no interference has occurred and ends the process. If the determination in step S20 is Yes, the process proceeds to step S30.
- step S ⁇ b> 30 the calculation unit 36 refers to the motion signal transmitted to the joint (determination target joint) indicating the detection value exceeding the threshold by the motion command unit 37, and acquires the rotation angle set for the joint by the motion signal. .
- the calculation unit 36 rotates the determination target joint with the load causing the detection value exceeding the threshold based on the rotation angle acquired in step S30 and the detection value acquired in step S10. Is determined, and it is determined whether or not the turning direction, that is, the direction in which the load acts on the joint is a direction in which interference is reduced.
- step S40 determines that interference has occurred, notifies the operation command unit 37 of the occurrence of interference, and ends the process.
- the determination in step S40 is No, the process proceeds to step S21, and the calculation unit 36 determines that no interference has occurred and ends the process.
- the load causing the detection value exceeding the threshold value may be due to, for example, the arm portion 43 being in contact with an organ or tissue and receiving a pressing force. It is considered that it is not due to at least the overtube 80.
- the system according to the present embodiment can suitably prevent an excessive load from acting on the arm portion 43 and suppress damage to the treatment instrument unit. Furthermore, since the calculation unit 36 is configured to determine whether or not interference occurs in consideration of the direction of the load in addition to the magnitude of the load at the determination target joint, the calculation unit 36 relates to whether or not interference has occurred. It is possible to reduce erroneous determination and suppress unnecessary stopper operation.
- a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
- the present embodiment is different from the above-described embodiments in the determination mode of whether or not interference has occurred.
- FIG. 9 is a functional block diagram of the manipulator 20A in the system of the present embodiment.
- an encoder 33 is attached to the base portion 32.
- the encoder 33 is logically coupled to the calculation unit 36 and transmits information indicating the positional relationship between the base unit 32 and the console 21 and the moving direction of the base unit 32 with respect to the console 21 to the calculation unit 36 at predetermined intervals. It is configured to be.
- FIG. 10 is a flowchart showing a flow of determination by the calculation unit 36 in the system of the present embodiment. If the determination in step S20 is Yes, the process proceeds to step S130 instead of step S30. In step S ⁇ b> 130, the calculation unit 36 determines based on the information acquired from the encoder 33 whether the operation of the base unit 32 immediately before the occurrence of a load exceeding the threshold is a movement to the front of the operator Op. . This determination is performed to determine whether or not the mounting portion 38 that is interlocked with the base portion 32 is driven in a direction in which the mounted treatment instrument unit 40 is retracted with respect to the overtube 80. If the determination in step S130 is Yes, the process proceeds to step S41. If the determination is No, the process proceeds to step S21. Other points are the same as in the second embodiment.
- the calculation unit 36 is configured to determine whether or not interference occurs in consideration of the moving direction of the base unit 32 in addition to the magnitude of the load at the determination target joint, occurrence of interference It is possible to reduce misjudgment relating to the presence or absence of and to suppress unnecessary stopper operation.
- the encoder 33 may be attached to the mounting portion 38 instead of the base portion 32, or may be attached to both the base portion 32 and the mounting portion 38.
- the encoder (advance / retreat position detector) 33 disposed in at least one of the base portion 32 and the mounting portion 38 and the controller 35 are logically coupled to the calculator 36.
- a system of a modified example may be configured using a manipulator 20B including a memory (storage unit) 39.
- the calculation unit 36 determines that interference between the treatment instrument unit and the overtube has occurred, information (advance / retreat position information) indicating the relative position of the mounting unit 38 to the console 21 is obtained from the encoder 33. Acquired and stored in the memory 39.
- the operation commanding unit 37 regardless of the determination result of the presence / absence of interference.
- the system may be configured to actuate the stopper 23. If it does in this way, after interference once occurs, retreat of treatment implement unit 40 can be controlled before interference occurs, and the load which acts on an arm part can be reduced more.
- the position may be limited to the same position as the position where the interference occurs, or for example, the range may be expanded from the position where the interference occurs to the base end side by about several millimeters, so that the occurrence of interference can be avoided more reliably. .
- the calculation unit 36 determines whether or not there is interference as in the above-described embodiment, and when it is determined that there is no interference, the system is configured to cancel the operation of the stopper 23. May be configured. In this way, it is possible to reduce errors in determination regarding the presence or absence of interference and operate the system more accurately.
- the medical manipulator in the present invention is not limited to the one that performs the similarity control as described above.
- a master-slave type medical manipulator including a master arm having a shape different from that of the arm unit may be used.
- the end effector is not limited to the treatment instrument.
- an observation means for magnifying and observing a part of the target part may be used.
- the present invention can be applied to a medical manipulator system.
