CN105407825A - 医疗系统和医疗处置器械控制方法 - Google Patents

医疗系统和医疗处置器械控制方法 Download PDF

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Abstract

通过进行末端执行器的自动角度调整来实现医疗处置器械的操作性提高。本发明的医疗系统具有：作为控制对象的医疗处置器械，其具有调整第1末端执行器相对于第1轴的角度的可动关节；作为控制主体的医疗用器具，其具有配设在第2轴的前端的第2末端执行器；传感器，其输出至少包含第2末端执行器的角度的传感器信号；以及控制器，其能够执行如下的追踪处理：根据传感器输出的传感器信号设定追踪基准，对驱动部进行驱动，使得第1末端执行器的角度追踪追踪基准。

Description

医疗系统和医疗处置器械控制方法
技术领域
本发明涉及使用能够在外科手术中插入到患者的体内并在患者体内进行处置的医疗处置器械的医疗系统和医疗处置器械的控制方法。
背景技术
当前进行如下的腹腔镜手术：在患者的体表中插入贯穿插入体表和体内的套针，从套针插入各种医疗器具，在患者的体内进行各种手术、检查诊断。在该腹腔镜手术中，由于患者的体表的切开部较小即可，所以，针对患者的负担较少，另一方面，由于需要一边利用内窥镜观察患者的体内一边进行手术，所以，需要提高内窥镜中的视觉辨认性、医疗用器具的操作性。
在专利文献1中公开了如下技术：使处置部和操作部的自由度配置一致，通过以使处置部中的姿势与操作部的姿势相同的方式驱动处置部的驱动部，实现医疗用器具的操作性的提高。
在专利文献2中公开了如下的治疗系统：通过检测套针的倾斜角，医疗处置器械的前端切换观察器件(内窥镜)的观察范围。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第4014792号公报
专利文献2：日本特开2007-301378号公报
发明内容
本发明的医疗系统具有：作为控制对象的医疗处置器械，其具有与使用者把持的第1把持部连结的第1轴、配设在所述第1轴的前端处的第1末端执行器、调整所述第1末端执行器相对于所述第1轴的角度的可动关节、驱动所述可动关节的驱动部；作为控制主体的医疗用器具，其具有与使用者把持的第2把持部连结的第2轴、配设在所述第2轴的前端处的第2末端执行器；第1套针，其具有供所述作为控制对象的医疗处置器械插入的贯穿插入孔；第2套针，其具有供所述作为控制主体的医疗用器具插入的贯穿插入孔；传感器，其输出至少包含所述第2末端执行器的角度的传感器信号；以及控制器，其能够执行如下的追踪处理：根据所述传感器输出的传感器信号设定追踪基准，对所述驱动部进行驱动，使得所述第1末端执行器的角度追踪所述追踪基准。
进而，在本发明的医疗系统中，所述传感器是配设在所述第2套针或所述作为控制主体的医疗用器具上的倾斜角检测传感器。
进而，在本发明的医疗系统中，所述传感器包括进退量检测传感器，该进退量检测传感器检测所述作为控制主体的医疗用器具相对于所述第2套针在直进方向上的移动量。
进而，在本发明的医疗系统中，所述传感器包括旋转量检测传感器，该旋转量检测传感器检测所述作为控制主体的医疗用器具相对于所述第2套针的旋转量。
进而，在本发明的医疗系统中，所述医疗系统具有输出基于操作的操作信号的方向输入部，所述控制器能够执行如下的操作处理：根据来自所述方向输入部的操作信号对所述驱动部进行驱动，调整所述第1末端执行器的角度。
进而，在本发明的医疗系统中，所述医疗系统具有输出基于操作的切换信号的模式输入部，所述控制器能够执行根据来自所述模式输入部的模式信号对所述追踪处理和所述操作处理进行切换的切换处理。
进而，在本发明的医疗系统中，所述作为控制主体的医疗用器具是具有调整所述第1末端执行器相对于所述第1轴的角度的可动关节的医疗处置器械。
进而，在本发明的医疗系统中，在所述追踪处理中，根据所述传感器输出的传感器信号和所述作为控制主体的医疗用器具的可动关节的状态来设定追踪基准。
进而，在本发明的医疗系统中，所述医疗系统具有输出基于操作的切换信号的主从切换输入部，所述控制器能够执行根据来自所述主从切换输入部的切换信号对所述控制主体和所述控制对象进行切换的处理。
并且，在本发明的医疗处置器械控制方法中，在将具有与使用者把持的第1把持部连结的第1轴、配设在所述第1轴的前端处的第1末端执行器、调整所述第1末端执行器相对于所述第1轴的角度的可动关节、驱动所述可动关节的驱动部的作为控制对象的医疗处置器械插入到第1套针的贯穿插入孔中进行操作，并且，将具有与手术医生把持的第2把持部连结的第2轴、配设在所述第2轴的前端处的第2末端执行器的作为控制主体的医疗用器具插入到第2套针的贯穿插入孔中进行操作时，根据输出至少包含所述第2末端执行器的角度的传感器信号的传感器设定追踪基准，对所述驱动部进行驱动，使得所述第1末端执行器的角度追踪所述追踪基准。
