CN107847286A - 医疗系统及其操作方法 - Google Patents

医疗系统及其操作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107847286A
CN107847286A CN201680042907.1A CN201680042907A CN107847286A CN 107847286 A CN107847286 A CN 107847286A CN 201680042907 A CN201680042907 A CN 201680042907A CN 107847286 A CN107847286 A CN 107847286A
Authority
CN
China
Prior art keywords
joint
distance
image pickup
control unit
medical system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201680042907.1A
Other languages
English (en)
Inventor
井上慎太郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Publication of CN107847286A publication Critical patent/CN107847286A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A61B34/37—Master-slave robots
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00004—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
    • A61B1/00006—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of control signals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00131—Accessories for endoscopes
    • A61B1/00133—Drive units for endoscopic tools inserted through or with the endoscope
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00147—Holding or positioning arrangements
    • A61B1/00149—Holding or positioning arrangements using articulated arms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00147—Holding or positioning arrangements
    • A61B1/0016—Holding or positioning arrangements using motor drive units
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00163—Optical arrangements
    • A61B1/00193—Optical arrangements adapted for stereoscopic vision
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/005—Flexible endoscopes
    • A61B1/0051—Flexible endoscopes with controlled bending of insertion part
    • A61B1/0055—Constructional details of insertion parts, e.g. vertebral elements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/005—Flexible endoscopes
    • A61B1/008—Articulations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/005—Flexible endoscopes
    • A61B1/01—Guiding arrangements therefore
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/012—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor characterised by internal passages or accessories therefor
    • A61B1/018—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor characterised by internal passages or accessories therefor for receiving instruments
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/05—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances characterised by the image sensor, e.g. camera, being in the distal end portion
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A61B34/35—Surgical robots for telesurgery
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A61B34/74—Manipulators with manual electric input means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1633—Programme controls characterised by the control loop compliant, force, torque control, e.g. combined with position control
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00039—Operational features of endoscopes provided with input arrangements for the user
    • A61B1/00042—Operational features of endoscopes provided with input arrangements for the user for mechanical operation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00043—Operational features of endoscopes provided with output arrangements
    • A61B1/00045—Display arrangement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/005—Flexible endoscopes
    • A61B1/0051—Flexible endoscopes with controlled bending of insertion part
    • A61B1/0057—Constructional details of force transmission elements, e.g. control wires
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00367—Details of actuation of instruments, e.g. relations between pushing buttons, or the like, and activation of the tool, working tip, or the like
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A61B2034/301—Surgical robots for introducing or steering flexible instruments inserted into the body, e.g. catheters or endoscopes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A61B2034/303—Surgical robots specifically adapted for manipulations within body lumens, e.g. within lumen of gut, spine, or blood vessels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A61B2034/305—Details of wrist mechanisms at distal ends of robotic arms
    • A61B2034/306—Wrists with multiple vertebrae
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/06—Measuring instruments not otherwise provided for
    • A61B2090/061—Measuring instruments not otherwise provided for for measuring dimensions, e.g. length
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/06—Measuring instruments not otherwise provided for
    • A61B2090/064—Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/06—Measuring instruments not otherwise provided for
    • A61B2090/064—Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension
    • A61B2090/065—Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension for measuring contact or contact pressure
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/30—Devices for illuminating a surgical field, the devices having an interrelation with other surgical devices or with a surgical procedure
    • A61B2090/306—Devices for illuminating a surgical field, the devices having an interrelation with other surgical devices or with a surgical procedure using optical fibres
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/30—Devices for illuminating a surgical field, the devices having an interrelation with other surgical devices or with a surgical procedure
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/361—Image-producing devices, e.g. surgical cameras

Abstract

本发明的医疗系统(1)包括：包括摄像部(5)和多个关节的远端端部；产生用于使上述关节动作的动力的驱动部(15)；和控制驱动部(15)的控制部(51)，控制部(51)包括：提取目标物的特征点并基于上述特征点识别上述目标物的特征点设定部(53)；测量摄像部(5)与上述目标物的距离的距离测量部(54)；以使得摄像部(5)朝向上述目标物并且摄像部(5)与上述目标物的距离成为规定距离的方式，计算关节的动作量的修正量运算部(63)；和基于上述动作量生成用于使驱动部(15)动作的驱动信号并将其输出到驱动部(15)的驱动信号生成部(65)。

