CN104812327A - 器械、机械手系统和器械的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种机械手系统包括：医疗器械，其能够被插入体内；机械手，其能够保持所述器械；保持检测器，其检测所述机械手保持所述器械的保持状态；指令接收部，其检测用于操作所述器械的指令；以及控制器，当所述保持检测器检测到所述保持状态时，仅在所述指令接收部检测到所述指令的情况下，该控制器操作所述器械。

Description

器械、机械手系统和器械的控制方法

技术领域

本发明涉及一种在插入体内之后使用的器械、配备有该器械的机械手系统以及该器械的控制方法。

要求2012年12月21日在美国临时申请的美国专利申请No.61/740,641、2012年12月3日在美国临时申请的美国专利申请No.61/732,637以及2012年11月29日在美国临时申请的美国专利申请No.61/731,139的优先权，其内容以引用方式并入本文。

背景技术

近年来，为了削减医疗设施中的人员，已进行了对使用机器人的医学治疗的研究。具体地讲，在外科领域，已提出利用具有多自由度(多关节)的机械手对患者进行处理的各种机械手系统。作为这些机械手系统，已知一种在机械手的末端部保持器械并且可远程地操作该器械的机械手系统。

例如，在专利文献1中描述的机器人外科手术设备中，可以从操纵台操作滑架，操作者(例如，外科医生)坐在该操纵台处。操纵台设置有用于操作滑架的主操作单元以及用于显示图像(将在下面描述)的显示单元。

滑架被配置为可移动，并且被安装在接受手术的患者侧。通常，三个机械手附接到滑架。这三个机械手当中的一个机械手设置有图像获取装置(例如，内窥镜)。器械连接到剩余两个机械手。通过图像获取装置获取的图像被发送给上述操纵台并显示在显示单元上。各个机械手可通过主操作单元来操作。

在该器械中，端部执行器可枢转地设置在轴的末端部处。使用用于附接夹子的端部执行器。端部执行器具有一对指状元件，所述指状元件具有形成在相对表面中的凹部。通过将夹子布置在凹部中，可将夹子可靠地安装在端部执行器上。

使用这样配置的机械手系统的手术如下执行。以下将具体地描述使用该器械的处理。

多个插管附接到患者的体壁。附接有多个夹子的料筒连接到机械手。操作主操作单元以驱动机械手，通过一个插管将附接有多个夹子的料筒导入患者体内。通过另一插管将用于夹子安装的端部执行器导入患者体内。

通过伺服机构或手动操作从患者体外操作端部执行器以便安装夹子，并且将夹子附接到体内的目标组织。例如，通过将端部执行器压向料筒，料筒中的多个夹子中的一个被安装在端部执行器上，并且该夹子附接到另一目标组织。

这样，端部执行器不需要一次将夹子取出体外然后再次将夹子导入体内，以便安装夹子。

引用列表

专利文献

[专利文献1]美国专利申请No.6309397

发明内容

技术问题

在专利文献1中描述的机器人外科手术设备中，在器械被导入体内之后，用户需要利用内窥镜等观察并检查患者的身体内部，以看一下期望的器械是否连接到机械手。因此，例如，在器械的检查困难的情况下，操作者可能难以操作器械。

鉴于上述情形而做出本发明，其目的是提供一种可容易地检查期望的器械的机械手系统。

问题的解决方案

根据本发明的第一方面，一种机械手系统包括：医疗器械，其能够被插入体内；机械手，其能够保持所述器械；保持检测器，其检测所述机械手保持所述器械的保持状态；指令接收部，其检测用于操作所述器械的指令；以及控制器，当所述保持检测器检测到所述保持状态时，该控制器仅在所述指令接收部检测到所述指令的情况下操作所述器械。

根据本发明的第二方面，在上述第一方面中，所述保持检测器根据一对触点之间的导通状态和切断状态来检测所述保持状态。

根据本发明的第三方面，在上述第二方面中，所述保持检测器具有设置在所述器械中的开关，所述开关通过在基准方向上被按压来切换所述一对触点之间的所述导通状态和所述切断状态，并且所述机械手可具有夹持所述开关的夹持器。

根据本发明的第四方面，在上述第三方面中，所述器械可具有第一器械和第二器械。当所述保持检测器检测到所述机械手与所述第一器械之间的第一保持状态时，在所述指令接收部检测到所述指令的情况下，所述控制器可仅操作所述第一器械，并且当所述保持检测器检测到所述机械手与所述第二器械之间的第二保持状态时，在所述指令接收部检测到所述指令的情况下，所述控制器仅操作所述第二器械。

根据本发明的第五方面，在上述第三方面中，所述开关可具有切换一对第一触点之间的导通状态和切断状态的第一开关以及切换一对第二触点之间的导通状态和切断状态的第二开关，所述器械可设置有所述第一开关和所述第二开关，当根据所述一对第一触点之间的导通状态或切断状态检测到所述保持状态时，在所述指令接收部检测到所述指令的情况下，所述控制器可使所述器械执行第一操作，并且当根据所述一对第二触点之间的导通状态或切断状态检测到所述保持状态时，在所述指令接收部检测到所述指令的情况下，所述控制器可使所述器械执行不同于所述第一操作的第二操作。

根据本发明的第六方面，在上述第一方面中，所述保持检测器可基于拍摄了所述机械手和所述器械的图像来检测所述保持状态。

根据本发明的第七方面，提供了一种能够被插入体内的医疗器械，该医疗器械在所述器械被机械手保持在体内的状态下操作。所述机械手包括检测所述器械被保持的保持状态的保持检测器。

根据本发明的第八方面，在上述第七方面中，所述器械还可包括：护套，其由柔性的材料形成；伸缩机构，其被设置在所述护套内，其中，所述伸缩机构的末端部随着设置在所述伸缩机构的外表面上的动作部向所述护套的轴线侧移动而向末端侧移动；以及处理部，其被设置在所述伸缩机构的所述末端部处。

根据本发明的第九方面，在上述第八方面中，所述保持检测器具有设置在所述器械中的开关，所述开关通过在基准方向上被按压来切换一对触点之间的导通状态和切断状态，并且所述护套相对于所述动作部的所述轴线侧与所述基准方向被设定为彼此平行。

根据本发明的第十方面，一种器械的控制方法包括以下步骤：控制能够插入体内的医疗器械的操作；以及当所述机械手在体内保持所述器械时，仅当检测到用于操作所述器械的指令时，操作所述器械。

本发明的有益效果

根据上述各个方面的机械手系统，当机械手检测到将器械保持在患者体内的保持状态时，仅在检测到由操作者操作器械的指令的情况下操作器械。因此，操作者能够可靠地利用器械执行处理。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式的机械手系统的总体图。

图2是机械手系统的框图。

图3是机械手系统的内窥镜装置中的末端部的立体图。

图4是当机械手系统的钩形刀的一部分断裂时的侧视图。

图5是本发明的第二实施方式的机械手系统的框图。

图6是机械手系统的内窥镜装置中的末端部的立体图。

图7是本发明的第三实施方式的机械手系统的框图。

图8是机械手系统的内窥镜装置中的末端部的立体图。

图9是本发明的第四实施方式的机械手系统的框图。

图10是机械手系统的内窥镜装置中的末端部的立体图。

图11是示出在内窥镜装置的成像单元中获取的图像的示例的示图。

图12是本发明的第五实施方式的机械手系统的框图。

图13是机械手系统的内窥镜装置中的末端部的立体图。

图14是当机械手系统的钩形刀的一部分断裂时的侧视图。

图15是当本发明的第六实施方式的钩形刀的一部分断裂时的末端侧的侧视图。

图16是当钩形刀的一部分断裂时的末端侧的侧视图，其示出通过夹持器夹持钩形刀的状态。

图17是示出与本发明的实施方式有关的医疗系统的总体配置的示图。

图18是示出医疗系统中的内窥镜装置的末端部的示图。

图19是医疗系统中的器械导引器的立体图。

图20是图19的线A-A中的截面图。

图21是示出当使用该医疗系统时的操作的示图。

图22是示出当使用该医疗系统时的操作的示图。

图23是示出当使用该医疗系统时的操作的示图。

图24是示出器械导引器的修改示例的示图。

图25是示出器械导引器的修改示例的示图。

图26是示出器械导引器的另一修改示例的示图。

图27是示出器械导引器的另一修改示例的示图。

图28是示出器械导引器的另一修改示例的示图。

图29是示出器械导引器的另一修改示例的示图。

图30是示出当使用与本发明的第八实施方式有关的医疗系统时的操作的示图。

图31是示出医疗系统中的推杆的修改示例的示图。

图32是示出与本发明的第九实施方式有关的医疗机械手的总体配置的示图。

图33是示出设置在医疗机械手的主臂中的操作部的示图。

图34是示出医疗机械手中的内窥镜装置的末端部的示图。

图35是示出医疗机械手中的器械的末端部的示图。

图36是医疗机械手的主要部分的功能框图。

图37是示出在医疗机械手中从第一模式切换为第二模式的流程的流程图。

图38是示出在医疗机械手中从第二模式切换为第一模式的流程的流程图。

图39是示出在医疗机械手中从第一模式切换为第二模式的流程的修改示例的流程图。

图40是示出自动标识端部执行器的类型的配置示例的示图。

图41是示出在与本发明的第十实施方式有关的医疗机械手中第一模式与第二模式之间的差异的示图。

图42是示出在医疗机械手中从第一模式切换为第二模式的流程的流程图。

图43是示出在从第一模式切换为第二模式之前和之后保持器和器械的状态的示图。

图44是示出唯一地限定保持器对器械的保持形态的配置示例的示图。

图45是示出唯一地限定保持器对器械的保持形态的配置示例的示图。

图46是示出唯一地限定保持器对器械的保持形态的配置示例的示图。

图47是示出在器械中通过保持器保持的位置能够被指定的配置示例的示图。

图48是示出在器械中通过保持器保持的位置能够被指定的配置示例的示图。

图49是示出保持器对器械的保持的另一示例的示图。

图50是示出保持器对器械的保持的另一示例的示图。

图51A是示出在本发明的修改示例中显示在显示单元上的画面的示例的示图。

图51B是示出在本发明的修改示例中显示在显示单元上的画面的示例的示图。

具体实施方式

第一实施方式

下面将参照图1至图4描述与本发明有关的机械手系统的第一实施方式。

如图1和图2所示，本机械手系统1包括设置有内窥镜装置11的从设备10、操作者O(例如，外科医生)操作并且给出操作信息的主设备50以及根据操作信息控制从设备10的控制设备70。