附图说明
图1是示出使用了医疗用器具(钳子)的腹腔镜手术的状况的图。
图2是示出本发明的实施方式的套针的外观的图。
图3是示出本发明的实施方式的套针的内部结构的图。
图4是示出本发明的实施方式的套针传感器的结构的示意图。
图5是示出本发明的实施方式的相对位置传感器的各种结构的示意图。
图6是说明本发明的实施方式的套针的位置对齐的图。
图7是示出本发明的实施方式的医疗处置器械(钳子)的结构、控制形式的图。
图8是示出本发明的实施方式的医疗系统的控制结构的框图。
图9是示出本发明的实施方式的医疗处置器械的控制形式(实施例1)的图。
图10是示出本发明的实施方式的医疗处置器械的控制形式(实施例2)的图。
图11是示出本发明的实施方式的医疗处置器械的控制形式(实施例3)的图。
图12是示出本发明的实施方式的医疗处置器械的控制形式(实施例4)的图。
图13是示出本发明的实施方式的医疗系统的控制结构的框图。
图14是示出本发明的实施方式的医疗处置器械的控制形式(实施例5)的图。
图15是示出本发明的实施方式的医疗处置器械的控制形式(实施例6)的图。
图16是示出本发明的实施方式的医疗处置器械的控制形式(实施例7)的图。
具体实施方式
图1示出使用了钳子2的腹腔镜手术的状况。在腹腔镜手术中，在患者的腹部等开设多个孔，插入摄像部、钳子、(电)刀这样的各种医疗用器具，通过确认由摄像部进行摄像而得到的影像，进行患部的观察、手术。在该腹腔镜手术中，由于切开区域较少即可，所以，能够减轻针对患者的负担。
在腹腔镜手术中，在患者的体壁开设的孔中插入被称为套针(通道)1a～1d的管，经由该套针1a～1d在患者的体内插入各种医疗用器具。示出在图示的套针1d中插入了钳子2(医疗处置器械)的状态。在经由套针1d插入到患者的体内的钳子2的前端部分设置有作为末端执行器的前端把持部26，手术医生(使用者)通过操作钳子2，对该前端把持部26进行开闭，对患部进行手术。
以往，在各种医疗用器具中，前端把持部26等末端执行器能够在患者的体内进行角度调整，以实现手术医生的操作性提高。通过手术医生的操作来进行末端执行器的角度调整。在患者体内进行的腹腔镜手术中，手术医生需要利用内窥镜等视觉辨认患者体内的状况并进行医疗用器具的操作，但是，包含内窥镜的医疗用器具中的末端执行器的角度调整操作是很困难的，需要熟练的技术。本发明的目的在于，在医疗用器具中，关于在患者体内对患部等实施处置的医疗处置器械，实现操作性的改善。作为医疗处置器械(括弧内是医疗处置器械的末端执行器)，除了图1所示的钳子2(前端把持部26)以外，还可以采用电刀(激光头)、送水器、抽吸器等在患者的体内实施处置的器械。
图2示出本发明的实施方式的医疗系统中使用的套针1的外观。本实施方式的套针1构成为具有上部壳体111、下部壳体112、筒部113。在上部壳体111中设置有用于插入各种医疗用器具的贯穿插入孔115。筒部113是插入到患者的体内的部分。从贯穿插入孔115插入的医疗用器具穿过下部壳体112、筒部113的内部而从筒部113的下端插入到患者体内，进行患者体内的观察或患者体内的处置。
在上部壳体111内部配置有用于检测套针1的状态、以及从贯穿插入孔115插入的医疗用器具的状态的各种传感器。来自各种传感器的输出信号经由缆线114发送到控制器3。另外，缆线114还具有针对各种传感器的电源供给功能。各种传感器与控制器3的通信可以是这种有线通信，但是，通过采用无线通信和电池驱动，能够从套针1中排除缆线114。
图3是示出本发明的实施方式的套针1的内部结构的剖视图。在图2中，说明了在上部壳体111中设置有贯穿插入孔115的情况，但是，在该剖视图中，从贯穿插入孔115到筒部113的下端所示的褐色部分是连通的部分，是供各种医疗用器具插入的部分。上部壳体111和下部壳体112能够利用夹钳状的结合部件116R、116L进行连结、取下。另外，套针1也可以是使上部壳体111和下部壳体112一体化后得到的一个壳体。在套针1的使用时，如图3(A)所示，在连结了上部壳体111和下部壳体112的状态下进行使用，在进行清扫等时，如图3(B)所示，能够成为从下部壳体112上取下上部壳体111的状态。根据这种结构，容易进行筒部113和筒部113清扫、消毒或更换，并且，能够容易地进行具有各种传感器的上部壳体111部分的维护。
