JP2000300579A - Multifunctional manipulator - Google Patents

Multifunctional manipulator

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JP2000300579A
JP2000300579A JP11118023A JP11802399A JP2000300579A JP 2000300579 A JP2000300579 A JP 2000300579A JP 11118023 A JP11118023 A JP 11118023A JP 11802399 A JP11802399 A JP 11802399A JP 2000300579 A JP2000300579 A JP 2000300579A
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Japan
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manipulator
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manipulators
endoscope
operation
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Application number
JP11118023A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideyuki Adachi
Nobuaki Akui
Yuichi Ikeda
Kenichi Kimura
Takeaki Nakamura
Junichi Onishi
Katsumi Sasaki
Toshihiko Suzuta
Yasushi Takahashi
剛明 中村
勝巳 佐々木
順一 大西
伸章 安久井
英之 安達
健一 木村
裕一 池田
敏彦 鈴田
裕史 高橋
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
オリンパス光学工業株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly operable multifunctional manipulator with mutual interference even when a plurality of manipulators containing an endoscope, treating devices and the like are operated simultaneously in a body cavity. SOLUTION: This apparatus includes first and second drive units 16 and 17 to operate a plurality of manipulators for observation or treatment in a body cavity separately, a control means 12 for controlling both drive units 16 and 17 and operation input parts 11 and 18 to apply operation information of the manipulator to the control means 12. The control means 12 includes a coordinate calculation part 13 to calculate coordinates which each of the manipulates occupy during the movement thereof based on the operation information from the operation input parts 11 and 18 and a comparison operation part 14 to perform a computation of whether the manipulators mutually interfere or not based on the calculated coordinates of the respective manipulators.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は多機能マニピュレータに関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a multi-function manipulator.

【0002】 [0002]

【従来の技術】腹壁等の体壁に挿入孔をあけ、この挿入孔を通して内視鏡や処置具等の手術器械を体腔内に挿入することにより、体腔内での観察及び様々な処置をマニピュレータの操作により行なう経皮的内視鏡下外科手術が行われている。 Opened BACKGROUND ART inserted into a body wall such as the abdominal wall hole, by the surgical instruments such as an endoscope or treatment instrument through the insertion holes for inserting into a body cavity, manipulators observation and various treatments in a body cavity percutaneous endoscopic surgical operation performed by the operation is being performed. このような経皮的内視鏡下外科手術における内視鏡や処置具等の手術器械は、別々のマニピュレータに個別的に搭載され、体内部位の観察、処置の操作を高い自由度で行なえるようになっている。 Surgical instruments such as an endoscope and treatment tool in such percutaneous endoscopic surgery is mounted individually on a separate manipulator, enables observation of the in-vivo region, the operation of the treatment with a high degree of freedom It has become way.

【0003】特願平4−144300号、特願平7−3 [0003] Japanese Patent Application No. 4-144300, Japanese Patent Application No. 7-3
3882号、米国特許5217003号、米国特許55 No. 3882, US Pat. No. 5,217,003, US Patent 55
24180号はこのような多機能マニピュレータについて記載している。 No. 24180 is described for such multi-function manipulator.

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記した従来の多機能マニピュレータでは、観察用マニピュレータと、複数の処置用マニピュレータが体腔内で各々独立に動作することより、体腔内で互いのマニピュレータが干渉する可能性があり、干渉した場合には術者の意図する動作が行なえないという問題があった。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, in the conventional multi-functional manipulator described above, the observation manipulator, from a plurality of treatment manipulator is operated independently in the body cavity, to each other of the manipulator in a body cavity interference possibility of There are, in the case of interference has a problem that can not be performed is the operation intended by the operator.

【0005】本発明は、このような課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、内視鏡、処置具などを含む複数のマニピュレータを同時に体腔内で操作しても互いに干渉しあうことのない、操作性の良い多機能マニピュレータを提供することにある。 [0005] The present invention has been made in view of such problems, it is an object of the endoscope, each other by operating a plurality of manipulators simultaneously in a body cavity, including the treatment instrument never interfere to provide a good operability multifunction manipulator.