Description

医疗系统及其操作方法
技术领域
本发明涉及医疗系统及其操作方法。
本申请基于2015年7月23日在美利坚合众国提交的美国临时专利申请第62/195,869号要求优先权，在此援引其内容。
背景技术
用于在人体内进行手术等的医疗系统已广为人知。
例如，专利文献1公开了一种使用内窥镜用处置器具的处置方法，其中该内窥镜用处置器具插通在具有摄像部的软性内窥镜的通道内。专利文献1公开的软性内窥镜具有用于手动调节软性内窥镜的远端部分的朝向的旋钮。在专利文献1公开的技术中，通过手动操作内窥镜的旋钮，能够在摄像部的可动范围内使摄像部和内窥镜用处置器具成为任意的姿态。
另外，专利文献2公开了一种能够自动调节末端执行器的角度以使末端执行器朝向设定在目标物上的基准点的医疗系统。在专利文献2公开的技术中，用于使末端执行器朝向基准点的动作实现了自动化，所以操作者的负担得以减轻。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-195489号公报
专利文献2：日本特开2015-24026号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在专利文献1公开的技术中，若要进行在使摄像部朝向目标物的状态下将目标物与摄像部的距离保持一定(固定)的操作，对内窥镜的操作者而言负担非常大。另外，在专利文献2公开的技术中，操作者必须通过手动作业来调节末端执行器与目标物的距离。
本发明是鉴于上述问题而做出的，目的在于提供一种能够在医疗系统的可动范围内进行自动调节使得相对于目标物成为合适的位置关系的医疗系统及其操作方法。
解决问题的技术手段
本发明的一个技术方案提供一种医疗系统，其特征在于，包括：远端端部，其包括末端执行器和使所述末端执行器的朝向和位置变化的多个关节；产生用于使所述关节动作的动力的驱动部；和控制所述驱动部的控制部，所述控制部包括：特征点设定部，其提取目标物的特征点并基于所述特征点识别所述目标物；测量所述末端执行器与所述目标物的距离的距离测量部；修正量运算部，其以使得所述末端执行器朝向所述目标物并且所述末端执行器与所述目标物的距离成为规定距离的方式，计算所述关节的动作量；和驱动信号生成部，其基于所述动作量生成用于使所述驱动部动作的驱动信号并将该驱动信号输出到所述驱动部。
上述技术方案的医疗系统也可以采用这样的方式，即，还包括与所述控制部连接并检测所述关节从外部受到的力的力检测部，所述控制部还包括判断所述关节从外部受到的力是否超过了规定值的外力判断部，所述修正量运算部在所述外力判断部判断为所述力超过了所述规定值的情况下，生成用于使所述末端执行器与所述目标物的距离较所述规定距离缩短的修正指令。
上述技术方案的医疗系统也可以采用这样的方式，即，还包括与所述控制部连接并检测所述关节从外部受到的力的力检测部，所述远端端部包括3个以上的所述关节，所述控制部还包括关节确定部，该关节确定部用于确定多个所述关节中的被施加了超过规定值的所述力的关节，所述修正量运算部以使得所述关节确定部所确定的关节上施加的所述力成为所述规定值以下，并且所述末端执行器的位置和姿态被维持的方式，生成用于使所述关节确定部所确定的关节移动的修正指令。
也可以采用这样的方式，即，所述末端执行器包括拍摄所述目标物的摄像部，所述特征点设定部使用所述摄像部拍摄的图像识别所述目标物，所述修正量运算部以使得所述目标部位于所述摄像部的图像中心的方式计算所述驱动部的动作量。
也可以采用这样的方式，即，所述摄像部能够拍摄所述目标物的立体图像，所述距离测量部使用所述立体图像计算所述目标物与所述摄像部的距离。
上述技术方案的医疗系统也可以采用这样的方式，即，还包括用于对所述控制部发出操作指令的操作部，所述操作部包括：主臂，其具有与所述末端执行器对应的输入部和与所述关节对应的多个主关节，并构成仿照所述远端端部的形状；和与所述控制部连接，对所述主关节的动作进行控制的主驱动部，所述控制部还包括操作指令生成部，该操作指令生成部检测所述主关节的动作量，生成包含对应的所述关节的动作量的操作指令，所述驱动信号生成部以使得所述关节与所述主臂维持相似关系的方式对所述主驱动部输出驱动信号。
也可以采用这样的方式，即，所述远端端部具有可供医疗器具插通的通道。
上述技术方案的医疗系统也可以采用这样的方式，即，还包括：插入状态判断机构，其设置在所述通道中以判断可插通在所述通道中的处置器具是否处于插通在所述通道中的状态；插入状态检测部，其基于所述插入状态判断机构的判断状态，取得与所述处置器具的种类对应地预先设定的第二规定距离；和控制目标值设定部，其将所述末端执行器与所述目标物的距离的控制目标值设定为所述第二规定距离，所述修正量运算部以使得所述末端执行器与所述目标物的距离成为所述第二规定距离的方式，计算所述关节的动作量。
本发明的另一技术方案提供一种医疗系统的操作方法，所述医疗系统包括远端端部，该远端端部配置有末端执行器，所述操作方法包括：特征点识别步骤，提取目标物的特征点并基于所述特征点识别所述目标物；距离测量步骤，测量所述末端执行器与所述目标物的距离；和修正量运算步骤，以使得所述末端执行器朝向所述目标物并且所述末端执行器与所述目标物的距离成为规定距离的方式，计算所述关节的动作量。
发明效果
采用本发明，能够在医疗系统的可动范围内自动调节末端执行器的位置和姿态使得相对于目标物成为合适的位置关系。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的医疗系统的整体图。
图2是以局部剖面表示医疗系统的操纵器的图。
图3是表示医疗系统的操作输入装置的示意图。
图4是医疗系统的主要部分的框图。
图5是医疗系统的主要部分的框图。
图6是用于说明医疗系统的控制部中的控制流程的流程图。
图7是用于说明医疗系统的作用的图。
图8是用于说明医疗系统的作用的图。
图9是用于说明医疗系统的作用的图。
图10是用于说明医疗系统的作用的图。
图11是本发明第二实施方式的医疗系统的整体图。
图12是医疗系统的主要部分的框图。
图13是用于说明医疗系统的控制部中的控制流程的流程图。
图14是用于说明医疗系统的作用的图。
图15是用于说明医疗系统的作用的图。
图16是表示该实施方式的变形例的医疗系统的操纵器的一部分的示意图。
图17是医疗系统的主要部分的框图。
图18是表示医疗系统的控制部中的控制流程的流程图。
图19是用于说明医疗系统的作用的图。
具体实施方式
(第一实施方式)
对本发明第一实施方式进行说明。图1是本实施方式的医疗系统的整体图。图2是以局部剖面表示医疗系统的操纵器的图。图3是表示医疗系统的操作输入装置的示意图。图4和图5是医疗系统的主要部分的框图。图6是用于说明医疗系统的控制部中的控制流程的流程图。图7至图10是用于说明医疗系统的作用的图。
如图1所示，本实施方式的医疗系统1包括操纵器(manipulator)2、操作输入装置20(操作部)和关节控制装置50。此外，本实施方式的医疗系统1也可以包括公知的图像处理装置30、显示装置35和光源装置40。
图1和图2所示的操纵器2是用于插入到患者的体腔内或消化道内(以下称为“体内等”)对脏器等进行观察或对脏器等进行处置的装置(参照图10)。如图1所示，操纵器2与操作输入装置20、关节控制装置50、图像处理装置30、显示装置35和光源装置40连接。在本实施方式的操纵器2上，能够安装可插入到软性内窥镜中的公知的处置器具100。如图2所示，处置器具100具有细长的插入体101和存储有处置器具100的种类的处置器具种类信息存储部102。处置器具种类信息存储部102例如包括可由关节控制装置50读取的非易失存储介质。处置器具100的结构例如可以适当采用能够电动地动作且能够在操作输入装置20中远程操作的结构等。另外，操纵器2根据需要被保持在悬架装置110上。
操纵器2包括插入部3、驱动部15和连接部16。
如图1和图2所示，插入部3是能够在插通于体内等的状态下使用的细长的部件。插入部3包括远端端部4、长形部8、柔性管形状传感器13和近端端部14。远端端部4和长形部8能够插入到体内等。远端端部4配置在可插入体内等的长形部8的插入方向的前端侧。近端端部14配置在长形部8的根端侧。插入部3的内部配置有供处置器具100插通的通道10。
插入部3的远端端部4包括通道远端部10A、摄像部5、照明部6和关节部7。远端端部4通过关节部7与长形部8的前端连接。
如图2所示，通道远端部10A构成可供处置器具100插通的通道10的一部分。通道远端部10A在插入部3的远端端部4中的最远端具有远端开口11。通道远端部10A的根端与后述的通道管10B连接。能够使插入在通道10中的处置器具100的插入体101从通道远端部10A的远端开口11伸出。
通道远端部10A具有与插入在通道10中的处置器具100的插入体101卡合的止动部(未图示)，和在处置器具100被插入到通道10中的情况下成为ON、在处置器具100没有被插入到通道10中的情况下成为OFF的开关10a(插入状态判断机构)。
止动部用于规定处置器具100从通道远端部10A的远端开口11伸出的长度的上限值。本实施方式中，医疗系统1在止动部与处置器具100卡合的状态下使用。因此，在本实施方式的医疗系统1中，使用中的处置器具100从通道10的远端开口11伸出的长度是已知的。该长度可以随处置器具100的种类而不同。并且，各处置器具100也可以构成为，即使是不同的处置器具100，各处置器具100从通道10的远端开口11伸出的长度也彼此相等。
另外，也能够将包括软性插入体的公知的内窥镜用处置器具插入在通道10中使用。
摄像部5是取得作为处置对象的目标物的图像的末端执行器。摄像部5配置在远端端部4的远端部分。摄像部5的光轴从远端端部4中的最远端向远端端部4的前方延伸。例如，摄像部5的光轴与插入部3的远端端部4的长度方向轴平行地延伸。由此，本实施方式的摄像部5的拍摄视野位于相比插入部3的远端端部4靠前方的区域中。对于摄像部5，能够适当选用CCD摄像元件等公知的内窥镜中的观察机构的结构。