如图1和图3所示，从设备10具有患者P躺在其上的手术台12、布置在手术台12附近的多关节机器人13、附接到多关节机器人13的上述内窥镜装置11以及本发明的钩形刀(器械)14，该钩形刀14能够通过设置在内窥镜装置11中的工作通道16a而插入。

如图1所示，多关节机器人13是具有臂部13b的公知配置的多关节机器人，多关节机器人的近端部分固定到基座13a。臂部13b具有所谓的多关节结构。臂部13b根据从主设备50输出的操作信息来操作。

如图3所示，内窥镜装置11具有纵长的柔性插入部16。一对工作通道16a形成在插入部16中，工作通道16a向插入部16的末端侧表面16b开口。能够被操作以弯曲的弯曲部分16c与末端侧表面16b相比设置在插入部16的更靠近近端侧的那部分处。另外，工作通道16a还向插入部16(参照图1)的近端部分开口。

插入部16的末端侧表面16b设置有具有LED的照明单元17、具有CCD等的成像单元18以及一对机械手19A和19B。

照明单元17通过从电源78(将在下面描述)供应的电力来对插入部16的前方进行照明。成像单元18从预定视场R1内的观察对象获取图像，将图像转换为信号，并且将信号输出给控制设备70。

由于在本实施方式中机械手19A的配置和机械手19B的配置相同，所以机械手19A的配置通过将字母字符“A”与编号相加来示出，机械手19B的配置通过将字母字符“B”与相同编号相加来示出。因此，将省略重复的描述。

机械手19A的多个管状部22A的端部被配置为利用关节部23A连接在一起。尽管未示出，但是关节驱动电机被设置为与机械手19A相比更靠近近端侧，利用连接到关节驱动电机的驱动轴的丝等来使各个关节部23A转动。通过利用角度检测传感器(例如，编码器)检测关节驱动电机的驱动轴的转数来计算彼此相邻的管状部22A之间形成的角度。控制设备70基于利用角度检测传感器获得的检测值来驱动关节驱动电机。

最靠近近端侧设置的管状部22A附接到插入部16的末端侧表面16b。这样配置的机械手19A具有多关节结构，该多关节结构具有至少一个自由度。

夹持器24A设置在最靠近末端侧的管状部22A的末端侧。夹持器24A具有一对夹持片25A。可通过夹持片驱动电机以及公知的开闭机构(未示出)来使得夹持片25A彼此接近和分离。

内窥镜装置11的机械手19A和19B以及夹持器24A和24B根据从主设备50输出的操作信息来操作。机械手19A和19B的夹持器24A和24B可夹持钩形刀14的护套30(将在下面描述)的设置有夹持检测器32的部分。即，在此示例中，随着机械手19A夹持钩形刀14，钩形刀14被保持。

钩形刀14是在本实施方式的机械手系统1中在通过内窥镜装置11的工作通道16a插入之后使用的器械的示例。

如图4所示，钩形刀14包括：护套30；刀部(处理部)31，其被设置为能够进入护套30中和从护套30退出；夹持检测器(保持检测器)32，其被设置在护套30的外表面上；以及器械操作部33，其附接到护套30的近端部分。

护套30由具有电绝缘性质和柔性的材料(例如，硅树脂)形成为管形。刀部31被配置为使得钩部31b连接到形成为棒形的刀体31a的末端部，以正交于刀体31a。钩部31b的长度被设定为小于护套30的内径。刀部31可由金属(例如，不锈钢)形成。

如图2和图4所示，夹持检测器32具有开关36、末端部连接到开关36的一对布线37以及电连接到布线37的近端部分的一对触点38。

开关36被布置为使得一对电极40在由具有绝缘性质的树脂形成为字母V形的弹簧构件39的末端部的内表面上面向彼此。在没有施加重力以外的外力的自然状态下，电极40被布置为彼此略微分离。布线37的末端部电连接到电极40。在此示例中，各个布线37在开关36的近端侧从外表面侧穿过护套30到内表面侧，并且在护套30的内表面中向近端侧延伸。

开关36和各个布线37的末端部通过设置在密封构件与护套30之间的密封构件41来水密密封。密封构件41由具有绝缘性质的柔软树脂形成为片形。

为了在通过机械手19A夹持钩形刀14的状态下稳定地执行处理，优选的是在护套30的末端部处设置夹持检测器3。

器械操作部33包括附接到护套30的近端部分的操作部主体44以及能够相对于操作部主体44滑动的滑块45。操作部主体44在其近端部分处具有指钩环44a。操作部主体44设置有触点台44b，一对触点38在触点暴露于外的状态下附接到触点台44b。

滑块45包括指钩环45a和45b。指钩环45a和45b被布置在与护套30的轴线C1正交的方向上。滑块45包括连接用连接器45c。连接用连接器45c电连接到刀部31中的刀体31a的近端部分。设置在图2所示的高频发生器200中的电线201能够附接到连接用连接器45c以及从连接用连接器45c脱离。

这样配置的钩形刀14能够(例如)通过将拇指放入操作部主体44的环44a中，将食指和中指放入滑块45的环45a和45b中，并且利用拇指、食指和中指操作环，来使滑块45在轴线C1的方向上朝操作部主体44滑动。此时，刀部31的钩部31b可从护套30的末端部伸出到外部以及缩回。

钩形刀14被配置为能够被插入患者P体内。高频发生器200的电线201连接到连接用连接器45c，并且滑块45相对于操作部主体44朝末端侧移动(向里推)。此外，当满足下面将描述的一些条件时，可执行在患者P体内通过刀部31(操作刀部)发送高频电流并且将组织切开(处理)的医疗行为。

在自然状态下，一对触点38之间的状态是没有进行电连接的切断(OFF)状态。如下面将描述的，当钩形刀14被插入患者P体内时，护套30的设置有开关36的部分被机械手19A的夹持器24A夹持。此时，随着在图4所示的基准方向D上按压开关36，一对触点38之间的状态从切断状态切换为进行电连接的导通(ON)状态。当一对触点38之间的状态为导通状态时，机械手19A可检测钩形刀14被夹持的夹持状态(保持状态)。

当机械手19A的夹持器24A夹持开关36时，相对于夹持器24A的取向(机械手19A延伸的方向)，护套30的取向不受特别限制，只要一对触点38之间的状态从切断状态切换为导通状态。相对于夹持器24A的取向，护套30的取向可正交或者可交叉。

优选的是使得护套30的颜色和密封构件41的颜色彼此不同，以使得可在患者P体内清楚地看出护套30的设置有开关36的部分。

如图1和图2所示，主设备50包括由操作者O移动的一对主臂51、检测由操作者O执行的指令的脚踏开关(指令接收部)52、切换由主臂51操作的对象的转换开关53以及显示通过内窥镜装置11的成像单元18获取的图像的显示单元54。

在本实施方式中，主臂51是为了操作多关节机器人13的臂部13b、插入部16和机械手19A和19B而设置的操作部。一对主臂51对应于操作者O的右手和左手。主臂51具有多关节结构以便控制具有多关节结构的机械手19A和19B等。

主臂51的近端部分附接到支撑件57。用于操作机械手19A和19B的夹持器24A和24B的夹持器操作部51a(参照图2)设置在位于主臂51的操作者O一侧的末端部处。当一对夹持器操作部51a中的至少一个被操作时，一对主臂51和夹持器操作部51a根据控制设备70的操作输出操作信息。

公知配置可用作脚踏开关52。脚踏开关52设置在支撑件57的下端部分处。当操作者O利用他/她的脚踩踏脚踏开关52时，用于通过钩形刀14发送高频电流的指令信号(指令)被输出给控制设备70。

转换开关53在多关节机器人13的臂部13b、插入部16和机械手19A和19B(以下称作“机械手19A等”)之间切换由主臂51操作的对象。转换开关53考虑从机械手19A等选择的一种或两种类型的信息并将其输出给控制设备70。

显示单元54可显示通过设置在内窥镜装置11中的成像单元18获取的图像。当内窥镜装置11被插入患者P体内时，机械手19A和19B以及钩形刀14与目标组织一起显示在显示单元54上。

在此示例中，显示单元54被设置在支撑件57的上端部分处。

如图2所示，控制设备70具有连接到总线71的主控制器72、从控制器73、连接器74、器械控制器(控制器)75和图像处理器76、以及电源78。

多关节机器人13的臂部13b、内窥镜装置11的插入部16、成像单元18和机械手19A和19B、以及主设备50的主臂51、夹持器操作部51a、脚踏开关52、转换开关53和显示单元54连接到总线71。

主控制器72、从控制器73、器械控制器75和图像处理器76分别通过算术元件、存储器和控制程序来配置。

主控制器72与从转换开关53输出的从机械手19A等当中选择的信息对应，根据从主臂51输出的操作信息来计算机械手19A等的末端侧的位置和取向的命令值。然后，将所计算出的命令值输出给从控制器73。

从控制器73基于由主控制器72计算出的位置和取向的命令值以及从转换开关53输出的选择信息，利用逆运动学计算来计算与机械手19A等的末端侧的位置和取向的命令值匹配所需的机械手19A等的关节的驱动量。然后，基于计算结果来驱动机械手19A等。

连接器74设置有一对主体侧触点74a。通过将钩形刀14的触点台44b附接到连接器74，各个主体侧触点74a和各个触点38彼此电连接。

器械控制器75在触点台44b附接到连接器74时检测一对主体侧触点74a之间(即，一对触点38之间)的状态是导通状态还是切断状态。器械控制器75控制高频发生器200以输出高频电流。在一对触点38之间的状态为导通状态(夹持状态)时，器械控制器75仅在检测到从脚踏开关52输出的指令信号的情况下使得高频发生器200输出高频电流。

图像处理器76适当地转换从成像单元18输出的图像信号并且将所述图像信号输出给显示单元54。

电源78将从外部输入的电力供应给从设备10、主设备50、主控制器72等。

在此示例中，如图1所示，控制设备70被设置在支撑件57处。

接下来，将描述使用具有上述配置的本实施方式的机械手系统1的手术，其中着重于控制钩形刀14的操作的器械的控制方法。尽管下面将描述形成在胃壁中的目标组织被切开的情况，目标部位不限于此，而是可为(例如)诸如食道、十二指肠、小肠、大肠、子宫和膀胱的管腔器官。

如图1所示，助手使患者P躺在手术台12上并执行适当处理(例如，消毒或麻醉)。如果机械手系统1被起动，则从电源78将电力供应给从设备10、主设备50、主控制器72等。