【0006】 [0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために、本発明の多機能マニピュレータは、体腔内の観察または処置を行なう複数のマニピュレータをそれぞれ動作させる駆動手段と、この駆動手段を制御するための制御手段と、この制御手段にマニピュレータの動作情報を与える操作入力手段とを具備し、前記制御手段は、前記操作入力手段からの動作情報に基づいて、移動時に各マニピュレータが占有する座標を計算する座標計算手段と、この座標計算手段により計算された各マニピュレータの座標に基づいて、マニピュレータどうしが互いに干渉するか否かを演算する比較演算手段とを具備する。 To achieve the above object SUMMARY OF THE INVENTION, multifunctional manipulator of the present invention includes a drive means for operating a plurality of manipulators for performing observation or treatment within the body cavity, controlling the driving means and control means for, provided with an operation input means for giving an operation information of the manipulator to the control means, based on the operation information from the operation input means, coordinates each manipulator occupies when moving and coordinate calculation means for calculating, based on the coordinates of the manipulator calculated by the coordinate calculation means, and a comparison operation means for calculating whether the manipulator each other from interfering with each other.

【0007】すなわち、本発明においては、術者が操作入力手段を用いてマニピュレータを動作させるための動作信号を生成すると、この動作信号は制御手段に伝達される。 [0007] That is, in the present invention, the operator generates an operation signal for operating the manipulator using the operation input means, the operation signal is transmitted to the control unit. 制御手段は、前記動作信号に基づき、座標計算手段により操作入力手段に対応するマニピュレータの移動先の座標を計算する。 Control means, based on said operation signal, calculates the movement destination coordinates of the manipulator corresponding to the operation input unit by the coordinate calculation means. 次に比較演算手段により、座標計算手段にて計算された座標が他のマニピュレータの座標と干渉するか否かを計算し、複数のマニピュレータ間の干渉の有無を確認する。 The next comparison operation means, coordinates calculated by the coordinate calculation means calculates whether interfering with the coordinates of the other manipulators, to confirm the presence or absence of interference between the plurality of manipulators. 確認後、干渉が発生していた場合には、警告手段によって操作者に干渉の発生が予測されることを知らせるようにしてもよい。 After confirmation, if interference has occurred, occurrence of interference to the operator by the warning means may be notified to be predicted.

【0008】 [0008]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, will be explained an embodiment in detail of the present invention with reference to the drawings.

【0009】(第1実施形態)図1は本発明の第1実施形態に係る多機能マニピュレータの構成を示す図である。 [0009] (First Embodiment) FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a multifunction manipulator according to the first embodiment of the present invention. 図1において、患者1の腹部内部2にはトラカール3を介して、内視鏡5および体腔内臓器の切開、把持、 In Figure 1, through a trocar 3 is the interior of the abdomen 2 of the patient 1, the endoscope 5 and the body cavity incision of an organ, gripping,
摘出等の処置を行なう処置具4が挿入されている。 The treatment instrument 4 is inserted to perform the procedure of extraction and the like. 内視鏡5および処置具4は第1のマニピュレータ6および第2のマニピュレータ7により支持されている。 The endoscope 5 and the treatment instrument 4 is supported by a first manipulator 6 and a second manipulator 7. 内視鏡5 Endoscope 5
は体腔内に挿入される挿入部にリレーレンズが内蔵されており、挿入部後端の体外にCCDカメラ8を有し、リレーレンズで伝送された体腔内の映像をビデオ信号に変換する。 Has a built-in relay lens insertion portion to be inserted into a body cavity, comprising a CCD camera 8 outside the body of the insertion rear end, converts an image of the body cavity transmitted by the relay lens into a video signal. CCDカメラ8からのビデオ信号は、CCU9 Video signals from the CCD camera 8, CCU 9
によって処理され、CCU9に接続されたモニタ10によって体腔内のビデオ映像を観察することができる。 Is processed, it is possible to observe a video image of the body cavity by the connected monitor 10 to CCU 9.

