CN108245359B - 机器人手术台及混合式手术室 - Google Patents

机器人手术台及混合式手术室 Download PDF

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Abstract

本发明为机器人手术台及混合式手术室，课题是确保载置患者用的台面的周边有充分的空间。该机器人手术台(100)具备载置患者用的台面(1)，和一端支撑在被固定在地板上的底座(21)上、另一端对台面(1)进行支撑的多关节机器手(2)。多关节机器手(2)可绕铅直方向(Z方向)的轴线旋转地支撑在底座(21)，并以对台面(1)的长边方向(X方向)的一端近旁进行支撑的方式构成。而且多关节机器手(2)被构成为，可以呈多关节机器手(2)的与台面(1)的长边方向平行的方向上的长度为台面(1)的长边方向的长度的1/2以下的第1姿势。

Description

机器人手术台及混合式手术室
技术领域
本发明涉及机器人手术台及混合式手术室。
背景技术
以往，已知由机器手(日文：ロボットアーム)移动载置着患者的台面，而且将患者的位置相对于用来进行治疗的放射线源进行定位的患者定位总成(例如，参照专利文献1)。
而且，以往，在手术室中希望有这样的手术台，该手术台的载置着患者的台面能一边抑制与周边设备的干涉，一边容易地移动。于是，考虑将上述专利文献1的患者定位总成适用于手术室中的手术台，用机器手移动载置着患者的台面。由此，与使用脚轮移动手术台的情形不同，可以一边对载置着患者的台面与周边设备的干涉加以抑制一边将载置着患者的台面容易地移动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009－131718号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，上述专利文献1那样的患者定位总成，目的是照射用来进行治疗的的放射线，因此，不需要考虑在载置着患者的台面的周围有多个作业者长时间作业的情形，一般采用大型的机器手。为此，在把专利文献1的机器手适用于手术台的情况下，由于手术台周围的空间狭窄，会妨碍手术进行中的医疗从业人员。而且，在混合式手术室中，大多在脑血管的X射线摄像的摄像位置与手术位置接近的位置来进行。在此情况下，在摄像位置处，必须确保与X射线照射部及X射线检测部连接的C臂进入台面下的空间，而且，在与摄像位置接近的手术位置处必须确保在台面的周围有医疗从业人员充分的空间。
本发明提供一种机器人手术台及混合式手术室，其能够确保载置患者用的台面下有充分的空间，而且能确保在台面的周边有充分的空间。而且，本发明提供一种机器人手术台及混合式手术室，该机器人手术台及混合式手术室即使在X射线摄像的摄像位置与手术位置接近的情况下也可以确保台面下用来进行X射线摄像的空间并能够确保台面周边用来进行手术的空间。
用于解决课题的技术手段
本发明的第1部分的机器人手术台，具备载置患者用的台面、一端支撑于被固定在地板上的底座、另一端对台面进行支撑的多关节机器手，多关节机器手被构成为，以能绕铅直方向的轴线旋转的方式被支撑在底座，而且对台面的长边方向的一端近旁进行支撑，多关节机器手被构成为，能够成为在与台面的长边方向平行的方向上的长度为台面的长边方向的长度的1/2以下的第1姿势。
本发明的第1部分的机器人手术台，如上述那样，多关节机器手被构成为，能够成为在与台面的长边方向平行的方向上的长度为台面的长边方向的长度的1/2以下的第1姿势。由此，在与被多关节机器手支撑的台面的一端侧相反那侧的台面下方，可以确保台面的长边方向的1/2以上的空间，因此可以确保载置患者用的台面的周边有充分的空间。由此，在使用混合式手术室的情况下，可以使与X射线照射部及X射线检测部连接的C臂进入台面下，而且，可以提高执刀医生、助手、护师及医疗技师等的医疗从业人员接近台面进行操作的自由度。
在上述第1部分的机器人手术台中，优选为，第1姿势的状态的多关节机器手被配置成，在与台面的短边方向平行的方向上，收容在台面的短边方向的两端之间。根据这样的构成，多关节机器手不会在台面的短边方向上露出，因此可以有效抑制多关节机器手对医疗从业人员、其它设备产生干涉。
在上述第1部分的机器人手术台中，优选为，多关节机器手被构成为，在俯视时，可以呈与第1姿势不同的第2姿势，第2姿势的状态的多关节机器手的在与台面的长边方向平行的方向上的长度为台面的长边方向的长度的1/2以下，而且被构成为，从与台面的短边方向平行的方向上的台面的短边方向露出的部分的长度，为台面的短边方向的长度以下。根据这样的构成，通过使多关节机器手呈第2姿势，可以抑制多关节机器手在台面的短边方向大幅露出，而且，由于不在台面的两侧露出，因此在适用于混合式手术室的情况下，可以有效抑制多关节机器手对医疗从业人员、其它设备产生干涉的情形。这是由于，在进行手术的情况下，包括执刀医生在内的医疗从业人员大多位于台面的单侧，在有的手术方式，执刀医生位于患者的头侧(台面的长边方向的机器手支撑部分的相反侧)，包括助手在内的其它医疗从业人员位于台面的单侧，因此，可以充分应对由第2姿势的机器手确定位置的台面。
在上述第1部分的机器人手术台中，优选为，第1姿势的状态的多关节机器手被配置成，在俯视时，全部被隐藏在台面下方。根据这样的构成，多关节机器手在俯视时不从台面露出，因此，当进行手术等的医疗行为时，可以有效抑制多关节机器手对医疗从业人员产生干涉的情形。