通过从电源78向照明单元17供应电力来对插入部16的前方进行照明。操作者O利用显示单元54来检查通过成像单元18获取的插入部16前方的图像。转换开关53进行切换以使得通过主臂51操作多关节机器人13的臂部13b。主臂51被操作以驱动臂部13b，通过患者P的口P1将内窥镜装置11的插入部16导入胃。在弯曲部分16c适当弯曲的同时，如图3所示，使插入部16的末端侧表面16b面向形成在胃壁P2中的目标组织P3，并且保持该状态。

助手通过内窥镜装置11的工作通道16a插入注射器(未示出)。操作者O利用转换开关53执行切换以使得通过主臂51操作机械手19A和19B。通过操作机械手19A的一对夹持片25A以彼此接近来夹持注射器。机械手19A被驱动以利用注射器刺穿目标组织P3，将生理盐水注射到目标组织P3下面的粘膜下层(未示出)中以使得目标组织P3隆起。在将注射器从目标组织P3拔出的同时，夹持器24A对注射器的夹持被解除。助手将注射器从内窥镜装置11的工作通道16a拔出。

钩形刀14的器械操作部33被操作以使滑块45相对于操作部主体44朝近端侧移动(拉回)，刀部31被容纳于护套30内。通过内窥镜装置11的工作通道16a插入钩形刀14。此时，使夹持检测器32的开关36从工作通道16a向前伸出。高频发生器200的电线201附接到钩形刀14的连接用连接器45c。钩形刀14的触点台44b附接到控制设备70的连接器74。

通过机械手19B的夹持器24B来夹持隆起的目标组织P3。如图4所示，钩形刀14的护套30设置有开关36的部分被机械手19A的一对夹持片25A夹持以在基准方向D上被夹挤，维持该夹持状态。弹簧构件39的两个末端部均弹性变形以彼此接近，并且一对电极40彼此接触。因此，一对触点38之间的状态从切断状态切换为进行电连接的导通状态。尽管器械控制器75检测到一对触点38之间的状态为导通状态(即，夹持状态)，但是此时没有检测到来自脚踏开关52的指令信号。因此，没有向高频发生器200输出高频电流。由于通过机械手19A的夹持器24A夹持钩形刀14的图像显示在显示单元54上，所以操作者O可容易地检查由机械手19A夹持的器械的类型。

钩形刀14的器械操作部33被操作以将滑块45向里推，使刀部31从护套30的末端部伸出。

如果操作者O利用他/她的脚踩踏脚踏开关52，则从脚踏开关52向控制设备70输出指令信号。如果器械控制器75检测到该指令信号，则此时一对触点38之间的状态为导通状态，并且检测到夹持状态。因此，向高频发生器200输出高频电流。

在通过机械手19A的夹持器24A夹持钩形刀14的同时，在利用脚踩踏脚踏开关52的状态下使机械手19A移动，并且将钩形刀14的刀部31压向隆起的目标组织P3，从而切开目标组织P3。

目标组织P3被全切开并剥离。如果操作者O将他/她的脚从脚踏开关52移开，则不再从脚踏开关52输出指令信号，器械控制器75停止高频发生器200的高频电流输出。将滑块45拉回，使得刀部31不会从护套30的末端部向外伸出。机械手19A对钩形刀14的夹持被解除，机械手19B对目标组织P3的夹持被解除。

通过内窥镜装置11的空工作通道16a来插入夹持钳(未示出)。通过操作夹持钳经内窥镜剥离的目标组织P3被取出到外部。将插入部16从患者P的口P1中拔出，进行所需的处理以结束一系列手术。

根据本实施方式的机械手系统1和钩形刀14的控制方法，仅当检测到机械手19A在患者P体内保持钩形刀14的保持状态时，仅在检测到由操作者O操作钩形刀14的指令的情况下操作钩形刀14。因此，操作者O可利用钩形刀14可靠地执行处理。

另外，根据本实施方式的钩形刀14，可通过夹持检测器32来检测钩形刀14被机械手19A的夹持器24A夹持的夹持状态。因此，可通过比较并检查夹持状态的检测结果以及显示在显示单元54上的钩形刀14被机械手19A夹持的图像来可靠地识别旨在操作的器械。因此，可通过钩形刀14可靠地执行处理。

由于夹持检测器32具有开关36，所以当通过夹持器24A在基准方向D上按压开关36时，一对触点38之间的状态从切断状态切换为导通状态。因此，可通过被称作开关36的简单配置来检测夹持状态。

第二实施方式

接下来，尽管将参照图5和图6来描述本发明的第二实施方式，与上述实施方式相同的部件将由相同的标号指代，其描述将被省略，将仅描述不同点。

如图5和图6所示，本实施方式的机械手系统2包括器械控制器81，以代替第一实施方式的机械手系统1的器械控制器75，并且作为器械，除了上述钩形刀(第一器械)14以外还包括棒形高频刀(第二器械)82。

控制设备70包括与连接器74相同的连接器74A，其与连接器74分离。连接器74A连接到总线71。

高频刀82包括护套30a和刀部83(代替钩形刀14的刀部31)。在刀部83中，形成为棒形的棒形电极83a的末端部设置有绝缘末端侧83b，该绝缘末端侧83b形成为具有比棒形电极83a大的直径。

高频刀82还设置有夹持检测器32A，该夹持检测器32A具有与夹持检测器32相同的配置。夹持检测器32A具有配置与开关36相同的开关36a、配置与连接用连接器45c相同的连接用连接器45d以及与密封构件41相同的密封构件41a。

通过将高频刀82的触点台44b附接到连接器74A，连接器74A的各个主体侧触点74b和高频刀82的触点38a彼此电连接。设置在高频发生器200中的电线202能够附接到高频刀82的连接用连接器45d以及从其脱离。

器械控制器81与第一实施方式的器械控制器75的不同之处仅在于以下控制内容方面。即，当夹持检测器32检测到机械手19A与钩形刀14之间的夹持状态时，在器械控制器81检测到从脚踏开关52输出的指令信号的情况下，仅操作钩形刀14，而不操作高频刀82(不施加高频电流)。另外，当夹持检测器32A检测到机械手19A与高频刀82之间的夹持状态时，在器械控制器81检测到从脚踏开关52输出的指令信号的情况下，仅操作高频刀82，而不使钩形刀14进行操作。

根据这样配置的本实施方式的机械手系统2，当利用脚踩踏脚踏开关52时，高频电流仅被施加到被机械手19A夹持的器械。另外，可利用显示在显示单元54上的图像容易地检查被机械手19A夹持的器械。因此，操作者O可利用器械可靠地执行处理。

另外，由于设置在机械手系统2中的脚踏开关52的数量为一个，所以操作者O的操作能够不会变得复杂。

本实施方式可包括在刀部31的大小等方面与钩形刀14不同的钩形刀，以代替高频刀82。

设置在机械手系统2中的器械的数量不受限制，机械手系统2可包括三个或更多个器械。

第三实施方式

接下来，尽管将参照图7和图8来描述本发明的第三实施方式，与上述实施方式相同的部件将由相同的标号指代，其描述将被省略，将仅描述不同点。

如图7和图8所示，本实施方式的机械手系统3包括器械控制器91和钩形刀92，以代替第一实施方式的机械手系统1的器械控制器75和钩形刀14。

除了第一实施方式的钩形刀14的相应配置以外，钩形刀92还具有第二开关94、末端部连接到第二开关94的一对第二布线(未示出)以及电连接到第二布线的近端部分的一对第二触点95。另外，上述开关36等同于第一开关，触点38等同于第一触点。

第二开关94、第二布线和第二触点95分别具有与开关36、布线37和触点38相同的配置。第二触点95可连接到连接器74B的一对主体侧触点74c。

如果这样配置的钩形刀92的护套30的设置有第二开关94的部分被机械手19A的夹持器24A夹持，则一对第二触点95之间的状态从切断状态切换为导通状态。

器械控制器91与第一实施方式的器械控制器75的不同之处仅在于以下控制内容方面。即，当检测到一对触点38之间的状态为保持状态和导通状态时，在器械控制器检测到从脚踏开关52输出的指令信号的情况下，器械控制器91使钩形刀92执行使组织凝固的操作作为第一操作。另一方面，当检测到一对第二触点95之间的状态为导通状态和保持状态时，在器械控制器91检测到从脚踏开关52输出的指令信号的情况下，器械控制器91使钩形刀92执行切开组织的操作作为不同于第一操作的第二操作。

在组织被凝固的情况下以及在组织被切开的情况下，从高频发生器200供应的高频电流的波状图案不同。器械控制器91根据处于导通状态的触点来向高频发生器200发出指令，并且高频发生器200输出具有相互不同的图案的高频电流。因此，即使钩形刀92的刀部31的形状相同，与刀部31接触的组织被凝固或切开。

根据这样配置的本实施方式的机械手系统3，操作者O可利用钩形刀92可靠地执行处理。

另外，由于可简单地用脚踩踏一个脚踏开关52来执行两种类型的操作，操作者O的操作性可得以改进。

在本实施方式中，器械为钩形刀92，钩形刀92执行凝固操作和切开操作作为第一操作和第二操作。然而，器械的类型以及与器械对应的第一操作和第二操作的类型不限于此。例如，当器械是超声器械时，第一操作和第二操作可以是利用相互不同的频率来生成超声振动的操作。

设置在钩形刀92中的开关的数量不受限制，钩形刀92可包括三个或更多个开关。

另外，设置在钩形刀或机械手19A中的开关可被配置为能够检测第一夹持力(由夹持器24A生成的较弱夹持力)和第二夹持力(较强夹持力)。通过向开关提供(例如)应变片并且检测应变片的扭曲量，可检测两种或更多种类型的这样的夹持力。在这种情况下，器械控制器被设定为当检测到第一夹持力时以及当检测到第二夹持力时，执行相互不同的操作。

第四实施方式

接下来，尽管将参照图9至图11来描述本发明的第四实施方式，与上述实施方式相同的部件将由相同的标号指代，其描述将被省略，将仅描述不同点。

如图9和图10，本实施方式的机械手系统4包括夹持检测器(保持检测器)101和钩形刀102，以代替第一实施方式的机械手系统1的连接器74和钩形刀14。

钩形刀102具有不包括第一实施方式的钩形刀14的夹持检测器32的配置。

夹持检测器101被设置在控制设备70中并连接到总线71。

如图11所示，夹持检测器101基于拍摄了机械手19A和钩形刀102的图像G利用公知的图像分析技术来检测机械手19A夹持钩形刀102的夹持状态。

作为图像分析技术，可适当地使用公知技术。例如，可提及这样一种方法，其利用可同时获取带有视差的一对图像的内窥镜装置11从所述一对图像计算机械手19A的一对夹持片25A的位置和钩形刀102的护套30的位置以检测夹持状态。