【0010】内視鏡操作入力手段11は上下左右への平行移動が可能な2自由度のジョイスティックで構成されている。 [0010] endoscope operation input means 11 is constituted by two degrees of freedom of the joystick that can translate to the vertical and horizontal. 操作者が内視鏡操作入力手段11を操作して上下左右いずれかの移動を指示すると、内視鏡操作入力手段11からの移動信号(動作信号)が制御手段12の座標計算部13に送られる。 When the operator instructs the moving either up, down, left, and right by operating the endoscope operation input means 11, the movement signal from the endoscope operation input means 11 (operation signal) is sent to the coordinate calculation unit 13 of the control unit 12 It is. 座標計算部13はこの移動信号に基づいて内視鏡5が移動すべき座標値を計算して、 The coordinate calculation unit 13 calculates the coordinate values ​​to be moved endoscope 5 on the basis of the movement signal,
駆動手段としての第1の駆動ユニット16に送る。 Send to the first driving unit 16 as a driving means. 第1 First
の駆動ユニット16は、座標計算部13から指示された座標値に内視鏡5を移動させるためのドライブ信号を内視鏡5を支持する第1のマニピュレータ6内のアクチュエータに伝送して第1のマニピュレータ6を動作させる。 The drive unit 16, first and transmitted to the actuator of the first manipulator 6 for supporting the endoscope 5 drive signal for moving the endoscope 5 to the coordinates instructed by the coordinate calculation unit 13 operating the manipulator 6.

【0011】操作者が処置具操作入力手段18を操作したときも同様に移動信号(動作信号)が制御手段12の座標計算部13に送られる。 [0011] operator movement signal similarly when operating the treatment instrument operation input unit 18 (operation signal) is sent to the coordinate calculation unit 13 of the control means 12. 座標計算部13はこの移動信号に基づいて処置具4が移動すべき座標値を計算して、駆動手段としての第2の駆動ユニット17に送る。 Coordinate calculating unit 13 calculates the coordinate values ​​treatment instrument 4 to be moved based on the movement signal, and sends to the second drive unit 17 as a driving means.
第2の駆動ユニット17は、座標計算部13から指示された座標値に処置具4を移動させるためのドライブ信号を処置具4を支持する第2のマニピュレータ7内のアクチュエータに伝送して第2のマニピュレータ7を動作させる。 The second drive unit 17, first and transmitted to the actuator in a second manipulator 7 for supporting the treatment instrument 4 the drive signal for moving the treatment instrument 4 to the coordinate value instructed from the coordinate calculating unit 13 2 to operate the manipulator 7.

【0012】座標計算部13には比較演算部14が接続されており、内視鏡5と処置具4の座標データを比較し、内視鏡5、処置具4両者が体腔内で接触するかどうかを計算し、接触することが判明した場合には、制御手段12により制御されている警告手段15に信号を送り、警告手段15によって操作者に内視鏡5と処置具4 [0012] Does the coordinate calculation unit 13 is connected to the comparison operation unit 14 compares the coordinate data of the treatment instrument 4 and the endoscope 5, the endoscope 5, the treatment instrument 4 both are in contact with the body cavity calculate how, when the contact is found sends a signal to the warning means 15 being controlled by the control unit 12, the endoscope 5 and the treatment instrument 4 to the operator by the warning means 15
の干渉を知らせるようになっている。 It is adapted to notify the interference. 警告手段15は例えば、ブザー、または電子音により音声を発生させる手段である。 Warning means 15 is, for example, it means for generating a sound by a buzzer or beeper, and. あるいは、ランプなどの発光手段でもよく、 Or, it may be a light emitting means such as a lamp,
処置具4と内視鏡5の動作を強制的に停止させてもよい。 The operation of the treatment instrument 4 and the endoscope 5 can be forcibly stopped.

【0013】以下に、上記した比較演算部14が複数のマニピュレータの干渉の有無を判断するときのロジックについて詳細に説明する。 [0013] Hereinafter, the logic will be described in detail when the comparison operation unit 14 described above determines whether the interference of a plurality of manipulators. ここでの説明では簡単のため、2つのマニピュレータAとマニピュレータBによる作用を図2の幾何学図と、図3のフローチャートに基づいて説明する。 For simplicity, the description herein will be described with reference to action by two manipulators A manipulator B and geometry of FIG. 2, the flowchart of FIG.