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Abstract
医療用マニピュレータシステムは、関節を有するアームと、アームに取りつけられるエンドエフェクタとを含むアーム部を有する処置具ユニットと、処置具ユニットが挿通される挿入補助デバイスと、処置具ユニットが取り付けられる進退駆動部と、進退駆動部を操作可能に構成された進退操作部と、作動することにより進退駆動部の動作を規制可能に構成されたストッパと、挿入補助デバイスから突出されたアーム部と、挿入補助デバイスとの干渉を検知可能に構成された干渉検知部と、ストッパを作動可能に構成された動作指令部とを備え、動作指令部は、干渉検知部が干渉を検知したときにストッパを作動させて進退駆動部の動作を規制することにより、処置具ユニットの挿入補助デバイスに対する後退動作を制限する。
Description
本発明は、医療用マニピュレータシステムに関する。
従来、観察手段および複数の処置具を体内に挿入した状態で術者が操作する医療用マニピュレータが知られている。
このような医療用マニピュレータを体内に導入する際に、観察手段および処置具をオーバーチューブに挿通した状態で導入することがある。このようにすると、オーバーチューブ一つを挿通するだけで、観察手段および処置具の導入が完了するため、導入手技が簡便になるという利点がある。
このような医療用マニピュレータを体内に導入する際に、観察手段および処置具をオーバーチューブに挿通した状態で導入することがある。このようにすると、オーバーチューブ一つを挿通するだけで、観察手段および処置具の導入が完了するため、導入手技が簡便になるという利点がある。
観察手段および処置具をオーバーチューブに挿通して体内に導入する場合、観察手段および処置具は、手技を行う際にオーバーチューブの先端開口から突出されて使用される。
医療用マニピュレータにおいて、関節を有するアームに処置具を取りつけると、処置具のみをオーバーチューブから突出させるのに比べて、より複雑な手技を行うことができる。しかし、アームの関節が屈曲して直線状でなくなった状態でアームをオーバーチューブに対して後退させると、アームとオーバーチューブとが干渉する。干渉した状態でさらにアームが後退されると、アームや処置具が破損したり、アームや処置具が意図しない動きをしたりする可能性がある。
上記問題に関連して、特許文献1には、複数の関節を有する能動鉗子を内視鏡の鉗子チャンネルに挿通して使用する際に、関節が鉗子チャンネル内に位置するか否かで関節の状態を切り替える技術が記載されている。
特許文献1に記載の技術では、能動鉗子を進退させる鉗子用ローラの回転角度、鉗子チャンネルの長さ寸法、能動鉗子の長さ寸法、および関節及び把持部の位置等の情報に基づいて、どの関節や把持部が鉗子チャンネル外に位置しているかを検出する。そして、鉗子チャンネル外に位置する関節や把持部を鉗子マスターアームの操作により動作可能な状態にし、鉗子チャンネル内に位置する関節等を鉗子マスターアームで操作されない解放状態に制御する。関節が解放状態である領域は、鉗子チャンネルの形状に追従可能となる。
特許文献1に記載の技術は、オーバーチューブと、オーバーチューブに挿通されたアームにも適用可能である。しかし、オーバーチューブが可撓性を有する場合、体内への導入時にオーバーチューブがねじれたり蛇行したりすると、オーバーチューブとアームとの相対位置関係が初期状態から変化することがある。さらに、オーバーチューブが湾曲可能な湾曲部を備えている場合は、湾曲操作によっても相対位置関係が変化することがある。
相対位置関係が変化すると、上述した、どの関節や処置具がオーバーチューブ外に位置しているかの検出に誤差が生じる。その結果、関節等の解放状態への切り替えが適切に行われず、アームとオーバーチューブとが干渉してしまう可能性がある。
上記事情を踏まえ、本発明は、オーバーチューブが可撓性を有していても、アームとオーバーチューブとの干渉による悪影響を確実に抑制することができる医療用マニピュレータシステムを提供することを目的とする。
本発明は、関節を有するアームと、前記アームに取りつけられるエンドエフェクタとを含むアーム部を有する処置具ユニットと、前記処置具ユニットが挿通される挿入補助デバイスと、前記処置具ユニットが取り付けられる進退駆動部と、前記進退駆動部を操作可能に構成された進退操作部と、作動することにより、前記進退駆動部の動作を規制可能に構成されたストッパと、前記挿入補助デバイスから突出された前記アーム部と、前記挿入補助デバイスとの干渉を検知可能に構成された干渉検知部と、前記ストッパを作動可能に構成された動作指令部とを備え、前記動作指令部は、前記干渉検知部が前記干渉を検知したときに前記ストッパを作動させて前記進退駆動部の動作を規制することにより、前記処置具ユニットの前記挿入補助デバイスに対する後退動作を制限する医療用マニピュレータシステムである。
前記干渉検知部は、前記関節に所定値以上の外力が作用しており、かつ前記外力が前記干渉を小さくする方向に作用しているときに、前記干渉が発生していると判定するように構成されてもよい。
