JPWO2016093049A1 - Manipulator system - Google Patents
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Abstract
複数の医療器具を備えたマニピュレータシステムにおいて、誤操作に基づいた誤動作が起こることを防ぐマニピュレータシステムを提供する。第一マニピュレータ(2)に対する操作指令を特定可能な情報を保持し前記第一マニピュレータとは異なる第二マニピュレータ(42)に取り付け可能な情報保持部材(16)と、前記情報保持部材に対して所定距離以下に近接あるいは前記情報保持部材に接触したことを検出するセンサ(23)と、前記近接あるいは前記接触があることを前記センサが検出した時に前記第一マニピュレータへの操作入力を許可する制御部(30)と、を備える。In a manipulator system including a plurality of medical instruments, a manipulator system is provided that prevents a malfunction based on an erroneous operation from occurring. An information holding member (16) that holds information capable of specifying an operation command for the first manipulator (2) and can be attached to a second manipulator (42) different from the first manipulator, and a predetermined for the information holding member A sensor (23) for detecting proximity or contact with the information holding member below a distance, and a control unit that permits operation input to the first manipulator when the sensor detects that the proximity or the contact is present (30).
Description
本発明は、マニピュレータシステムに関する。
本願は、2014年12月10日に、日本国に出願された特願2014―249836号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。The present invention relates to a manipulator system.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2014-249836 for which it applied to Japan on December 10, 2014, and uses the content here.
従来、複数の医療器具が体内に挿入されて各医療器具により体内で手術が行われる場合、ある医療器具を操作している操作者が、自分では手に持つことができない他の医療器具を動作させて手術を行う必要が生じる場合がある。このような動作をさせることができる技術として、たとえば特許文献1,2には、鉗子等の医療器具の操作部に、他の医療器具である内視鏡を動作させるための入力手段を設けることが開示されている。
また、体外における操作に対応して体内で手術を行うマニピュレータシステムに、特許文献3,4,5に開示されているように操作者の指に取り付け可能なセンサを備えることで、操作者の指の動きを医療器具の操作指令に変換することが知られている。Conventionally, when multiple medical devices are inserted into the body and surgery is performed in the body by each medical device, an operator operating a certain medical device operates other medical devices that cannot be held by hand It may be necessary to perform surgery. As a technique capable of such an operation, for example, in
In addition, a manipulator system that performs an operation in the body corresponding to an operation outside the body includes a sensor that can be attached to the operator's finger as disclosed in
複数の医療器具を備えたマニピュレータシステムにおいて各医療器具を適切に動作させるためには、各医療器具を動作させる必要が生じたときにその医療器具を操作者が動作させる必要がある。しかしながら、特許文献1から5に開示された技術では、操作者が誤って触れることで動作させる必要がない場合でも医療器具が動作する場合がある。 In order to properly operate each medical instrument in a manipulator system including a plurality of medical instruments, it is necessary for an operator to operate each medical instrument when it becomes necessary to operate each medical instrument. However, in the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 5, there are cases where the medical instrument operates even when the operator does not need to operate it by touching it by mistake.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、誤操作に基づいた誤動作が起こることを防ぐマニピュレータシステムを提供することである。 This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, The objective is to provide the manipulator system which prevents that the malfunction based on incorrect operation arises.
本発明の第一態様によれば、マニピュレータシステムは、第一マニピュレータに対する操作指令を特定可能な情報を保持し前記第一マニピュレータとは異なる第二マニピュレータに取り付け可能な情報保持部材と、前記情報保持部材に対して所定距離以下に近接あるいは前記情報保持部材に接触したことを検出するセンサと、前記近接あるいは前記接触があることを前記センサが検出した時に前記第一マニピュレータへの操作入力を許可する制御部と、を備える。 According to the first aspect of the present invention, the manipulator system holds information capable of specifying an operation command for the first manipulator and can be attached to a second manipulator different from the first manipulator, and the information holding A sensor that detects that the member is close to or less than a predetermined distance from the member or has touched the information holding member, and an operation input to the first manipulator is permitted when the sensor detects that the member has approached or is in contact. A control unit.
本発明の第二態様によれば、上記第一態様に係るマニピュレータシステムにおいては、前記情報保持部材が前記第二マニピュレータの操作部に対して着脱可能であってもよい。 According to the second aspect of the present invention, in the manipulator system according to the first aspect, the information holding member may be detachable from the operation unit of the second manipulator.
本発明の第三態様によれば、上記第二態様に係るマニピュレータシステムにおいては、前記情報保持部材が、前記第一マニピュレータに対する操作指令を特定可能な情報として、前記センサにより特定可能であり互いに異なる複数の情報を互いに異なる位置に保持していてもよい。 According to a third aspect of the present invention, in the manipulator system according to the second aspect, the information holding member can be specified by the sensor as information that can specify an operation command for the first manipulator and is different from each other. A plurality of pieces of information may be held at different positions.
本発明の第四態様によれば、上記第三態様に係るマニピュレータシステムにおいては、前記複数の情報に対応する複数の操作指令から前記センサにより特定された情報に対応する操作指令を前記制御部が選択して前記第一マニピュレータに対して発してもよい。 According to the fourth aspect of the present invention, in the manipulator system according to the third aspect, the control unit receives an operation command corresponding to information specified by the sensor from a plurality of operation commands corresponding to the plurality of information. You may select and emit to the first manipulator.
本発明の第五態様によれば、上記第一態様から第四態様のいずれか一つの態様に係るマニピュレータシステムにおいては、前記情報保持部材が、導電性を有する被検出面と、前記被検出面と反対側に位置し前記第二マニピュレータに取り付けるための取付面と、を有するシート状であってもよく、前記センサが、前記被検出面に接触することで導通する互いに離間して配された一対の電極を有していてもよい。 According to a fifth aspect of the present invention, in the manipulator system according to any one of the first aspect to the fourth aspect, the information holding member includes a detected surface having conductivity, and the detected surface. And a mounting surface for mounting on the second manipulator, and the sensor is disposed apart from each other so as to be conductive by contacting the detected surface. You may have a pair of electrode.
本発明の第六態様によれば、上記第五態様に係るマニピュレータシステムにおいては、前記情報保持部材が、互いに離間して配され互いに抵抗値が異なる複数の導電部を有していてもよく、前記制御部が、前記複数の導電部における抵抗値を前記情報として、前記抵抗値に対応して互いに異なる複数の操作指令から少なくとも一の操作指令を選択して前記第一マニピュレータに対して発してもよい。 According to the sixth aspect of the present invention, in the manipulator system according to the fifth aspect, the information holding member may have a plurality of conductive portions that are spaced apart from each other and have different resistance values. The control unit selects at least one operation command from a plurality of different operation commands corresponding to the resistance value as resistance values in the plurality of conductive units and issues them to the first manipulator. Also good.
本発明の第七態様によれば、上記第五態様に係るマニピュレータシステムにおいては、前記情報保持部材が、互いに離間して配される複数の導通面のパターンを有し前記パターンが互いに異なる複数の導電部を有していてもよく、前記センサが、前記複数の導電部の導通面に接触した時に導通可能な一対の電極が格子状に配された電極群を有していてもよく、前記制御部が、前記電極群において導通している電極のパターンを前記情報として、前記電極のパターンに対応して互いに異なる複数の操作指令から少なくとも一の操作指令を選択して前記第一マニピュレータに対して発してもよい。 According to a seventh aspect of the present invention, in the manipulator system according to the fifth aspect, the information holding member has a plurality of conductive surface patterns arranged apart from each other, and the patterns are different from each other. The sensor may have a conductive part, and the sensor may have an electrode group in which a pair of electrodes that can conduct when contacting the conductive surfaces of the plurality of conductive parts are arranged in a lattice shape, The control unit selects at least one operation command from a plurality of different operation commands corresponding to the electrode pattern and uses the electrode pattern that is conductive in the electrode group as the information to the first manipulator. May be issued.