根据这样配置的本实施方式的机械手系统4，操作者O可利用钩形刀102可靠地执行处理。

另外，由于钩形刀102没有附接到连接器，所以连接到钩形刀102的构件减少，可容易地处理钩形刀102。

可非接触地检测夹持状态。

在本实施方式中，钩形刀102可设置有标记。可通过从标记的图像计算钩形刀102的位置和取向并且计算机械手19A的末端侧的位置和取向来非接触地检测夹持状态。

第五实施方式

接下来，尽管将参照图12至图14来描述本发明的第五实施方式，与上述实施方式相同的部件将由相同的标号指代，其描述将被省略，将仅描述不同点。

如图12和图13所示，本实施方式的机械手系统5包括夹持检测器110、设置在机械手19A的夹持片25A的内表面上的夹持器侧电极111以及钩形刀112，以代替第四实施方式的机械手系统4的夹持检测器101和钩形刀102。在图13中，为了描述方便，钩形刀112的一部分通过双点划线来示出。

夹持器侧电极111在夹持器侧电极暴露于外的状态下设置在一对夹持片25A中的一个上。高频发生器200的电线201电连接到夹持器侧电极111。

如图13和图14所示，钩形刀112在刀部31的钩部31b从护套30伸出的状态下附接到护套30。固定部分114设置在护套30的内表面的近端侧，以将刀体31a的近端侧固定到护套30。固定部分114由具有绝缘性质的材料形成。

护套侧电极115在护套侧电极暴露于外的状态下设置在护套30的外周表面上。护套侧电极115和钩部31b利用连接布线116彼此电连接。护套30的近端部分和插入部16利用绳体117彼此连接。

即，在此示例中，钩形刀112无需通过内窥镜装置11的工作通道16a来插入，钩形刀112可连接到内窥镜装置11以达到在患者P体内清楚地识别钩形刀112的位置的程度。

在这样配置的机械手系统5中，当钩形刀112被机械手19A的夹持器24A夹持时，夹持器24A的夹持器侧电极111和钩形刀112的护套侧电极115彼此电连接。

夹持检测器110检测机械手19A的夹持器侧电极111和钩形刀112的护套侧电极115是否彼此接触。夹持检测器110可利用公知方法(例如，测量夹持器侧电极111与护套侧电极115之间的电阻(在二者间施加电流)以及测量静电电容)，在夹持器侧电极111和护套侧电极115彼此接触的状态下检测机械手19A夹持钩形刀112的夹持状态。

当利用脚踩踏脚踏开关52时，器械控制器75在检测到夹持状态的情况下使高频发生器200输出高频电流。从高频发生器200输出的高频电流经由电线201、夹持器侧电极111、护套侧电极115和连接布线116流向刀部31。钩形刀112的刀部31被压向目标组织P3以切开目标组织P3。

根据这样配置的本实施方式的机械手系统5，可呈现与实施方式的机械手系统4相同的效果。另外，由于钩形刀112不通过内窥镜装置11的工作通道16a来插入，所以可更容易地处理钩形刀112。

本实施方式可包括器械保持器，该器械保持器可将钩形刀112附接到插入部16的末端部以及使钩形刀112从插入部16的末端部脱离，并且可在患者P体内通过机械手19A和19B来移除和附接。具体地讲，在像钩形刀112中一样设置有没有通过工作通道16a插入的多个器械的情况下，有效的是在体内更换这些器械的同时执行处理。即，当在体内更换器械时，即使插入部16没有被拉出患者P身体内部之外，也可更换器械。因此，可流畅地执行手术。

设置在本实施方式的机械手系统中的夹持检测器不限于基于夹持器侧电极111和护套侧电极115彼此接触来检测夹持状态的夹持检测器110。例如，可采用像实施方式的夹持检测器101中一样基于拍摄了机械手19A和钩形刀102的图像检测机械手19A夹持钩形刀102的夹持状态的配置、以及像夹持检测器32中一样检测一对触点38之间的状态为导通状态的配置。

第六实施方式

接下来，尽管将参照图15和图16来描述本发明的第六实施方式，与上述实施方式相同的部件将由相同的标号指代，其描述将被省略，将仅描述不同点。

本实施方式与其它实施方式的不同之处在于设置在机械手系统中的器械的配置。

如图15所示，除了第一实施方式的钩形刀14的相应配置以外，本实施方式的钩形刀121还包括设置在护套30内并且能够延伸和缩回的伸缩机构122以及末端部连接到伸缩机构122的支撑丝135。

伸缩机构122是伸缩结构的所谓连杆机构。伸缩机构122具有：一对末端侧连杆构件125和126，其相互末端部绕轴构件124可旋转地支撑；近端侧连杆构件128，其末端部绕设置在末端侧连杆构件125的近端部分处的轴构件127可旋转地支撑；以及近端侧连杆构件130，其末端部绕设置在末端侧连杆构件126的近端部分处的轴构件129可旋转地支撑。近端侧连杆构件128的近端部分和近端侧连杆构件130的近端部分由轴构件131可旋转地支撑。末端侧连杆构件125和126的长度与近端侧连杆构件128和130的长度被设定为彼此近似相等。

轴构件127和129通过弹簧构件132而偏置，以彼此分离。因此，保持在自然状态下末端侧连杆构件125和126的近端部分与近端侧连杆构件128和130的末端部抵接护套30的内表面的状态。

末端侧连杆构件125和126的近端部分与近端侧连杆构件128和130的末端部等同于动作部136。

支撑丝135的末端部连接到轴构件131以相对于轴构件131可旋转。支撑丝135的近端部分连接到滑块45。在此示例中，滑块45被固定到器械操作部33。

刀部31的刀体31a的近端部分可旋转地连接到伸缩机构122的轴构件124。在自然状态下，刀部31被容纳于护套30内。

上述夹持检测器32的开关36被设置在护套30的外表面上。护套30相对于动作部136的轴线C1侧以及基准方向D被设定为彼此平行。夹持检测器32被设置为使得夹持检测器32的开关36的位置与伸缩机构122的位置在轴线C1的方向上彼此匹配。

在这样配置的钩形刀121中，如图15所示，机械手19A的一对夹持片25A被布置为在护套30的径向方向上夹挤开关36和伸缩机构122。如图16所示，如果一对夹持片25A被操作以彼此接近，则动作部136向轴线C1侧移动，并且逆着弹簧构件132的偏置使轴构件127和129彼此接近。轴构件124相对于支撑丝135向末端侧移动(伸缩机构122在轴线C1的方向上延伸)，刀部31的钩部31b从护套30伸出。

另外，此时，一对电极40彼此接触，并且一对触点38之间的状态从切断状态切换为导通状态。

如果一对夹持片25A彼此分离，则轴构件127和129通过弹簧构件132的偏置力而移动以彼此分离，并且如图15所示，刀部31被容纳于护套30中。

根据这样配置的本实施方式的钩形刀121，由于包括伸缩机构122，仅当钩形刀121被机械手19A的夹持器24A夹持时，钩部31b从护套30伸出。因此，可防止周边组织由于钩部31b而接收负荷。

由于当机械手19A对钩形刀121的夹持状态被解除时，刀部31被容纳于护套30内，所以可更可靠地执行手术。

另外，相对于动作部136的轴线C1侧和基准方向D被设定为彼此平行。因此，当开关36和伸缩机构122被一对夹持片25A夹住时，伸缩机构122可在轴线C1的方向上延伸，并且一对触点38之间的状态可切换为导通状态。即，可简单地通过由夹持器24A夹持来同时执行使伸缩机构122延伸以及将触点38之间的状态切换为导通状态的两个操作作为一系列操作。

在夹持检测器32中不包括本实施方式的钩形刀121的情况下可通过以下方法检测机械手19A对钩形刀121的夹持状态。

例如，可通过成像单元18获取刀部31从护套30伸出的图像，并且可通过对该图像应用图像分析技术来检测夹持状态。另外，线圈(未示出)被设置在护套30内。可在金属刀部31向该线圈移动并且线圈的电感(L)改变时，检测夹持状态。

尽管上面参照附图详细描述了本发明的第一实施方式至第六实施方式，具体配置不限于所述实施方式，在不脱离本发明的范围的情况下还包括配置的改变。此外，显然，各个实施方式中所示的各个配置可被适当地组合并使用。

例如，在第一实施方式至第六实施方式中，钩形刀用作器械。然而，器械不限于这些，并且如果(例如)使用通过施加电流或生成超声振动来操作的器械(例如，高频刀和超声器械)，则不受特别限制。如果器械是超声器械，则这种情况下的操作生成超声振动。另外，具有在夹持钳中通过电机来电操作以使得夹持片打开和闭合的活动部的器械可用作本实施方式的器械。作为在这种情况下的操作，活动部移动。

在第一实施方式至第四实施方式中，一对触点之间的状态在自然状态下为切断状态，并且通过一对触点之间的状态为导通状态来检测夹持状态。然而，一对触点之间的状态在自然状态下为导通状态，并且可通过一对触点之间的状态为切断状态来检测夹持状态。

在第一实施方式至第四实施方式中，通过利用机械手19A的夹持器24A夹持钩形刀来通过机械手19A保持钩形刀。然而，例如，机械手19A的末端部可形成有凸部，钩形刀14可形成有与该凸部接合的凹部，并且当凸部和凹部彼此接合时，可通过机械手19A保持钩形刀。可采用当机械手19A的棒形部分适配到设置在钩形刀中的孔中时通过机械手19A保持钩形刀的配置。

另外，具有开关的夹持检测器可设置在内窥镜装置11中。在这种情况下，开关可设置在机械手19A的夹持片25A的内表面上。

在第一实施方式至第六实施方式中，指令接收部是脚踏开关52。然而，指令接收部的形态不受限制，可以是(例如)设置在主臂51处并且通过操作者O的手来操作的开关。

在第一实施方式至第六实施方式中，机械手系统包括两组机械手19A和19B。然而，设置在机械手系统中的机械手的数量不受限制，可以是一个或者可以是三个或更多个。

一对触点38之间的导通或切断通过按压设置有开关36的部分来切换。然而，一对触点38之间的导通或切断的切换不限于该方法。例如，可使设置在机械手19A的夹持器24A处的电磁体接近设置在一对触点38之间的永磁体，并且一对触点38之间的导通或切断可通过切换是否向该电磁体施加电流来切换。