本实施方式的套针1在上部壳体111内具有各种传感器(套针传感器12)。在本实施方式中，作为套针传感器12，构成为具有倾斜角检测传感器121、进退量检测传感器122、旋转量检测传感器123。倾斜角检测传感器121是用于检测套针1相对于基准坐标系朝向哪个方向的传感器。这里，基准坐标系是指针对患者或地面这样的固定物定义的坐标系(参照图9的标号C)，作为倾斜角检测传感器121，可以使用加速度传感器等各种传感器。加速度传感器通过检测对自身施加的加速度，能够检测套针1朝向哪个方向、即相对于基准坐标系的倾斜角。
进退量检测传感器122是检测插入到套针1中的医疗用器具相对于套针1的贯穿插入方向(图3中为上下方向)的进退量的传感器。如图1中说明的那样，医生等手术医生通过针对套针1插拔医疗用器具，在患者体内操作医疗用器具并使其移动到适当位置。进退量检测传感器122能够检测医疗用器具相对于套针1的插入位置作为进退量。图3(A)中利用单点划线示出套针1的贯穿插入方向的中心轴C。进退量检测传感器122检测与该中心轴C平行的移动量作为进退量。本实施方式中的进退量检测传感器122由进退量检测辊122a和光传感器122b的组合构成。
旋转量检测传感器123是检测根据手术医生等的操作而旋转的医疗用器具的旋转量的传感器。通过对插入到贯穿插入孔115中的医疗用器具进行以中心轴C为轴的旋转操作，能够在患者体内变更设置在医疗用器具的前端的末端执行器的朝向。旋转量检测传感器123通过检测该旋转量，能够检测医疗用器具的末端执行器朝向哪个朝向。本实施方式中的旋转量检测传感器123由旋转量检测辊123a和光传感器123b的组合构成。
以上说明了套针1的内部结构，但是，配设在套针1内的套针传感器12经由图3中未示出的通信部13向控制器3输出检测信号。使用图4所示的示出套针传感器12的结构的示意图对本实施方式的套针传感器12的动作进行说明。图4是示意地示出配设在图3的套针1内部的套针传感器12的结构的附图，示出针对套针1插入医疗用器具的第1轴24的状态。另外，图4中省略记载设置在医疗用器具的前端的末端执行器等。
套针1的贯穿插入孔115的直径设定成与第1轴24等医疗用器具的插入部分相比具有些许富余，以使得能够插入医疗用器具。套针1固定在患者的体表附近，但是，与医疗用器具的操作联动，进行以某个点为基准进行转动的枢轴转动。固定在套针1的壳体上的倾斜角检测传感器121通过检测套针1的枢轴转动，能够检测基准坐标系中的套针1的方向、即医疗用器具的方向。
如图3中说明的那样，本实施方式的进退量检测传感器122由进退量检测辊122a和光传感器122b的组合构成。进退量检测辊122a是将与图4的面内垂直的方向作为旋转轴的辊。该进退量检测辊122a通过弹簧等弹性部件被向贯穿插入孔115侧施力，与插入到贯穿插入孔11中的医疗用器具(第1轴24)的表面接触，将医疗用器具的进退量转换为其旋转量。在进退量检测辊122a的旋转轴上设置有编码器，输出进退量检测辊122a的旋转量作为进退量。在本实施方式中，为了对进退量进行校准(设定为初始值)，设置有面向贯穿插入孔115内的光传感器122b。该光传感器122b通过检测设置在医疗用器具(第1轴24等)侧的进退位置检测标记241，对由进退量检测辊122a检测到的进退量进行校准。因此，在医疗用器具在贯穿插入孔115内进行进退时，每当该进退位置检测标记241通过光传感器122b部分时，对进退量进行校准(设定为初始值)，能够检测医疗用器具相对于套针1的准确的进退量。
如图3中说明的那样，本实施方式的旋转量检测传感器122由旋转量检测辊123a和光传感器123b的组合构成。旋转量检测辊123a是具有朝向图4的上下方向的旋转轴的辊。该旋转量检测辊123a通过弹簧等弹性部件被向贯穿插入孔115侧施力，与插入到贯穿插入孔11中的医疗用器具(第1轴24)的表面接触，将医疗用器具的旋转量转换为旋转检测辊123a的旋转量。另外，优选在旋转量检测辊123a的接触面设置不妨碍医疗用器具相对于插入方向移动的部件(轴承等)。在旋转量检测辊123a的旋转轴上设置有编码器，输出旋转量检测辊123a的旋转量作为医疗用器具的旋转量。在本实施方式中，为了对旋转量进行校准(设定为初始值)，设置有面向贯穿插入孔115内的光传感器123b。该光传感器123b通过检测设置在医疗用器具(第1轴24等)侧的旋转位置检测标记242，与进退量检测传感器122的情况同样，对由旋转量检测辊123a检测到的旋转量进行校准。