【0014】図2はマニピュレータと患者の位置関係を幾何学的に示したものであり、マニピュレータAの患者への刺入点をA1、マニピュレータBの刺入点をB1とする。 [0014] Figure 2 is shows the positional relationship between the manipulator and the patient geometrically, the insertion point of the manipulator A to the patient A1, the insertion point of the manipulator B and B1. マニピュレータAおよびBを患者1の体腔内に挿入する際には、比較演算部で剌入点A1、B1を記憶しておく(図3のステップS1、S1')。 Manipulators A and B when inserted into the body cavity of the patient 1, stores the 剌入 points A1, B1 at the comparing unit (Step S1, S1 'of FIG. 3). 2つのマニピュレータA、Bが体腔内に挿入され、マニピュレータA Two manipulators A, B are inserted into the body cavity, the manipulator A
およびBによる手術が開始される時点で、マニピュレータA、Bの先端の座標A2、B2を記憶する(図3のステップS2、S2')。 And when the surgery B is started, the manipulator A, and stores the coordinates A2, B2 of the tip of the B (step S2, S2 'of FIG. 3).

【0015】この時点で、比較演算部ではさらにマニピュレータAについては座標A1、A2の2点を通る直線A、マニピュレータBについては座標B1、B2の2点を通る直線B、をそれぞれ計算しておく(図3のステップS3、S3')。 [0015] At this point, the straight line A passing through two points of coordinates A1, A2 for further manipulator A in the comparison operation unit, previously calculated straight line B passing through two points of coordinates B1, B2, respectively, a manipulator B (step S3 in FIG. 3, S3 '). ここで、術者が操作入力手段を操作し、マニピュレータAをA2からA3へ移動するように操作したとする(ステップS4)。 Here, the surgeon operates the operation input means, the manipulator A and operated to move from A2 to A3 (step S4). この時、比較演算部では座標計算部から新たな移動目標座標であるA3の情報を得、A3とA2、A1を含む平面aを計算する(ステップS5)。 In this case, the comparison operation unit to obtain the information of A3 is a new movement target coordinates from the coordinate calculating unit calculates a plane a including the A3 and A2, A1 (step S5). 平面aはマニピュレータAがA2からA A from the plane a manipulator A is A2
3へ移動する時に通過するべき平面を表していることになる。 Thus representing a plan to be passed when moving to 3.

【0016】次に、この平面aとステップS3で予め計算してあるマニピュレータBの軸の直線Bとが幾何学的に交わるか否かを計算する(ステップS6)。 Next, the straight line B of the shaft of the manipulator B which is previously calculated in this plane a and step S3 to calculate whether intersect geometric (step S6). 平面aと直線Bとが交わることにより共通解となる座標が存在すれば、マニピュレータAのA2からA3への移動によってマニピュレータAはマニピュレータBと衝突することになる。 If there coordinates as a common solution by where the planes a and the straight line B intersects the manipulator A by transfer from A2 of the manipulator A to A3 will collide with manipulators B. この判断がなされた場合には警告手段に指令を出し、操作者に2つのマニピュレータA、Bが互いに干渉することを警告する(ステップS7)。 If this determination is made issues a command to the alarm means, the two manipulators A to the operator warning that B from interfering with each other (step S7).

【0017】一方、制御手段は、平面aと直線Bとに共通解となる座標が存在しなければ2つのマニピュレータA、Bは干渉することはないと判断して、マニピュレータAは操作者の意図どおりに座標A3へ移動するように駆動ユニットに座標値A3を伝送し、マニピュレータA Meanwhile, the control means determines if there is a coordinate as a common solution in the plane a and the straight line B 2 two manipulators A, B and will not interfere, manipulators A intention of the operator the coordinate values ​​A3 transmitted to the driving unit to move to the coordinate A3 as expected, the manipulator a
を動作させる(ステップS8)。 Operating the (step S8).