在上述第1部分的机器人手术台中，优选为，多关节机器手包括具有多个水平关节的水平多关节总成，和具有多个垂直关节的垂直多关节总成。根据这样的构成，通过具有多个水平关节的水平多关节总成，可以将台面容易移动到所要求的水平方向的位置。而且，通过具有多个垂直关节的垂直多关节总成，可以将台面容易地移动到所要求的上下方向的位置。
在此情况下，优选为，水平多关节总成具有3个水平关节，垂直多关节总成具有3个垂直关节。根据这样的构成，如果考虑到确保水平多关节总成最大程度伸展的场合的长度，则与设置2个以下的水平关节的场合相比较，可以缩小关节间的距离，因此在水平多关节总成折叠收缩的情况下，可以更加紧凑。而且，与设置4个以上的水平关节的场合相比较，可以使装置构成简洁化。如果考虑到确保垂直多关节总成最大伸展的场合的长度，则与设置2个以下的垂直关节的场合相比较，可以缩小关节间的距离，因此，在将垂直多关节总成折叠收缩的情况下，可以更加紧凑。而且，与设置4个以上的垂直关节的场合相比较，可以使装置构成简洁化。
在上述多关节机器手包含水平多关节总成与垂直多关节总成的构成中，优选为，多关节机器手被构成为，通过至少1个水平关节使台面绕铅直方向的轴线偏转旋转。根据这样的构成，通过多关节机器手的1个以上的水平关节，可以使台面容易地向所要求的位置偏转旋转移动。
在上述多关节机器手包含水平多关节总成与垂直多关节总成的构成中，优选为，多关节机器手被构成为，通过水平多关节总成，在维持与台面的短边方向平行的方向上的长度的状态下使台面从第1姿势平移移动。根据这样的构成，在使台面在水平方向上移动的途中，可以抑制多关节机器手在台面的短边方向上露出的情形，因此，在台面的移动中，可以抑制多关节机器手对位于台面的短边方向的侧方的医疗从业人员产生干涉的情形。
在上述多关节机器手包含水平多关节总成与垂直多关节总成的构成中，优选为，多关节机器手被构成为，通过垂直多关节总成在保持第1姿势的状态下使台面在铅直方向上移动。根据这样的构成，在使台面沿铅直方向移动的途中，可以抑制多关节机器手在水平方向露出的情形，因此，在台面的移动中，可以抑制多关节机器手对位于台面的侧方的医疗从业人员造成干涉的情形。
在上述多关节机器手包含水平多关节总成与垂直多关节总成的构成中，优选为，多关节机器手被构成为，通过至少1个垂直关节使台面绕长边方向的轴线翻滚转动(日文：ロール回動)。根据这样的构成，通过多关节机器手的1个以上的垂直关节，可以使台面容易地翻滚转动移动到所要求的转动角度位置。
在上述第1部分的机器人手术台中，优选为，多关节机器手包含对台面进行支撑而且使台面绕短边方向的轴线俯仰(日文：ピッチ)转动的俯仰转动机构，俯仰转动机构具有轴心沿铅直方向延伸地配置的第1滚珠丝杠、轴心沿铅直方向延伸地配置的第2滚珠丝杠、通过第1滚珠丝杠在铅直方向移动而对台面进行支撑的第1支撑部件，和通过第2滚珠丝杠在铅直方向移动而对台面进行支撑的第2支撑部件，第1支撑部件及第2支撑部件在与台面的长边方向平行的方向上隔开规定的距离配置。根据这样的构成，通过对第1滚珠丝杠及第2滚珠丝杠进行连动驱动，可以容易地使台面俯仰转动移动到所要求的转动角度位置。
在此情况下，优选为，俯仰转动机构还具有在与第1滚珠丝杠的延伸方向平行的方向上延伸地配置的第1线性导向件，和在与第2滚珠丝杠的延伸方向平行的方向上延伸地配置的第2线性导向件，第1支撑部件被安装成能够沿第1线性导向件滑动移动，第2支撑部件被安装成能沿第2线性导向件滑动移动。根据这样的构成，可以通过第1线性导向件使第1支撑部件精度良好地直线移动，而且，可以通过第2线性导向件使第2支撑部件精度良好地直线移动，因此可以使台面精度良好地俯仰转动移动。
在上述多关节机器手包含俯仰转动机构的构成中，优选为，多关节机器手包含具有多个水平关节的水平多关节总成，和具有多个垂直关节的垂直多关节总成，水平多关节总成的一端支撑在底座上、另一端对垂直多关节总成的一端进行支撑，俯仰转动机构支撑在垂直多关节总成的另一端。根据这样的构成，可以在底座侧归总地配置多个水平关节，而且可以在台面侧归总地配置多个垂直关节，因此，水平方向的移动，可以通过驱动底座侧的多个水平关节来进行，上下方向的移动，可以通过驱动台面侧的多个垂直关节来进行。由此，不需要分别一边使水平关节和垂直关节连动一边驱动水平方向及铅直方向的移动，因此，与将垂直关节和水平关节交互地配置的场合相比较，可以抑制多关节机器手的驱动控制变复杂的情形。而且，由于俯仰转动机构设置在垂直多关节总成的台面侧，因此，可以与垂直多关节总成独立，通过俯仰转动机构使台面容易地俯仰转动移动。
在上述第1部分的机器人手术台中，优选为，台面包括对X射线透过部、X射线透过部进行支撑的支撑部，多关节机器手的另一端对台面的一端近旁的支撑部进行支撑。根据这样的构成，通过把多关节机器手配置在支撑部侧呈第1姿势，从而可以确保台面的X射线透过部的下方有充分的空间，因此，可以使用来进行X射线摄像的装置容易进入X射线透过部的下方进行X射线摄像。
基于本发明第2部分的混合式手术室，具备基于本发明第1部分的机器人手术台，和摄制患者的X射线投影图像的X射线摄像装置与摄制患者的磁共振图像的磁共振成像装置中的至少一方。
在本发明的第2部分的混合式手术室中，如上述那样，可以确保机器人手术台的载置患者用的台面的周边有充分的空间，因此，可以将X射线摄像装置或磁共振成像装置容易地配置在台面的周边的空间。