以上说明了配设在套针1上的套针传感器，但是，传感器的结构可以采用各种形式。例如，在本实施方式中，为了检测进退量、旋转量，采用了使用辊的机械传感器的结构，但是，关于进退量、旋转量，也可以采用激光鼠标中使用的能够检测表面的移动量、移动方向的光学传感器。该情况下，能够利用一个光学传感器检测进退量和旋转量。本实施方式的医疗系统需要插入到患者体内的医疗用器具的方向，或者方向和位置。在本实施方式中，为了检测它们，通过将各种传感器配设在套针1内而容易地进行处理，但是，在检测医疗用器具的方向、或者方向和位置时，也可以使用配设在套针1外部的传感器。例如，配设在套针1上的倾斜角检测传感器121也可以直接配设在医疗用器具侧。
在本发明的医疗系统中，执行检测插入到一个套针1中的医疗用器具(控制主体)的移动、并控制插入到另一个套针1中的医疗处置器械(控制对象)的运动的追踪处理。另外，关于控制主体侧的医疗用器具，除了医疗处置器械以外，还包括不对患者的患部进行处置的内窥镜等医疗用器具。在追踪处理中，需要掌握各套针1的相对位置，使由各套针1的套针传感器12计测出的计测信号的坐标一致。图5是示出检测配设在患者的体表的多个套针1A、1B的相对位置的相对位置传感器的各种结构的示意图。
图5(A)是利用能够转动的臂41a、41b连结套针1A、1B的形式。臂41a与臂41b之间利用可动关节42以可动的方式连结。从该可动关节42向控制器(未图示)输出表示关节角度的输出信号。能够根据来自可动关节42的输出信号以机械方式检测两个套针1A和1B的相对位置。
图5(B)是在各套针1A、1B上设置位置检测用标记43的形式。在将套针1A、1B配设在体表后，利用照相机拍摄位置检测用标记43等，检测位置检测用标记43的位置，由此，能够以光学方式检测两个套针1A和1B的相对位置。
图5(C)是在两个套针1A、1B中插入夹具44a、44b并检测两者间的相对位置的手法。在插入到套针1A、1B中的夹具44a、44b的前端形成有能够连结两者的连结部441a、441b。在从各套针1A、1B插入夹具44a、44b后，在体内连结起连结部441a、441b。通过连结夹具44a和44b，各套针1A、1B的运动成为联动状态。在该状态下操作夹具44a、44b使套针1A、1B转动，取得多个状态下的套针传感器12的输出信号。通过对所取得的多个状态下的输出信号进行考虑了连结状态下的条件的收敛计算，能够检测套针1A和1B的相对位置。在执行了这种相对位置检测处理后，取下夹具44a、44b，插入医疗用器具并开始进行手术。
在图5(A)、(B)的形式中，在手术中也能够检测各套针1A、1B的相对位置。在图5(C)的形式中，通过在手术开始前执行使用了夹具44a的相对位置检测处理，能够检测两个套针1A和1B的相对位置。关于套针1之间的相对位置，也可以代替相对位置传感器或进行相对位置检测处理，而简易地进行整合。图6示出说明多个套针1的位置对齐的图。在本发明的医疗系统中，有时只要能够判定套针1朝向的方向、即插入到套针1中的医疗用器具或医疗处置器械朝向的方向即可。即，通过合并配设在套针1上的倾斜角检测传感器121输出的信号的坐标系，能够使多个套针1的输出信号的坐标系一致。
在图6的实施方式中，为了这样使套针1的输出信号的坐标系一致，在套针1A、1B上记载表示加速度传感器121的输出信号的坐标系上的规定方向的方向检测用标记45a、45b。手术医生确认该方向检测用标记45a、45b，以使其方向一致的方式在患者的体表B配置套针1A、1B。由于配置在体表B，认为各套针1A、1B倾斜，但是，由于配置在各套针1A、1B上的倾斜角检测传感器121的输出信号具有以重力方向为基准的坐标系，所以，通过使方向检测用标记45a、45b的方向一致，能够使各套针1A、1B的输出信号的坐标系大致一致。
接着，对本发明的医疗用系统中使用的医疗处置器械进行说明。图7示出本发明的实施方式的医疗处置器械2(钳子)的结构、控制形式。另外，在本说明书中，医疗处置器械2是指经由套针1插入到患者的体内的医疗用器具中、在患者的体内实施处置的器械。作为医疗处置器械2，除了图7所示的钳子以外，还存在(包含电刀)刀、送水管、抽吸器等。另一方面，作为医疗处置器械2中未包含的医疗用器具，是指内窥镜、对患者的体内进行计测的各种传感器类等、对患者体内的状况进行观察而不在体内进行处置的器械。
图7所示的本实施方式的医疗处置器械2(钳子)在患者体内进行各种处置，构成为具有前端把持部26作为末端执行器。该前端把持部26能够通过把持部件27a、27b和细线(线、丝、棒)等进行联动动作。如图7(A)所示，在把持部件27a、27b之间分开的状态下成为打开状态，如图7(B)所示，在把持部件27a、27b之间接近的状态下成为闭合状态。手术医生通过在把持着把持部件27a、27b的状态下进行开闭，能够对前端把持部26的开闭状态进行操作。