前記干渉検知部は、前記関節に所定値以上の外力が作用しており、かつ前記進退駆動部が、前記処置具ユニットを前記挿入補助デバイスに対して後退させる方向に駆動されているときに、前記干渉が発生していると判定するように構成されてもよい。
前記干渉検知部は、前記関節に所定値以上の外力が作用しており、かつ前記進退駆動部が、前記処置具ユニットを前記挿入補助デバイスに対して後退させる方向に駆動されているときに、前記干渉が発生していると判定するように構成されてもよい。
前記干渉検知部は、前記関節に所定値以上の外力が作用しているときに、前記干渉が発生していると判定するように構成されてもよい。
本発明の医療用マニピュレータシステムは、前記進退駆動部の位置を検出可能に構成された進退位置検出部と、前記進退位置検出部の検出した進退位置情報を記憶可能に構成された記憶部とをさらに備え、前記干渉検知部は、前記干渉を検知したときの前記進退位置情報を前記記憶部に記憶させ、前記動作指令部は、その後に進退位置検出部で取得された進退位置情報が、前記記憶部に記憶された進退位置情報に対して所定の関係を満たすときに、前記ストッパを作動させてもよい。
本発明の医療用マニピュレータシステムによれば、オーバーチューブが可撓性を有していても、アームとオーバーチューブとの干渉による悪影響を確実に抑制することができる。
本発明の第一実施形態について、図1から図7を参照して説明する。
図1は、本実施形態の医療用マニピュレータシステム(以下、単に「システム」と称する。)1を示す図である。システム1は、患者Pの体内を観察するための内視鏡10と、患者Pの体内で処置を行うための医療用マニピュレータ(以下、単に「マニピュレータ」と称する。)20と、内視鏡10およびマニピュレータ20が挿通されるオーバーチューブ(挿入補助デバイス)80とを備えている。
図1は、本実施形態の医療用マニピュレータシステム(以下、単に「システム」と称する。)1を示す図である。システム1は、患者Pの体内を観察するための内視鏡10と、患者Pの体内で処置を行うための医療用マニピュレータ(以下、単に「マニピュレータ」と称する。)20と、内視鏡10およびマニピュレータ20が挿通されるオーバーチューブ(挿入補助デバイス)80とを備えている。
内視鏡10としては、公知の各種構成から、性能、使用等を考慮して適宜選択して用いることができる。
図示を省略しているが、オーバーチューブ80は、内視鏡10が挿通される第一ルーメンと、マニピュレータ20が挿通される第二ルーメンとを有している。オーバーチューブ80についても、公知の各種構成から、寸法等を考慮して適宜選択して用いることができる。先端側に湾曲部を有する構成のオーバーチューブを用いると、処置を行う対象部位への到達が容易である。
図示を省略しているが、オーバーチューブ80は、内視鏡10が挿通される第一ルーメンと、マニピュレータ20が挿通される第二ルーメンとを有している。オーバーチューブ80についても、公知の各種構成から、寸法等を考慮して適宜選択して用いることができる。先端側に湾曲部を有する構成のオーバーチューブを用いると、処置を行う対象部位への到達が容易である。
マニピュレータ20は、術者Opが操作するコンソール21と、コンソール21に取りつけられる処置具ユニット40とを備えている。
図2は、コンソール21を示す図である。コンソール21は、術者Opが操作入力する操作部30と、操作部30からの出力に基づいて処置具ユニット40を動作させる制御部35と、処置具ユニット40が取り付けられる装着部(進退駆動部)38と、モニタ22と、ストッパ23とを備えている。
モニタ22は、内視鏡10と接続されており、内視鏡10の取得した画像を表示する。ストッパ23の詳細については後述する。
モニタ22は、内視鏡10と接続されており、内視鏡10の取得した画像を表示する。ストッパ23の詳細については後述する。
図3は、処置具ユニット40を模式的に示す図である。処置具ユニット40は、処置具(エンドエフェクタ)41と、処置具41が取り付けられたアーム42とを有するアーム部43と、処置具41およびアーム42を駆動させるモータユニット45とを備えている。アーム部43とモータユニット45との間の領域は、可撓性を有する接続部44となっている。
図4は、コンソール21の操作部30を示す図である。操作部30は、アーム部42に対する操作入力に用いる操作アーム31と、操作アーム31が取り付けられたベース部(進退操作部)32とを有する。
操作アーム31と処置具ユニット40のアーム42は、それぞれ複数の関節31aおよび42aを有する。関節31aと関節42aの数は等しく、各関節の回動軸の態様は一致している。関節31aおよび42aの各々には図示しないエンコーダ等が設けられ、回転角を検出可能に構成されている。これにより、術者Opが操作アーム31を操作して任意の形状にすると、制御部35によりアーム42の各関節42aが駆動され、アーム部43の形状が操作アーム31の形状に対応した形状になる。