发明效果
根据本发明，可以提供能够确保载置患者用的台面的周边有充分的空间的机器人手术台及混合式手术室。而且，可以提供即使在X射线摄像的摄像位置与手术位置接近的情况下也可以确保用来进行X射线摄像的台面下的空间并能够确保用于手术的台面周边的空间的机器人手术台及混合式手术室。
附图说明
图1是表示一实施方式涉及的具备机器人手术台的混合式手术室的概要的图。
图2是表示一实施方式涉及的第2姿势的机器人手术台的俯视图。
图3是表示一实施方式涉及的第1姿势的机器人手术台的第1例的俯视图。
图4是表示一实施方式涉及的第1姿势的机器人手术台的第2例的俯视图。
图5是表示一实施方式涉及的第1姿势的机器人手术台的第3例的俯视图。
图6是表示一实施方式涉及的第1姿势的机器人手术台的第4例的俯视图。
图7是用来说明一实施方式涉及的机器人手术台的第2例的最大可摄像范围的侧面图。
图8是用来说明一实施方式涉及的机器人手术台的第3例的最大可摄像范围的侧面图。
图9是用来说明一实施方式涉及的机器人手术台的第4例的最小可摄像范围的侧面图。
图10是用来说明一实施方式涉及的机器人手术台的翻滚转动正面图。
图11是表示一实施方式涉及的机器人手术台的俯仰转动机构的侧面图。
图12是用来说明一实施方式涉及的机器人手术台的俯仰转动的立体图。
图13是用来说明一实施方式涉及的机器人手术台的俯仰转动的侧面图。
具体实施方式
以下，根据附图说明实施方式。
(机器人手术台的构成)
参照图1～图13对本实施方式涉及的机器人手术台100的概要进行说明。
如图1所示，机器人手术台100设置于混合式手术室200。在混合式手术室200中设有摄制患者10的X射线投影图像的X射线摄像装置300。机器人手术台100，例如，作为进行外科、内科等手术的手术台。机器人手术台100可以移动到在台面1上载置患者10的载置位置，而且，可以在台面1上载置着患者10的状态下将患者10移动到麻醉位置、手术位置、检查位置、处置位置、X射线摄像位置等。而且，机器人手术台100在台面1上载置着患者10的状态下，可以患者10倾斜。
机器人手术台100具备载置患者用的台面1、多关节机器手2、控制部3。台面1包含X射线透过部11、X射线透过部11进行支撑的支撑部12。多关节机器手2具备底座21、水平多关节总成22、垂直多关节总成23、俯仰转动机构24。水平多关节总成22包含水平关节221、222及223。垂直多关节总成23包含垂直关节231、232及233。X射线摄像装置300包含X射线照射部301、X射线检测部302、C臂303。
台面1，如图1所示，形成为大致矩形形状的平板状。而且，台面1的上面被形成为大致平坦。台面1在X方向上具有长边方向、在Y方向上具有短边方向。另外，台面1可以绕上下方向(Z方向)的轴线旋转，在此，以沿台面1的长边方向的水平方向作为X方向，以沿台面1的短边方向的水平方向作为Y方向。也就是说，X方向及Y方向表示以台面1为基准的方向。台面1，如图2所示，在长边方向(X方向)上具有L1的长度。而且，台面1的X2方向侧的支撑部12，在短边方向(Y方向)上具有L2的长度。而且，台面1的X1方向侧的X射线透过部11，在短边方向(Y方向)上具有比L2小的L3的长度。例如，L1为2800mm、L2为740mm、L3为500mm。另外，优选设定为，L1为2000mm以上3000mm以下，L2为500mm以上800mm以下，L3为500mm以上800mm以下，L3为500mm以上700mm以下更佳。
如图1所示，在台面1的X射线透过部11载置患者10。X射线透过部11在X1方向配置。X射线透过部11形成为大致矩形形状。X射线透过部11由容易透过X射线的材料形成。X射线透过部11，例如由碳材料(石墨)形成。X射线透过部11，例如由碳素纤维强化塑料(CFRP)形成。由此，可以在患者10载置在X射线透过部11的状态下摄制患者10的X射线图像。
台面1的支撑部12与多关节机器手2连接。支撑部12沿X2方向配置。支撑部12形成为大致矩形形状。支撑部12对X射线透过部11进行支撑。支撑部12由X射线的透过率比X射线透过部11小的材料形成。支撑部12，例如由金属形成。支撑部12，例如由铁材、铝合金材形成。
台面1被构成为，通过多关节机器手2进行移动。具体来说，台面1被构成为可以朝水平方向的X方向、与X方向正交的水平方向的Y方向，及与X方向及Y方向正交的作为上下方向的Z方向移动。而且，台面1被构成为可以绕X方向的轴线转动(滚动)。而且，台面1被构成为可以绕Y方向的轴线转动(俯仰)。而且，台面1被构成为可以绕Z方向的轴线旋转(偏转)。
多关节机器手2被构成为使台面1移动。如图1所示，多关节机器手2的一端支撑在被固定于地板的底座21上、另一端以能移动的方式支撑着台面1。具体来说，多关节机器手2以能绕铅直方向(Z方向)的轴线的旋转的方式支撑在底座21上。而且，多关节机器手2以对台面1的长边方向(X方向)的X2方向侧的一端近旁进行支撑的方式构成。换言之，多关节机器手2的另一端对台面1的一端近旁的支撑部12进行支撑。
多关节机器手2以由7个自由度使台面1移动的方式构成。具体来说，多关节机器手2通过水平多关节总成22，具有绕铅直方向的转动轴线A1转动、绕铅直方向的转动轴线A2转动，及绕铅直方向的转动轴线A3转动这3个自由度。而且，多关节机器手2通过垂直多关节总成23，具有绕水平方向的转动轴线B1转动、绕水平方向的转动轴线B2转动，及绕水平方向的转动轴线B3转动这3个自由度。而且，多关节机器手2通过俯仰转动机构24，具有使台面1绕短边方向(Y方向)的转动轴线俯仰转动(参照图12及图13)的1个自由度。