并且，本实施方式的钳子2具有构成为能够利用可动关节25进行转动的第1轴24a和第2轴24b。通过使用内置于医疗处置器械2的主体内的驱动部22使可动关节25进行转动，能够使配设有前端把持部26(末端执行器)的第2轴24b相对于第1轴24a进行转动。考虑在驱动部22中采用根据来自马达等控制器3的控制信号产生驱动力的各种形式。驱动部22中产生的驱动力通过齿轮、线、丝等驱动力传递单元传递到可动关节25，使设置有前端把持部26的第2轴24b进行转动。在本实施方式中，将驱动部22内置于医疗处置器械2的主体内，但是，驱动部22也可以是设置在医疗处置器械2的主体外部的形式。图7(A)中示出医疗用器具2与控制器3的连接形式。与控制器3之间的连接形式在图7(B)、(C)中也是同样的(未图示)。在本实施方式中，在把持部件27b上设置有方向输入部21a，通过操作该方向输入部21a，向控制器3发送操作信号，控制器3对驱动部22进行驱动，由此对可动关节25的转动进行控制。并且，在本实施方式中，也可以是控制器3的自发控制、即不需要操作方向输入部21a的驱动部22的控制形式。如图7(C)所示，通过操作杠杆状的方向输入部21a，驱动部根据其操作方向使可动关节25进行转动，对前端把持部26朝向的方向进行变更。可动关节25示出纸面上的二维动作，但是，也可以进行包含与纸面垂直的方向的三维动作。
另外，在本实施方式的医疗处置器械2(钳子)中，说明了能够使用一个可动关节25对前端把持部26(末端执行器)朝向的方向进行控制的形式，但是，关于前端把持部26朝向的方向的控制，也可以通过使用多个可动关节的形式进行前端把持部26的方向控制。
图8是示出本发明的实施方式的医疗系统的控制结构的框图。该医疗系统构成为具有图2～图4中说明的第1套针1A、第2套针1B、图5中说明的相对位置传感器4、图7中说明的医疗处置器械2、控制器3。另外，在如图5(C)那样利用夹具进行相对位置检测处理、或如图6那样利用方向检测用标记45a、45b使两个套针1A、1B的坐标系的方向一致即可的情况下，不需要相对位置传感器4。
第1套针1A构成为具有倾斜角检测传感器121、进退量检测传感器122、旋转量检测传感器123作为套针传感器12，而且具有通信部13。第2套针1B的内部结构没有图示，但是，具有与第1套针1A相同的结构。另外，根据控制的形式，认为有时不需要套针传感器12所具有的全部(三个)传感器。控制的形式在后面进行说明。另一方面，作为控制对象的医疗处置器械2构成为具有作为操作输入部21的方向输入部211、以及模式输入部212、驱动部22。驱动部22是产生针对医疗处置器械2的可动关节25的驱动力的马达等部件。进而，设置有模式输入部212作为操作输入部。该模式输入部212也可以设置在图7所示的把持部件27b上，或者以脚踏开关等形式单独设置。该模式输入部212用于切换医疗系统中执行的各种模式。
第1套针1A、第2套针1B、医疗处置器械2B与控制器3连接。控制器3构成为具有由CPU等构成的控制部31、作为存储部的存储器32。在存储器32中能够存储医疗系统中执行的各种程序，并且能够存储程序执行所需要的各种信号、数据。
本实施方式的控制器3能够执行两个模式。一个(操作模式)是执行通过作为控制对象的医疗处置器械2B的方向输入部211的操作使可动关节25转动从而进行末端执行器的角度调整的操作处理的模式。在该模式中，如图7(C)中说明的那样，手术医生对操作方向输入部211进行操作，由此可动关节25转动，能够调整前端把持部26(末端执行器)的方向。手术医生通过一边利用内窥镜等观察体内的患部一边操作方向输入部211，能够使前端把持部26朝向适当方向。
另一个(追踪模式)是执行根据作为控制主体的其他医疗用器具的末端执行器的位置将作为控制对象的医疗处置器械2B的前端把持部26(末端执行器)角度调整为适当方向的追踪处理的模式。在该模式中，对驱动部22进行驱动，以使得作为控制对象的医疗处置器械2B的前端把持部26(末端执行器)的角度追踪如下的追踪基准(基准方向或基准点)，该追踪基准与由第1套针1A的套针传感器12检测到的医疗用器具的末端执行器的位置对应。