操作アーム31の先端部には、処置具41を動作させるための処置操作部31bが設けられている。処置操作部31bの具体的態様は、処置具41の構成等に応じて、適宜設定できる。例えば、処置具41が把持鉗子である場合は、把持鉗子と同等の構造を有してもよい。処置具41が通電して使用するナイフである場合は、通電のオンオフを切り替えるボタンを有する構造であってもよい。
ベース部32は、コンソール21に対して相対移動可能に取り付けられている。ベース部32をコンソール21に対して相対移動させると、装着部38がコンソール21に対して相対移動する。これにより、装着部38に取り付けられた処置具ユニット40をコンソール21に対して相対移動させることができる。
図5は、コンソール21に処置具ユニット40が装着された状態における、マニピュレータ20の機能ブロック図である。図5において、モニタ22は省略されている。図5において、各構成を接続する太線は、動力を伝達可能な物理的結合を意味し、各構成を接続する細線は信号の送受信が可能な論理的結合を意味する。
本実施形態のマニピュレータ20において、ベース部32と装着部38とは、例えばベルトやチェーン等により物理的に結合している。したがって、ベース部32をコンソール21に対して相対移動させると、装着部38は、ベース部32と連動してコンソール21に対して相対移動する。このとき、操作アーム31は、ベース部32と共に移動し、装着部38に取り付けられたモータユニット45も、装着部38と共に移動する。
ストッパ23は、ベース部32と物理的に結合している。ストッパ23が作動すると、ベース部32はコンソール21に対して相対移動しないように保持される。
モータユニット45は、アーム部43と物理的に結合している。モータユニット45は、モータ等の駆動源を複数有し、アーム42の各関節42aは、それぞれ対応する駆動源と、ワイヤ等の伝達部材で接続されている。処置具41についても、必要に応じて伝達部材で駆動源と接続される。
制御部35は、種々の演算および判定を行う計算部(干渉検知部)36と、計算部36と論理的に結合され、計算部36の出力に応じてマニピュレータ20の各部を動作させる動作指令部37とを備えている。
計算部36は、操作アーム31、アーム42、およびモータユニット45と論理的に結合している。動作指令部37は、モータユニット45およびストッパ23と論理的に結合しており、動作信号を送信することによりモータユニット45およびストッパ23を動作させることができるように構成されている。
計算部36は、操作アーム31、アーム42、およびモータユニット45と論理的に結合している。動作指令部37は、モータユニット45およびストッパ23と論理的に結合しており、動作信号を送信することによりモータユニット45およびストッパ23を動作させることができるように構成されている。
上記のように構成されたシステム1の使用時の動作について、大腸に対して処置を行う場合の例を用いて説明する。図1に示すように、システム1は、コンソール21を操作する術者Opと、オーバーチューブ80および内視鏡10を操作するスコピストScの少なくとも二人によって操作される。
準備作業として、処置具ユニット40のモータユニット45をコンソール21の装着部38に装着する。
次に、図1に示すように、スコピストScは、内視鏡10をオーバーチューブ80の第一ルーメンに挿入し、処置具ユニット40をアーム部43側から第二ルーメンに挿入する。
次に、図1に示すように、スコピストScは、内視鏡10をオーバーチューブ80の第一ルーメンに挿入し、処置具ユニット40をアーム部43側から第二ルーメンに挿入する。
スコピストScは、内視鏡10および処置具ユニット40が挿通されたオーバーチューブ80を、患者Pの肛門に挿入する。続いてスコピストScは、第二モニタ90で内視鏡10が取得した画像を観察しながらオーバーチューブ80を大腸内で前進させ、内視鏡10および処置具ユニット40が挿通されたオーバーチューブ80を対象部位の付近まで導入する。
続いてスコピストScは、内視鏡10をオーバーチューブ80から突出させ、必要に応じて湾曲操作を行い、対象部位に処置を行う際の視野を確保する。以上で準備作業が完了する。
準備作業完了後、術者Opが操作アーム31を把持しつつベース部32を自身の前方に移動させると、装着部38およびモータユニット45が連動し、処置具ユニット40がオーバーチューブ80の先端に向かって移動する。その結果、アーム部43がオーバーチューブ80から突出する。
アーム部43がオーバーチューブ80から突出した後、術者Opは、操作アーム31とアーム部43とを対応付けるよう、操作部30に所定の入力を行う。所定入力に基づき、操作部30からは、対応付け指令が制御部35に出力される。
対応付け指令を受信した制御部35において、まず計算部36が操作アーム31の各関節31aの状態を示す情報と、アーム42の各関節42aの状態を示す情報を取得する。続いて計算部36は、取得した情報に基づいて、アーム42を操作アーム31の相似形状に変化させるために必要な各関節42aの動作量を算出し、動作指令部37に送信する。