底座21埋设于地板进行固定。底座21在俯视(沿Z方向看)中，设置在台面1的移动范围的大致中央近旁。
水平多关节总成22的一端支撑在底座21上。而且，水平多关节总成22的另一端对垂直多关节总成23的一端进行支撑。水平多关节总成22的水平关节221以绕Z方向的转动轴线A1旋转的方式构成。水平多关节总成22的水平关节222以绕Z方向的转动轴线A2旋转的方式构成。水平多关节总成22的水平关节223以绕Z方向的转动轴线A3旋转的方式构成。
垂直多关节总成23的一端支撑在水平多关节总成22上。而且，垂直多关节总成23的另一端对俯仰转动机构24进行支撑。垂直多关节总成23的垂直关节231以绕X方向的转动轴线B1转动的方式构成。垂直多关节总成23的垂直关节232以绕X方向的转动轴线B2转动的方式构成。垂直多关节总成23的垂直关节233以绕X方向的转动轴线B3转动的方式构成。
邻接的关节彼此的间隔，分别具有比台面1的短边方向(Y方向)的长度短的长度。也就是说，转动轴线A1及转动轴线A2的间隔、转动轴线A2及转动轴线A3的间隔、转动轴线A3及转动轴线B1的间隔、转动轴线B1及转动轴线B2的间隔、转动轴线B2及转动轴线B3的间隔，分别具有比台面1的短边方向的长度L3短的长度。
水平关节221～223及垂直关节231～233分别具有将伺服马达、伺服马达的旋转减速后进行传递的减速机、电磁制动器。水平关节221～223及垂直关节231～233通过各个伺服马达的驱动绕转动轴线转动。
在此，在本实施方式中，如图3～图6所示，多关节机器手2被构呈第1姿势，在该第1姿势，该多关节机器手2的在与台面1的长边方向平行的方向(X方向)上的长度为台面1的长边方向的长度的1/2以下。具体来说，第1姿势的状态的多关节机器手2被配置成，与台面1的长边方向平行的方向(X方向)上的长度为台面1的长边方向的长度的1/2以下，而且，在与台面1的短边方向平行的方向(Y方向)上被收容在台面1的短边方向的两端之间。
图3表示以台面1作为基准位置时的第1姿势的状态的多关节机器手2。图4表示使台面1从基准位置向水平方向的X1方向最大限度移动后的第1姿势的状态的多关节机器手2。图5表示水平多关节总成22与垂直多关节总成23在俯视(沿Z方向看)时完全重叠，第1姿势的状态的多关节机器手2的与台面1的长边方向平行的方向(X方向)上的长度为最小的状态。图6表示使台面1从基准位置向水平方向的X2方向最大限度移动后的第1姿势的状态的多关节机器手2。
如图3、图5及图6所示，优选为，第1姿势的状态的多关节机器手2，以在俯视(沿Z方向看)时完全隐藏在台面1的下方的方式配置。例如，多关节机器手2以在台面1位于手术位置的情况下呈被收容在作为台面1下的空间的收容空间内的第1姿势的方式构成。也就是说，多关节机器手2在使台面移动到对载置在台面1上的患者10进行手术、处置的位置的情况下，被折叠，以在俯视(沿Z方向看)时完全被隐藏在台面1的下方的方式构成。另外，第1姿势的状态的多关节机器手2，从确保台面1下的空间的观点出发，优选为，与台面1的长边方向平行的方向(X方向)上的长度为台面1的长边方向的长度的2/5以下。而且，第1姿势的状态的多关节机器手2，从其强度的观点出发，优选为，与台面1的长边方向平行的方向(X方向)上的长度为台面1的长边方向的长度的1/4以上。
而且，在本实施方式中，如图2所示，多关节机器手2，以在俯视(沿Z方向看)时能够成为与第1姿势不同的第2姿势的方式构成。第2姿势的状态的多关节机器手2与台面1的长边方向平行的方向(X方向)上的长度为台面1的长边方向的长度的1/2以下，而且，在俯视(沿Z方向看)时，与台面1的短边方向平行的方向(Y方向)上的从台面1露出的部分的长度，为台面1的短边方向的长度以下。
在图2所示的例子中，多关节机器手2在X方向上具有长度L4，在Y方向上具有长度L5。长度L4为台面1的X方向的长度L1的1/2以下。而且，长度L5为台面1的Y方向的长度L2的2倍以下。在图2所示的例子中，多关节机器手2从台面1沿X方向上露出长度L6。长度L6为台面1的Y方向的长度L2以下。而且，长度L6为台面1的Y方向的长度L3以下。
多关节机器手2，以通过水平多关节总成22使台面1从第1姿势或第2姿势开始在维持与台面1的短边方向平行的方向(Y方向)上的长度的状态下平移移动的方式构成。在图3～图6所示的例子中，使台面1沿X方向移动。在此情况下，以使水平多关节总成22收容在台面1的Y方向的两端内的方式对其进行驱动，使台面1平行移动。
多关节机器手2以通过垂直多关节总成23使台面1在保持第1姿势或第2姿势的状态下沿铅直方向(Z方向)移动的方式构成。具体来说，垂直多关节总成23以在俯视时不论哪种姿势都被完全隐藏在台面1的下方的方式进行配置，因此，在仅对垂直多关节总成23进行驱动的情况下，多关节机器手2可以保持着第1姿势或第2姿势使台面1沿铅直方向移动。另外，本实施方式的多关节机器手2，可以在保持第1姿势或第2姿势的状态下使台面1的高度下降到500mm。由此可以坐在椅子上进行手术。而且，多关节机器手2可以在保持第1姿势或第2姿势的状态下使台面1的高度上升到1100mm。