在使用第一实施方式至第五实施方式的机械手系统的手术中，内窥镜装置11的插入部16从患者P的口P1导入。然而，导入插入部16的部位可以是诸如鼻和肛门的其它自然开口，或者插入部可从通过切开患者P的体壁而形成的开口导入。

另外，使用本发明的机械手系统的医疗动作可不限于上述处理，可以是诊断或处理动作。

在日本未审查专利申请首次公布No.2005-046361中描述的对象内的器械中，管状构件的直径变大以便提供多个周边孔。因此，存在插入患者体内变得困难并且侵入变大的问题。另外，还存在多个器械彼此干扰并且手术变得复杂的问题。

以下第七实施方式和第八实施方式鉴于上述问题而实现，并且提供了一种可有效地从一个通道递送多个器械的方法和医疗系统。此外，第七实施方式和第八实施方式的另一目的是提供一种可顺利地从一个通道递送多个器械的导引器。

第七实施方式

将参照图17至图29描述本发明的第七实施方式。图17是本实施方式的医疗系统的总体示图。

如图17所示，本实施方式的医疗系统301是所谓的主从型系统，其包括由操作者Op操作的主机械手302以及设置有内窥镜装置310的从机械手306。

主机械手302包括：主臂303，操作者Op利用其执行操作输入；显示单元304，其显示利用内窥镜装置310拍摄的图像；以及控制器305，其基于主臂303的操作生成用于操作从机械手306的操作命令。

在本实施方式中，主臂303是用于操作包括附接到内窥镜装置310的保持工具320(将在下面描述)的从机械手306的各个部件的操作部。另外，尽管未详细示出，主机械手302具有分别与操作者Op的右手和左手对应的一对主臂303。主臂303具有多关节结构以便操作具有至少一个自由度的保持工具320的关节部322。位于操作者Op侧的主臂303的端部设置有用于操作保持工具320的夹持器326(将在下面描述)的夹持器操作部(未示出)。

显示单元304是显示通过附接到内窥镜装置310的观察单元315(将在下面描述)拍摄的目标部位的图像的装置。保持工具320和器械(将在下面描述)与目标部位一起也显示在显示单元304上。

从机械手306具有患者P躺在其上的床、布置在床307附近的多关节机器人308以及附接到多关节机器人308的内窥镜装置310。多关节机器人308和内窥镜装置310根据从主机械手302发出的操作命令而操作。

在本实施方式的医疗系统中，多关节机器人不是必需的，例如，可采用助手(未示出)保持内窥镜装置310的配置。图18是示出插入患者P体内的内窥镜装置310的末端部的立体图。如图18所示，内窥镜装置310具有柔性的管状构件311(插入部)，一对保持工具320附接到管状构件311的远端。

管状构件311是插入患者P体内的纵长构件。管状构件311具有包括连接环、弯曲件等的公知弯曲机构311A，并且可通过利用输入到主臂303的操作使弯曲机构311A弯曲来改变其末端部的取向。

另外，管状构件311具有作为递送器械的路径的器械通道316以及观察单元315。器械通道316朝管状构件311的末端侧开口。器械通道316也朝管状构件311的近端部分开口，所述开口是用于器械的递送口316a(参照图17)。

观察单元315是用于观察目标部位的装置，它具有包括成像机构313和照明机构314的公知配置。在本实施方式中，观察单元315被固定到管状构件311的末端部。然而，通过利用公知内窥镜作为观察单元并且通过用于设置在管状构件中的观察手段的通道插入内窥镜，观察单元可被允许相对于管状构件前进和后退或者被允许弯曲。

各个保持工具320包括通过主臂303的操作来转动的关节部322、附接到关节部322的夹持器326(保持器)以及将关节部322连接在一起或者将关节部322和夹持器326连接在一起的长管状部323。

夹持器326具有用于保持器械的一对夹持器构件327。通过操作主臂303的夹持器来使夹持器构件327打开和闭合。另外，夹持器326还设置有双轴关节328以用于调节保持工具320的末端侧的夹持器326的取向。

具有上述配置的保持工具320可通过在利用夹持器326夹持器械的同时驱动关节部322和关节328来执行期望的手术。另外，各个保持工具320可相对于管状构件311前进和后退，并且可被容纳于管状构件311中。

在本实施方式的医疗系统中，可对保持工具320进行各种改变。例如，关节部的数量或自由度可考虑手术的内容等来适当地设定。另外，可使用与上述弯曲机构311A相同的机构，以代替关节部和管状部的组合。此外，保持工具的数量可为一个或更多个任意数量。用于驱动关节部或夹持器或者使保持工具相对于管状构件前进和后退的机构不受特别限制。例如，可使用包括致动器(例如，电机)和传递驱动力的传动构件(例如，丝)的公知机构。

图19是示出器械以及用于递送器械的器械导引器(以下称作“导引器”)的示图。导引器340包括形成为大致圆柱形的主体340a，其直径使得主体可插入到器械通道316中。主体340a具有使得主体可在器械通道316内前进和后退的刚性以及使得主体可伴随管状构件311的弯曲追随器械通道316的蜿蜒的柔性。作为这种主体340a的表面材料，树脂是合适的，考虑生物适应性可使用基于氟的树脂(fluorine-basedresin)等。

由于主体340a的外周表面设置有多个凹部341，它可在器械被容纳于各个凹部341中的状态下保持器械330。各个凹部341在主体340a的轴线方向上并排设置，并且如图20所示，形成为使得主体340a在轴线方向上的横截面具有大致扇形。然而，凹部的形状不受特别限制。然而，如果凹部的形状被设定为使得被容纳于凹部中的器械不从导引器的外周表面伸出，则这是优选的，因为容易执行下面将描述的导引器的前进和后退。

各个器械330包括大致棒形把手331和附接到把手331的末端部的处理部332。尽管在图19中示出各自包括钩形刀332a、圈套器332b和球端型刀332c的三个器械330a、330b和330c作为处理部，处理部的类型不限于此。例如，当然可采用内窥镜的各种公知器械的处理部。

线缆333附接到器械330a、330b和330c中的每一个的把手331的近端侧。线缆333通过在近端侧形成在各个凹部341的壁表面中的孔341a来进入导引器340的内部空间，并且从导引器340的近端部分伸出。各个线缆333的末端侧分别电连接到处理部，用于与多关节机器人308的端子(未示出)连接的插头334被设置在线缆的近端侧。

将描述使用具有上述配置的医疗系统301时的操作。首先，在一对保持工具320被容纳于管状构件311内的状态下，管状构件311的末端部被插入患者P体内并前进以靠近目标部位。接下来，在利用显示单元304检查通过观察单元315获取的手术场的图像的同时，操作者Op操作主臂303以使得保持工具320从管状构件311伸出。

当利用多个器械对目标部位执行处理时，利用导引器340来供应器械。将描述使用导引器340的本实施方式的器械递送方法的流程。

操作者Op或助手(未示出)将器械330a至330c容纳于导引器340的各个凹部341中，并且(例如)通过向近端侧牵拉线缆333来将三个器械保持在凹部341内。接下来，将各个线缆333的插头334连接到多关节机器人308的端子，并且将导引器340的末端侧从递送口316a插入到器械通道316中。

上述步骤是将多个器械同时插入一个器械通道中的第一步骤。在本发明中，术语“同时插入”并非意指多个器械同时进入器械通道的定时，而是意指多个器械在使得器械同时存在于器械通道内的状态下被插入。

可在将管状构件311插入患者P体内之前执行第一步骤。另外，在第一步骤中，可首先执行将导引器340插入器械通道316中以及在插头334与端子之间连接中的任一个。

接下来，助手使导引器340相对于管状构件311前进，以使得管状构件从器械通道316伸出(如图21所示)，并且使将要使用的器械(例如，器械330a)向保持工具320的夹持器326附近移动。

上述步骤是使导引器前进以使至少一个器械移至管状构件的前方的第二步骤。

操作者Op在利用显示单元304检查器械330a的同时利用主臂303操作保持工具320，并且如图22所示，利用夹持器326保持器械330a的把手331。

随后，如图23所示，操作者Op利用一对保持工具320和器械330a对目标部位执行适当手术。如果当电流被施加到处理部时主机械手302的脚踏开关309(参照图17)被踩踏，则从线缆333向处理部供应高频电流等。

当操作者Op更换器械时，助手使导引器340前进和后退以使导引器移至夹持器326易于夹持接下来要使用的器械的位置，然后，操作者Op操作夹持器326以再次夹持器械。正使用的器械可(例如)通过将线缆333向近端侧牵引而被再次容纳于凹部341内，或者如果手术没有受阻，则可被置于凹部之外。另外，可利用由一对保持工具320中的每一个夹持的器械来执行手术。

如果手术完成，则操作者Op解除夹持器326对器械的夹持，并且将保持工具320容纳于管状构件311内。然后，将管状构件311从患者P取出，一系列处理结束。在这种情况下，多个器械330可被容纳于导引器340的凹部341内并且被容纳于器械通道316内，或者可(例如)通过拉拽线缆333在多个器械被保持为使得在管状构件311的前方器械不会在管状构件311的径向方向上弹出的状态下将管状构件取出。

如上所述，根据本实施方式的器械递送方法，在第一步骤中将多个器械330同时插入到一个器械通道316中。因此，如果安排将用于处理的所有器械被插入器械通道中，则即使在手术期间更换器械，也可在短时间内容易地执行更换，而无需将正使用的器械从器械通道取出。

另外，根据本实施方式的导引器340，提供在导引器的外周表面上具有多个凹部341的主体340a。因此，通过将多个器械330容纳并保持到多个凹部341中，多个器械可在没有干扰的情况下同时插入一个器械通道中。因此，尽管组合有导引器340的医疗系统301具有仅具有一个器械通道的配置，但是本发明的器械递送方法可顺利地执行。结果，可使插入患者体内的管状构件的直径较小，观察目标部位的机构和执行处理的机构二者可通过设置在一个自然开口、腹壁等中的孔来导入，对患者的侵入可显著减小。

本实施方式的导引器不限于上述导引器340，可采用各种配置。下面将描述导引器的修改示例的一部分。另外，在以下描述中，与已经描述的组件相同的组件将由相同的标号指代，将省略重复的描述。