图9示出将图7中说明的医疗用器具2(钳子)作为控制对象的追踪模式的控制形式(实施例1)。在该实施例1中，在第1套针1A中插入作为控制主体的医疗处置器械2A(钳子)，第1套针1A的套针传感器12能够检测该医疗处置器械2A相对于基准坐标系C朝向的方向。另一方面，在第2套针1B中插入作为控制对象的医疗处置器械2B。第2套针1B的套针传感器12能够检测医疗处置器械2B相对于基准坐标系C朝向的方向。另外，关于第1套针1A的套针传感器12的基准坐标系C和第2套针1B的套针传感器12的基准坐标系C，通过图5中介绍的套针1之间的相对位置传感器或使图6中说明的套针1之间位置对齐，两个基准坐标系C一致(其他实施例中也是同样的)。医疗处置器械2B、各套针传感器12与控制器3连接，控制器3能够检测套针1A、1B、医疗处置器械2A、2B的各种状态，并且，能够对医疗处置器械2B的驱动部22进行驱动控制。在本实施方式的追踪模式中，与插入到第1套针1A中的医疗处置器械2A的方向变动联动地，对插入到第2套针1B中的医疗处置器械2B的前端把持部26朝向的方向进行控制。具体而言，利用驱动部22对可动关节25进行控制，以使得医疗处置器械2A的前端把持部26朝向的方向D1(追踪基准)和医疗处置器械2B的前端把持部26朝向的方向D3保持平行。
在这样使D1和D3保持平行的追踪控制的情况下，能够利用第1套针1A的套针传感器12检测到的角度θ1与第2套针1B的套针传感器12检测到的角度θ2之和来计算医疗处置器械2B中的可动关节25的控制角度θ3(第2轴24b相对于第1轴24a所成的角度)。控制器3检测从各套针传感器12输出的角度θ1、角度θ2，控制驱动部22以使得可动关节25形成控制角度θ3，由此，在操作了医疗处置器械2A的情况下，双方的前端把持部26也保持平行的状态。另外，在图9中，设可动关节25的动作为纸面上的二维运动进行了说明，但是，在追踪处理中，包含与纸面垂直的方向的三维运动也能够应对。该情况下，由于伴随医疗处置器械2B的绕插入方向的旋转而使前端把持部26朝向的方向变化，所以，需要考虑基于第2套针1B的旋转量检测传感器123的旋转角度。
当使用图8的控制结构进行说明时，当利用模式输入部212指定了操作模式后，医疗处置器械2B的驱动部22根据来自自身的方向输入部211的操作信号进行可动关节25的角度调整。另一方面，当利用模式输入部212指定了追踪模式后，控制器3针对医疗处置器械2B执行根据从第1套针1A的套针传感器12输出的传感器信号对驱动部22进行控制的追踪处理。在该追踪处理中，对驱动部22进行控制，以使得医疗处置器械2B的末端执行器相对于医疗器具2A中设定的追踪基准保持规定配置关系。
在图9中说明的追踪模式中，进行控制以使得作为控制主体的医疗处置器械2A的前端把持部26和作为控制对象的医疗处置器械2B的前端把持部26朝向的方向平行。在这种控制形式中，例如，在两个医疗处置器械2A、2B之间进行医疗用针的交接等时，能够利用两个前端把持部26从相同方向把持医疗用针，能够顺畅地进行交接。追踪模式中的控制形式能够采用限于这种形式的各种形式。例如，可以设两个前端把持部26形成的角度为平行以外的角度，或者也可以使用拨盘等输入部进行角度调整。
图10示出本发明的实施方式的医疗处置器械的控制形式(实施例2)。在该实施例2中，成为在控制主体侧使用医疗用器具2A(内窥镜)、在控制对象侧使用医疗处置器械2B(钳子)的形式。在控制主体侧的医疗用器具2A的轴24前端设置有摄像部28作为末端执行器。手术医生对由该摄像部28摄像的患部等进行观察并进行手术。在追踪处理中，作为控制对象的医疗处置器械2B使可动关节25转动，以使得前端把持部26朝向的方向D3相对于该医疗用器具2A的摄像部28的摄像轴方向D1成为规定角度(该情况下为直角)。在这种控制形式中，结合基于摄像部28的观察位置对前端把持部26朝向的方向进行控制，实现基于医疗处置器械2B的操作性的提高。
图11示出本发明的实施方式的医疗处置器械的控制形式(实施例3)。在该实施例3中，成为在控制主体侧使用医疗处置器械2A(钳子)、在控制对象侧也使用医疗处置器械2B(钳子)的形式。控制对象侧的医疗处置器械2B成为具有多个可动关节25的结构。在该控制形式中，通过根据主控制侧的医疗处置器械2A的位置对控制对象侧的医疗处置器械2B的各可动关节25进行驱动，能够避免医疗处置器械2A和医疗处置器械2B相互接触。控制器3根据基于第1套针1A的传感器信号判定出的医疗处置器械2A的位置和基于第2套针1B的传感器信号判定出的医疗处置器械2B的位置，对医疗处置器械2B侧的各可动关节25进行控制，以避免两者接触。
图12示出本发明的实施方式的医疗处置器械的控制形式(实施例4)。在该实施例4中，成为在控制主体侧使用医疗处置器械2A(钳子)、在控制对象侧使用具有送水部29的医疗处置器械2B(送水器)的形式。送水器是通过对患部等输送水、药品等从而对患部进行清洗或止血等处置的医疗处置器械2B。进行控制以使得该医疗处置器械2B的送水部29(末端执行器)朝向与作为控制主体的医疗处置器械2A的前端把持部26(末端执行器)的方向对应的基准点T(追踪基准)。在这种控制形式中，在利用控制主体侧的医疗处置器械2A对患部等基准点T进行手术时，作为控制对象的医疗处置器械2B的送水部29能够追踪控制点T来输送水等，实现手术医生的操作性提高。