動作指令部37は、受信した各関節42aの必要動作量に基づいて、各関節42aを駆動するための駆動信号を生成し、モータユニット45に送信する。モータユニット45が駆動されて各関節42aが動作し、アーム42と操作アーム31とが略同一の相似形状となると、対応付けが完了する。
対応付けが完了した後は、対応付けと同様の処理が所定間隔(例えば数十ミリ秒)で繰り返される。これにより、処置具41が取り付けられたアーム部43は、操作アーム31に対して相似形状を保持するように相似制御される。
術者Opは、モニタ22に表示される対象部位の映像を確認しながら、操作アーム31および処置操作部31bを適宜操作することにより、対象部位に対して所望の処置を行うことができる。
アーム部43を後退させるとき、術者Opは、ベース部32を自身の手前に後退させる。このとき、図6に示すように、アーム42が曲がっていると、アーム部43はオーバーチューブ80の第二ルーメンに入っていくことができない。この状態でベース部32の後退操作が継続されると、アーム部43に過剰な負荷がかかり、アーム部43やオーバーチューブ80等が破損する可能性がある。
本実施形態のシステム1は、アーム部43とオーバーチューブ80とが干渉すると、アーム部43に過剰な負荷がかかることが抑制されるように構成されている。以下、詳細に説明する。
本実施形態のシステム1は、アーム部43とオーバーチューブ80とが干渉すると、アーム部43に過剰な負荷がかかることが抑制されるように構成されている。以下、詳細に説明する。
図6に示すように、アーム42の複数の関節のうち、最も基端側に配置された関節42aが曲げられている場合を考える。この状態で術者Opがベース部32を後退させると、関節42aより先端側の領域はオーバーチューブ80に入っていくことができない。その結果、アーム部43とオーバーチューブ80とが干渉する。アーム部43とオーバーチューブ80とが干渉した状態で、さらにベース部32を後退させると、オーバーチューブ80により、曲がった関節42aの先端側領域に対して、関節42aの基端側領域と平行な状態にする方向に作用する力F1が作用する。
図7は、処置具ユニット40の一部を示す模式図である。モータユニット45の駆動源に取り付けられた駆動プーリ46と、関節42aを駆動するための従動プーリ49とは、操作部材47aおよび47bにより駆動力を伝達可能に接続されている。
上記干渉により関節42aに力F1が作用すると、関節42aを曲げるために駆動プーリ46によって牽引されている操作部材47aが、従動プーリ49側に引き戻される。その結果、操作部材47aに作用する張力が増加する。
操作部材47aおよび47bには、それぞれ力センサ48aおよび48bが取り付けられている。力センサ48aおよび48bの検出値は、所定間隔で制御部35の計算部36に送信されている。計算部36は、力センサ48aおよび48bの検出値が所定の閾値を超えている、すなわち、関節42aに所定値以上の外力が作用している場合に、アーム部43とオーバーチューブ80とが干渉していると判定し、判定結果を動作指令部37に送信する。
判定結果を受信した動作指令部37は、ストッパ23に動作信号を送り、ストッパ23を作動させる。ストッパ23が作動すると、ベース部32は、コンソール21に対して相対移動できないように保持される。その結果、装着部38のコンソール21に対する相対移動も禁止され、処置具ユニット40はオーバーチューブ80に対して前進および後退のいずれもできなくなる。
以上により、オーバーチューブ80との干渉による過剰な負荷がアーム部43に作用することが防止される。
以上により、オーバーチューブ80との干渉による過剰な負荷がアーム部43に作用することが防止される。
上述した力センサは、アーム42のすべての関節に設けられており、すべての力センサの検出値が所定間隔で計算部36に送信されている。計算部36は、アーム42のすべての関節について、干渉の有無を継続監視している。
本実施形態のシステム1によれば、計算部36が処置具ユニット40とオーバーチューブ80との干渉を検出すると、動作指令部37が、ストッパ23を作動させ、処置具ユニット40のオーバーチューブ80に対する後退を規制する。その結果、アーム部43に過剰な負荷が作用することが好適に防止され、処置具ユニット40の破損等を抑制することができる。
本実施形態のシステム1においては、操作アーム31の関節31aは駆動源により駆動されないため、アーム部43に干渉による負荷が作用しても、当該負荷は操作アーム31にはフィードバックされない。したがって、術者Opは、アーム部43に干渉による負荷が作用していることを操作アーム31から認識することはできない。
さらに、処置中、内視鏡10はオーバーチューブ80から突出されているため、干渉が生じているアーム部43の関節は、内視鏡10の視野外に位置している場合が多い。したがって、術者Opがモニタ22に表示される画像からアーム部43とオーバーチューブ80とが干渉していることを認識することも困難である。