在导引器340中，圆柱形或棒形主体形成有凹部341以及线缆穿过的内部空间。然而，当构件的直径较小时，形成凹部、内部空间等的处理可变得复杂。因此，如果导引器使用管状构件作为主体来形成，则可简单地通过在外周表面中钻孔来将器械容纳在导引器内部，也没有必要新形成线缆等穿过的空间。因此，导引器简单。然而，可能难以将器械保持在导引器内的预定位置处。在导引器由管状构件形成的同时解决该问题的修改示例的导引器的示意图示出于图24和图25中。

在图24所示的导引器440中，与内部空间连通的孔442被设置在由管状构件制成的主体441的外周表面中以能够容纳器械330a。此外，环形保持构件443附接到近端侧的孔442的内壁。保持构件443的内径可小于把手331的外径，使得把手331无法穿过保持构件。连接到把手331的线缆333穿过保持构件443并向近端侧延伸。

在导引器440中，如果向近端侧拉拽线缆333，则把手331的近端侧与保持构件443接触。此外，由于即使线缆333被进一步拉拽，把手331也无法穿过保持构件443，所以器械330a留在形成有孔442的部分中并被保持在导引器440内。

在图25所示的导引器450中，附接保持构件451，以代替保持构件443。器械330a的把手331和保持构件451利用由导体形成的弹簧452彼此连接。经由连接到保持构件451的线缆453和弹簧452来向钩形刀332a(处理部)供应电力。

在导引器450中，如果夹持器械330a的保持工具320的夹持被解除，则器械330a由于弹簧452的弹力而返回到保持构件451附近的初始位置。因此，可使器械更换中使器械返回的操作变得容易或没有必要，可使器械更换更简单。

图26和图27所示的导引器460也利用管状主体441形成。通过向主体441提供孔442并附接相对于主体441能够滑动的开闭器461(其打开和关闭孔442)来配置导引器460。

多个器械(在图26和图27中示出器械330a至330c作为示例)被共同容纳于导引器460的内部空间中。因此，如果通过孔442向下(在重力方向上)转动来打开开闭器461，则如图27所示，器械从孔442出来，并且进入可通过保持工具320夹持器械的状态。

导引器460的优点在于结构简单并且制造容易。另外，通过拉拽线缆333，可容易地将器械容纳于内部空间中。另外，尽管图26中示出了开闭丝462附接到开闭器461的示例，可采用这样的配置，其中利用导向装置将开闭器支撑在主体上，而不使用丝，并且通过保持工具夹持并打开和关闭开闭器。

图28和图29中示出容纳器械的空间在导引器的圆周方向上并排布置的修改示例。

在图28所示的导引器470中，三个凹部471在圆周方向上并排布置。开闭器472设置在各个凹部中。当利用导引器470供应器械330时，导引器470绕轴线旋转以进行调节，使得容纳所需的器械的凹部471到达易于拿取保持工具320的位置。通过关闭开闭器472，即使导引器470旋转也防止器械330从凹部471掉落。

图29所示的修改示例是供应不包括线缆333的器械的示例。在图29所示的导引器480中，尽管在圆周方向上布置有三个凹部481，凹部被布置为使得其在轴线方向上位置不同。例如，当器械与导引器相比较大并且难以将所有需要的凹部布置为使得其在轴线方向上的位置彼此匹配时，这种布置方式是有效的。

如图29所示，在本修改示例中要供应的器械330的处理部包括不需要电源的冷冻刀(cold knife)332d、牵开器332e等。各个凹部481在近端侧的壁表面481a形成有与器械330的把手331的直径相同宽度的沟槽481b。沟槽481d遵照各个器械330的处理部的宽度、厚度等形成在各个凹部481在末端侧的壁表面481c中。通过将把手331的近端侧插入沟槽481b中并且使得处理部进入沟槽481d以将器械容纳于导引器480中，在容纳时确定处理部的取向的同时，器械330可被锁定在凹部481内。

当然，该锁定机构可适当地应用于上述其它导引器。另外，将器械锁定到凹部的机构不限于此，可应用各种公知的锁定结构。

第八实施方式

将描述本发明的第八实施方式。此实施方式是在不使用导引器的情况下执行本发明的器械递送方法的示例。

图30是示出本实施方式中的第二步骤的示意图。在本实施方式中，在第一步骤中，多个器械330a至330c在轴线方向上并排从递送口316a插入器械通道316中。随后，助手从递送口316a插入棒形推杆490。在第二步骤中，通过使推杆490前进来使如图30所示并排插入的器械按顺序向管状构件311前方移动。

推杆490具有使得器械可被推出的刚性以及使得推杆可追随器械信道的蜿蜒的柔性。推杆490的材料可使用与用于内窥镜的一般器械的护套相同的材料。另外，推杆490可以是管状，只要推杆可将器械推出即可。即使在本实施方式中，类似于第七实施方式，可在短时间内容易地执行更换，而无需将正使用的器械从器械通道取出。

本实施方式中所使用的推杆的修改示例示出于图31中。推杆495包括棒形主体496和附接到主体496的末端侧的推压构件497。由于主体496的外径小于器械通道316的内径，所以不容易导致与连接到器械330的线缆333的摩擦或干扰。推压构件497为大致盘形构件，并且推压构件的直径大于主体496并且略小于器械通道316的内径。另外，在推压构件497的周缘部分处形成有切口497a以防止与线缆333的干扰。如果使用这种推杆495，则可更顺利地执行第二步骤。

尽管上面利用实施方式和修改示例描述了本发明，本发明的技术范围不限于上述实施方式。在不脱离本发明的概念的情况下，构成元件的组合可改变，可对各个构成元件加以各种变更，或者可省略。

例如，作为将器械保持在保持工具中的保持器的结构，可采用使用磁力等代替上述夹持器的配置。

例如，本发明中所使用的器械不限于通过将电流施加于处理部而使用的那些器械，还可使用诸如冷冻切割器的器械。当供应这些器械时，线缆不是必需的。当没有线缆时，难以在处理结束之后使器械返回到器械通道。然而，可(例如)利用回收用网的保持工具来容纳所有器械，并且可在器械被保持工具夹持的状态下将内窥镜装置从患者体内取出。

另外，线缆可具有供应电力或者防止器械掉落以外的功能。例如，当器械包括注射器针头时，中空线缆连接到器械。可通过该线缆将诸如医用流体的流体供应给器械。

另外，尽管在上述各个实施方式中描述了导引器或推杆的前进和后退由助手执行的示例，在医疗系统中可使这自动化。在这种情况下，例如，可提供可从主机械手操作的驱动机构(例如，生成用于前进和后退或者绕轴线旋转的驱动力的致动器)。另外，当使用凹部和器械彼此一一对应的导引器340等时，检测前进和后退量或者旋转量的编码器可被设置在医疗系统中。在这种情况下，通过给予控制器诸如容纳于各个凹部中的器械的类型或者使各个凹部移至适合于更换的位置所需的导引器的前进和后退量、导引器的旋转量等的信息，可将导引器驱动达使接下来要使用的器械移至使得保持工具能够保持器械的位置所需的量，从而使第二步骤自动化。

另外，尽管在上述实施方式中描述了主从型医疗系统，本发明的医疗系统不限于像主从型中一样执行远程操作的医疗系统。因此，操作者执行操作输入的操作部可直接连接到执行内窥镜装置等的处理的机构。

在美国专利申请No.7083571中所描述的技术中，当使用的器械多于臂的数量时，有必要执行更换以相对于臂进行器械的附接和拆卸，这种更换是复杂的。另外，在美国专利申请No.6309397中所描述的技术中，由于执行端部执行器工具的操作的部件和执行臂的操作的部件是分离的，所以难以在彼此远离的情况下操作这两个部件。另外，由于端部执行器应该继续被保持在臂中，实际操作不容易。

鉴于上述问题，以下第九实施方式和第十实施方式的目的是提供一种医疗机械手，即使医疗机械手具有器械由臂可更换地保持的配置，也可容易地执行操作。

第九实施方式

将参照图32至图40描述本发明的第九实施方式。图32是本实施方式的医疗机械手的总体图。

如图32所示，本实施方式的医疗机械手501是所谓的主从型机械手，其包括由操作者Op操作的主机械手502以及设置有内窥镜装置510的从机械手506。

主机械手502包括：主臂503，操作者Op利用其执行操作输入；显示单元504，其显示利用内窥镜装置510拍摄的图像；以及控制器505，其基于主臂503的操作生成用于操作从机械手506的操作命令。

在本实施方式中，主臂503是用于操作包括附接到内窥镜装置510的保持工具520(将在下面描述)的从机械手506的各个部件的机构。主机械手502具有分别与操作者Op的右手和左手对应的一对主臂503。主臂503具有多关节结构以便操作具有至少一个自由度的保持工具520。

图33是示出设置在主臂503位于操作者Op侧的端部处的操作单元801的示图。操作单元801设置有用于操作保持工具520的夹持器(将在下面描述)或者由夹持器保持的器械(将在下面描述)的旋钮部(保持器动作部)802。

返回参照图32，显示单元504是显示通过附接到内窥镜装置510的观察单元(将在下面描述)拍摄的处理目标组织的图像的装置。保持工具520和器械(将在下面描述)与处理目标组织一起也显示在显示单元504上。

从机械手506具有患者P躺在其上的床507、布置在床507附近的多关节机器人508以及附接到多关节机器人508的内窥镜装置510。多关节机器人508和内窥镜装置510根据从主机械手502发出的操作命令而操作。

在本发明的医疗机械手中，多关节机器人不是必需的，例如，可采用助手(未示出)保持内窥镜装置510的配置。图34是示出插入患者P体内的内窥镜装置510的末端部的立体图。如图34所示，内窥镜装置510具有柔性的管状构件511(插入部)，一对保持工具520附接到管状构件511的远端。

管状构件511是插入患者P体内的纵长构件。管状构件511具有包括连接环、弯曲件等的公知的弯曲机构511A，并且可通过利用输入到主臂503的操作使弯曲机构511A弯曲来改变其末端部的取向。

另外，管状构件511设置有作为递送器械的路径的器械通道516以及观察单元515。器械通道516朝管状构件511的末端侧开口。器械通道516也朝管状构件511的近端部分开口，所述开口是用于器械的递送口516a(参照图32)。

观察单元515是用于观察处理目标部位的装置，它具有包括成像机构513和照明机构514的公知配置。在本实施方式中，观察单元515被固定到管状构件511的末端部。然而，通过利用公知内窥镜作为观察单元并且通过用于设置在管状构件中的观察手段的通道插入内窥镜，观察单元可被允许相对于管状构件前进和后退或者被允许弯曲。