摄像部5能够拍摄用于测定该摄像部5到捕获在视野内的物体的距离的图像。例如，摄像部5包括能够拍摄具有视差的一组图像(第一图像和第二图像)的一组摄像元件。也可以不在摄像部5中设置一组摄像元件，而是在摄像部5中设置使具有视差的一组像在1个摄像元件上成像的光学系统。摄像部5拍摄的一组图像用于在后述的控制部51中基于立体测量进行距离测定。摄像部5也可以不具有取得用于测定距离的图像的功能。该情况下，在插入部3的远端端部4配置有激光测距器等公知的测距机构。
摄像部5通过后述的连接部16将取得的一组图像的信号(图像信号)输出到图像处理装置30。
照明部6使用从光源装置40通过未图示的光纤传输来的光对摄像部5的拍摄视野进行照明。在不具有光源装置40的情况下，照明部6可以具有向远端端部4的前方发射照明光的LED等发光元件。
关节部7包括具有旋转轴的多个关节7a、与各关节7a对应设置的多个编码器7b和将相邻的2个关节7a连接的臂7c。
关节7a配置在臂7c的两端部。由此，关节部7能够以在关节7a的旋转轴处弯曲的方式变形。关节部7的编码器7b能够检测对应的关节7a的动作量。本实施方式的关节部7在关节7a中具有单独检测对应的关节7a的动作量的多个编码器7b。编码器7b也可以设置在使关节7a动作的驱动部15的电动机中。在编码器7b配置在驱动部15的电动机中的情况下，编码器7b检测驱动部15的电动机的驱动量。该情况下，在控制部51中，能够基于表示电动机的驱动量与关节7a的动作量的关系的信息计算关节7a的动作量。
关节部7具有与关节7a的数量对应的数量的自由度。图1至图3表示了具有2个关节7a的例子，但关节7a的数量不限定于2个。其中，关节7a可以是与俯仰(pitch)、侧滚(roll)、偏转(yaw)之各自由度对应的关节。并且，关节7a不限于旋转关节，也可以是进行进退动作的关节。
长形部8包括柔性管9、通道管10B、通道近端部10C。并且，长形部8的内部插通有将关节部7与驱动部15连接的角度操作线。本实施方式中，为了使关节部7的关节7a单独动作，长形部8的内部插通有与各关节7a对应的多根角度操作线。
柔性管9是将插入部3的远端端部4与近端端部14连接的柔软的管状部件。柔性管9的前端与关节部7的根端连接。柔性管9与插入部3的远端端部4和近端端部14连通。
通道管10B是配置在柔性管9内部的柔软的管状部件。通道管10B构成可供处置器具100插通的通道10的一部分。通道管10B的远端与通道远端部10A的近端连接。通道管10B的近端与通道近端部10C的远端连接。
通道近端部10C构成可供处置器具100插通的通道10的一部分。通道近端部10C具有近端开口12。能够从通道近端部10C的近端开口12将处置器具100的插入体101插入。
为了利用关节控制装置50检测柔性管9的形状，柔性管形状传感器13在柔性管9的多个部位设置有磁传感器。例如，柔性管形状传感器13能够输出用于计算柔性管9的形状的信息(柔性管形状信息)。柔性管形状传感器13与关节控制装置50连接。
驱动部15与插入部3的近端端部14连接。驱动部15包括为了产生用于使配置在关节部7中的各关节7a动作的动力而与各关节7a对应设置的多个电动机(致动器)，和将电动机产生的动力传递到角度操作线上的滑轮。驱动部15产生的动力能够通过上述角度操作线传递至关节部7。
连接部16与驱动部15连接。连接部16将操纵器2电连接至操作输入装置20、图像处理装置30和关节控制装置50。
连接部16包括用于将摄像部5拍摄的图像的信号(图像信号)输出到图像处理装置30的信号线，用于从后述的控制部51对操纵器2的驱动部15输出驱动信号的信号线，和用于将操纵器2的编码器7b检测出的角度信息输出到后述的控制部51的信号线。
另外，连接部16具有从光源装置40对操纵器2传输照明光的光纤。
如图3所示，操作输入装置20包括主臂21、驱动部24和模式选择器25。
主臂21包括输入部22、多个主关节23a和与各主关节23a对应的多个编码器23b。当主臂21的输入部22被操作者移动时，主关节23a的姿态发生变化。
编码器23b配置在对应的主关节23a中。编码器23b检测对应的主关节23a的动作量，将主关节23a的角度信息输出到关节控制装置50。设置在主臂21中的主关节23a与设置在操纵器2的关节部7中的关节7a具有对应关系。例如，在控制部51的存储部70中，存储有表示设置在主臂21中的主关节23a和编码器23b的组与设置在操纵器2的关节部7中的关节7a和编码器7b的组的对应关系的对应关系数据库。当主关节23a因操作者对主臂21的操作而动作时，与发生了动作的主关节23a对应的编码器23b检测主关节23a的动作量并将其输出到控制部51。控制部51基于上述对应关系数据库确定与存在动作量的输出的编码器23b对应的关节7a。控制部51基于编码器23b检测出的动作量生成用于使所确定的关节7a动作的驱动信号，并将其输出到驱动部15。
操作输入装置20的驱动部24与关节控制装置50和主关节23a连接。操作输入装置20的驱动部24能够按照从关节控制装置50输出的驱动信号使主关节23a动作。
模式选择器25包括用于切换医疗系统1的动作模式的切换开关26，和用于手动设定摄像部与目标物的距离的距离输入机构27。切换开关26和距离输入机构27与关节控制装置50连接。距离输入机构27例如是用于重新设定摄像部5与目标物T的距离的控制目标值的开关。
模式选择器25按照操作者的操作对控制部51输出模式信息。作为模式信息的例子，例如可以列举用于指定医疗系统1的动作模式的信息、用于重新设定控制目标值的信息。
图像处理装置30接受从摄像部5输出的图像信号的输入。图像处理装置30基于从摄像部5输出的图像信号，将图像信号中所含的一组图像(第一图像和第二图像)中的规定一个图像(例如本实施方式中为第一图像)转换为适合在显示装置35上显示的格式的影像信号。图像处理装置30将影像信号输出到显示装置35。
并且，图像处理装置30基于从摄像部5输出的图像信号，将图像信号中所含的第一图像的信号编码为第一图像数据，将图像信号中所含的第二图像的信号编码为第二图像数据。图像处理装置30将包含第一图像数据和第二图像数据的一组图像数据输出到控制部51。
显示装置35接受从图像处理装置30输出的影像信号的输入。显示装置35例如包括液晶监视器36。
图1和图4所示的关节控制装置50包括对操纵器2的驱动部15和操作输入装置20的驱动部24进行控制的控制部51，和存储控制部51中生成的数据的存储部70。
如图4和图5所示，控制部51包括图像数据接受部52、特征点设定部53、距离测量部54、控制目标值设定部55、距离比较部56、判断部57、姿态运算部58、特征点提取部59、特征点位置运算部60、姿态偏差运算部61、距离偏差运算部62、修正量运算部63、操作指令生成部64、驱动信号生成部65和插入状态检测部66。
图像数据接受部52接受从图像处理装置30输出的一组图像数据的输入。图像数据接受部52将一组图像数据输出到特征点设定部53。并且，图像数据接受部52将一组图像数据中的第一图像输出到特征点提取部59和距离测量部54。
特征点设定部53接受图像数据接受部52输出的一组图像数据的输入。特征点设定部53在后述的特征点设定时刻，基于一组图像数据中的第一图像数据，对包含第一图像的中央在内的规定范围根据形状和颜色等提取多个特征点。本实施方式中的第一图像的中央对应于后述的锁定模式下的关注位置Ts。特征点设定部53将包含表示提取出的特征点的特征点数据和表示第一图像的中央的中央点数据的信息作为特征点图案输出到存储部70。并且，特征点设定部53还将特征点图案输出到距离测量部54。
距离测量部54接受图像数据接受部52输出的一组图像数据的输入。并且，距离测量部54读取存储在存储部70中的特征点图案。距离测量部54使用特征点匹配的方法在一组图像数据的第二图像数据中提取与特征点图案对应的区域。距离测量部54将第一图像数据和第二图像数据中的与特征点图案对应的区域的偏差量的大小换算为从摄像部到特征点图案的设定部位的距离值。在距离测量部54进行的上述换算中，距离测量部54取得从摄像部5中的预先规定的基准点到特征点的设定部位的距离值。距离测量部54将取得的距离值输出到控制目标值设定部55和距离比较部56。
控制目标值设定部55接受从距离测量部54输出的距离值的输入。控制目标值设定部55在后述的锁定模式下的首次距离测量之后，以及在基于对距离输入机构27的输入而进行的距离测量之后，将距离值作为控制目标值输出到存储部70。
距离比较部56接受距离测量部54输出的距离值的输入。并且，距离比较部56读取存储在存储部70中的控制目标值。
距离比较部56对距离测量部54输出的距离值与(控制目标值-阈值)的值进行比较。例如，距离比较部56将[距离值-(控制目标值-阈值)]的值作为比较结果输出到判断部57。
并且，距离比较部56对距离测量部54输出的距离值与(控制目标值+阈值)的值进行比较。例如，距离比较部56将[距离值-(控制目标值+阈值)]的值作为比较结果输出到判断部57。
阈值是基于以下距离得到的规定值，其中该距离相对于控制目标值而言可被允许为误差。各阈值的绝对值可以彼此相等，也可以彼此不同。
在存储部70中没有存储控制目标值的情况下，距离比较部56不工作。
判断部57接受距离比较部56输出的比较结果的输入。判断部57基于比较结果判断可否对距离偏差运算部62输出运算开始指令和差值信息，以及可否对修正量运算部63输出距离修正开始指令。
作为一例，判断部57在判断为距离值为(控制目标值-阈值)以下或为(控制目标值+阈值)以上的情况下，对距离偏差运算部62输出运算开始指令和差值信息。运算开始指令是用于使距离偏差运算部62开始进行用于计算后述距离偏差量的运算的指令。差值信息是表示距离测量部54测得的当前的距离值与控制目标值的差值的信息。