在该实施例4中，为了设定针对控制主体侧的前端把持部26的基准点T，在第1套针1A中，需要检测医疗处置器械2A的进退量La。根据由套针传感器12检测到的进退量La、角度θ1、以及与前端把持部26之间的距离Lt设定基准点T。另外，距离Lt可以是固定值，也可以是能够根据输入部的操作进行设定。另一方面，在作为控制对象的医疗处置器械2B中，也利用套针传感器12检测进退量Lb和角度θ2等。控制器3根据这些各套针传感器12的检测结果，决定作为末端执行器的送水器29的控制角度θ3，对驱动部22进行控制。
在以上说明的实施例1～实施例4中，构成为在控制主体侧的医疗用器具2A或医疗处置器械2A中不具有可动关节25，但是，也可以采用在控制主体侧也设置可动关节25的形式。此时，也可以采用使控制主体侧为医疗处置器械2A且能够与控制对象进行切换的形式。
图13是示出本发明的另一个实施方式的医疗系统的控制结构的框图。与图8等中说明的形式的不同之处在于，2A、2B均为医疗处置器械，并且设置主从切换输入部213。
图14成为如图13那样2A、2B均为医疗处置器械(钳子)的形式。医疗处置器械2A、2B、各套针传感器12与控制器3连接，控制器3能够检测套针1A、1B、医疗处置器械2A、2B的各种状态，并且，能够对医疗处置器械2A、2B的驱动部22进行驱动控制。在图中，与所述实施例同样，将医疗处置器械2A侧设定为控制主体，医疗处置器械2B设定为控制对象。在追踪处理中，通过操作医疗处置器械2A，能够使前端把持部26移动。而且，在本实施方式中，通过操作医疗处置器械2A的方向输入部211A，医疗处置器械2A的可动关节2转动，对前端把持部26的角度进行调整。在本实施方式的追踪处理中，根据医疗处置器械2A侧的前端把持部26的移动，对医疗处置器械2B的前端把持部26进行角度调整。具体而言，对医疗处置器械2B的可动关节25进行角度调整，以使得两个前端把持部26(末端执行器)成为平行的位置关系。两个前端把持部26的位置关系不限于平行，考虑具有规定角度等各种形式。
控制器3根据从第1套针1A、第2套针1B输出的传感器信号和控制主体侧的医疗处置器械2A的控制角度θ1，决定控制对象的医疗处置器械2B的控制角度θ3，对驱动部22b进行控制。另外，在该实施方式中，还考虑能够通过主从切换输入部213的操作来切换控制主体和控制对象的形式。该情况下，需要使任意一方均为医疗处置器械。主从切换输入部213可以设置在医疗处置器械2A、2B的把持部27b上，也可以如脚踏开关等那样单独设置。每当操作主从切换输入部213时，对控制主体和控制对象进行切换。在图14的情况下，设医疗处置器械2A为控制主体，设医疗处置器械2B为控制对象，但是，通过操作主从切换输入部214，将医疗处置器械2B切换为控制主体，将医疗处置器械2A切换为控制对象，能够对应于医疗处置器械2B的操作对医疗处置器械2A的可动关节进行驱动控制。
图15示出本发明的实施方式的医疗处置器械的控制形式(实施例6)。在该实施例6中，成为在控制主体侧使用医疗处置器械2A(钳子)、在控制对象侧也使用医疗处置器械2B(钳子)的形式。在任意一个医疗处置器械2A、2B上均设置有可动关节，通过操作控制主体侧的方向输入部211a，控制主体侧的可动关节25可动。在本实施方式中，与图11的情况同样，通过根据控制主体侧的医疗处置器械2A的位置对控制对象侧的医疗处置器械2B的各可动关节25进行驱动，避免医疗处置器械2A和医疗处置器械2B的接触。另外，该情况下，由于在控制主体侧也设置有可动关节25，所以，在追踪处理中，控制器3除了取得第1套针1A的传感器信号以外，还取得控制主体侧的可动关节25的状态，判定医疗用器具2A的位置。然后，根据第2套针1B的传感器信号判定医疗处置器械2B的插入位置等，对医疗处置器械2B的各可动关节25进行控制，以使得两个医疗处置器械2A、2B不会接触。
以上说明了与医疗处置器械有关的各种形式，但是，在本实施方式的医疗系统中，还可以设置多个作为控制对象的医疗处置器械。图16示出本发明的实施方式的医疗处置器械的控制形式(实施例7)。在本实施方式中，与控制主体的医疗处置器械2A(钳子)的移动联动地，对作为控制对象的两个医疗处置器械2B、2C(均为钳子)的可动关节25进行驱动。在本实施方式的追踪处理中，对各可动关节25进行驱动控制，以使得控制对象侧的医疗处置器械2B、2C的前端把持部件26的方向D2、D3与控制主体侧的医疗处置器械2A的前端把持部件26的方向D1平行。另外，在图16中，医疗处置器械2B、2C双方成为控制对象，但是，在将多个医疗处置器械作为控制对象的形式中，也可以是，能够根据输入部的操作来切换将哪个医疗处置器械作为控制对象。在这种形式中，在手术时，通过使应该关联操作的多个医疗处置器械统一进行动作，能够实现手术医生的操作性的提高。另外，在本实施方式中，也可以构成为，能够通过主从切换输入部213的操作等来切换控制主体和控制对象。