保持工具520被配置为能够通过主臂503的操作而弯曲，并且包括附接到其末端部的夹持器526(保持器)。夹持器526具有用于夹持器械的一对夹持器构件527。通过操作主臂503的旋钮部802来使夹持器构件527打开和闭合。

具有上述配置的保持工具520可通过在利用夹持器526夹持器械的同时执行弯曲操作来执行期望的手术。各个保持工具520可被允许被容纳于管状构件511内部以能够相对于管状构件511前进和后退，或者可被配置为固定到管状构件511的末端部并且不被容纳于管状构件511内。

在本发明的医疗机械手中，使得保持工具520能够弯曲的具体结构不受特定限制。例如，可采用与上述弯曲机构511A相同的机构，或者可采用包括一个或更多个关节部以及将关节部或者关节部和夹持器526连接的管状部的配置。另外，保持工具520的数量可以是一个或更多个任意数量。用于驱动关节部或夹持器或者使保持工具相对于管状构件前进和后退的机构不受特别限制。例如，可使用包括致动器(例如，电机)和传递驱动力的传动构件(例如，丝)的公知机构。

图35是示出插入器械通道516中的器械600的示图。器械600在其末端部具有用于执行处理的端部执行器。图34的器械600包括钩形刀601作为端部执行器。钩形刀601电连接到线缆(未示出)。线缆穿过器械通道516的内部连接到多关节机器人508。线缆可连接到用于操作钩形刀601的另一操作机构(未示出)。如果对钩形刀601执行操作输入，则从多关节机器人508向钩形刀601施加电流，并且允许利用钩形刀601进行处理。

图36是医疗机械手501的主要部分的功能框图。控制器505包括：主输入单元551，其从主机械手502接收操作输入；模式切换单元552，其切换医疗机械手501的操作模式；保持工具控制器553，其生成对保持工具520的操作信号；以及器械控制器554，其生成对器械的操作信号。

主输入单元551接收操纵者Op对操作单元801和旋钮部802的操作输入，并且根据操作模式将所接收到的操作输入发送给保持工具控制器553和器械控制器554。

模式切换单元552基于操纵者Op对设置在主机械手502中的脚踏开关509(模式切换输入单元，参照图32)的切换输入来确定操作模式，并且将切换输入发送给主输入单元551和保持工具控制器553。尽管本实施方式包括第一模式和第二模式两种类型作为操作模式，下面将描述其细节。

保持工具控制器553和器械控制器554基于从主输入单元551接收的操作输入分别生成驱动保持工具520和器械600的操作信号，并且将操作信号发送给从机械手506。

将描述使用具有上述配置的医疗机械手501时的操作。首先，操作者Op或助手将管状构件511的末端部插入患者P体内，并且使末端部前进以接近执行处理的组织。接下来，在利用显示单元504检查通过观察单元515获取的手术场的图像的同时，操作者Op操作主臂503以操作保持工具520。如果需要，将器械600插入器械通道516中，从器械通道516伸出的器械600被保持工具520的夹持器526保持。利用保持的器械600的端部执行器来对组织执行预定处理。

医疗机械手501包括两个操作模式，第一模式和第二模式。第一模式是保持工具520没有保持器械600时的操作模式。在第一模式下，根据公知的运动学计算等，保持工具520被驱动以使得夹持器526的位置和取向对应于操作单元801的位置和取向，并且夹持器526根据旋钮部802的操作输入而被打开和闭合。

第二模式是保持工具520的夹持器526保持器械600时的操作模式。在第二模式下，第二模式与第一模式的相同之处在于保持工具520被驱动以使得夹持器526的位置和取向对应于操作单元801的位置和取向，但是在器械600被保持的状态下夹持器526被锁定，根据对旋钮部802的操作输入保持的器械600的端部执行器被操作。即，在第二模式下，即使旋钮部802被操作，夹持器526也不被操作，但是旋钮部802用作操作器械的操作输入单元。

图37是示出在医疗机械手501中从第一模式切换至第二模式的流程的流程图。首先，在步骤S10中，在操作者利用夹持器526保持器械600之后，操作者Op操作脚踏开关509以执行用于模式切换的切换输入。

在步骤S20中，模式切换单元552确定夹持器526是否保持器械600。在该确定中，模式切换单元552所参照的信息不受特别限制。例如，检测夹持状态或者被夹持状态的传感器可以被设置在夹持器526或器械600中，并且可基于该传感器的检测结果来进行确定，或者可通过分析通过观察单元515获取的夹持器526的图像来进行确定。步骤S20的确定可通过提供保持检测机构来自动执行，该保持检测机构检测如上所述的保持器是否保持器械。

当步骤S20中确定否时，模式切换单元552取消切换输入并继续第一模式。此时，如果需要，可通过在显示单元504上显示诸如“器械没有被保持”的消息来促使操作者Op认识到并进行解决。

当步骤S20中确定是时，处理进行至步骤S30。在步骤S30中，模式切换单元552将操作模式从第一模式切换为第二模式，并且将操作模式发送给主输入单元551和保持工具控制器553。因此，医疗机械手501的模式操作被切换为第二模式。

在第二模式下，主输入单元551将对旋钮部802的操作输入发送给器械控制器554。保持工具控制器553基于从主输入单元551接收的操作输入来生成操作信号。此时，生成操作信号以维持夹持器526保持器械600的状态，而不管对旋钮部802的操作输入。器械控制器554基于从主输入单元551接收的对旋钮部802的操作输入来生成操作端部执行器的操作信号，并且将操作信号发送给器械600。

图38是示出在医疗机械手501中从第二模式切换为第一模式的流程的流程图。在该流程图中，在步骤S10之后，在步骤S15中停止端部执行器的功能。另外，执行步骤S40的确定，以代替步骤S20的确定。在步骤S40中，模式切换单元552基于由主输入单元551接收的操作输入来确定旋钮部802是否被关闭。当步骤S40中的确定为否时，模式切换单元552按照预定间隔重复所述确定。如果需要，利用消息等来促使操作者Op关闭旋钮部。当步骤S40中的确定为是时，处理进行至步骤S50，其中操作模式被切换为第一模式。通过执行步骤S40的确定，可防止无意中打开夹持器526并且器械600掉出保持工具520的情形。

根据本实施方式的医疗机械手501，控制器505具有在第一模式和第二模式之间切换的模式切换单元552，并且可从脚踏开关509执行切换输入从而切换操作模式。结果，通过在器械600被保持工具520的夹持器526保持时将操作模式切换为第二模式，可通过操作者Op所抓握的操作单元801的旋钮部来操作器械600的端部执行器。即，由于即使在器械600被保持工具520保持时，操作者Op也可仅操作操作单元801和旋钮部802，所以执行处理时的操作可显著简化。

在本实施方式中，模式切换输入单元不限于脚踏开关，而是可采取各种形态。例如，旋钮部802可设置有开关以用于模式切换。在这种情况下，如果使用诸如滑动型或切换型开关，则这是优选的，因为操作者Op可从开关的取向或位置直观地识别当前操作模式。另外，可采用这样的配置，其中通过在显示单元504上显示用于切换的开关并且在显示单元504的画面上将夹持器526移至开关的位置来执行切换输入。另外，可采用这样的配置，其中操作者Op利用语音或保持工具的预定操作(例如，操作保持工具以使得保持器画圆)来执行切换输入。在这些情况下，识别语音输入的机构、识别预定操作的图像处理机构等用作模式切换输入单元。

另外，当本实施方式的医疗机械手被配置为使得可使用多个器械时，模式切换的处理流程可如图39所示。在图39所示的修改示例的流程图中，当步骤S20中的确定为是时，处理进行至步骤S21，并且识别夹持器526所夹持的器械的端部执行器的类型。随后，在步骤S22中，器械控制器554基于在步骤S21中标识的端部执行器的类型来确定操作信号的生成形态(例如，根据对旋钮部的操作输入来操作的部件或功能、操作信号是数字的还是模拟的、操作输入值与操作信号值之间的对应关系等)。随后，处理进行至步骤S30，其中操作模式被切换为第二模式。

在该修改示例中，步骤S21中的端部执行器的类型识别的具体方法不受特别限制。举一个例子，如图40所示，诸如条形码或RFID标签的标识信息570可附接到器械600，递送口516a可设置有标识单元571，该标识单元571可读取标识信息570。这样，当器械600从递送口516a插入器械通道516中时，可自动执行标识。另外，可通过从观察单元515所获取的图像识别端部执行器的形状或颜色、为识别而设置的标记来执行类型识别。此外，夹持器526可设置有传感器，可利用该传感器来执行夹持的器械的端部执行器的类型识别。可使用其它公知的识别方法。另外，这种类型识别也可应用于仅使用一个器械的情况，优点在于操作者的端部执行器的类型的输入可被省略。

另外，可省略确定保持工具是否保持器械的步骤S20。在这种情况下，操作者可预先确定是否在切换输入之后立即执行模式切换，并且在检查没有问题之后执行切换输入。

第十实施方式

将描述本发明的第十实施方式。本实施方式的医疗机械手与第九实施方式的医疗机械手之间的不同之处在于，第一模式和第二模式在从机械手侧的位置和取向的控制方面彼此不同。另外，在以下描述中，与已经描述的组件相同的组件将由相同的标号指代，将省略重复的描述。

图41是示出在本实施方式的医疗机械手中第一模式与第二模式之间的控制差异的示图。在本实施方式的第一模式下，类似于第九实施方式，保持工具520被驱动以使得保持工具520的夹持器526的位置和取向对应于操作单元801的位置和取向。即，夹持器526是位置和取向控制中的目标部位Ps。另一方面，在第二模式下，被夹持器526保持的器械600的钩形刀(端部执行器)601充当目标部位P。因此，保持工具520被驱动以使得钩形刀601的位置和取向对应于操作单元801的位置和取向。