图7为图4的多关节机器手2的侧面图，图8为图5的多关节机器手2的侧面图。如图7及图8所示，在本实施方式中，在把多关节机器手2靠台面1的X2侧配置的情况下，作为最大可摄像范围，可以由X射线摄像装置300在沿X方向上距离D1的范围进行摄像。也就是说，在使多关节机器手2靠台面1的X2侧进行配置的情况下，在X方向上，在台面1的下方确保了与距离D1相当的空间。距离D1，例如与X射线透过部11的X方向的长度大致相等。也就是说，本实施方式的机器人手术台100，可以由X射线摄像装置300对患者10的大致全身进行摄像。
图9是图6的多关节机器手2的侧面图。如图9所示，在本实施方式中，在使多关节机器手2沿水平方向的X2方向最大限度伸展的情况下，作为可摄像的最小范围，可由X射线摄像装置300在X方向上距离D2的范围进行摄像。也就是说，在使多关节机器手2沿水平方向的X2方向最大限度伸展的情况下，在X方向上，在台面1的下方确保了与距离D2相当的空间。距离D2，例如为X射线透过部11的X方向的长度的1/2以上。也就是说，本实施方式的机器人手术台100，至少可以由X射线摄像装置300对最患者10的全身的一半以上进行摄像。在本实施方式中，例如，D1为1800mm、D2为1540mm。
而且，在本实施方式中，多关节机器手2以通过至少1个水平关节(221、222及223中的至少1个)使台面1绕铅直方向(Z方向)的轴线偏转旋转的方式构成。例如，多关节机器手2以通过最下方的水平关节221，或最上方的水平关节223使台面1偏转旋转的方式构成。或者，多关节机器手2以对多个水平关节连动地驱动而使台面1偏转旋转的方式构成。
而且，如图10所示，多关节机器手2被构成为，通过至少1个垂直关节(231、232及233中的至少1个)使台面1绕长边方向(X方向)的轴线进行翻滚转动。例如，多关节机器手2通过最下方的垂直关节231或最上方的垂直关节233使台面1翻滚转动。或者，多关节机器手2将多个垂直关节连动驱动，使台面1翻滚转动。多关节机器手2能够使台面1在从X方向看时相对于水平方向按顺时针方向转动角度θ1的范围进行翻滚转动，而且可以使台面1在从X方向看时相对于水平方向按逆时针转动角度θ1的范围进行翻滚转动。例如，θ1为30度。
而且，多关节机器手2，如图12及图13所示，通过俯仰转动机构24使台面1绕短边方向(Y方向)的轴线俯仰转动。俯仰转动机构24，如图11所示，包含第1支撑部件241、第2支撑部件242、第1滚珠丝杠243、第2滚珠丝杠244、第1线性导向件245、第2线性导向件246。第1支撑部件241包含连结部241a、转动轴241b、滑块241c。第2支撑部件242包含连结部242a及242b、转动轴242c及242d、滑块242e。第1滚珠丝杠243借助减速机243b与马达243a连接。第2滚珠丝杠244借助减速机244b与马达244a连接。
俯仰转动机构24支撑在垂直多关节总成23的另一端。俯仰转动机构24与台面1连接，对台面1进行支撑并使台面1能俯仰转动。具体来说，俯仰转动机构24通过第1支撑部件241及第2支撑部件242以使台面1能俯仰转动的方式对台面1进行支撑。第1支撑部件241及第2支撑部件242沿与台面1的长边方向平行的方向(X方向)隔开规定的距离配置。第1支撑部件241配置在X1方向侧。第2支撑部件242配置在X2方向侧。而且，俯仰转动机构24配置在台面1的短边方向(Y方向)的一方侧的近旁。具体来说，俯仰转动机构24配置在台面1的Y1方向的端部近旁。
第1支撑部件241的连结部241a固定在台面1上，而且，被转动轴241b可转动地支撑。第1支撑部件241通过第1滚珠丝杠243的驱动沿铅直方向(Z方向)进行移动地构成。而且，第1支撑部件241以能滑动移动的方式安装在第1线性导向件245。具体来说，第1支撑部件241通过使固定在第1支撑部件241上的滑块241c与第1线性导向件245卡合，从而对铅直方向的移动进行导向。
第2支撑部件242的连结部242a固定在台面1上，而且，通过转动轴242c可转动地进行支撑。连结部242b以能转动的方式安装于转动轴242c及242d。第2支撑部件242通过第2滚珠丝杠244的驱动沿铅直方向(Z方向)移动地构成。而且，第2支撑部件242以可滑动移动的方式安装在第2线性导向件246。具体来说，第2支撑部件242通过使被固定在第2支撑部件242上的滑块242e与第2线性导向件246卡合，从而对铅直方向的移动进行导向。
第1滚珠丝杠243配置成，使轴心沿铅直方向(Z方向)延伸。第1滚珠丝杠243与第1支撑部件241卡合。第1滚珠丝杠243通过马达243a的驱动进行旋转，使第1支撑部件241沿铅直方向移动。
第2滚珠丝杠244以使轴心沿铅直方向(Z方向)延伸的方式进行配置。第2滚珠丝杠244与第2支撑部件242卡合。第2滚珠丝杠244通过马达244a的驱动进行旋转，使第2支撑部件242沿铅直方向移动。
第1线性导向件245被配置成，沿与第1滚珠丝杠243延伸方向大致平行的方向延伸。也就是说，第1线性导向件245以沿铅直方向(Z方向)延伸的方式进行配置。第1线性导向件245以借助滑块241c对第1支撑部件241的铅直方向的移动进行导向的方式构成。
第2线性导向件246被配置成沿与第2滚珠丝杠244延伸方向大致平行的方向延伸。也就是说，第2线性导向件246以沿铅直方向(Z方向)延伸的方式进行配置。第2线性导向件246以借助滑块242e对第2支撑部件242的铅直方向的移动进行导向的方式构成。