并且，判断部57在该情况下对修正量运算部63输出距离修正开始指令。判断部57在距离值超过(控制目标值-阈值)并且小于(控制目标值+阈值)的情况下，不对距离偏差运算部62进行指令等的输出并且不对修正量运算部63进行指令的输出。
姿态运算部58接受操纵器2的柔性管形状传感器13输出的柔性管形状信息的输入。姿态运算部58还接受操纵器2的编码器7b输出的角度信息的输入。姿态运算部58基于柔性管形状信息计算操纵器2的柔性管9的姿态。并且，姿态运算部58基于来自编码器7b的角度信息计算关节部7的姿态。姿态运算部58基于柔性管9和关节部7的姿态的计算结果，计算表示位于关节部7的前端部分的摄像部5的姿态的信息(姿态信息)。姿态运算部58中计算出的姿态信息例如包含三维正交坐标系(以下称为“基准坐标系”)下的表示柔性管9和关节部7的姿态的坐标等数据，其中该基准坐标系以柔性管9与关节部7的边界处的柔性管9的中心为原点。姿态信息还包含表示配置在关节部7前端的摄像部5的姿态的坐标等数据。
姿态运算部58将摄像部5的姿态信息输出到特征点位置运算部60、姿态偏差运算部61和距离偏差运算部62。
特征点提取部59接受图像数据接受部52输出的第一图像数据的输入。并且，特征点提取部59从存储部70读取特征点图案。
特征点提取部59对第一图像数据使用特征点图案进行特征点映射。由此，特征点提取部59能够在基于第一图像数据的第一图像中提取与特征点对应的区域。特征点提取部59的提取结果例如包含第一图像中的与特征点图案所含的中央点数据对应的点的位置(关注位置的当前位置)的信息。
特征点提取部59将特征点提取结果输出到特征点位置运算部60。
特征点位置运算部60接受姿态运算部58输出的姿态信息的输入。特征点位置运算部60还接受从特征点提取部59输出的提取结果的输入。特征点位置运算部60基于姿态信息和提取结果，计算表示摄像部5的关注位置的当前位置的信息(位置关系信息)。
特征点位置运算部60将位置关系信息输出到姿态偏差运算部61和距离偏差运算部62。
姿态偏差运算部61接受姿态运算部58输出的姿态信息的输入。姿态偏差运算部61还接受特征点位置运算部60输出的位置关系信息的输入。
姿态偏差运算部61基于姿态信息和位置关系信息，计算基准坐标系下的摄像部5的姿态偏差量。
姿态偏差运算部61将计算出的姿态偏差量输出到修正量运算部63。
距离偏差运算部62接受姿态运算部58输出的姿态信息的输入。距离偏差运算部62还接受特征点位置运算部60输出的位置关系信息的输入。并且，距离偏差运算部62读取存储在存储部70中的控制目标值。
距离偏差运算部62根据判断部57输出的运算开始指令开始计算距离偏差量。首先，距离偏差运算部62基于姿态信息和位置关系信息，将摄像部5的移动方向设定为将摄像部5的关注位置的当前位置与摄像部5连接的直线方向。接着，距离偏差运算部62将作为运算开始指令的参数(argument)而由判断部57输出的距离差值设定为摄像部5的移动方向上的摄像部5的进退量。距离偏差运算部62将包含摄像部5的移动方向和进退量的信息作为距离偏差量输出到修正量运算部63。
修正量运算部63接受姿态偏差运算部61输出的姿态偏差量的输入。修正量运算部63还接受判断部57输出的距离修正开始指令的输入。在输入了距离修正开始指令的状态下，修正量运算部63能够接受距离偏差量的输入。
修正量运算部63基于姿态偏差量生成用于使关节部7的各关节7a动作的修正指令(姿态修正指令)。作为一例，修正量运算部63确定作为操作对象的关节7a，基于姿态偏差量计算表示所确定的关节7a的动作量的角度信息，生成修正指令。
并且，修正量运算部63基于距离偏差量生成用于使关节部7的各关节7a动作的修正指令(距离修正指令)。作为一例，修正量运算部63确定作为操作对象的关节7a，基于距离偏差量计算表示所确定的关节7a的动作量的角度信息，生成修正指令。距离修正指令在存在距离修正开始指令的输入的情况下生成。
修正量运算部63在存在距离修正开始指令的输入的情况下生成距离修正指令作为修正指令，如果不存在距离修正开始指令的输入则基于姿态偏差量的输入生成姿态修正指令作为修正指令。修正量运算部63在姿态修正指令生成后不存在距离修正开始指令的输入的情况下，将姿态修正指令输出到操作指令生成部64。修正量运算部63在存在距离修正开始指令的输入的情况下，在生成姿态修正指令和距离修正指令之后，将姿态修正指令和距离修正指令输出到操作指令生成部64。
操作指令生成部64接受修正量运算部63输出的修正指令的输入。并且，操作指令生成部64接受操作输入装置20的编码器23b输出的角度信息的输入。操作指令生成部64还接受操作输入装置20的模式选择器25输出的模式信息的输入。
操作指令生成部64根据模式信息选择手动模式和锁定模式中的任一个。手动模式下动作的操作指令生成部64基于由操作输入装置20的编码器23b输出的角度信息，生成操作指令并将其输出到驱动信号生成部65。锁定模式下动作的操作指令生成部64基于由操作输入装置20的编码器23b输出的角度信息和根据修正指令得到的角度信息，生成操作指令并将其输出到驱动信号生成部65。
驱动信号生成部65接受操作指令生成部64输出的操作指令的输入。驱动信号生成部65基于操作指令生成用于使操纵器2的驱动部15进行驱动的驱动信号。此外，驱动信号生成部65以使主臂21维持与关节部7相似的形状的方式，生成用于使操作输入装置20的驱动部24进行驱动的驱动信号。
如图5所示，插入状态检测部66接受开关10a输出的ON/OFF信号(开关信号)的输入。
插入状态检测部66在从开关10a输入了ON信号时，从处置器具种类信息存储部102读取用于确定处置器具100的种类的信息(种类信息)。本实施方式中，基于由插入状态检测部66从处置器具种类信息存储部102读取的种类信息，插入状态检测部66计算或取得处置器具100从通道10的远端开口11伸出的长度。例如，处置器具100从通道10的远端开口11伸出的长度在与处置器具100的种类信息关联的状态下作为数据库预先存储在存储部70中，插入状态检测部66基于种类信息从存储部70读取处置器具100从通道10的远端开口11伸出的长度。插入状态检测部66将基于种类信息读取的长度设定为新的控制目标值(规定距离d2)，以规定距离d2作为参数，对控制目标值设定部55输出将控制目标值更新为规定距离d2的指令(更新指令)。
插入状态检测部66在从开关10a输入了OFF信号时，以使得控制目标值再次成为基于距离值得到的值的方式，对控制目标值设定部55输出更新控制目标值的指令。
控制部51也可以构成为能够从可测量插入部3在体内的插入量的套管针或咬口(mouthpiece)取得插入部3的插入量等信息。该情况下，能够使用与套管针或咬口连接的控制部51对插入部3在体内的进退和旋转进行测量，将测得的结果用于在控制部51中计算摄像部5的位置和姿态的变化。
对控制部51的动作进行说明。
作为用于使操纵器2的驱动部15动作的动作模式，控制部51具有手动模式(通常模式)和锁定模式这2个动作模式。
在手动模式下，控制部51基于使用者对主臂21的操作而生成驱动信号，将该驱动信号发送至操纵器2的驱动部15。于是，操纵器2的关节部7成为仿照主臂21的形状的姿态。
锁定模式是对关节部7的动作进行自动控制以将目标物持续捕获在摄像部5的拍摄视野中心的模式。当使用者使用模式选择器25的切换开关26进行了将动作模式设定为锁定模式的操作时，锁定模式根据使用者的该操作而开始。
在锁定模式下，以使得作为摄像部5的拍摄对象的目标物的位置(关注位置Ts)始终位于摄像部5的视野中心的方式，由驱动信号生成部65自动生成驱动信号并将其发送至操纵器2的驱动部15。从而，例如当使用者移动了插入部3时，控制部51控制关节部7的动作使得即使在移动后摄像部5也朝向关注位置Ts。即，在锁定模式中，驱动部15被控制部51自动驱动，使得无论使用者如何移动操纵器2，摄像部5都朝向关注位置Ts。在锁定模式中，控制部51自动控制摄像部5的位置和姿态使得关注位置Ts位于摄像部5的视野中心。由此，在锁定模式中，关注位置Ts始终位于显示装置35的监视器36(参照图1)上显示的视野图像的中心。
控制部51在锁定模式中能够根据操作者对与控制部51电连接的距离输入机构27的输入来重新设定关注位置Ts。例如，控制部51从图像处理装置30取得摄像部5所拍摄的图像，将发生了对距离输入机构27的输入的时刻下的摄像部5的视野中心P(参照图8)识别为关注位置Ts。该情况下，发生了操作者对距离输入机构27的输入的时刻，是上述特征点设定时刻和距离设定时刻。
此时，控制部51通过识别摄像部5的视野中心(关注位置Ts)的特征点，在关注位置Ts从视野中心移动了的情况下也能够识别关注位置Ts。特征点例如能够基于体内脏器的表面形状、摄像部5在窄带光观察方式下取得的图像中的血管走向、散布在脏器中的色素的着色状态、通过对脏器进行烧灼而形成在脏器表面的标记等，利用SIFT(Scale-invariantfeature transform，尺度不变量特征变换)或SURF(Speed-Upped Robust Feature，加速鲁棒特征)等公知的特征点识别技术从图像中获得。
在锁定模式中，操纵器2的关节部7由控制部51自动控制。此时，主关节23a的可动作范围被控制部51限制(限制步骤)，以反映由自动控制所变更的操纵器2的关节部7的姿态。例如，控制部51具有对操作输入装置20的驱动部24发送驱动信号——该驱动信号用于使主臂21按照锁定模式中控制部51对操纵器2的关节部7进行的自动控制而对应地动作——的功能。由此，在锁定模式中能够维持操纵器2的关节部7与主臂21的相似关系。锁定模式中的主臂21能够在关节部7与主臂21的相似关系得到维持的范围内被操作者操作。因此，在锁定模式中操作者能够变更视点位置，并且以在视点位置变更后摄像部5也朝向关注位置Ts的方式由控制部51对操纵器2的关节部7进行自动控制。
对本实施方式的医疗系统1的操作方法与医疗系统1的作用一起进行说明。
(对作为处置对象的目标物进行观察)
首先，对使用本实施方式的医疗系统1观察处置对象的情况下的医疗系统1的操作方法进行说明。