本発明の第八態様によれば、上記第六態様または第七態様に係るマニピュレータシステムにおいては、前記情報保持部材が、前記複数の導電部の間に、前記複数の導電部の位置を触知させる突起を有していてもよい。 According to an eighth aspect of the present invention, in the manipulator system according to the sixth aspect or the seventh aspect, the information holding member palpates positions of the plurality of conductive portions between the plurality of conductive portions. You may have the protrusion made to make.
本発明の第九態様によれば、上記第一態様から第四態様のいずれか一つの態様に係るマニピュレータシステムにおいては、前記情報保持部材が、磁性シートを有していてもよく、前記センサが、ホール素子であってもよい。 According to a ninth aspect of the present invention, in the manipulator system according to any one of the first aspect to the fourth aspect, the information holding member may have a magnetic sheet, and the sensor A Hall element may be used.
本発明の第十態様によれば、上記第一態様から第四態様のいずれか一つの態様に係るマニピュレータシステムにおいては、前記情報保持部材が、前記情報に対応した光の反射特性を有する反射材を有していてもよく、前記センサは前記反射材からの反射光を検出するフォトセンサを有していてもよい。 According to a tenth aspect of the present invention, in the manipulator system according to any one of the first to fourth aspects, the information holding member has a light reflection characteristic corresponding to the information. The sensor may include a photosensor that detects reflected light from the reflective material.
本発明の第十一態様によれば、上記第十態様に係るマニピュレータシステムにおいては、前記情報保持部材が、前記フォトセンサにより特定可能であり互いに反射率が異なる複数の前記反射材を互いに異なる位置に有していてもよい。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the manipulator system according to the tenth aspect, the information holding member can be specified by the photosensor, and the plurality of reflective materials having different reflectances can be positioned at different positions. You may have.
本発明の第十二態様によれば、上記第一態様に係るマニピュレータシステムにおいては、前記近接あるいは前記接触の有無を提示する提示部を前記制御部が有していてもよい。 According to the twelfth aspect of the present invention, in the manipulator system according to the first aspect, the control unit may have a presentation unit that presents the presence or absence of the proximity or the contact.
上記各態様に係るマニピュレータシステムによれば、誤操作に基づいた誤動作が起こることを防ぐマニピュレータシステムを提供することができる。 According to the manipulator system according to each of the above aspects, it is possible to provide a manipulator system that prevents an erroneous operation based on an erroneous operation from occurring.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1実施形態のマニピュレータシステムを示す模式図である。図2は、本実施形態のマニピュレータシステムにおける情報保持部材であるシート状部材を示す平面図である。図3は、図2のA−A線における断面図である。図4は、本実施形態の情報保持部材における各導電部の位置と、本実施形態のマニピュレータシステムにおける第一マニピュレータの動作との関係を示す説明図である。図5は、本実施形態のマニピュレータシステムにおける情報保持部材であるシート状部材の他の構成例を示す平面図である。図6は、本実施形態のシート状部材に対するセンサの接触状態の一例を示す説明図である。(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a manipulator system according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing a sheet-like member that is an information holding member in the manipulator system of the present embodiment. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the position of each conductive portion in the information holding member of the present embodiment and the operation of the first manipulator in the manipulator system of the present embodiment. FIG. 5 is a plan view showing another configuration example of a sheet-like member that is an information holding member in the manipulator system of the present embodiment. FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of a contact state of the sensor with the sheet-like member of the present embodiment.
図1に示す本実施形態のマニピュレータシステム1は、たとえば外科手術に使用される医療用のシステムである。 A manipulator system 1 according to this embodiment shown in FIG. 1 is a medical system used for, for example, a surgical operation.
図1に示すように、マニピュレータシステム1は、第一マニピュレータ2と第二マニピュレータ42とを少なくとも備える。本実施形態のマニピュレータシステム1は、以下に説明する第一マニピュレータ2及び第二マニピュレータ42に加えてさらに他のマニピュレータを備えていてもよい。 As shown in FIG. 1, the manipulator system 1 includes at least a
第一マニピュレータ2は、内視鏡3と、内視鏡3を動作させるための遠隔入力部15と、内視鏡3の動作を制御する制御部30と、内視鏡3によって得られた映像を表示する表示装置37と、内視鏡3を支持する支持アーム38とを備えている。これにより、第一マニピュレータ2は、体内を観察することができる。
本実施形態では、第1マニピュレータ2が内視鏡3を備えた例が示されているが、第1マニピュレータ2は、体内を観察するための装置でなくてもよい。たとえば、第1マニピュレータ2は、把持鉗子や電気メスなどの処置具を備えていてもよい。The
In the present embodiment, an example in which the
内視鏡3は、挿入部4と、操作部(以下、「第一操作部9」という。)と、駆動部12とを備えている。 The
挿入部4は、先端側が体内に挿入される長尺部である。
挿入部4は、管部5と、能動湾曲部7と、撮像部8とを備えている。The
The
管部5は、先端部分に能動湾曲部7が配され基端部分に第一操作部9が配された管状部材である。管部5の内部には、能動湾曲部7を動作させるためのアングルワイヤ14と、撮像部8に接続された信号線6とが配されている。本実施形態の管部5は硬質である。なお、管部5が柔軟であってもよい。 The
能動湾曲部7は、駆動部12からアングルワイヤ14を介して動力が伝達することで所定の方向に湾曲動作可能な筒状部材である。 The
撮像部8は、能動湾曲部7の先端部分に配されている。撮像部8は、処置対象部位を撮像するための不図示の光学系,イメージセンサ,及び制御回路を備えている。 The