以上说明了本发明的某个方式的实施方式，但是，本发明不限于这些实施方式，适当组合各个实施方式的结构而构成的实施方式也属于本发明的范畴。
标号说明
1：套针；111：上部壳体；112：下部壳体；113：筒部；114：缆线；115：贯穿插入孔；116：结合部件；12：套针传感器；121：倾斜角检测传感器；122：进退量检测传感器；122a：直动量检测辊；122b：光传感器、旋转量检测传感器；123a：旋转量检测辊；123b：光传感器；13：通信部；2：医疗用器具(医疗处置器械)；21：操作输入部；211：方向输入部；212：模式输入部；213：主从切换输入部；22：驱动部；24a：第1轴；24b：第2轴；25：可动关节；26：前端把持部(末端执行器)；27、27a、27b：把持部件；28：摄像部；29：送水部；3：控制器；31：控制部；32：存储器。

Claims (10)

1.一种医疗系统，其具有：
作为控制对象的医疗处置器械，其具有与使用者把持的第1把持部连结的第1轴、配设在所述第1轴的前端处的第1末端执行器、调整所述第1末端执行器相对于所述第1轴的角度的可动关节、驱动所述可动关节的驱动部；
作为控制主体的医疗用器具，其具有与使用者把持的第2把持部连结的第2轴、配设在所述第2轴的前端处的第2末端执行器；
第1套针，其具有供所述作为控制对象的医疗处置器械插入的贯穿插入孔；
第2套针，其具有供所述作为控制主体的医疗用器具插入的贯穿插入孔；
传感器，其输出至少包含所述第2末端执行器的角度的传感器信号；以及
控制器，其能够执行如下的追踪处理：根据所述传感器输出的传感器信号设定追踪基准，对所述驱动部进行驱动，使得所述第1末端执行器的角度追踪所述追踪基准。
2.根据权利要求1所述的医疗系统，其中，
所述传感器是配设在所述第2套针或所述作为控制主体的医疗用器具上的倾斜角检测传感器。
3.根据权利要求1所述的医疗系统，其中，
所述传感器包括进退量检测传感器，该进退量检测传感器检测所述作为控制主体的医疗用器具相对于所述第2套针在直进方向上的移动量。
4.根据权利要求1所述的医疗系统，其中，
所述传感器包括旋转量检测传感器，该旋转量检测传感器检测所述作为控制主体的医疗用器具相对于所述第2套针的旋转量。
5.根据权利要求1所述的医疗系统，其中，
所述医疗系统具有输出基于操作的操作信号的方向输入部，
所述控制器能够执行如下的操作处理：根据来自所述方向输入部的操作信号对所述驱动部进行驱动，调整所述第1末端执行器的角度。
6.根据权利要求5所述的医疗系统，其中，
所述医疗系统具有输出基于操作的切换信号的模式输入部，
所述控制器能够执行根据来自所述模式输入部的模式信号对所述追踪处理和所述操作处理进行切换的切换处理。
7.根据权利要求1所述的医疗系统，其中，
所述作为控制主体的医疗用器具是具有调整所述第1末端执行器相对于所述第1轴的角度的可动关节的医疗处置器械。
8.根据权利要求7所述的医疗系统，其中，
在所述追踪处理中，根据所述传感器输出的传感器信号和所述作为控制主体的医疗用器具的可动关节的状态来设定追踪基准。
9.根据权利要求7所述的医疗系统，其中，
所述医疗系统具有输出基于操作的切换信号的主从切换输入部，
所述控制器能够执行根据来自所述主从切换输入部的切换信号对所述控制主体和所述控制对象进行切换的处理。
10.一种医疗处置器械控制方法，其中，
在将作为控制对象的医疗处置器械插入到第1套针的贯穿插入孔中进行操作，并且将作为控制主体的医疗用器具插入到第2套针的贯穿插入孔中进行操作时，
根据输出至少包含第2末端执行器的角度的传感器信号的传感器设定追踪基准，对驱动部进行驱动，使得第1末端执行器的角度追踪所述追踪基准，
其中，所述医疗处置器械具有与使用者把持的第1把持部连结的第1轴、配设在所述第1轴的前端处的所述第1末端执行器、调整所述第1末端执行器相对于所述第1轴的角度的可动关节、驱动所述可动关节的所述驱动部，
所述医疗用器具具有与手术医生把持的第2把持部连结的第2轴、配设在所述第2轴的前端处的所述第2末端执行器。
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