在医疗系统1启动时，医疗系统1在手动模式下动作。即，模式选择器25中的切换开关26在初始状态下将控制部51设定为手动模式。控制部51在没有因切换开关26上的输入而被设定为锁定模式的情况下(步骤S1中“否”)，继续在手动模式下动作(步骤S13)。
如图8所示，操作者在手动模式下使用主臂21使操纵器2的远端端部4动作，以在显示装置35的监视器36上显示的图像中，作为处置对象显示所需的部位(目标物)。
然后，在目标物T位于显示装置35的监视器36上显示的图像的中央附近时(参照图8)，操作者操作模式选择器25的切换开关26开始锁定模式。
当操作者操作切换开关26开始锁定模式时，基于由模式选择器25输出的模式信息，将控制部51的动作模式(医疗系统1整体的动作模式)设定为锁定模式(步骤S1中“是”)。
当控制部51的动作模式被设定为锁定模式时，控制部51开始锁定模式下的动作(步骤S2)。
当控制部51开始以锁定模式动作时，特征点设定部53取得摄像部5的视野中心P的位置(摄像部5的光轴延长线上的位置，参照图8)上的物体的特征点，将具有该特征点的部位识别为作为摄像部5的跟踪对象的目标物，设定为关注位置Ts(特征点识别步骤，步骤S3)。
接着，距离测量部54计算关注位置Ts与摄像部5的距离(距离测量步骤，步骤S4)。
接着，基于距离测量部54测得的距离，控制目标值设定部55设定作为控制目标值的规定距离d(步骤S5)。
在开始锁定模式下的动作后，控制部51的距离测量部54最初测得的上述距离被作为锁定模式下要维持的控制目标值(规定距离d)存储在存储部70中。另外，也能够根据需要由操作者以数值等直接输入规定距离d。该情况下，控制部51中存储的规定距离d是操作者输入的值。
在医疗系统1以锁定模式动作的状态下，操作者能够根据需要使操作输入装置20的主臂21动作，来进行用于使操纵器2的关节部7动作的输入。
当操作者使主臂21动作时，从设置在主臂21中的编码器23b对操作指令生成部64输出角度信息。并且，锁定模式下动作的控制部51在姿态偏差运算部61中反复判断目标物是否位于以光轴为中心的规定范围内。在姿态偏差运算部61判断为目标物不位于以光轴为中心的规定范围内的情况下，控制部51以使得图像上的目标物的位置靠近图像中心(摄像部5的光轴的位置)的方式，在修正量运算部63中生成用于使驱动部15动作的修正指令。修正量运算部63将修正指令输出到操作指令生成部64。
操作指令生成部64基于从主臂21的编码器23b输出到操作指令生成部64的角度信息和从修正量运算部63输出到操作指令生成部64的修正指令，生成使关节部7动作的操作指令(步骤S6)。操作指令生成部64将操作指令输出到驱动信号生成部65。
接着，驱动信号生成部65基于操作指令生成驱动信号，并将驱动信号输出到使操纵器2的关节部7动作的驱动部15(步骤S7)。
然后，控制部51计算关注位置Ts与摄像部5的距离值(步骤S8)。控制部51在距离测量部54中按规定间隔计算目标物(关注位置Ts)与摄像部5的距离。
接着，控制部51判断关注位置Ts与摄像部5的距离是否超过(控制目标值-阈值)，以及关注位置Ts与摄像部5的距离是否小于(控制目标值+阈值)(步骤S9)。本实施方式的控制部51在距离比较部56中对距离测量部54输出的距离值与(控制目标值-阈值)的值进行比较，并对距离值与(控制目标值+阈值)的值进行比较。进而，本实施方式的控制部51在判断部57中判断关注位置与摄像部的距离值是否超过(控制目标值-阈值)且小于(控制目标值+阈值)(步骤S9)。
在步骤S9中，在判断部57判断为关注位置Ts与摄像部5的距离值超过(控制目标值-阈值)且小于(控制目标值+阈值)的情况下，关注位置Ts与摄像部5的距离是相对于控制目标值具有阈值以下的范围的误差的距离。因此，控制部51跳过关注位置Ts与摄像部5的距离的控制(步骤S10和步骤S11)(步骤S9中“是”)。
在步骤S9中，在判断部57判断为关注位置Ts与摄像部5的距离值为(控制目标值-阈值)以下或者为(控制目标值+阈值)以上的情况下，关注位置Ts与摄像部5的距离是相对于控制目标值具有超过阈值的误差的距离。因此，控制部51为了进行关注位置Ts与摄像部5的距离的控制而前进至步骤S10(步骤S9中“否”)。
在步骤S10中，控制部51计算驱动部15的动作量(修正量运算步骤)，其中该动作量用于使摄像部5以使得关注位置Ts与摄像部5的距离值成为控制目标值的方式移动。本实施方式的控制部51在距离偏差运算部62中计算距离偏差量，接着在修正量运算部63中生成包含关节部7的各关节7a的动作量(角度信息)的修正指令，并将其输出到操作指令生成部64。操作指令生成部64基于修正量运算部63输出的修正指令(距离修正指令)生成操作指令，将该操作指令输出到驱动信号生成部65。
接着，驱动信号生成部65基于操作指令生成驱动信号，并将驱动信号输出到操纵器2的驱动部15(步骤S11)。
在步骤S11结束后，控制部51参照控制部51当前的动作模式，判断动作模式是否为锁定模式(步骤S12)。在步骤S12中判断为动作模式是锁定模式的情况下(步骤S12中“是”)，转移至上述步骤S6。在锁定模式下的控制部51的动作持续的期间，反复进行从步骤S6到步骤S12的各步骤。在步骤S12中判断为动作模式不是锁定模式(步骤S12中“否”)的情况下，转移至步骤S1。
利用从步骤S1到步骤S12的各步骤，控制部51如图7和图9所示，能够以即使操纵器2与目标物T(关注位置Ts)的位置关系发生了变化，目标物T也位于图像中央的规定范围内且目标物T与摄像部5的距离维持为规定距离d的方式，使关节部7移动。
如上所述，在本实施方式中，若在进行目标物的观察时设定为锁定模式，则控制部51能够控制关节部7的动作以使得摄像部5响应目标物T与操纵器2的相对移动来跟踪目标物，在适合进行观察的视点和距离下持续观察目标物。
(对目标物的处置)
接着，参照图1、图2和图10说明在将目标物捕获在摄像部5的视野中的状态下对目标物进行处置的情况下的医疗系统1的操作方法。
在对目标物进行处置的情况下，如图10所示，操作者将所需的处置器具100插通在通道10中。处置器具100在其远端从通道10的远端开口11伸出的状态下使用。
在使用处置器具100对目标物进行处置的情况下，配置在处置器具100的远端的处置部101a(参照图10)需要到达目标物的位置。本实施方式中，由于处置器具100与配置在通道10中的止动部卡合，故插通在通道10中的处置器具100从通道10的远端开口11伸出的长度是固定的。处置器具100从远端开口11伸出的长度有时会因处置器具100的种类而不同，在本实施方式中，基于由插入状态检测部66从处置器具种类信息存储部102读取的种类信息，插入状态检测部66取得处置器具100从通道10的远端开口11伸出的长度。因此，处置器具100从通道10的远端开口11伸出的长度是已知的。控制部51在处置器具100被插通在通道10中的情况下，将基于处置器具100从通道10的远端开口11伸出的长度得到的规定距离，设定为在锁定模式下要维持的控制目标值(规定距离d2)。
适合进行观察的规定距离d的范围由摄像部5的光学系统的特性决定。适合进行处置的规定距离d2的距离由处置器具100的结构决定。
本实施方式中，摄像部5和通道10的远端开口11都配置在远端端部4的远端，所以摄像部5和通道10的远端开口11在摄像部5的光轴方向上位于大致相同的位置。从而，通过使摄像部5与目标物的距离成为上述规定距离d2，通道10的远端开口11到目标物的距离也大致成为规定距离d2。因此，目标物与处置器具100的位置关系被维持为能够恰当地对目标物进行处置的位置关系。
如上面所述，采用本实施方式的医疗系统1，能够将操纵器2的插入部3的远端端部4与目标物的距离保持一定，并且维持操纵器2朝向目标物的状态。
本实施方式中，以使得目标物位于摄像部5拍摄的图像的中心且目标物与摄像部5的距离一定的方式，由控制部51控制驱动部15的动作。从而，利用本实施方式的医疗系统1，能够在将目标物持续捕获在摄像部5的视野中心的同时，将目标物与摄像部5的距离维持为适合进行目标物的观察的一定距离。
并且，本实施方式的医疗系统1能够利用控制部51将插入部3的远端端部4与目标物的距离自动控制为适合使用处置器具100对目标物进行处置的距离。
(第二实施方式)
对本发明第二实施方式进行说明。图11是本实施方式的医疗系统的整体图。图12是医疗系统的主要部分的框图。图13是用于说明医疗系统的控制部中的控制流程的流程图。图14和图15是用于说明医疗系统的作用的图。
如图11所示，本实施方式的医疗系统1的操纵器2还包括对配置在关节部7中的多个关节7a从外部受到的力进行检测的力检测部7d。作为一例，力检测部7d具有与多个关节7a分别对应地配置在各关节7a中的转矩传感器。如图12所示，力检测部7d与控制部51A连接。
本实施方式的医疗系统1的控制部51A与第一实施方式公开的控制部51的不同点在于，还具有根据力检测部7d中的力的检测状态来变更操纵器2的驱动部15的动作的功能。
如图12所示，本实施方式的控制部51A还包括外力判断部67和修正量运算部63A，其中外力判断部67用于判断力检测部7d的转矩传感器检测到的转矩的大小是否超过规定值，修正量运算部63A具有在外力判断部67判断为转矩超过规定值的情况下缩短摄像部5到关注位置Ts的距离的功能。除了具有缩短摄像部5到关注位置Ts的距离的功能这一点之外，修正量运算部63A与修正量运算部63相同。
本实施方式的控制部51A在锁定模式开始(图13所示的步骤S21)之后，由力检测部7d检测关节部7受到的外力的大小，将外力的大小(本实施方式中为转矩的值)输出到外力判断部67。外力判断部67基于从力检测部7d输出的外力的大小(转矩的值)，判断关节部7是否受到了超过规定值的外力(步骤S22)。