第一操作部9は、筐体10と、主入力部11とを備えている。 The first operation unit 9 includes a
筐体10は、管部5の基端部分に取り付けられている。筐体10の内部には主入力部11の一部と駆動部12とが配されている。 The
主入力部11は、能動湾曲部7を動作させるための筐体10の外部に配されたスイッチと、筐体10の内部に配された不図示の接点回路とを備えている。
本実施形態では、内視鏡3が主入力部11を備えることは必須ではない。すなわち、本実施形態では、内視鏡3の操作が全て遠隔入力部15を介して行われるようになっていてもよい。The
In the present embodiment, it is not essential that the
駆動部12は、動力源13と、アングルワイヤ14とを備えている。 The
動力源13は、主入力部11又は遠隔入力部15からの入力に基づいてアングルワイヤ14を動作させる不図示のアクチュエータ等を備えている。 The
アングルワイヤ14は、動力源13と能動湾曲部7とを連結するワイヤである。アングルワイヤ14は、動力源13が発する動力を能動湾曲部7へと伝達する。1つ以上のアングルワイヤ14が、能動湾曲部7の湾曲方向に対応して駆動部12に接続されている。 The
遠隔入力部15は、能動湾曲部7を動作させるための入力をするために、主入力部11とは異なる位置に設けられている。
遠隔入力部15は、シート状部材16と、検出デバイス21とを備えている。The
The
図1に示すシート状部材16は、本実施形態のマニピュレータシステム1の使用時に使用される医療器具に取り付けることが想定された部材である。たとえば、本実施形態のシート状部材16は、第二マニピュレータ42の第二操作部43に取り付けられる。なお、本実施形態において、たとえば、第一マニピュレータ2及び第二マニピュレータ42とは異なる他のマニピュレータが第一マニピュレータ2及び第二マニピュレータ42とともに使用される場合、当該他のマニピュレータにシート状部材16が取り付けられてもよい。 The sheet-
図2及び図3に示すように、シート状部材16は、被検出面17と、取付面20とを備えている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the sheet-
被検出面17は、導電性を有する複数の導電部18と、複数の導電部18を絶縁状態で維持する絶縁部19とを備えている。 The detected
複数の導電部18は、抵抗値が互いに異なる導電性の部材である。
複数の導電部18は、互いに抵抗値が異なるシート状の部材が互いに離間して絶縁部19に埋め込まれることにより、シート状部材16の被検出面17に沿って並べて配されている。
複数の導電部18の並べられ方は特に限定されない。たとえば、複数の導電部18は、第一マニピュレータ2の能動湾曲部7の湾曲操作方向(たとえば上下左右)に対応している。すなわち、複数の導電部18は、第一マニピュレータ2の駆動部12に対する操作指令に対応した情報を保持している。第一マニピュレータ2の駆動部12に対する操作指令に対応した情報とは、本実施形態では、複数の導電部18に固有の抵抗値である。
本実施形態では、管部5の中心線Xに直交する平面と被検出面17とが対応付けられており、管部5の先端に対する能動湾曲部7の先端の移動方向を規定する座標系と、被検出面17の面方向に延びる直交座標系とが対応付けられている。The plurality of
The plurality of
The manner in which the plurality of
In the present embodiment, a plane orthogonal to the center line X of the
一例を挙げると、複数の導電部18は、図4に示すように、管部5の中心線Xに直交する平面において、所定の上下左右(図4において、上方向U,下方向D,左方向L,右方向R)にそれぞれ対応した4つの導電部18(第一導電部18−1,第二導電部18−2,第三導電部18−3,第四導電部18−4)を備えている。また、図5に示すように、上下左右に加えて、左上,左下,右上,右下にそれぞれ対応した別の導電部18(第五導電部18−5,第六導電部18−6,第七導電部18−7,第八導電部18−8)をさらに備えていてもよい。
複数の導電部18は、駆動部12における動力源13(図1参照)の数と対応している必要はない。すなわち、複数の導電部18のうちの少なくとも1つが、複数の動力源13の協調動作を行う操作指令に対応した情報を保持していてもよい。For example, as shown in FIG. 4, the plurality of
The plurality of
このように、シート状部材16(図2参照)は、第一マニピュレータ2に対する操作指令を特定可能な情報として、図1に示すセンサ23により特定可能であり互いに異なる複数の情報を、シート状部材16上の複数の導電部18によって、互いに異なる位置に保持している。本実施形態では、複数の導電部18における各導電部(たとえば図2に示す上記の第一導電部18−1,第二導電部18−2,第三導電部18−3,第四導電部18−4)の抵抗値は全て互いに異なっているので、第一マニピュレータ2(図1参照)に対する操作指令を特定可能な情報として抵抗値を用いることができる。 As described above, the sheet-like member 16 (see FIG. 2) is a piece of information that can be specified by the
図3に示す取付面20は、シート状部材16を図1に示す第二マニピュレータ42に取り付けるための面である。取付面20は、被検出面17とは反対側に位置している。本実施形態では、シート状部材16の取付面20は、図1に示す第二マニピュレータ42の操作部(後述する第二操作部43)に取り付けることができる。取付面20は、本実施形態では粘着性を有しており、第二マニピュレータ42の第二操作部43に貼り付けることができる。なお、取付面20は、微粘着性を有していることによって着脱可能であってもよい。 The
このように、本実施形態のシート状部材16は、第一マニピュレータ2に対する操作指令を特定可能な情報を保持し、さらに、第一マニピュレータ2とは異なる第二マニピュレータ42に取り付け可能な、情報保持部材である。
また、本実施形態では、第二マニピュレータ42に取り付けられる上述のシート状部材16に加えて、第二マニピュレータ42とは異なる医療器具に取り付けられる別のシート状部材(不図示)が設けられていてもよい。この場合、当該別のシート状部材は、第二マニピュレータ42に取り付けられるシート状部材16と同一の構成を有していることにより、第一マニピュレータ2に対する入力を行うために使用することができる。Thus, the sheet-
In the present embodiment, in addition to the above-described sheet-
図1に示す検出デバイス21は、指サック22と、センサ23と、信号線27とを備えている。 The
指サック22は、操作者の指を入れることができる袋状あるいは筒状の部材である。指サック22は、操作者が第一マニピュレータ2や第二マニピュレータ42等を操作する際の邪魔にならないように、柔軟である。 The
センサ23は、図6に模式的に示すように、指サック22に固定された一対の電極24を備えている。 The
一対の電極24は、指サック22の外面に露出された第一電極25と第二電極26とを備えている。
第一電極25と第二電極26とは互いに離間して配された導体である。第一電極25及び第二電極26は、それぞれ信号線27を介して制御部30の入出力部32(図7参照)と電気的に接続される。第一電極25と第二電極26とは、図6に示すように複数の導電部18のうちの1つの導電部に同時に接触することができ、この時に第一電極25と第二電極26とは複数の導電部18のうちの他の導電部に接触しない。このため、一対の電極24の位置に応じて、複数の導電部18から一つの導電部を操作者の任意で選択することができる。The pair of
The first electrode 25 and the second electrode 26 are conductors that are spaced apart from each other. The first electrode 25 and the second electrode 26 are electrically connected to the input / output unit 32 (see FIG. 7) of the
本実施形態では、シート状部材16の被検出面17のうち、複数の導電部18のいずれかにセンサ23が接触した場合に、第一電極25と第二電極26とは導通状態となる。このように、本実施形態のセンサ23は、情報保持部材であるシート状部材16に接触したときに第一電極25と第二電極26とが導通状態となることにより、シート状部材16の被検出面17にセンサ23が接触したことを検出可能としている。 In the present embodiment, the first electrode 25 and the second electrode 26 are in a conductive state when the
図1及び図6に示す信号線27は、センサ23と制御部30とを電気的に接続するための接続手段である。 A
図7は、本実施形態のマニピュレータシステムにおける制御部の構成を示すブロック図である。
図7に示す制御部30は、内視鏡3の能動湾曲部7(図1参照)を駆動するために駆動部12を動作させる駆動系回路31と、撮像部8が取得した映像を表示装置37へ出力する撮像系回路36とを備えている。
駆動系回路31は、入出力部32と、判定部33と、信号生成部34と、提示部35とを備えている。FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a control unit in the manipulator system of the present embodiment.