当第1支撑部件241移动到比第2支撑部件242低的位置时，台面1进行俯仰转动，而使X1侧变低。另一方面，当第1支撑部件241移动到比第2支撑部件242高的位置时，台面1使X1侧变高地进行俯仰转动。而且，当第1支撑部件241及第2支撑部件242移动到相同高度位置时，台面1在俯仰转动中成为水平。
多关节机器手2，如图13所示，在Y方向看，能使台面1相对于水平方向按顺时针转动角度θ2的范围进行俯仰转动，而且，能相对于水平方向按逆时针转动角度θ2的范围进行俯仰转动。例如，θ2为15度。
控制部3设置在底座21内，以对多关节机器手2涉及的台面1的移动进行控制的方式构成。具体来说，控制部3根据医疗从业人员(操作者)涉及的操作对多关节机器手2的驱动进行控制，使台面1移动。
X射线摄像装置300以能对载置在台面1上的患者10设置X射线投影图像的方式构成。X射线照射部301及X射线检测部302被C臂303支撑。X射线照射部301及X射线检测部302随C臂303的移动而移动，被配置成，当进行X射线摄像时夹着患者10的摄像位置相向。例如，X射线照射部301及X射线检测部302中的一方配置在台面1的上方的空间，另一方配置在台面1的下方的空间。而且，当进行X射线摄像时，对X射线照射部301及X射线检测部302进行支撑的C臂303也被配置在台面1的上方及下方的空间。
X射线照射部301，如图1所示，以与X射线检测部302相向的方式配置。而且，X射线照射部301被构成为能够朝X射线检测部302照射X射线。X射线检测部302以对由X射线照射部301照射的X射线进行检测的方式构成。X射线检测部302包含平板探测器(FPD)。X射线检测部302以根据检测的X射线摄制X射线图像的方式构成。具体来说，X射线检测部302将检测到的X射线转换成电信号，向图像处理部(未图示)送信。
C臂303的一端与X射线照射部301连接，在另一端连接X射线检测部302。C臂303为大致C字形。由此，当进行X射线摄像时，能以不与台面1、患者10发生干涉的方式迂回地对X射线照射部301及X射线检测部302进行支撑。C臂303以能相对于台面1相对移动的方式构成。具体来说，C臂303能够沿水平方向、铅直方向移动，从而将X射线照射部301及X射线检测部302相对于载置在台面1上的患者10配置在所要求的位置，而且，C臂303能够以水平方向的转动轴线及铅直方向的转动轴线为中心转动。C臂303根据医疗从业人员(操作者)的操作，通过驱动部(未图示)进行移动。而且，C臂303被构成为可以由医疗从业人员(操作者)手动进行移动。
(本实施方式的效果)
在本实施方式中，可以取得以下的效果。
在本实施方式中，如上述那样，多关节机器手2被构成为，能够呈与台面1的长边方向平行的方向(X方向)上的长度为台面1的长边方向的长度的1/2以下的第1姿势。由此，在与支撑在多关节机器手2上的台面1的一端侧相反侧(X1方向侧)的台面1的下方，可以确保台面1的长边方向的1/2以上的空间，因此，可以确保载置患者用的台面1下边与周边有充分的空间。由此，可以使与X射线照射部301及X射线检测部302连接的C臂303进入台面1的下方，而且，可以提高执刀医生、助手、护师及医疗技师等的医疗从业人员对台面1进行操作的自由度。
而且，在本实施方式中，如上述那样，将第1姿势的状态的多关节机器手2配置成，在俯视(沿Z方向看)时，在与台面1的短边方向平行的方向(Y方向)上，被收纳在台面1的短边方向的两端之间。在与台面1的短边方向平行的方向(Y方向)上的从台面1露出的部分的长度，为台面1的短边方向的长度以下。由此，通过使多关节机器手2呈第1姿势，使多关节机器手2不会在台面1的短边方向上露出，因此，具有可以抑制多关节机器手2对医疗从业人员、其它设备产生干涉的效果。
而且，在本实施方式中，如上述那样，多关节机器手2被构成为，当俯视(沿Z方向看)时，可以成为与第1姿势不同的第2姿势，使得第2姿势的状态的多关节机器手2在与台面1的长边方向平行的方向(X方向)上的长度为台面1的长边方向的长度的1/2以下，而且，在与台面1的短边方向平行的方向(Y方向)上的从台面1露出的部分的长度为台面1的短边方向的长度以下。由此，可以对多关节机器手2在台面1的短边方向上大大地露出的情形加以抑制，可以抑制多关节机器手2对医疗从业人员、其它设备产生干涉的情形。而且，可以将第1姿势设定为摄像位置、将第2姿势设定为手术位置，或将第1姿势设定为手术位置、将第2姿势设定为摄像位置，可以提高手术室的运用的自由度。
而且，在本实施方式中，如上述那样，将第1姿势的状态的多关节机器手2配置成，在俯视(沿Z方向看)时完全被隐藏在台面1的下方。由此，多关节机器手2在俯视时不会从台面1露出，因此，当进行手术等的医疗行为时，可以取得能够抑制多关节机器手2对医疗从业人员产生干涉的效果。
而且，在本实施方式中，如上述那样，在多关节机器手2上设置具有多个水平关节221、222及223的水平多关节总成22，和具有多个垂直关节231、232及233的垂直多关节总成23。由此，通过具有多个水平关节221、222及223的水平多关节总成22，可以使台面1容易地移动到所要求的水平方向的位置。而且，通过具有多个垂直关节231、232及233的垂直多关节总成23，可以使台面1容易地移动到所要求的上下方向(Z方向)的位置。