在步骤S22中，在判断为关节部7受到了超过规定值的外力的情况下，前进至步骤S23，以使得摄像部5到关注位置Ts的距离成为比当前距离略短的距离的方式，对操纵器2的驱动部15的动作量进行修正，计算新的动作量。例如，在如图7所示的那样摄像部5到关注位置Ts的距离与作为控制目标值设定的距离一致的情况下，当操纵器2如图14所示地移动时，关节部7与脏器接触。此时，力检测部7d通过由转矩传感器(力检测部7d)检测到超过规定值的转矩，而检测出关节部7受到了超过规定值的外力。
若在摄像部5到关注位置Ts的距离与作为控制目标值设定的距离一致的情况下，关节部7受到超过规定值的外力，则修正量运算部63A以使得摄像部5到关注位置Ts的距离成为比控制目标值略短的距离的方式，计算操纵器2的驱动部15的新的动作量，由此对驱动部的动作量进行修正。修正量运算部63A将包含修正后的动作量的修正指令输出到操作指令生成部64。
修正量运算部63A输出到操作指令生成部64的修正指令被输出到驱动信号生成部65。驱动信号生成部65生成驱动信号并将其输出到驱动部15。
本实施方式中的控制部51A在关节部7受到超过规定值的外力的情况下，以使得摄像部5到关注位置Ts的距离相对于当前距离略微减小的方式(参照图14和图15)，对操纵器2的驱动部15发送驱动信号。
在外力判断部67判断为关节部7被施加了超过规定值的力的期间，摄像部5到关注位置Ts的距离持续减小。在外力判断部67判断为关节部7没有被施加超过规定值的力时，控制部51跳过用于缩短摄像部5到关注位置Ts的距离的步骤S23。由此，在关节部7不再被施加超过规定值的力之后，摄像部5到关注位置Ts的距离(距离d3，参照图15)的减小被停止。在关节部7不再被施加超过规定值的力之后，控制部51进行控制以使得摄像部5到关注位置Ts的距离恢复成作为控制目标值设定的距离。因此，在关节部7被施加了等于规定值或稍稍超过规定值的力的状态下，控制部51维持关节部7的姿态。并且，在摄像部5到关注位置Ts的距离恢复至控制目标值的状态下，关节部7上施加的将是规定值以下的力。或者，在摄像部5到关注位置Ts的距离恢复至控制目标值的状态下，关节部7上将没有外力施加。另外，当出现了要使摄像部5到关注位置Ts的距离比作为控制目标值设定的距离变得更远的情况时，控制部51会自动控制关节部7以使摄像部5到关注位置Ts的距离与控制目标值一致。
本实施方式的控制部51能够在锁定模式下的关节部7的自动控制中将关节部7对脏器等施加的负荷抑制为规定值附近以下。该规定值优选设定为对脏器等不造成负担的程度的大小。
本实施方式的操纵器2的关节部7位于摄像部5的视野外。因此，存在操作者使用本实施方式的操纵器2难以了解关节部7与脏器等的接触状态的情况。在本实施方式中，在关节部7与脏器等发生了接触的情况下，通过缩短摄像部5到关注位置Ts的距离，能够使关节部7在远离脏器等的方向上移动。并且，在本实施方式中，摄像部5到关注位置Ts的距离被自动控制为关节部7受到的外力不超过规定值的范围内最长的距离。于是，本实施方式的操纵器2能够适当地既确保适合进行观察和处置的距离，又减轻对脏器等的负担。
在相对于关注位置Ts维持作为控制目标值设定的距离的状态下使用本实施方式的医疗系统1时，存在因操纵器2移动或脏器移动而导致操纵器2与关注位置Ts的位置关系发生变化的情况，以及操纵器2的关节部7与脏器等接触时的挤压力发生变化的情况。本实施方式的医疗系统1在这些情况下自动调节摄像部5到关注位置Ts的距离，以在摄像部5将关注位置Ts持续捕获在视野中心的同时，使施加在脏器上的挤压力对脏器造成的负担为允许范围内。即，本实施方式的医疗系统1在锁定模式中能够根据需要自动地切换将摄像部5到关注位置Ts的距离维持为控制目标值的状态，和使摄像部5到关注位置Ts的距离成为在可能的范围内接近控制目标值的距离的状态。由此，利用本实施方式的医疗系统1，能够在优先减轻对脏器造成的负担的同时，适当地对作为目标物的脏器等进行观察和处置。
(变形例)
对于上述第二实施方式的变形例进行说明。图16是表示本变形例的医疗系统的操纵器的一部分的示意图。图17是表示本变形例的医疗系统的控制部的主要部分的框图。图18是表示医疗系统的控制部中的控制流程的流程图。图19是用于说明医疗系统的作用的图。
图16所示的本变形例中的操纵器2的关节部7具有超过对摄像部5的位置和姿态进行控制所需的自由度的冗余自由度。关节部7所需的自由度的数量可以考虑作为操纵器2的插入对象的部位的形状等来决定。例如，在操纵器2要插入到复杂弯曲的管腔脏器(例如小肠)中的情况下，优选具有较多数量的用于使关节部7仿照管腔脏器的形状而弯曲的自由度。
针对摄像部5的1个位置和姿态，本变形例的操纵器2的关节部7能够构成各种形状。例如，操纵器2的关节部7除常用的关节7a之外，还具有仅在要利用冗余自由度的情况下动作的冗余关节7e。在本变形例的冗余关节7e中，配置有与第一实施方式相同的编码器7b。由此，在利用冗余关节7e时，能够在控制部51(参照图1)中取得常用的关节7a和冗余关节7e的动作的信息。
如图17所示，本变形例的控制部51包括用于确定多个关节7a中被施加了超过规定值的外力的关节7a的关节确定部68。
代替第二实施方式中公开的修正量运算部63A，本变形例的控制部51包括修正量运算部63B，该修正量运算部63B以使得关节确定部68所确定的关节7a(或者冗余关节7e)上施加的力成为规定值以下，并且摄像部5的位置和姿态得到维持的方式，计算对驱动部15进行修正的新的动作量。
本变形例中，在医疗系统1中开始锁定模式(图18所示的步骤S31)之后，图17所示的关节确定部68取得从多个力检测部7d(例如转矩传感器)输出的力的大小(转矩)，判断关节部7是否受到了超过规定值的外力(步骤S32)。
在关节部7受到了超过规定值的外力的情况下，关节确定部68将用于确定多个关节7a(或冗余关节7e)中受到了超过规定值的外力的关节7a(或冗余关节7e)的信息(移动对象关节)输出到修正量运算部63B。
修正量运算部63B生成包含动作量的修正指令并将其输出到操作指令生成部64，其中该动作量用于使关节7a、7e移动以缓和被确定为受到了超过规定值的外力的关节7a、7e的外力。
操作指令生成部64根据修正指令生成操作指令并将其输出到驱动信号生成部65。
驱动信号生成部65根据操作指令生成用于使关节确定部68所确定的关节7a(或冗余关节7e)移动的驱动信号，将该驱动信号输出到驱动部15。
在本变形例中，如图19所示，对于设置在关节部7中的多个关节7a(或冗余关节7e)中的被施加了超过规定值的外力的关节7a、7e，以在缓和该关节7a、7e上施加的外力的同时维持摄像部5的位置和姿态的方式，由控制部51使用包含冗余自由度在内的全部自由度对关节部7的姿态进行自动控制。在本变形例中，由于关节部7具有冗余自由度，所以控制部51能够以维持摄像部5的位置和姿态的方式，使用包含冗余自由度在内的全部自由度对关节部7的姿态进行自动控制。
在控制部51无法计算出可维持摄像部5的位置和姿态的动作量的情况下，与上述第二实施方式同样地，控制部51使摄像部5到关注位置Ts的距离减小。
采用本变形例，摄像部5的位置和姿态尽可能地得到了维持，所以能够更稳定地获得适合进行观察和处置的状态。
以上参照附图详细叙述了本发明的实施方式，但具体结构不限于该实施方式，也包括在不脱离本发明的主旨的范围内的设计上的变更等。
例如，在操纵器的通道中，不限于插入处置器具，也可以插入内窥镜。在将内窥镜插入到操纵器的通道中的情况下，也可以同时使用操纵器的摄像部和内窥镜的摄像部。
在操纵器的关节部具有多个关节时，在控制部判断为全部关节都被施加了外力的情况下，也可以以使得全部关节上施加的外力的大小落在规定的上限与下限之间的方式，由控制部决定各关节的配置。该情况下，通过避免关节部局部地压迫脏器等，能够减轻对脏器等造成的负担。
控制部也可以具有能够检测关节部从外部受到的力的方向的功能。该情况下，基于关节部受到的外力的方向，控制部能够容易地判断为了缓和外力而要使关节向哪个方向移动。
在具有可供内窥镜插通的通道的操纵器中也可以不设置摄像部。例如，操纵器在插入部的远端端部具有用于进行处置对象部位的处置的医疗器具(例如钳子、刀、夹子、缝合器等)作为末端执行器，插入在操纵器的通道中的内窥镜具有用于对处置对象部位进行观察的摄像部。该情况下，医疗系统构成为操纵器可与内窥镜组合的状态。此时，医疗系统的关节控制装置能够基于内窥镜取得的图像使操纵器的关节部动作，来以锁定模式控制医疗系统。
也可以代替用于判断通道中是否插入了处置器具的开关，由控制部具有基于处置器具是否位于摄像部的拍摄视野内而对插入状态检测部输出ON/OFF信号的未图示的图像分析部。
也可以不在力检测部中设置转矩传感器，而是取而代之，在力检测部中设置应变计。
上述各实施方式和变形例中示出的构成要素能够适当地组合。
工业利用性
本发明能够用于医疗系统。
附图标记说明
1 医疗系统
2 操纵器
3 插入部
4 插入部的远端端部
5 摄像部
6 照明部
7 关节部
7a 关节
7b 编码器
7c 臂
7d力检测部
7e 冗余关节
8 长形部
9 柔性管
10 通道
10A 通道远端部
10B 通道管
10C 通道近端部
11 远端开口
12 近端开口
13 柔性管形状传感器
14 插入部的近端端部
15 驱动部
16 连接部
20 操作输入装置
21 主臂
22 输入部
23a 主关节
23b 编码器
24 驱动部
25 模式选择器
26 切换开关
27 距离输入机构
30 图像处理装置
35 显示装置
36 监视器
40 光源装置
50 关节控制装置
51，51A，51B 控制部
52 图像数据接受部
53 特征点设定部
54 距离测量部
55 控制目标值设定部
56 距离比较部
57 判断部
58 姿态运算部
59 特征点提取部
60 特征点位置运算部
61 姿态偏差运算部
62 距离偏差运算部
63，63A，63B 修正量运算部
64 操作指令生成部
65 驱动信号生成部
66 插入状态检测部
67 外力判断部
68 关节确定部
70 存储部
100 处置器具
101 插入体
102 处置器具种类信息存储部