上述のような構成のシステム1では、術者Opの適切な操作によって処置具ユニットとオーバーチューブとの干渉を回避したり、干渉の程度を抑えたりすることが非常に困難である。
システム1は、計算部36および動作指令部37を備えることにより、術者Opの操作によらずに確実に処置具ユニットの破損等を抑制することができる。
システム1は、計算部36および動作指令部37を備えることにより、術者Opの操作によらずに確実に処置具ユニットの破損等を抑制することができる。
また、動作指令部37は、干渉が発生していると計算部36が判定したときにストッパ23を動作させる。したがって、システム1における処置具ユニットの過負荷を防止する効果は、オーバーチューブ80が体内で蛇行する等により生じる相対位置関係の変化に影響されず、安定して発揮される。その結果、オーバーチューブが可撓性を有していても、アームとオーバーチューブとの干渉による悪影響を確実に抑制することができる。
本実施形態において、ストッパの具体的態様は多数考えられる。例えば、ベース部32および装着部38の少なくとも一方をコンソール21に対して相対移動しないように固定するブレーキであってもよいし、ベース部32と装着部38との連動を解除可能なクラッチであってもよい。すなわち、ストッパは、作動することにより進退駆動部の動作を規制することができれば、進退駆動部および進退操作部の一方または両方に設けられてもよいし、いずれでもない位置に設けられてもよい。
また、アーム部43とオーバーチューブ80との干渉は、処置具ユニットがオーバーチューブに対して後退したときに発生する。したがって、ストッパは、少なくとも処置具ユニットのオーバーチューブに対する後退を規制すればよく、オーバーチューブに対する前進を許可するように構成されてもよい。
さらに、ストッパ23が動作していることを術者Opが容易に認識できるように、ストッパ23が動作しているときに所定のメッセージや表示等がモニタ22に表示されるようにシステム1が構成されてもよい。
さらに、干渉を検知するための構成についても、上述した力センサを用いる態様には限定されない。例えば、モータユニットが駆動源としてサーボモータ等を用いている場合、関節がオーバーチューブとの干渉により生じる外力によって回動されると、関節を所定の回転角度に維持するために駆動源が出力している電流値が変化する。したがって、動作指令部が駆動源に指令した電流値と、実際に駆動源で検出される電流値との差分が所定の閾値以上であるか否かにより、計算部が干渉の有無を判定するようにシステムが構成されてもよい。
本発明の第二実施形態について、図8を参照して説明する。本実施形態は、干渉が生じているか否かの判定態様において第一実施形態と異なっている。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
図8は、本実施形態のシステムにおける計算部36の判定の流れを示すフローチャートである。
ステップS10において、計算部36が力センサ(例えば力センサ48a)から検出値を取得すると、計算部36は、ステップS20において、検出値が閾値を超えているか否かを判定する。
ステップS20における判定がNoの場合、処理はステップS21に進み、計算部36は干渉が発生していないと判定して処理を終了する。ステップS20における判定がYesの場合、処理はステップS30に進む。
ステップS10において、計算部36が力センサ(例えば力センサ48a)から検出値を取得すると、計算部36は、ステップS20において、検出値が閾値を超えているか否かを判定する。
ステップS20における判定がNoの場合、処理はステップS21に進み、計算部36は干渉が発生していないと判定して処理を終了する。ステップS20における判定がYesの場合、処理はステップS30に進む。
ステップS30において、計算部36は、動作指令部37が閾値を超える検出値を示す関節(判定対象関節)に送信した動作信号を参照し、動作信号により当該関節に設定された回転角度を取得する。
続くステップS40において、計算部36は、ステップS30で取得した回転角度とステップS10で取得した検出値とに基づいて、閾値を超える検出値を生じさせている負荷が判定対象関節を回動させる方向を特定し、回動方向、すなわち負荷が関節に作用する方向が干渉を小さくする方向であるか否かを判定する。
アーム部43がオーバーチューブ80と干渉している場合、オーバーチューブ80に押された関節43aは、干渉している関節43aよりも先端側の領域がオーバーチューブ80と平行になるように、すなわち、干渉が小さくなる方向に回動しようとする。したがって、ステップS40における判定がYesの場合、処理はステップS41に進み、計算部36は干渉が発生していると判定して動作指令部37に干渉発生を通知し、処理を終了する。ステップS40における判定がNoの場合、処理はステップS21に進み、計算部36は干渉が発生していないと判定して処理を終了する。ステップS40における判定がNoの場合、閾値を超える検出値を生じさせている負荷は、例えば、アーム部43が臓器や組織等と接触して押圧力を受けた等によるものである可能性があり、少なくともオーバーチューブ80によるものではないと考えられる。