The
The
入出力部32には、検出デバイス21の信号線27が接続され、さらに、駆動部12に対して駆動信号を出力するための別の信号線28が接続されている。入出力部32は、検出デバイス21からの入力を受け付け、検出デバイス21からの入力に対応する駆動信号を駆動部12へと出力する。 A
判定部33は、入出力部32に接続され、シート状部材16にセンサ23が接触したことが検出された時に第一マニピュレータ2への操作入力を許可する。本実施形態において判定部33が第一マニピュレータ2への操作入力を許可した状態とは、信号生成部34における駆動信号の生成が可能な状態である。 The
本実施形態の信号生成部34は、判定部33及び入出力部32に接続されるように設けられる。本実施形態の信号生成部34は、信号生成部34における駆動信号の生成が可能であるときに、複数の導電部18のうち検出デバイス21によって選択された一つの導電部の抵抗値に対応する操作指令を参照し、この操作指令に対応する駆動部12の駆動信号を生成する。信号生成部34は、駆動信号を生成後、入出力部32を介して駆動信号を駆動部12へと出力する。本実施形態の信号生成部34は、第一操作部9の主入力部11に対する操作入力に応じた駆動信号の生成も行う。遠隔入力部15への操作入力と主入力部11への操作入力との競合を回避するように駆動信号の生成は制御される。 The
提示部35は、シート状部材16に対するセンサ23の接触状態に応じて、操作者に知覚可能な手段(光,音,振動等)により、シート状部材16へのセンサ23の接触の有無を提示する。すなわち、提示部35は、第一マニピュレータ2が遠隔入力部15からの入力に応じて動作可能となっているか否かを、操作者に提示する。提示部35は、たとえば、遠隔入力部15を用いた第一マニピュレータ2の動作の可否を表示装置37に表示させる。 The presenting
撮像系回路36は、撮像部8が撮像した映像の情報に基づいて、表示装置37により表示可能な映像信号を表示装置37へ出力する。また、撮像系回路36は、遠隔入力部15を用いた第一マニピュレータ2の動作の可否を提示部35が表示装置37に表示させる構成の場合、提示部35からの信号を受けて、撮像部8が撮像した映像とともに表示装置37へ出力してもよい。 The
表示装置37は、撮像系回路36から出力された映像信号に基づいて映像を表示する。 The
図1に示す支持アーム38は、基部39と、可動部40と、連結部41とを備えている。 The support arm 38 shown in FIG. 1 includes a base portion 39, a
基部39は、床や机等に固定される部分である。
可動部40は、基部39に対して移動可能に連結された複数の関節を備えている。本実施形態では、可動部40は、手動で基部39に対して動作する構成であってもよいし、1つ以上の関節が電動で、たとえば制御部30の制御の下で、動作する構成であってもよい。The base 39 is a part fixed to a floor, a desk, or the like.
The
連結部41は、内視鏡3の挿入部4を保持することで、支持アーム38と内視鏡3とを連結する。 The connecting
図1に示す第二マニピュレータ42は、体内で処置対象部位に対して処置をするための処置具である。
第二マニピュレータ42は、操作部(以下、「第二操作部43」という。)と、筒体46と、処置部47と、伝達部材48とを備えている。The
The
第二操作部43は、上述の第一操作部9とは別の操作部であり、第二マニピュレータ42の処置部47を動作させるための操作が入力される。
第二操作部43は、操作者によって把持される本体部44と、本体部44に取り付けられた入力部材45とを備えている。The
The
本体部44は、筒体46の基端に固定されている。操作者は、本体部44の一部を把持して第二マニピュレータ42を操作することができる。 The
入力部材45は、処置部47を動作させるために本体部44に対して移動可能に本体部44に取り付けられた部材である。入力部材45は、伝達部材48と連結されている。 The
筒体46は、伝達部材48が内部に配された筒状部材である。本実施形態では筒部は硬質である。 The
処置部47は、伝達部材48と連結され、入力部材45への操作に応じて動作する部材である。 The
伝達部材48は、たとえば、処置部47を動作させるためのワイヤである。 The
第二マニピュレータ42は、たとえば、生体組織を把持する一対のジョーを処置部47として備え、入力部材45が伝達部材48を介して一対のジョーを動作させるマニピュレータとなるように構成することができる。また、第二マニピュレータ42は、生体組織に対して加熱や切開をする電極やヒータを処置部47として備え、入力部材45が伝達部材48を介して処置部47に電力を供給するマニピュレータとなるように構成することができる。第二マニピュレータ42は、その使用時に処置部47を含む一部が体内に配され、他の一部が体外に配されるものであれば、その構成は特に限定されない。 For example, the
本実施形態のマニピュレータシステム1の作用について説明する。
図1に示すマニピュレータシステム1の使用時には、マニピュレータシステム1の操作者は、第一マニピュレータ2及び第二マニピュレータ42を操作することで、第一マニピュレータ2を用いて取得した映像を見ながら、第二マニピュレータ42の処置部47を用いて生体組織に対する処置を行う。基本的に、第一マニピュレータ2は、処置対象部位の映像を撮像して表示装置37に表示させている。しかし、第二マニピュレータ42や他の医療器具を用いた作業によっては、第一マニピュレータ2の撮像部8の撮像視野の外に処置対象部位が移動する場合がある。この場合、処置を好適に継続するためには、撮像部8の撮像視野内に処置対象部位が位置するように、操作者が第一マニピュレータ2を操作する必要がある。The operation of the manipulator system 1 of the present embodiment will be described.
When the manipulator system 1 shown in FIG. 1 is used, the operator of the manipulator system 1 operates the
第一マニピュレータ2の第一操作部9を用いて第一マニピュレータ2を動作させるためには、操作者が第二マニピュレータ42を把持している手とは反対側の手で第一操作部9を操作すればよい。しかしながら、第一マニピュレータ2と第二マニピュレータ42との位置関係により第一マニピュレータ2の第一操作部9に手が届かない場合や、第一マニピュレータ2及び第二マニピュレータ42とは異なる他のマニピュレータを第二マニピュレータ42と同時に使用していて両手がふさがっている場合等、第二マニピュレータ42を操作している操作者が第一マニピュレータ2の第一操作部9を操作しにくい場合がある。 In order to operate the
本実施形態のマニピュレータシステム1では、図6に示すように、第二マニピュレータ42の第二操作部43に取り付けられたシート状部材16に対して、検出デバイス21のセンサ23を接触させることで、第一操作部9への操作入力と同様の入力を、遠隔入力部15を介して行うことができる。 In the manipulator system 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 6, the
また、本実施形態では、図6に示す検出デバイス21のセンサ23に設けられた第一電極25と第二電極26とがシート状部材16の各導電部18のどこにも接触していないときには、遠隔入力部15から第一マニピュレータ2への入力は発生しない。 In the present embodiment, when the first electrode 25 and the second electrode 26 provided on the
たとえば、第一電極25と第二電極26とがシート状部材16の各導電部18のどこにも接触していないときには、シート状部材16に操作者の指や他の医療器具が接触したり、検出デバイス21のセンサ23に操作者の指や他の医療器具が接触したりしても、遠隔入力部15から第一マニピュレータ2への入力は発生しない。 For example, when the first electrode 25 and the second electrode 26 are not in contact with any of the
すなわち、検出デバイス21とシート状部材16とが離間している状態では、第一マニピュレータ2への意図しない誤入力が防止されている。センサ23の第一電極25と第二電極26とを各導電部18のうちの1つに接触させるためには、センサ23を導電部18へ向け、且つセンサ23を導電部16に近づける動きが必要である。そのため、センサ23を各導電部18のうちの1つに接触させる意図を持っていない場合には、偶然第一マニピュレータ2への意図しない誤入力が起こる可能性は低い。すなわち、意図せずに操作者の手が各導電部18のどれかに接触したとしても、第一マニピュレータ2への操作入力とはならない可能性が高い。その結果、本実施形態では、誤操作に基づいた誤動作が発生する可能性を低く抑えることができる。 That is, unintentional erroneous input to the
本実施形態のマニピュレータシステム1の使用時に、第二マニピュレータ42を操作している手で第一マニピュレータ2を動作させるためには、あらかじめ、図1に示すように、第二マニピュレータ42を把持する手に検出デバイス21の指サック22を付ける。操作者は、指サック22が指に付けられた状態で、第二マニピュレータ42を操作する。第一マニピュレータ2を動作させる必要が生じた場合、操作者は、図6に示すように、指サック22に取り付けられたセンサ23が複数の導電部18のうちの所望の一つに接するように指を動かす。 In order to operate the
複数の導電部18は互いに異なる抵抗値を有する。各抵抗値は、制御部30において、第一マニピュレータ2を動作させるための操作指令を特定するための情報である。このため、指サック22に取り付けられたセンサ23が複数の導電部18のうちの所望の一つに接するように操作者が指を動かすことは、第一マニピュレータ2を動作させるための複数の操作指令から所望の一つの操作指令を特定する。 The plurality of
図7に示す制御部30は、信号生成部34により、複数の操作指令から、センサ23を用いて特定された情報に対応する操作指令を選択して駆動信号を生成する。複数の操作指令は、複数の導電部18の抵抗値として、シート状部材16に保持された各情報に対応して制御部30内に保持される。さらに、制御部30は、センサ23により特定された情報に対応して選択された操作指令に応じて生成された駆動信号を、第一マニピュレータ2の駆動部12へと出力する。これにより、操作者は、第二マニピュレータ42を操作しながら、第二マニピュレータ42を操作している手を用いて第一マニピュレータ2を操作することができる。 In the