Claims (9)

1.一种医疗系统，其特征在于，包括：
远端端部，其包括末端执行器和使所述末端执行器的朝向和位置变化的多个关节；
产生用于使所述关节动作的动力的驱动部；和
控制所述驱动部的控制部，
所述控制部包括：
特征点设定部，其提取目标物的特征点并基于所述特征点识别所述目标物；
测量所述末端执行器与所述目标物的距离的距离测量部；
修正量运算部，其以使得所述末端执行器朝向所述目标物并且所述末端执行器与所述目标物的距离成为规定距离的方式，计算所述关节的动作量；和
驱动信号生成部，其基于所述动作量生成用于使所述驱动部动作的驱动信号并将该驱动信号输出到所述驱动部。
2.如权利要求1所述的医疗系统，其特征在于：
还包括与所述控制部连接并检测所述关节从外部受到的力的力检测部，
所述控制部还包括判断所述关节从外部受到的力是否超过了规定值的外力判断部，
所述修正量运算部在所述外力判断部判断为所述力超过了所述规定值的情况下，生成用于使所述末端执行器与所述目标物的距离较所述规定距离缩短的修正指令。
3.如权利要求1所述的医疗系统，其特征在于：
还包括与所述控制部连接并检测所述关节从外部受到的力的力检测部，
所述远端端部包括3个以上的所述关节，
所述控制部还包括关节确定部，该关节确定部用于确定多个所述关节中的被施加了超过规定值的所述力的关节，
所述修正量运算部以使得所述关节确定部所确定的关节上施加的所述力成为所述规定值以下，并且所述末端执行器的位置和姿态被维持的方式，生成用于使所述关节确定部所确定的关节移动的修正指令。
4.如权利要求1所述的医疗系统，其特征在于：
所述末端执行器包括拍摄所述目标物的摄像部，
所述特征点设定部使用所述摄像部拍摄的图像识别所述目标物，
所述修正量运算部以使得所述目标部位于所述摄像部的图像中心的方式计算所述驱动部的动作量。
5.如权利要求4所述的医疗系统，其特征在于：
所述摄像部能够拍摄所述目标物的立体图像，
所述距离测量部使用所述立体图像计算所述目标物与所述摄像部的距离。
6.如权利要求1所述的医疗系统，其特征在于：
还包括用于对所述控制部发出操作指令的操作部，
所述操作部包括：
主臂，其具有与所述末端执行器对应的输入部和与所述关节对应的多个主关节，并构成仿照所述远端端部的形状；和
与所述控制部连接，对所述主关节的动作进行控制的主驱动部，
所述控制部还包括操作指令生成部，该操作指令生成部检测所述主关节的动作量，生成包含对应的所述关节的动作量的操作指令，
所述驱动信号生成部以使得所述关节与所述主臂维持相似关系的方式对所述主驱动部输出驱动信号。
7.如权利要求1所述的医疗系统，其特征在于：
所述远端端部具有可供医疗器具插通的通道。
8.如权利要求7所述的医疗系统，其特征在于，还包括：
插入状态判断机构，其设置在所述通道中以判断可插通在所述通道中的处置器具是否处于插通在所述通道中的状态；
插入状态检测部，其基于所述插入状态判断机构的判断状态，取得与所述处置器具的种类对应地预先设定的第二规定距离；和
控制目标值设定部，其将所述末端执行器与所述目标物的距离的控制目标值设定为所述第二规定距离，
所述修正量运算部以使得所述末端执行器与所述目标物的距离成为所述第二规定距离的方式，计算所述关节的动作量。
9.一种医疗系统的操作方法，所述医疗系统包括远端端部，该远端端部配置有末端执行器，所述操作方法的特征在于，包括：
特征点识别步骤，提取目标物的特征点并基于所述特征点识别所述目标物；
距离测量步骤，测量所述末端执行器与所述目标物的距离；和
修正量运算步骤，以使得所述末端执行器朝向所述目标物并且所述末端执行器与所述目标物的距离成为规定距离的方式，计算所述关节的动作量。
CN201680042907.1A 2015-07-23 2016-07-22 医疗系统及其操作方法 Pending CN107847286A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562195869P 2015-07-23 2015-07-23
US62/195,869 2015-07-23
PCT/JP2016/071586 WO2017014303A1 (ja) 2015-07-23 2016-07-22 医療システム及びその作動方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107847286A true CN107847286A (zh) 2018-03-27