图42是示出在本实施方式的医疗机械手中从第一模式切换为第二模式的流程的流程图。在该实施方式中，如果步骤S20中的确定为是，则处理进行至步骤S25。在步骤S25中，模式切换单元552向保持工具控制器553发送命令以使得夹持器526的取向被调节。接收到命令的保持工具控制器553基于此时钩形刀601的取向和操作单元801的取向生成驱动保持工具520以使得钩形刀601的取向和操作单元801的取向彼此匹配的操作信号。如果该操作信号被发送给从机械手506，则保持工具520的各个部件被驱动，保持工具520的总体形状被调节，钩形刀601和操作单元801的取向彼此匹配。在步骤S25期间，操作单元801被锁定以使得操作者Op无法移动。在步骤S25前后保持工具的形状的改变的示例示出于图43中。由于在左侧所示的步骤S25之前的状态下目标部位Ps是夹持器526，所以夹持器526的取向和操作单元801的取向彼此匹配。在右侧所示的步骤S25之后的状态下，随着保持工具520被驱动，钩形刀601的取向改变并且具有与右侧夹持器526几乎相同的取向。由于在此期间操作单元801被锁定，所以钩形刀601的取向和操作单元801的取向彼此大致匹配。

在随后的步骤S26中，目标部位Ps从夹持器526改变为钩形刀601，此时钩形刀601的位置和操作单元801的位置彼此匹配。随后，处理进行至步骤S30，其中操作模式切换为第二模式。

根据本实施方式，在第二模式下，成为位置取向控制的基准的目标部位改变为钩形刀601。因此，操作者Op可利用钩形刀与他/她自己的指尖彼此匹配的感觉来执行处理，实现了更直观的操作。

在上述示例中，保持工具被驱动以使得端部执行器(钩形刀)的取向与操作部的取向一致。然而，使得端部执行器的取向和操作部的取向彼此匹配的方法不限于此。例如，如果主臂503的活动部设置有驱动机构，则可在保持工具和器械被锁定的状态下驱动主臂503，从而使得端部执行器的取向与操作部的取向彼此匹配。

此外，在保持工具和器械被锁定的状态下，操作者Op可在该状态下自由地操作主臂的各个部件，并且达到操作者Op自己易于对操作部的取向进行操作的期望状态。如果操作者Op在此状态下通过脚踏开关509等执行用于关联的输入，则医疗机械手可被配置为使得操作单元801和钩形刀601彼此关联。在这种情况下，尽管端部执行器的取向和操作部的取向不必彼此匹配，但是由于这些取向可反映各个操作者的偏好状态，所以操作者的操作感得以改进。

在本实施方式的第二模式下，被保持工具保持的器械的端部执行器和操作部彼此关联。因此，当器械被保持工具保持时，优选的是，保持器与端部执行器之间的相对位置关系被唯一地确定。以下，将描述实现这些条件的配置示例。

在图44所示的示例中，附接有钩形刀601的器械600的支撑部分602设置有能够容纳夹持器526的沟槽602a。因此，通过利用保持工具520保持器械600以使得夹持器526进入沟槽602a，夹持器526与端部执行器(钩形刀)之间的相对位置关系可基本上唯一地确定。即使支撑部分602设置有如图45所示的凹部602b(代替沟槽)，并且保持工具620设置有具有可与凹部602b接合的凸部626a的夹持器626，也可获得相同的效果。可通过如图45所示设置的多个沟槽和凹部来使保持更容易。另外，可采取这样的配置，其中通过针对每多个沟槽或凹部改变保持器与端部执行器之间的相对位置关系，可利用按照适合于处理内容等的相对位置关系保持的器械来执行处理。此外，如图46所示，可采取这样的配置，其中磁体727可分别设置在凹部602c和保持工具720的保持器726中，使得通过磁力来执行保持并且唯一地确定相对位置关系。

在保持工具与端部执行器之间的相对位置关系无法唯一地确定的保持形态的情况下，可采取这样的配置，其中可检测保持位置(是保持工具保持器械的位置)以及端部执行器的位置和取向。在图47所示的示例中，器械600的支撑部分602设置有可被夹持器526保持的多个触点728。通过利用金属夹持器526保持触点728，电流被施加到分别连接到触点728的检测电路中的任一个，被夹持器526保持的触点可确定。

在图48所示的示例中，支撑部分602和夹持器526设置有具有相同颜色的标记729。由于标记在保持位置处看起来变大，所以可利用观察单元515所获取的图像来确定保持位置。

可利用3D相机作为观察单元并且检测从特定保持位置到端部执行器的末端侧的距离和矢量来确定端部执行器的位置和取向。

此外，尽管略微不同于本实施方式的目的，当操作者Op执行了用于相关的输入时，模式切换单元可确定操作部的取向更靠近保持器和端部执行器中的哪一个，并且可在更靠近保持器时执行向第一模式的切换，可在更靠近端部执行器时执行向第二模式的切换。

尽管上面利用各个实施方式描述了本发明，但是本发明的技术范围不限于上述实施方式。在不脱离本发明的概念的情况下，构成元件的组合可改变，可对各个构成元件加以各种变更，或者可省略。

首先，在本发明的医疗机械手中，器械被保持的形态不限于上述使用夹持器的夹持。例如，如图49所示，保持工具820的末端部是钩形刀821，可通过使钩形刀821与接合部分(例如，设置在器械600A的支撑部分602中的沟槽602d)接合来保持器械600A。在这种情况下，钩形刀821用作保持器。另外，图50所示的示例提供了这样的配置，其中保持工具920的末端部是圈套环921，并且通过使用圈套环921和磁体727作为保持器来保持器械600。另外，用于保持器械的保持器的具体形态不受特别限制。

另外，上述各个实施方式中所使用的器械不限于通过对端部执行器施加电流来使用的器械(例如，钩形刀)，并且可以是利用操作输入来呈现预定功能的器械。例如，可存在具有针或管作为端部执行器并且利用操作输入来执行液体递送或抽吸的器械、以及具有打开和闭合的一对钳子构件作为端部执行器并且利用操作输入来使钳子构件打开和闭合的器械。

在本发明的医疗机械手中，将要使用的多个器械中的一些可能没有利用操作输入呈现预定功能。在这种情况下，可在第二模式下不向旋钮部分配功能，而是可仅使夹持器进入锁定状态。即使这样，由于操作者可不需要在使用器械执行处理的同时继续关闭旋钮部，所以操作性得以改进。

另外，如图51A和图51B所示，可在显示在显示单元504上的图像上设置显示此时的操作模式的显示区域540。这里，像第十实施方式中一样，当在第一模式和第二模式下目标部位改变时，各个模式下的目标部位可通过标记541和542等显示在显示单元504上。

另外，尽管在上述各个实施方式中仅描述了医疗机械手包括柔性的管状构件的示例，但是本发明的医疗机械手不限于此。因此，可采用这样的医疗机械手，其中可在腹壁中形成孔，并且在将机器人臂插入该孔中之后使用机器人臂。

另外，尽管在上述各个实施方式中仅描述了从机械手和主机械手被布置为彼此远离并且执行远程操作的配置示例，但是本发明不限于此，等同于这两个机械手的组件可为一体。

另外，本发明不受以上描述的限制，而是仅由所附权利要求书的范围限制。

另外，尽管在第一实施方式至第十实施方式中描述具有相同的名称但是标号不同，相关组件基本上相同。

工业实用性

根据上述各个方面，当机械手检测到将器械保持在患者体内的保持状态时，仅在检测到操作者的用于操作器械的指令的情况下操作器械。因此，操作者可利用器械可靠地执行处理。

标号列表

1、2、3、4、5：机械手系统

14：钩形刀(第一器械)

19A、19B：机械手

24A、24B：夹持器

31：刀部(处理部)

32：夹持检测器(保持检测器)

36：开关(第一开关)

52：脚踏开关(指令接收部)

53：转换开关(开关)

75：器械控制器(控制器)

82：高频刀(第二器械)

94：第二开关

Claims (10)

1.一种机械手系统，该机械手系统包括：

医疗器械，其能够被插入体内；

机械手，其能够保持所述器械；

保持检测器，其检测所述机械手保持所述器械的保持状态；

指令接收部，其检测用于操作所述器械的指令；以及

控制器，当所述保持检测器检测到所述保持状态时，仅在所述指令接收部检测到所述指令的情况下，该控制器操作所述器械。

2.根据权利要求1所述的机械手系统，

其中，所述保持检测器根据一对触点之间的导通状态和切断状态来检测所述保持状态。

3.根据权利要求2所述的机械手系统，

其中，所述保持检测器具有设置在所述器械中的开关，所述开关通过在基准方向上被按压来切换所述一对触点之间的所述导通状态和所述切断状态，并且

其中，所述机械手具有夹持所述开关的夹持器。

4.根据权利要求3所述的机械手系统，

其中，所述器械具有第一器械和第二器械，

其中，所述控制器

在所述保持检测器检测到所述机械手与所述第一器械之间的第一保持状态时，在所述指令接收部检测到所述指令的情况下，仅操作所述第一器械，并且

在所述保持检测器检测到所述机械手与所述第二器械之间的第二保持状态时，在所述指令接收部检测到所述指令的情况下，仅操作所述第二器械。

5.根据权利要求3所述的机械手系统，

其中，所述开关具有切换一对第一触点之间的导通状态和切断状态的第一开关以及切换一对第二触点之间的导通状态和切断状态的第二开关，

其中，所述器械设置有所述第一开关和所述第二开关，

其中，所述控制器

在根据所述一对第一触点之间的导通状态或切断状态检测到所述保持状态时，在所述指令接收部检测到所述指令的情况下，使所述器械执行第一操作，并且

在根据所述一对第二触点之间的导通状态或切断状态检测到所述保持状态时，在所述指令接收部检测到所述指令的情况下，使所述器械执行不同于所述第一操作的第二操作。

6.根据权利要求1所述的机械手系统，

其中，所述保持检测器基于拍摄了所述机械手和所述器械的图像来检测所述保持状态。

7.一种能够被插入体内的医疗器械，该医疗器械在被机械手保持在体内的状态下操作，

其中，所述机械手包括保持检测器，该保持检测器检测所述器械被保持的保持状态。

8.根据权利要求7所述的器械，该器械还包括：

护套，其由柔性的材料形成；

伸缩机构，其被设置在所述护套内，其中，所述伸缩机构的末端部随着设置在所述伸缩机构的外表面上的动作部向所述护套的轴线侧移动而向末端侧移动；以及

处理部，其被设置在所述伸缩机构的所述末端部处。

9.根据权利要求8所述的器械，

其中，所述保持检测器具有设置在所述器械中的开关，所述开关通过在基准方向上被按压来切换一对触点之间的导通状态和切断状态，并且

其中，所述护套相对于所述动作部的所述轴线侧与所述基准方向被设定为彼此平行。

10.一种器械的控制方法，该控制方法包括以下步骤：

控制能够插入体内的医疗器械的操作；以及

当所述机械手在体内保持所述器械时，仅当检测到用于操作所述器械的指令时，操作所述器械。