本実施形態では、図6に示すように指サック22に取り付けられたセンサ23をシート状部材16の複数の導電部18のいずれか一つに接触させることで、複数の導電部18のうちセンサ23が接触している導電部の抵抗値に対応して、第一マニピュレータ2の能動湾曲部7が動作する。このため、本実施形態のマニピュレータシステム1では、第二マニピュレータ42を操作しながら、第二マニピュレータ42を操作している手を用いて第一マニピュレータ2の能動湾曲部7を動作させることにより、撮像部8の撮像視野を移動させることができる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the
また、本実施形態では、図1に示すようにシート状部材16が第二マニピュレータ42に対して取付可能であり、かつ、シート状部材16に設けられた複数の導電部18(図2参照)の抵抗値を図1に示す検出デバイス21のセンサ23を介して検出する。その結果、シート状部材16と制御部30とを繋ぐ配線が不要である。このため、たとえば複数の医療器具が使用されているときにいくつかの医療器具のシート状部材16を取り付けても、配線が操作の邪魔になることがない。 Moreover, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the sheet-
また、本実施形態では、複数の導電部18を有するシート状部材16が第二マニピュレータ42に取り付けられるので、第一マニピュレータ2を動作させるためのスイッチ等を第二マニピュレータ42に取り付ける場合と比較して、第二マニピュレータ42に取り付ける部材が軽い。本実施形態では、第二マニピュレータ42にシート状部材16が取り付けられることによる重量増はわずかであり、第二マニピュレータ42にシート状部材16を取り付けることによる第二マニピュレータ42の操作感への影響は少ない。 Further, in the present embodiment, since the sheet-
また、本実施形態では、被検出面17と取付面20とを有するシート状部材16は柔軟であり、第二マニピュレータ42の第二操作部43に凹凸や湾曲面があっても容易に取り付け可能である。 Further, in the present embodiment, the sheet-
なお、本実施形態では遠隔入力部15が内視鏡3の能動湾曲部7を動作させる例が開示されているが、遠隔入力部15からの入力は、第一マニピュレータ2に対する入力であれば、能動湾曲部7の動作のための入力には限られない。 In this embodiment, an example in which the
(変形例)
上記実施形態の変形例について説明する。図8は、本変形例におけるシート状部材を示す平面図である。図9は、本変形例のシート状部材の突起に指標が形成されている状態を示す平面図である。(Modification)
A modification of the above embodiment will be described. FIG. 8 is a plan view showing a sheet-like member in this modification. FIG. 9 is a plan view showing a state in which an index is formed on the protrusion of the sheet-like member of the present modification.
図8に示すように、本変形例では、シート状部材16が、複数の導電部18の間に、複数の導電部18の位置を触知させる突起50を備えている。 As shown in FIG. 8, in this modification, the sheet-
シート状部材16の突起50は、複数の導電部18に対して相対的な位置関係が決まっているので、シート状部材16における複数の導電部18の位置を操作者に触覚により提示することができる。 Since the
突起50の形状は、シート状部材16における基準となる位置と、この基準位置に対する方向とを触知可能な形状である。たとえば、本変形例における突起50は、シート状部材16の中央で交差する複数の直線状の凸条部が形成されている。また、図9に示すように、突起50には、複数の導電部18の位置関係を触知させるために、複数の導電部18のうちの一つに対応した位置に指標50aが形成されていてもよい。 The shape of the
本変形例では、シート状部材16に設けられた突起50を操作者が検出デバイス21を介して指で触れることにより、複数の導電部18の位置を知ることができる。また、突起50に指標50aが形成されている場合、第二マニピュレータ42に対するシート状部材16の取付け方向とは関係なく、指標50aの位置を基準にして好適に所望の導電部にセンサ23を接触させることができる。 In this modification, the operator can know the positions of the plurality of
また、本変形例では、突起50を用いて、複数の導電部18の位置を容易に知ることができるので、複数の導電部18に対して第一電極25と第二電極26とのいずれか一方のみが接触した不完全な接触状態を防ぐことができる。 In the present modification, since the positions of the plurality of
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第1実施形態と構成を共通とする箇所には同一符号が付され、重複する説明は省略されている。図10は、本発明の第2実施形態のマニピュレータシステムの構成を示す模式図である。図11Aから図13までは、本実施形態のマニピュレータシステムにおけるシート状部材の導電部とセンサの電極との接触状態を示す模式図である。(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. Note that, in each embodiment described below, portions having the same configuration as those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. FIG. 10 is a schematic diagram showing a configuration of a manipulator system according to a second embodiment of the present invention. FIG. 11A to FIG. 13 are schematic views showing the contact state between the conductive portion of the sheet-like member and the electrode of the sensor in the manipulator system of this embodiment.
図10,図11A,及び図11Bに示すように、本実施形態のマニピュレータシステム1Aは、第1実施形態に開示されたシート状部材16に代えて、シート状部材16A(情報保持部材)を備えている。シート状部材16Aは、第1実施形態に開示された情報保持部材であるシート状部材16(図2参照)とは構成が異なる。また、本実施形態のマニピュレータシステム1Aは、第1実施形態に開示されたセンサ23に代えて、電極群52を備えたセンサ23Aを備えている。 As shown in FIGS. 10, 11A, and 11B, the manipulator system 1A of the present embodiment includes a sheet-
図11Aに示す本実施形態のシート状部材16Aは、互いに離間して配される複数の導通面51aのパターン(図11B参照)を有する複数の導電部51を備えている。複数の導電部51における各導通面51aのパターンは、導電部51毎に互いに異なる。以下では、複数の導電部51の一例として、図11Bに示すパターンの導通面を有する第一導電部51−1について説明し、他の導電部51についての説明は省略される。 The sheet-
本実施形態のセンサ23Aに設けられた電極群52は、複数の導電部51の導通面51aに接触した時に導通可能な一対の電極53を複数対備えている。一対の電極53は、格子状に配されている。 The
電極群52において導通している電極53のパターンは、シート状部材16Aに配された導電部51の導通面のパターンに応じて決まる。すなわち、本実施形態では、第一マニピュレータ2に対する操作指令を特定可能な情報は、シート状部材16Aの導電部51に配された導通面の位置関係によって規定されている。 The pattern of the
このように、本実施形態の情報保持部材であるシート状部材16Aは、複数の情報を、配置パターンが互いに異なる複数の電極群52によって、互いに異なる位置に保持している。複数の情報は、第一マニピュレータ2に対する操作指令を特定可能な情報として、センサ23Aにより特定可能であり互いに異なる。 As described above, the sheet-
本実施形態のマニピュレータシステム1Aの使用時には、電極群52において導通している電極53の数が所定の数以上となっているとき、あるいは、電極群52が配されている領域内における所定の面積を超える範囲で電極群52の電極53が導通しているときに、すなわち、複数の電極53に対して所定の閾値を超える導通があるときに(たとえば図12参照)、図11Aに示すシート状部材16Aに対して図10に示すセンサ23Aが接触している、すなわち、第一マニピュレータ2への操作入力を許可可能であると制御部30の判定部33(図7参照)が判定する。 When the manipulator system 1A of the present embodiment is used, when the number of
続いて、図12に示すように、複数の電極53のうち導通している電極53aと導通していない電極53bとによって構成されるパターンに基づいて、信号生成部34(図7参照)が操作指令を参照して上記第1実施形態と同様に駆動信号を生成して駆動部12(図1及び図7参照)へと出力する。操作指令は、複数の導電部51のうち検出デバイス21のセンサ23Aによって選択された一つの導電部の抵抗値に対応する。 Subsequently, as shown in FIG. 12, the signal generator 34 (see FIG. 7) operates based on a pattern constituted by the
このように、本実施形態においても、上記第1実施形態と同様に、検出デバイス21とシート状部材16Aとが離間している状態では、第一マニピュレータ2への意図しない誤入力が防止されている。 As described above, also in the present embodiment, as in the first embodiment, when the
また、本実施形態では、指サック22に取り付けられるセンサ23Aは、指の形状に倣って僅かに湾曲可能である。すなわち、第一マニピュレータ2に対する操作入力の意図を持っている時はシート状部材16Aに対して検出デバイス21を押し付けることにより、センサ23Aがシート状部材16Aの被検出面17の形状に倣うように変形される。そのため、第一マニピュレータ2に対する操作入力の意図を持たず単にセンサ23Aとシート状部材16Aとが触れている場合(図13参照)と比較して多くの電極53がシート状部材16Aに接し、導通状態にある電極53の数も多く(図12参照)なる。その結果、本実施形態では、第一マニピュレータ2に対する操作入力の意図を持たずに操作者が検出デバイス21をシート状部材16Aに接触させているのか、それとも第一マニピュレータ2に対する操作入力の意図を持って操作者が検出デバイス21をシート状部材16Aに接触させているのかを区別可能である。 In the present embodiment, the