本実施形態のシステムによっても、第一実施形態と同様に、アーム部43に過剰な負荷が作用することが好適に防止され、処置具ユニットの破損等を抑制することができる。
さらに、計算部36が判定対象関節における負荷の大きさに加えて、負荷の方向を考慮して干渉が生じているか否かの判定を行うように構成されているため、干渉の発生の有無に関する誤判定を低減し、不要なストッパの作動を抑制することができる。
さらに、計算部36が判定対象関節における負荷の大きさに加えて、負荷の方向を考慮して干渉が生じているか否かの判定を行うように構成されているため、干渉の発生の有無に関する誤判定を低減し、不要なストッパの作動を抑制することができる。
本発明の第三実施形態について、図9および図10を参照して説明する。本実施形態は、干渉が生じているか否かの判定態様において上述の各実施形態と異なっている。
図9は、本実施形態のシステムにおけるマニピュレータ20Aの機能ブロック図である。マニピュレータ20Aにおいて、ベース部32には、エンコーダ33が取り付けられている。エンコーダ33は、計算部36と論理的に結合しており、ベース部32とコンソール21との位置関係、およびコンソール21に対するベース部32の移動方向等を示す情報が所定間隔で計算部36に送信されるように構成されている。
図10は、本実施形態のシステムにおける計算部36の判定の流れを示すフローチャートである。ステップS20における判定がYesの場合、処理はステップS30に代えてステップS130に進む。
ステップS130において、計算部36は、エンコーダ33から取得した情報に基づき、閾値を超える負荷が発生する直前におけるベース部32の動作が、術者Opの手前への移動であるか否かを判定する。この判定は、ベース部32と連動する装着部38が、装着された処置具ユニット40をオーバーチューブ80に対して後退させる方向へ駆動されているか否かを判定するために行われる。ステップS130における判定がYesの場合、処理はステップS41に進み、判定がNoの場合、処理はステップS21に進む。その他の点は第二実施形態と同様である。
ステップS130において、計算部36は、エンコーダ33から取得した情報に基づき、閾値を超える負荷が発生する直前におけるベース部32の動作が、術者Opの手前への移動であるか否かを判定する。この判定は、ベース部32と連動する装着部38が、装着された処置具ユニット40をオーバーチューブ80に対して後退させる方向へ駆動されているか否かを判定するために行われる。ステップS130における判定がYesの場合、処理はステップS41に進み、判定がNoの場合、処理はステップS21に進む。その他の点は第二実施形態と同様である。
マニピュレータ20Aを備えた本実施形態のシステムにおいても、上述した各実施形態のシステムと同様に、アーム部43に過剰な負荷が作用することが好適に防止され、処置具ユニットの破損等を抑制することができる。
さらに、計算部36が判定対象関節における負荷の大きさに加えて、ベース部32の移動方向を考慮して干渉が生じているか否かの判定を行うように構成されているため、干渉の発生の有無に関する誤判定を低減し、不要なストッパの作動を抑制することができる。
さらに、計算部36が判定対象関節における負荷の大きさに加えて、ベース部32の移動方向を考慮して干渉が生じているか否かの判定を行うように構成されているため、干渉の発生の有無に関する誤判定を低減し、不要なストッパの作動を抑制することができる。
本実施形態において、エンコーダ33は、ベース部32でなく装着部38に取り付けられてもよいし、ベース部32および装着部38の両方に取り付けられてもよい。
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成要素の組み合わせを変えたり、各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したりすることが可能である。
例えば、図11に示すように、ベース部32および装着部38の少なくとも一方に配置されたエンコーダ(進退位置検出部)33と、制御部35に設けられ、計算部36と論理的に結合されたメモリ(記憶部)39とを備えるマニピュレータ20Bを用いて変形例のシステムが構成されてもよい。
この場合、計算部36が処置具ユニットとオーバーチューブとの干渉が生じたと判定した時点における、装着部38のコンソール21に対する相対位置を示す情報(進退位置情報)を、計算部36がエンコーダ33から取得し、メモリ39に記憶する。その後、エンコーダ33から取得された装着部38の進退位置情報がメモリ39に記憶された進退位置情報に対して所定の関係を満たしたときは、干渉の有無の判定結果に関わらず動作指令部37がストッパ23を作動させるようにシステムが構成されてもよい。