Family

ID=66474526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680042907.1A Pending CN107847286A (zh) 2015-07-23 2016-07-22 医疗系统及其操作方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20180193102A1 (zh)
EP (1) EP3326566A4 (zh)
JP (1) JP6234643B2 (zh)
CN (1) CN107847286A (zh)
WO (1) WO2017014303A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110141366A (zh) * 2019-05-06 2019-08-20 清华大学 运动控制信息流直接传递的血管介入手术机器人执行器
CN114025699A (zh) * 2019-05-31 2022-02-08 佳能美国公司 具有被动弯曲模式的主动控制可转向医疗设备

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017169649A1 (ja) * 2016-03-28 2017-10-05 ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社 医療用観察装置、駆動制御方法、医療用観察システム及び支持アーム装置
WO2017167971A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 Koninklijke Philips N.V. Image guided robotic system for tumor aspiration
CN109996510B (zh) * 2017-03-07 2024-03-05 直观外科手术操作公司 用于控制具有可铰接远侧部分的工具的系统和方法
EP3603904B1 (en) * 2017-03-23 2024-01-24 Fuji Corporation Robot system
WO2018194822A1 (en) * 2017-04-17 2018-10-25 The Johns Hopkins University Tactile augmented reality for medical interventions
JP6748126B2 (ja) 2018-02-08 2020-08-26 ファナック株式会社 作業ロボットシステム
JP7368074B2 (ja) * 2018-03-28 2023-10-24 日本光電工業株式会社 挿管装置
DE102019200803A1 (de) * 2019-01-23 2020-07-23 Siemens Healthcare Gmbh Medizintechnischer Roboter, medizinisches System, Verfahren zu deren Betrieb, Computerprogramm und Speichermedium
US11625107B2 (en) * 2019-06-27 2023-04-11 Intuitive Surgical Operations, Inc. System and method for motion mode management
US11696671B2 (en) * 2019-08-19 2023-07-11 Covidien Ag Steerable endoscope with motion alignment
CN114901192A (zh) 2019-12-31 2022-08-12 奥瑞斯健康公司 用于经皮进入的对准技术
WO2021137108A1 (en) 2019-12-31 2021-07-08 Auris Health, Inc. Alignment interfaces for percutaneous access
CN115666873A (zh) 2020-05-25 2023-01-31 发那科株式会社 离线示教装置以及动作程序生成方法
WO2023175475A1 (en) * 2022-03-18 2023-09-21 Covidien Lp Scaling of surgeon console inputs for wristed robotically assisted surgical instruments

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5820545A (en) * 1995-08-14 1998-10-13 Deutsche Forschungsanstalt Fur Luft-Und Raumfahrt E.V. Method of tracking a surgical instrument with a mono or stereo laparoscope
US20030176948A1 (en) * 1992-01-21 2003-09-18 Sri International, Inc. Surgical system
US6951535B2 (en) * 2002-01-16 2005-10-04 Intuitive Surgical, Inc. Tele-medicine system that transmits an entire state of a subsystem
US20080228196A1 (en) * 1996-02-20 2008-09-18 Intuitive Surgical, Inc. Surgical robotic system for performing minimally invasive surgical procedures
CN101416867A (zh) * 2007-10-22 2009-04-29 奥林巴斯医疗株式会社 医疗装置
CN101594835A (zh) * 2007-02-01 2009-12-02 奥林巴斯医疗株式会社 内窥镜手术装置
CN102123670A (zh) * 2009-03-24 2011-07-13 奥林巴斯医疗株式会社 内窥镜处置用机器人系统
US20130030449A1 (en) * 1996-11-22 2013-01-31 Intuitive Surgical Operations, Inc. Rigidly-linked articulating wrist with decoupled motion transmission
WO2014084408A1 (en) * 2012-11-30 2014-06-05 Olympus Corporation Operation support system and control method of operation support system
WO2014139023A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Synaptive Medical (Barbados) Inc. Intelligent positioning system and methods therefore

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01221134A (ja) * 1988-02-29 1989-09-04 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡の彎曲装置
US9867669B2 (en) * 2008-12-31 2018-01-16 Intuitive Surgical Operations, Inc. Configuration marker design and detection for instrument tracking
US8079950B2 (en) * 2005-09-29 2011-12-20 Intuitive Surgical Operations, Inc. Autofocus and/or autoscaling in telesurgery
JP5030639B2 (ja) * 2007-03-29 2012-09-19 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡装置の処置具位置制御装置
US8620473B2 (en) * 2007-06-13 2013-12-31 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical robotic system with coupled control modes
JP2010035768A (ja) * 2008-08-04 2010-02-18 Olympus Medical Systems Corp 能動駆動式医療機器
JP6091370B2 (ja) * 2013-07-26 2017-03-08 オリンパス株式会社 医療システム及び医療用器具制御方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030176948A1 (en) * 1992-01-21 2003-09-18 Sri International, Inc. Surgical system
US5820545A (en) * 1995-08-14 1998-10-13 Deutsche Forschungsanstalt Fur Luft-Und Raumfahrt E.V. Method of tracking a surgical instrument with a mono or stereo laparoscope
US20080228196A1 (en) * 1996-02-20 2008-09-18 Intuitive Surgical, Inc. Surgical robotic system for performing minimally invasive surgical procedures
US20130030449A1 (en) * 1996-11-22 2013-01-31 Intuitive Surgical Operations, Inc. Rigidly-linked articulating wrist with decoupled motion transmission
US6951535B2 (en) * 2002-01-16 2005-10-04 Intuitive Surgical, Inc. Tele-medicine system that transmits an entire state of a subsystem
CN101594835A (zh) * 2007-02-01 2009-12-02 奥林巴斯医疗株式会社 内窥镜手术装置
CN101416867A (zh) * 2007-10-22 2009-04-29 奥林巴斯医疗株式会社 医疗装置
CN102123670A (zh) * 2009-03-24 2011-07-13 奥林巴斯医疗株式会社 内窥镜处置用机器人系统
WO2014084408A1 (en) * 2012-11-30 2014-06-05 Olympus Corporation Operation support system and control method of operation support system
WO2014139023A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Synaptive Medical (Barbados) Inc. Intelligent positioning system and methods therefore

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110141366A (zh) * 2019-05-06 2019-08-20 清华大学 运动控制信息流直接传递的血管介入手术机器人执行器
CN114025699A (zh) * 2019-05-31 2022-02-08 佳能美国公司 具有被动弯曲模式的主动控制可转向医疗设备

Also Published As

Publication number Publication date
US20180193102A1 (en) 2018-07-12
EP3326566A4 (en) 2019-07-03
EP3326566A1 (en) 2018-05-30
WO2017014303A1 (ja) 2017-01-26
JP6234643B2 (ja) 2017-11-22
JPWO2017014303A1 (ja) 2017-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107847286A (zh) 医疗系统及其操作方法
US20200275978A1 (en) Motion execution of a robotic system
CN110325331B (zh) 医疗支撑臂系统和控制装置
US10314463B2 (en) Automated endoscope calibration
CN104114337B (zh) 一旦器械进入可由输入装置的操作者观察的显示区域将对器械的控制切换到输入装置
CN102123651B (zh) 内窥镜系统
CN107847285B (zh) 输入机构和医疗系统
CN102791214A (zh) 采用实时速度优化的不经校准的视觉伺服
US20080103362A1 (en) Programmable brake control system for use in a medical device
CN102458293A (zh) 用于微创外科手术的虚拟测量工具
JP2009006144A (ja) 画像の作成方法および装置
JP2012529970A (ja) 低侵襲手術のための仮想測定ツール
CN104394792B (zh) 手术支援装置
WO2009084345A1 (ja) 医療機器システム
CN108348134A (zh) 内窥镜系统
JP2012519041A (ja) 内視鏡カプセルのナビゲーション方法および装置
KR101284087B1 (ko) 시각센서를 이용한 수술용 로봇, 그 수술용 로봇의 위치 및 각도 분석방법, 그 수술용 로봇의 제어방법, 그 수술용 로봇의 위치 및 각도 분석시스템 및 그 수술용 로봇의 제어 시스템
CN116261416A (zh) 用于混合成像和导航的系统和方法
US20220096164A1 (en) Systems and methods for facilitating optimization of an imaging device viewpoint during an operating session of a computer-assisted operation system
JP7300514B2 (ja) 内視鏡挿入制御装置、内視鏡の作動方法及び内視鏡挿入制御プログラム
JP6150968B1 (ja) 内視鏡システム
WO2024029502A1 (ja) 内視鏡検査支援装置、内視鏡検査支援方法、及び、記録媒体
CN117241718A (zh) 内窥镜系统、内腔构造计算系统以及内腔构造信息的制作方法
CN115136254A (zh) 用于对体内治疗设备的部署状态进行可视化的医学成像系统、设备和方法
CN116152331A (zh) 图像获取组件的调节方法、装置及操作系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180327