本実施形態では、シート状部材16Aに対して検出デバイス21のセンサ23Aの一部がたとえば誤操作によって接触して複数の電極53のうちのごくわずかな(所定の閾値を超えない)導通があっても、第一マニピュレータ2への操作入力とはならないので、意図しない誤入力が起こることが防止されている。 In the present embodiment, a part of the
なお、本実施形態においても、上記第1実施形態の変形例に開示された突起50をシート状部材16Aが有していてもよい。 Also in this embodiment, the sheet-
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。図14は、本発明の第3実施形態のマニピュレータシステムの構成を示す模式図である。
図14に示す本実施形態のマニピュレータシステム1Bは、上記の第1実施形態に開示されたシート状部材16に代えて、第1実施形態に開示されたシート状部材16とは構成が異なるシート状部材16Bを備えている。
本実施形態のシート状部材16Bは、複数の導電部18ではなく、磁性シート60を備えている。磁性シート60の磁極の向きや磁力の強さは特に限定されない。本実施形態のシート状部材16Bは磁性シート60の一方の面に粘着剤が塗布された構成を有する。(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. FIG. 14 is a schematic diagram showing a configuration of a manipulator system according to a third embodiment of the present invention.
A
The sheet-
センサ23Bは、一対の電極24に代えて、ホール素子61を有している。本実施形態のホール素子61は、複数の素子(本実施形態では4つの素子61−1,61−2,61−3,61−4)が所定の位置関係をなして配列されたユニットである。ホール素子61は、指サック22に取り付けられている。本実施形態において、ホール素子61は、指サック22の外面に露出していてもよいし、指サック22の外面に露出していなくてもよい。ホール素子61は、磁性シート60が発生させる磁界の変化を検知することで、制御部30において、磁性シート60に対するホール素子61の位置を検出させる。ホール素子61は、複数の素子61−1,61−2,61−3,61−4において検出された磁界の強度の差から、ホール素子61に対する磁性シート60の位置を検出する。 The
本実施形態では、ホール素子61が磁性シート60に対して所定距離以下に近接した時に、ホール素子61が閾値以上の磁界変化を検知することにより、シート状部材16Bにセンサ23Bが近接したことを検出可能である。具体的には、4つの素子61−1,61−2,61−3,61−4において磁性シート60からの磁界に応じて変動する電圧の平均値が所定の閾値を上回った時に、シート状部材16Bにセンサ23Bが近接したと判定する。 In the present embodiment, when the
本実施形態の判定部33は、ホール素子61が閾値以上の磁界変化を検出したときに、第一マニピュレータ2への操作入力を許可する。 The
素子61−1における電圧(HE1),素子61−2における電圧(HE2),素子61−3における電圧(HE3),及び素子61−4における電圧(HE4)が次の各条件を満たすか否かにより、ホール素子61と磁性シート60との位置関係の変化を判定することができる。
条件1(図14に示す方向D1):電圧(HE1)>電圧(HE4)かつ電圧(HE2)>電圧(HE3)
条件2(図14に示す方向D2):電圧(HE1)<電圧(HE4)かつ電圧(HE2)<電圧(HE3)
条件3(図14に示す方向D3):電圧(HE1)>電圧(HE4)かつ電圧(HE2)<電圧(HE3)
条件4(図14に示す方向D4):電圧(HE1)<電圧(HE4)かつ電圧(HE2)>電圧(HE3)Whether voltage (HE1) in element 61-1, voltage (HE2) in element 61-2, voltage (HE3) in element 61-3, and voltage (HE4) in element 61-4 satisfy the following conditions: Thus, the change in the positional relationship between the
Condition 1 (direction D1 shown in FIG. 14): Voltage (HE1)> Voltage (HE4) and Voltage (HE2)> Voltage (HE3)
Condition 2 (direction D2 shown in FIG. 14): Voltage (HE1) <Voltage (HE4) and Voltage (HE2) <Voltage (HE3)
Condition 3 (direction D3 shown in FIG. 14): Voltage (HE1)> Voltage (HE4) and Voltage (HE2) <Voltage (HE3)
Condition 4 (direction D4 shown in FIG. 14): Voltage (HE1) <Voltage (HE4) and Voltage (HE2)> Voltage (HE3)
上記の各条件は、各素子61−1,61−2,61−3,61−4における電圧の差を利用している。なお、各素子61−1,61−2,61−3,61−4における電圧の比を利用して上記の各条件と同様にホール素子61と磁性シート60との位置関係を検知してもよい。 Each of the above conditions uses a voltage difference in each element 61-1, 61-2, 61-3, 61-4. In addition, even if the positional relationship between the
磁性シート60に対するホール素子61の位置関係に応じてホール素子61から上記の各条件に基づいて得られる方向の情報は、第一マニピュレータ2を動作させるための複数の操作指令から一つの操作指令を特定するための情報として制御部30に使用される。このため、本実施形態では、ホール素子61を備えた検出デバイス21を指に取り付けた操作者が磁性シート60に対して検出デバイス21を近接させつつ移動させた場合に、制御部30は、操作者が検出デバイス21を移動させた方向に対応する操作指令に基づいて駆動信号を生成して第一マニピュレータ2の駆動部12へと出力する。 Information on the direction obtained from the
本実施形態の情報保持部材であるシート状部材16Bは、第一マニピュレータ2に対する操作指令を特定可能な情報として、センサ23Bにより特定可能であり互いに異なる複数の情報を、磁性シート60とセンサ23Bとの位置関係に対応して定まる互いに異なる位置に保持していると言える。 The sheet-
また、本実施形態では、上記の電圧(HE1)と電圧(HE4)、電圧(HE2)と電圧(HE3)の差又は比をそれぞれモニタして、それらの差又は比が所定の値以上のとき、すなわち、磁性シート60に対して所望の方向に指(センサ23Bが取り付けられている指)が十分な距離動かされたとき、判定部33は、操作者がその方向への動作を指示したと判断する。これにより、磁性シート60に対して指を近づけている最中の動作は第一マニピュレータ2への入力とはならない。また、指(センサ23Bが取り付けられている指)を磁性シート60から離していってホール素子61における各素子の電圧の平均値が所定の値以下となったとき、遠隔入力部15を用いた第一マニピュレータへの操作入力の許可を判定部33が取り消す。 In the present embodiment, the difference or ratio between the voltage (HE1) and the voltage (HE4), the voltage (HE2) and the voltage (HE3) is monitored, and the difference or ratio is equal to or greater than a predetermined value. That is, when the finger (finger to which the
このように、本実施形態においても、上記第1実施形態と同様に、検出デバイス21とシート状部材16Bとが十分に離間している状態では、第一マニピュレータ2への意図しない誤入力が防止されている。また、本実施形態では第1実施形態とは異なりシート状部材16Bと検出デバイス21とが確実に接触してなくても、閾値を超える磁界変化が検知できる程度に近接していれば、第一マニピュレータ2に対する遠隔入力部15を介した操作入力が可能となるので、操作者が検出デバイス21をシート状部に押し付け続ける必要はなく、操作が楽である。
さらに、本実施形態では、シート状部材16と検出デバイス21との間に手術用手袋等があっても、閾値を超える磁界変化が検知できる程度に十分に近接していれば操作入力が可能である。たとえば、本実施形態では、検出デバイス21が装着された手を覆うようにゴム手袋が取り付けられていても、第一マニピュレータ2に対する遠隔入力部15を介した操作入力が可能である。すなわち、本実施形態のマニピュレータシステム1Bによれば、手術中の血液等の体液による検出デバイス21の汚染をゴム手袋等によって防ぎつつ、遠隔入力部15を介した好適な操作入力が可能である。As described above, in this embodiment, similarly to the first embodiment, when the
Furthermore, in this embodiment, even if there are surgical gloves or the like between the sheet-
なお、本実施形態では、ホール素子61に代えて、公知の磁気センサを適用することができる。 In the present embodiment, a known magnetic sensor can be applied in place of the
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態について説明する。図15は、本発明の第4実施形態のマニピュレータシステムの構成を示す模式図である。(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a configuration of a manipulator system according to a fourth embodiment of the present invention.