而且，在本实施方式中，如上述那样，在水平多关节总成22中设置3个水平关节221、222及223。由此，如果考虑到确保在水平多关节总成22最大伸展的场合的长度，则与设置2个以下的水平关节的场合相比较，可以缩小关节间的距离，因此，在将水平多关节总成22折叠收缩的情况下，可以更加紧凑。而且，与设置4个以上的水平关节的场合相比较，可以使装置构成简洁化。在垂直多关节总成23中设置3个垂直关节231、232及233。由此，如果考虑到确保在垂直多关节总成23最大伸展的场合的长度，则与设置2个以下的垂直关节的场合相比较，可以缩小关节间的距离，因此在将垂直多关节总成23折叠收缩的情况下，可以更加紧凑。而且，与设置4个以上的垂直关节的场合相比较，可以使装置构成简洁化。
而且，在本实施方式中，如上述那样，多关节机器手2，通过至少1个水平关节(221、222及223中的至少1个)使台面1绕铅直方向(Z方向)的轴线偏转旋转。由此，通过多关节机器手2的1个以上的水平关节，可以使台面1容易地偏转旋转移动到所要求的位置。
而且，在本实施方式中，如上述那样，将多关节机器手2构成为，通过水平多关节总成22从第1姿势开始，在维持与台面1的短边方向平行的方向(Y方向)上的长度的状态下使台面1平移移动。由此，在使台面1沿水平方向移动的途中，可以抑制多关节机器手2在台面1的短边方向上露出的情形，因此，在台面1的移动中，可以抑制多关节机器手2对位于台面1的短边方向的侧方的医疗从业人员产生干涉的情形。
而且，在本实施方式中，如上述那样，将多关节机器手2构成为，通过垂直多关节总成23，在保持第1姿势的状态下使台面1沿铅直方向(Z方向)移动。由此，在使台面1沿铅直方向移动的途中，可以抑制多关节机器手2在水平方向上露出，因此，在台面1的移动中，可以抑制多关节机器手2对位于台面1的侧方的医疗从业人员产生干涉的情形。
而且，在本实施方式中，如上述那样，将多关节机器手2构成为，通过至少1个垂直关节(231、232及233中的至少1个)使台面1绕长边方向(X方向)的轴线翻滚转动。由此，通过多关节机器手2的1个以上的垂直关节，可以容易地使台面1翻转滚动移动到所要求的转动角度位置。
而且，在本实施方式中，如上述那样，在多关节机器手2上设置对台面1进行支撑而且使台面1绕短边方向(Y方向)的轴线俯仰转动的俯仰转动机构24。而且，在俯仰转动机构24上设置：轴心沿铅直方向(Z方向)延伸地配置的第1滚珠丝杠243、轴心沿铅直方向延伸地配置的第2滚珠丝杠244、对通过第1滚珠丝杠243沿铅直方向移动的台面1进行支撑的第1支撑部件241，和对通过第2滚珠丝杠244沿铅直方向移动的台面1进行支撑的第2支撑部件242。而且，将第1支撑部件241及第2支撑部件242在与台面1的长边方向平行的方向(X方向)上隔开规定的距离配置。由此，通过将第1滚珠丝杠243及第2滚珠丝杠244连动地驱动，从而可以使台面1容易地俯仰转动移动到所要求的转动角度位置。
而且，在本实施方式中，如上述那样，在俯仰转动机构24上设置与第1滚珠丝杠243延伸的方向平行的方向上延伸地配置的第1线性导向件245，和与第2滚珠丝杠244延伸的方向平行的方向上延伸地配置的第2线性导向件246。而且，将第1支撑部件241可以滑动移动地安装在第1线性导向件245上，将第2支撑部件242可以滑动移动地安装在第2线性导向件246上。由此，可以通过第1线性导向件245使第1支撑部件241精度良好地直线移动，而且，可以通过第2线性导向件246使第2支撑部件242精度良好地直线移动，因此可以使台面1精度良好地俯仰转动移动。
而且，在本实施方式中，如上述那样，水平多关节总成22的一端支撑在底座21上，另一端对垂直多关节总成23的一端进行支撑，俯仰转动机构24支撑在垂直多关节总成23的另一端。由此，可以在底座21侧归总地配置多个水平关节221、222及223，而且，可以在台面1侧归总地配置多个垂直关节231、232及233，因而，可以通过底座21侧的多个水平关节221、222及223的驱动进行水平方向的移动，通过台面1侧的多个垂直关节231、232及233的驱动进行上下方向(Z方向)的移动。其结果是，水平方向及铅直方向的移动，不需要分别将水平关节221、222及223和垂直关节231、232及233连动进行驱动，因此，与将垂直关节和水平关节交互配置的场合相比较，可以抑制多关节机器手2的驱动控制变复杂的情形。而且，由于可以将俯仰转动机构24设置在垂直多关节总成23的台面1侧，因此，可以与垂直多关节总成23独立地，通过俯仰转动机构24使台面1容易地俯仰转动移动。
而且，在本实施方式中，如上述那样，在台面1设置X射线透过部11，和X射线的透过率小于X射线透过部11的支撑部12，将多关节机器手2的另一端以对台面1的一端近旁的支撑部12进行支撑的方式构成。由此，通过将多关节机器手2配置在支撑部12侧而成为第1姿势，从而，可以确保台面1的X射线透过部11的下方有充分的空间，因此，可以使X射线摄像装置300容易地进入X射线透过部11的下方进行X射线摄像。
(变型例)
另外，本次公开的实施方式全部为举例表示，不应被认为是对本发明的限制。本发明的范围不是由上述实施方式的说明表示而是由专利请求的范围表示，进而包括在与权利请求的范围同等的含义和范围内进行的全部变更。