このようにすると、一度干渉が生じた後は、干渉が生じる前に処置具ユニット40の後退を規制することができ、よりアーム部に作用する負荷を低減することができる。
この場合、計算部36が処置具ユニットとオーバーチューブとの干渉が生じたと判定した時点における、装着部38のコンソール21に対する相対位置を示す情報(進退位置情報)を、計算部36がエンコーダ33から取得し、メモリ39に記憶する。その後、エンコーダ33から取得された装着部38の進退位置情報がメモリ39に記憶された進退位置情報に対して所定の関係を満たしたときは、干渉の有無の判定結果に関わらず動作指令部37がストッパ23を作動させるようにシステムが構成されてもよい。
このようにすると、一度干渉が生じた後は、干渉が生じる前に処置具ユニット40の後退を規制することができ、よりアーム部に作用する負荷を低減することができる。
本変形例において、一度干渉が生じた後にストッパが作動するための上述した所定の関係は、適宜設定することができる。したがって、干渉が生じた位置と同一位置のみに限定してもよいし、例えば干渉が生じた位置から数ミリメートル程度基端側まで範囲を広げ、より確実に干渉発生を回避する設定にしてもよい。
また、ストッパ23を作動させる前に、上述の実施形態と同様に計算部36が干渉の有無を判定し、干渉が生じていないと判定されたときに、ストッパ23の作動をキャンセルするようにシステムが構成されてもよい。このようにすると、干渉の有無に関する判定の間違いを低減し、より正確にシステムを動作させることができる。
本発明における医療用マニピュレータは、上述したような相似制御を行うものには限られない。例えば、アーム部と異なる形状のマスターアームを備えたマスタスレーブ方式の医療用マニピュレータであってもよい。
また、本発明において、エンドエフェクタは、処置具には限定されない。例えば、対象部位の一部を拡大観察するための観察手段であってもよい。
本発明は、医療用マニピュレータシステムに適用することができる。
1 医療用マニピュレータシステム
23 ストッパ
32 ベース部(進退操作部)
33 エンコーダ(進退位置検出部)
36 計算部(干渉検知部)
37 動作指令部
38 装着部(進退駆動部)
39 メモリ(記憶部)
40 処置具ユニット
41 処置具(エンドエフェクタ)
42 アーム
42a 関節
80 オーバーチューブ(挿入補助デバイス)
23 ストッパ
32 ベース部(進退操作部)
33 エンコーダ(進退位置検出部)
36 計算部(干渉検知部)
37 動作指令部
38 装着部(進退駆動部)
39 メモリ(記憶部)
40 処置具ユニット
41 処置具(エンドエフェクタ)
42 アーム
42a 関節
80 オーバーチューブ(挿入補助デバイス)
Claims (5)
- 関節を有するアームと、前記アームに取りつけられるエンドエフェクタとを含むアーム部を有する処置具ユニットと、
前記処置具ユニットが挿通される挿入補助デバイスと、
前記処置具ユニットが取り付けられる進退駆動部と、
前記進退駆動部を操作可能に構成された進退操作部と、
作動することにより、前記進退駆動部の動作を規制可能に構成されたストッパと、
前記挿入補助デバイスから突出された前記アーム部と、前記挿入補助デバイスとの干渉を検知可能に構成された干渉検知部と、
前記ストッパを作動可能に構成された動作指令部と、
を備え、
前記動作指令部は、前記干渉検知部が前記干渉を検知したときに前記ストッパを作動させて前記進退駆動部の動作を規制することにより、前記処置具ユニットの前記挿入補助デバイスに対する後退動作を制限する、
医療用マニピュレータシステム。 - 前記干渉検知部は、前記関節に所定値以上の外力が作用しており、かつ前記外力が前記干渉を小さくする方向に作用しているときに、前記干渉が発生していると判定するように構成されている、請求項1に記載の医療用マニピュレータシステム。
- 前記干渉検知部は、前記関節に所定値以上の外力が作用しており、かつ前記進退駆動部が、前記処置具ユニットを前記挿入補助デバイスに対して後退させる方向に駆動されているときに、前記干渉が発生していると判定するように構成されている、請求項1または2に記載の医療用マニピュレータシステム。
- 前記干渉検知部は、前記関節に所定値以上の外力が作用しているときに、前記干渉が発生していると判定するように構成されている、請求項1に記載の医療用マニピュレータシステム。
- 前記進退駆動部の位置を検出可能に構成された進退位置検出部と、
前記進退位置検出部の検出した進退位置情報を記憶可能に構成された記憶部と、
をさらに備え、
前記干渉検知部は、前記干渉を検知したときの前記進退位置情報を前記記憶部に記憶させ、
前記動作指令部は、その後に進退位置検出部で取得された進退位置情報が、前記記憶部に記憶された進退位置情報に対して所定の関係を満たすときに、前記ストッパを作動させる、請求項1から4のいずれか一項に記載の医療用マニピュレータシステム。
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