図15に示す本実施形態のマニピュレータシステム1Cは、第1実施形態に開示されたシート状部材16に代えて、シート状部材16C(情報保持部材)を備えている。シート状部材16Cは、第1実施形態に開示された情報保持部材であるシート状部材16とは構成が異なる。また、本実施形態では、第1実施形態に開示されたセンサ23に代えて、フォトセンサ66を備えている。 A
本実施形態のシート状部材16Cは、複数の反射材65を備えている。
複数の反射材65は、互いに反射特性(たとえば反射率)が異なり、互いに離間した位置に配されている。複数の反射材65における各反射材の反射特性は、第一マニピュレータ2に対する操作指令を特定可能な情報に対応付けられている。すなわち、複数の反射材65は、第一マニピュレータ2に対してそれぞれ異なる操作指令を特定可能な情報を、反射特性の違いとして区別可能に保持している。
本実施形態のシート状部材16Cにおいて反射材65が設けられている部位以外は、反射材65とは反射特性が異なる。たとえば、シート状部材16Cにおいて反射材65が設けられている部位以外は、複数の反射材65のどれと比較しても反射率が低い。The sheet-
The plurality of
In the sheet-
フォトセンサ66は、所定の検出光L1を発し、この検出光が反射材65に反射した反射光L2を検出する。 The
本実施形態の情報保持部材であるシート状部材16Cは、第一マニピュレータ2に対する操作指令を特定可能な情報として、フォトセンサ66により特定可能であり互いに異なる複数の情報を、複数の反射材65によって、互いに異なる位置に保持している。 The sheet-
本実施形態では、フォトセンサ66が複数の反射材65からの反射光を検知できる程度にシート状部材16Cと検出デバイス21とが近接した時に、第一マニピュレータ2に対する操作の入力が可能となる。このため、本実施形態においても、上記第1実施形態と同様に、検出デバイス21とシート状部材16Cとが十分に離間していれば、第一マニピュレータ2への意図しない誤入力が防止されている。また、本実施形態では第1実施形態とは異なりシート状部材16Cと検出デバイス21とが確実に接触してなくても、フォトセンサ66が複数の反射材65からの反射光を検知できる程度に近接していれば、第一マニピュレータ2に対する遠隔入力部15を介した操作入力が可能となるので、操作者が検出デバイス21をシート状部に押し付け続ける必要はなく、操作が楽である。 In the present embodiment, when the sheet-
なお、フォトセンサ66と反射材との組み合わせに代えて、所定の色に塗り分けられたシート状部材16Cと、色の違いを検知するセンサとの組み合わせであっても、本実施形態と同様の効果を奏する。 Note that, in place of the combination of the
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上記各実施形態に例示された情報保持部材は、検出デバイスの接触又は近接を検知するために必要な情報のみを有していてもよい。
また、上述の各実施形態において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
For example, the information holding member exemplified in each of the above embodiments may have only information necessary for detecting contact or proximity of the detection device.
In addition, the constituent elements shown in the above-described embodiments can be combined as appropriate.
上記実施形態によれば、誤操作に基づいた誤動作が起こることを防ぐマニピュレータシステムを提供できる。 According to the embodiment, it is possible to provide a manipulator system that prevents an erroneous operation based on an erroneous operation from occurring.
1,1A,1B,1C マニピュレータシステム
2 第一マニピュレータ
9 第一操作部
16,16A,16B,16C シート状部材
17 被検出面
18,51 導電部
18−1 第一導電部
18−2 第二導電部
18−3 第三導電部
18−4 第四導電部
18−5 第五導電部
18−6 第六導電部
18−7 第七導電部
18−8 第八導電部
20 取付面
23,23A,23B センサ
24,53 電極
25 第一電極
26 第二電極
30 制御部
42 第二マニピュレータ
43 第二操作部
50 突起
52 電極群
60 磁性シート
60−1 第一磁性シート
60−2 第二磁性シート
60−3 第三磁性シート
60−4 第四磁性シート
61 ホール素子
65 反射材
66 フォトセンサ1, 1A, 1B,
本発明の第一態様によれば、マニピュレータシステムは、少なくとも第一方向と前記第一方向とは異なる第二方向とに動作可能な第一マニピュレータと、前記第一マニピュレータが前記第一方向または前記第二方向に動作するように駆動する駆動部と、前記第一マニピュレータの前記第一方向に対する操作指令を特定可能な情報を保持し、前記第一マニピュレータとは異なる第二マニピュレータに取り付け可能な第一被検出部と、前記第一マニピュレータの前記第二方向に対する操作指令を特定可能な情報を保持し、前記第一被検出部から離れて前記第二マニピュレータに取り付け可能な第二被検出部と、前記第一被検出部または前記第二被検出部に対して所定距離以下に近接、あるいは前記第一被検出部または前記第二被検出部に接触したことを検出するセンサと、前記センサにより前記第一被検出部を検出した際には、前記第一マニピュレータが前記第一方向へ動作するように前記駆動部を駆動する第一駆動信号を生成し、前記センサにより前記第二被検出部を検出した際には、前記第一マニピュレータが前記第二方向へ動作するように前記駆動部を駆動する第二駆動信号を生成する信号生成部と、を備える。 According to the first aspect of the present invention, the manipulator system includes a first manipulator operable at least in a first direction and a second direction different from the first direction, and the first manipulator is in the first direction or the first direction. a driving unit for driving to work in the second direction, and holds the information capable of specifying an operation command against the first direction of the first manipulator, can be attached to different second manipulator the previous SL first manipulator And a second detected object that can be attached to the second manipulator away from the first detected part and holding information capable of specifying an operation command for the second direction of the first manipulator and parts, proximity to or below a predetermined distance before SL for the first detection target portion and the second detection target portion, Oh Rui in contact with the first detection target portion and the second portion to be detected before Symbol A sensor for detecting the door, upon detecting the first detection target portion by said sensor generates a first driving signal, wherein the first manipulator for driving the drive unit to operate to said first direction A signal generation unit that generates a second drive signal for driving the drive unit so that the first manipulator operates in the second direction when the second detected unit is detected by the sensor ; Prepare.