【0018】上記した第1実施形態によれば、マニピュレータを動作させるにあたり、あらかじめ各マニピュレータの占有する空間(座標)を計算し、各マニピュレータの占有空間を比較することによって、複数のマニピュレータが互いに干渉したり、接触することを予測し、マニピュレータの動作を自動的に停止したり、術者に対して警告を与えることができる。 According to the first embodiment described above, when operating the manipulator, by compute the space (coordinates) occupied by the advance each manipulator, to compare the space occupied by the manipulators, interference plurality of manipulators each other or, it predicts that contact, or stops the operation of the manipulator automatically can provide a warning to the operator. このようにして、操作者の意図しない内視鏡と処置具の干渉を操作者が予め知ることができるため、操作性の良い多機能マニピュレータを提供することができる。 In this way, since the operator interference of the treatment instrument and the operator's unintentional endoscope can be known in advance, it is possible to provide a good operability multifunction manipulator.

【0019】(第2実施形態)図4は本発明の第2実施形態に係る多機能マニピュレータの構成を示す図である。 [0019] (Second Embodiment) FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a multifunction manipulator according to a second embodiment of the present invention. 第2実施形態では第1実施形態に加えて、さらに別の処置具4bが、第3のマニピュレータ7bで支持され、第2の駆動ユニット17bを介して制御手段12に接続されている。 In the second embodiment in addition to the first embodiment, yet another treatment tool 4b is supported by the third manipulator 7b, and is connected to the control unit 12 via the second drive unit 17b. 制御手段12の座標計算部13で、内視鏡5と、2つの処置具4,4bの3者の間における干渉の有無を確認することができる。 In the coordinate calculation unit 13 of the control unit 12 can confirm the endoscope 5, the presence or absence of interference between the three parties of the two treatment instrument 4, 4b.

【0020】上記した第2実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果が得られる。 [0020] According to the second embodiment described above, the same effect as the first embodiment can be obtained.

【0021】(第3実施形態)図5(A)は本発明の第3実施形態に係る多機能マニピュレータの構成を示す図である。 [0021] (Third Embodiment) FIG. 5 (A) is a diagram showing a configuration of a multifunction manipulator according to a third embodiment of the present invention. また、図5(B)は手術器械23先端部の構成を示す図である。 Further, FIG. 5 (B) is a diagram showing a structure of a surgical instrument 23 tip. 第3実施形態の多機能マニピュレータは、第1のマニピュレータとしてのマスターマニピュレータ22と、第2のマニピュレータとしてのスレーブマニピュレータ21と、両マニピュレータの関連動作を制御するために座標計算部13と比較演算部14とを備える制御手段12とを主な構成としている。 Multifunctional manipulator of the third embodiment, the master manipulator 22 as a first manipulator, the second a slave manipulator 21 as a manipulator, the comparison operation unit with the coordinate calculation unit 13 to control the associated operation of both the manipulator and control means 12 and a 14 are the main components.

【0022】スレーブマニピュレータ21は手術器械2 [0022] The slave manipulator 21 surgical instruments 2
3とこれを支持するスコープホルダ25を備える。 3 and comprises a scope holder 25 for supporting the same. 手術器械23はスコープホルダ25のアーム先端24に対して着脱自在に搭載される。 Surgical instruments 23 is detachably mounted to the arm tip 24 of the scope holder 25. ここでの手術器械23は内視鏡5と1対の処置具4a,4bからなる。 Here surgical instruments 23 in consists endoscope 5 and a pair of treatment instrument 4a, 4b.

【0023】内視鏡5における挿入部26と1対の処置具4a,4bは共通のシース27の内部に挿通されて同じ向きで配置されている。 The endoscope insertion portion 26 of the mirror 5 and a pair of treatment instrument 4a, 4b are arranged in the same direction is inserted inside the common sheath 27. シース27は患者1の体壁に形成した挿通孔をトラカール3を介して体腔内2に挿入される。 The sheath 27 is inserted an insertion hole formed in the body wall of the patient 1 into the body cavity 2 through the trocar 3. 内視鏡5はシース27の先端から突き出す挿入部26の先端側途中部分に2自由度の湾曲部28を設けている。 The endoscope 5 is provided with a curved portion 28 of the two degrees of freedom to the distal end side middle portion of the insertion portion 26 projecting from the distal end of the sheath 27. この湾曲部28によって内視鏡5は挿入部26 The endoscope 5 is inserted portion 26 by the curved portion 28
に対して上下左右の方向に変向して観察を行なうことができる。 It is possible to perform observation and deflected in the direction of up, down, left and right with respect to.