例如，在上述实施方式中，表示了在混合式手术室设有X射线摄像装置的构成的例子，但是本发明不限于此。在本发明中，也可以在混合式手术室设置摄制患者的磁共振图像的磁共振成像装置。另外，在混合式手术室也可以设置X射线摄像装置及磁共振成像装置的双方。
而且，在上述实施方式中，表示了在混合式手术室设有1台X射线摄像装置的构成的例子，但是本发明不限于此。在本发明中，也可以在混合式手术室设置多个X射线摄像装置。
而且，在上述实施方式中，表示了水平多关节总成具有3个水平关节的构成的例子，但是本发明不限于此。在本发明中，水平多关节总成也可以具有2个水平关节，还可以具有4个以上的水平关节。
而且，在上述实施方式中，表示了垂直多关节总成具有3个垂直关节的构成的例子，但是本发明不限于此。在本发明中，垂直多关节总成也可以具有2个垂直关节，还可以具有4个以上的垂直关节。
而且，在上述实施方式中，表示了多关节机器手具有7个自由度的构成的例子，但是本发明不限于此。在本发明中，机器手也可以具有6个以下的自由度，还可以具有8个以上的自由度。
而且，在上述实施方式中，表示了X射线照射部和X射线检测部由C臂进行支撑的C臂型的X射线摄像装置的例子，但是本发明不限于此。在本发明中，X射线摄像装置，例如，也可以将X射线照射部及X射线检测部沿上下方向相向地配置和支撑。
而且，在上述实施方式中，表示了底座被埋设固定在地板中的构成的例子，但是本发明不限于此。在本发明中，底座也可以固定在地板的上面。
而且，在上述实施方式中，表示了水平关节221～223及垂直关节231～233分别具有伺服马达、减速机、电磁制动器的构成的例子，但是本发明不限于此。在本发明中，各个关节也可以具有内装有第1电磁制动器的伺服马达、安装在伺服马达的旋转轴上的第2电磁制动器、第1减速机，和第2减速机。水平关节221～223及垂直关节231～233通过各个伺服马达的驱动绕转动轴线转动。
附图标记说明
1：台面、2：多关节机器手、11：X射线透过部、12：支撑部、21：底座、22：水平多关节总成、23：垂直多关节总成、24：俯仰转动机构、100：机器人手术台、200：混合式手术室、221、222、223：水平关节、231、232、233：垂直关节、241：第1支撑部件、242：第2支撑部件、243：第1滚珠丝杠、244：第2滚珠丝杠、245：第1线性导向件、246：第2线性导向件、300：X射线摄像装置

Claims (8)

1.一种机器人手术台，包括：
载置患者用的台面，该台面包含X射线透过部和支撑部，该支撑部对所述X射线透过部进行支撑且由X射线透过率比所述X射线透过部小的材料形成，
固定在地板上的底座，及
多关节机器手，该多关节机器手的一端支撑在所述底座上、另一端在所述台面的长边方向的一端近旁对所述支撑部进行支撑，
所述机器人手术台的特征在于：
所述多关节机器手包括具有多个水平关节的水平多关节总成、具有多个垂直关节的垂直多关节总成和俯仰转动机构，该俯仰转动机构对所述台面进行支撑并且使所述台面绕短边方向的轴线进行俯仰转动，
所述水平多关节总成的一端支撑于所述底座，另一端对所述垂直多关节总成的一端进行支撑，
所述俯仰转动机构支撑于所述垂直多关节总成的另一端，
所述多关节机器手被构成为，当所述台面位于规定位置时，呈被收容在所述台面下的姿势，
所述姿势的所述多关节机器手被配置为，在俯视时与所述台面的长边方向平行的方向上的长度为所述台面的长边方向的长度的1/2以下，且在与所述台面的短边方向平行的方向上收纳在所述台面的短边方向的两端之间，
所述姿势的所述多关节机器手在俯视时为全部隐藏在所述台面的所述支撑部的下方的状态，
所述水平多关节总成具有3个水平关节，所述垂直多关节总成具有3个垂直关节。
2.如权利要求1所述的机器人手术台，其特征在于，
所述多关节机器手被构成为，当所述台面位于与所述规定位置不同的第2规定位置时，所述多关节机器手呈与所述姿势不同的第2姿势，
所述第2姿势的所述多关节机器手被构成为，在俯视时与所述台面的长边方向平行的方向上的长度为所述台面的长边方向的长度的1/2以下，在与所述台面的短边方向平行的方向上从所述台面露出的部分的长度为所述台面的短边方向的长度以下。
3.如权利要求1所述的机器人手术台，其特征在于，
所述多关节机器手被构成为，通过至少1个所述水平关节使所述台面绕铅直方向的轴线进行偏转旋转。
4.如权利要求1所述的机器人手术台，其特征在于，
所述多关节机器手被构成为，当使台面从所述规定位置朝与所述台面的长边方向平行的方向平移时，所述多关节机器手使所述台面平移移动而且所述多关节机器手在与所述台面的短边方向平行的方向上不从所述台面露出。
5.如权利要求1所述的机器人手术台，其特征在于，
所述多关节机器手被构成为，通过所述垂直多关节总成在保持所述姿势的状态下使所述台面沿铅直方向移动。
6.如权利要求1所述的机器人手术台，其特征在于，
所述多关节机器手被构成为，通过至少1个所述垂直关节使所述台面绕长边方向的轴线进行翻滚转动。
7.如权利要求1所述的机器人手术台，其特征在于，
所述底座被埋设固定在地板中，
所述多关节机器手以能绕铅直方向的轴线旋转的方式支撑于所述底座。
8.一种混合式手术系统，包括：
权利要求1～7中任一项所述的机器人手术台，及
从摄制患者的X射线投影图像的X射线摄像装置和摄制患者的磁共振图像的磁共振成像装置选择的至少一个摄像装置。
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