本発明の第二態様によれば、上記第一態様に係るマニピュレータシステムは、前記第一被検出部および前記第二被検出部を有する情報保持部材をさらに有し、前記情報保持部材が前記第二マニピュレータの操作部に対して着脱可能であってもよい。 According to a second aspect of the present invention, the manipulator system is according to the first aspect, further includes an information holding member having a first detection target portion and the second portion to be detected, said information holding member said The second manipulator may be detachable from the operation unit.
本発明の第五態様によれば、上記第一態様に係るマニピュレータシステムは、前記第一被検出部および前記第二被検出部を有する情報保持部材をさらに有し、前記情報保持部材が、導電性を有する被検出面と、前記被検出面と反対側に位置し前記第二マニピュレータに取り付けるための取付面と、を有するシート状であってもよく、前記センサが、前記被検出面に接触することで導通する互いに離間して配された一対の電極を有していてもよい。 According to a fifth aspect of the present invention, a manipulator system according to the first state-like, the further includes an information holding member having a first detection target portion and the second portion to be detected, said information holding member The detection surface having conductivity, and a mounting surface for mounting on the second manipulator located on the opposite side of the detection surface may be in the form of a sheet, and the sensor is the detection surface. You may have a pair of electrodes arranged spaced apart from each other to be conductive when in contact with each other.
本発明の第八態様によれば、上記第六態様に係るマニピュレータシステムにおいては、前記情報保持部材が、前記複数の導電部の間に、前記複数の導電部の位置を触知させる突起を有していてもよい。 According to an eighth aspect of the present invention, in the manipulator system according to the sixth state-like, wherein the information holding member, between the plurality of conductive portions, the projections for tactile positions of the plurality of conductive portions You may have.
本発明の第九態様によれば、上記第一態様に係るマニピュレータシステムは、前記第一被検出部および前記第二被検出部を有する情報保持部材をさらに有し、前記情報保持部材が、磁性シートを有していてもよく、前記センサが、ホール素子であってもよい。 According to a ninth aspect of the present invention, a manipulator system according to the first state-like, the further includes an information holding member having a first detection target portion and the second portion to be detected, said information holding member A magnetic sheet may be provided, and the sensor may be a Hall element.
本発明の第十態様によれば、上記第一態様に係るマニピュレータシステムは、前記第一被検出部および前記第二被検出部を有する情報保持部材をさらに有し、前記情報保持部材が、前記情報に対応した光の反射特性を有する反射材を有していてもよく、前記センサは前記反射材からの反射光を検出するフォトセンサを有していてもよい。 According to a tenth aspect of the present invention, a manipulator system according to the first state-like, the further includes an information holding member having a first detection target portion and the second portion to be detected, said information holding member In addition, a reflective material having light reflection characteristics corresponding to the information may be included, and the sensor may include a photosensor that detects reflected light from the reflective material.
Claims (12)
前記情報保持部材に対して所定距離以下に近接あるいは前記情報保持部材に接触したことを検出するセンサと、
前記近接あるいは前記接触があることを前記センサが検出した時に前記第一マニピュレータへの操作入力を許可する制御部と、
を備えるマニピュレータシステム。An information holding member that holds information capable of specifying an operation command for the first manipulator and can be attached to a second manipulator different from the first manipulator,
A sensor that detects proximity to the information holding member or less than a predetermined distance or contact with the information holding member;
A control unit that permits an operation input to the first manipulator when the sensor detects the proximity or the contact;
A manipulator system comprising:
請求項1に記載のマニピュレータシステム。The manipulator system according to claim 1, wherein the information holding member is detachable from an operation unit of the second manipulator.
請求項2に記載のマニピュレータシステム。The manipulator system according to claim 2, wherein the information holding member holds a plurality of pieces of information that can be specified by the sensor and are different from each other as information that can specify an operation command for the first manipulator.
請求項3に記載のマニピュレータシステム。The manipulator system according to claim 3, wherein the control unit selects an operation command corresponding to information specified by the sensor from a plurality of operation commands corresponding to the plurality of information, and issues the operation command to the first manipulator.
導電性を有する被検出面と、
前記被検出面と反対側に位置し前記第二マニピュレータに取り付けるための取付面と、
を有するシート状部材であり、
前記センサが、
前記被検出面に接触することで導通する互いに離間して配された一対の電極を有する
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のマニピュレータシステム。The information holding member is
A surface to be detected having conductivity;
A mounting surface for mounting on the second manipulator located on the opposite side of the detected surface;
A sheet-like member having
The sensor is
The manipulator system according to any one of claims 1 to 4, further comprising a pair of electrodes arranged to be spaced apart from each other and brought into conduction by contacting the surface to be detected.
前記制御部が、前記複数の導電部における抵抗値を前記情報として、前記抵抗値に対応して互いに異なる複数の操作指令から少なくとも一の操作指令を選択して前記第一マニピュレータに対して発する
請求項5に記載のマニピュレータシステム。The information holding member has a plurality of conductive parts arranged apart from each other and having different resistance values,
The control unit selects at least one operation command from a plurality of different operation commands corresponding to the resistance value and issues the same to the first manipulator using resistance values in the plurality of conductive units as the information. Item 6. The manipulator system according to Item 5.
前記センサが、前記複数の導電部の導通面に接触した時に導通可能な一対の電極が格子状に配された電極群を有し、
前記制御部が、前記電極群において導通している電極のパターンを前記情報として、前記電極のパターンに対応して互いに異なる複数の操作指令から少なくとも一の操作指令を選択して前記第一マニピュレータに対して発する
請求項5に記載のマニピュレータシステム。The information holding member has a plurality of conductive surface patterns spaced apart from each other, and the patterns have a plurality of conductive portions different from each other;
The sensor has an electrode group in which a pair of electrodes that can conduct when contacting the conduction surfaces of the plurality of conductive parts are arranged in a grid pattern;
The control unit selects at least one operation command from a plurality of different operation commands corresponding to the electrode pattern as the information, using the electrode pattern that is conductive in the electrode group as the information. The manipulator system according to claim 5.
請求項6または請求項7に記載のマニピュレータシステム。8. The manipulator system according to claim 6, wherein the information holding member has a protrusion between the plurality of conductive portions to make the positions of the plurality of conductive portions feel.
前記センサが、ホール素子である
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のマニピュレータシステム。The information holding member has a magnetic sheet;
The manipulator system according to any one of claims 1 to 4, wherein the sensor is a Hall element.
前記センサは前記反射材からの反射光を検出するフォトセンサを有する
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のマニピュレータシステム。The information holding member has a reflective material having a light reflection characteristic corresponding to the information,
The manipulator system according to any one of claims 1 to 4, wherein the sensor includes a photosensor that detects reflected light from the reflecting material.
請求項10に記載のマニピュレータシステム。The manipulator system according to claim 10, wherein the information holding member has a plurality of the reflecting materials that can be specified by the photosensor and have different reflectances from each other.
請求項1に記載のマニピュレータシステム。The manipulator system according to claim 1, wherein the control unit has a presentation unit that presents the presence or absence of the proximity or the contact.
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