【0024】内視鏡5の左右に配置された1対の処置具4a,4bはシース27から突き出したアーム部29の途中で長手方向の2個所に湾曲部30が設けられている。 The endoscopic pair of treatment instrument 4a disposed on the left and right of the mirror 5, 4b are curved portion 30 is provided at two positions in the longitudinal direction in the middle of the arm portion 29 projecting from the sheath 27. また、アーム部29はその中心軸周りに回転し、さらには内視鏡5の挿入部26の外壁に沿って移動できる。 The arm portion 29 is rotated about its central axis, and further can be moved along the outer wall of the insertion portion 26 of the endoscope 5. アーム部29の基端部にはアーム部29の回転、内視鏡5の外壁に沿っての移動を行なうためのアクチュエータがモータユニット31内部に備えられている。 The base end portion of the arm portion 29 rotation of the arm portion 29, an actuator for moving along the outer wall of the endoscope 5 is provided inside the motor unit 31. 処置具4のアーム部29先端には処置作業用のグリッパ32 Gripper 32 for the treatment work in the arm portion 29 distal end of the treatment instrument 4
が設けられている。 It is provided. さらに、アーム部29の先端近傍には色マーカ33が配置されている。 Further, the color marker 33 is disposed near the distal end of the arm portion 29. 2つの処置具4a, Two of the treatment instrument 4a,
4bは挿入部26の軸に対して概略左右対称である。 4b is a schematic symmetrical to the axis of the insertion portion 26.

【0025】また、スコープホルダ25はベッドサイドに設置される支持機構であり、多関節アーム構造で構成される。 Further, the scope holder 25 is a supporting mechanism which is installed in a bedside, and a multi-joint arm structure. 操作は1対のマスターマニピュレータ22にて行なう。 Operation is carried out at a pair of master manipulators 22. 個々のマスターマニピュレータ22は3つの回転関節を持つアーム34とアーム34先端に設けられた操作用グリッパ35によって構成される。 Individual master manipulator 22 is constituted by arm 34 and the arm 34 operating the gripper 35 provided at the front end with three rotational joints.

【0026】内視鏡5の先端部には図示せぬCCDを有し、体外に置かれたCCU9に画像信号を送り、CCU [0026] have endoscope 5 CCD (not shown) to the distal end portion of the feed image signals to CCU9 placed outside the body, CCU
9に接続されたフェイスマウンテッドディスプレイ10 Face-mounted display 10 which is connected to the 9
にて内視鏡画像を観察することができる。 It can be observed the endoscope image at. また、CCU In addition, CCU
9には画像制御装置36が接続され、画像制御装置36 9 the image control device 36 is connected to the image control device 36
は制御手段12と情報通信ができるよう電気的に接続されている。 It is electrically connected to allow the control means 12 and the information communication. 画像制御装置36では自動的に処置具4a, In the image control device 36 automatically treatment instrument 4a,
4bの色マーカ33を観察画像内で捉え、2つの処置具4a,4bの色マーカ33が、常に観察画像内にあるように内視鏡湾曲部28を動作させるよう内視鏡湾曲部2 Captures 4b color marker 33 in the observation image, the two treatment instruments 4a, color marker 33 of 4b is, the endoscope bending portion 2 so as to operate the endoscope bending portion 28 so as to always in the observation image
8の先端座標を計算し、座標信号を制御手段12に伝送する。 8 tip coordinates is calculated, and transmits the coordinate signal to the control means 12. 制御手段12では画像制御装置36から受けた座標位置に内視鏡湾曲部28が移動するように内視鏡湾曲部28の駆動を行なう。 Control means 12 the endoscope bending portion 28 at the coordinate position received from the image control device 36 for driving the endoscope bending portion 28 to move.

【0027】操作者40がマスターマニピュレータ22 [0027] The operator 40 is a master manipulator 22
を操作し、いずれかの移動を指示するとマスターマニピュレータ22からの移動信号が制御手段12の座標計算部13において、処置具4a,4bが移動すべき座標を計算し、計算された座標に移動するように駆動ユニット16に座標値を伝達する。 Manipulate, the coordinate calculation unit 13 of the movement signal the control means 12 from the master manipulator 22 to instruct the movement of either the treatment tool 4a, and 4b are coordinates to be moved is calculated and moved to the calculated coordinates transmitting the coordinate values ​​to the drive unit 16 as. 駆動ユニット16では指示された座標値に処置具4a,4bを移動させるためのドライブ信号をモータユニット31内のアクチュエータに伝送し、アーム部29の回転、移動、湾曲及び、グリッパ32の開閉を動作させる。 Transmitting treatment tool 4a in the coordinate value indicated in the drive unit 16, a drive signal for moving the 4b to the actuator in the motor unit 31, the rotation of the arm portion 29, movement, bending and operating the opening and closing of the gripper 32 make.

【0028】座標計算部13には比較演算部14が接続されており、内視鏡5と2つの処置具4a,4bの座標データを比較し、内視鏡5、処置具4a,4b両者が互いに干渉するかどうかを計算し、干渉することが判明した場合には制御手段12により制御されている警告手段15に警告信号を送り、警告手段15によって操作者4 [0028] The coordinate calculation unit 13 is connected to the comparison operation unit 14 compares the endoscope 5 and two treatment tools 4a, 4b of the coordinate data of the endoscope 5, the treatment instrument 4a, is 4b both calculate whether to interfere with each other, if it is found that interference will send a warning signal to the warning means 15 being controlled by the control means 12, the operator 4 by warning means 15
0に内視鏡5と処置具4a,4bとの干渉を知らせるようになっている。 0 endoscope 5 into the treatment instrument 4a, so that the informed interference with 4b. 警告手段15は、ブザー、または電子音による音声を発生させる手段である。 Warning means 15 is a means for generating a sound by a buzzer or beeper, and. あるいはランプなどの発光手段でもよい。 Or it may be light emitting means such as a lamp. または、操作者40への警告として処置具4a,4b、内視鏡5の動作を強制的に停止させてもよい。 Or treatment instrument 4a as a warning to the operator 40, 4b, may be forcibly stop the operation of the endoscope 5. または、フェイスマウンテッドディスプレイ10内に警告表示を行なってもよい。 Or, it may be carried out a warning display on the face-mounted display 10.

【0029】上記した第3実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果が得られる。 According to the third embodiment described above, the same effect as the first embodiment can be obtained.

【0030】(付記)上記した具体的実施形態から以下のような構成の発明が抽出される。 [0030] (Note) In accordance with the following configurations from the above-mentioned specific embodiment is extracted.

【0031】1. [0031] 1. 体腔内の観察または処置を行なう複数のマニピュレータをそれぞれ動作させるアクチュエータと、このアクチュエータを制御するための制御手段と、この制御手段にマニピュレータの動作情報を与える操作入力手段と、を具備し、前記制御手段は、前記操作入力手段からの動作情報に基づいて、移動時に各マニピュレータが占有する座標を計算する座標計算手段と、この座標計算手段により計算された各マニピュレータの座標に基づいて、マニピュレータどうしが互いに干渉するか否かを演算する比較演算手段と、を具備することを特徴とする多機能マニピュレータ。 An actuator for operating a plurality of manipulators for performing observation or treatment in a body cavity, comprising a control means for controlling the actuator, an operation input means for giving an operation information of the manipulator to the control means, wherein the control It means, based on the operation information from the operation input means, and coordinate calculation means for each manipulator to calculate the coordinates occupied during movement, based on the coordinates of the manipulator calculated by the coordinate calculation means, the manipulator each other is multifunctional manipulator, characterized by comprising: a comparison operation means for calculating whether interfere with each other.

【0032】2.1. [0032] 2.1. において、前記マニピュレータが鉗子である。 In the manipulator is forceps.

【0033】3.1. [0033] 3.1. において、前記マニピュレータが内視鏡である。 In the manipulator is an endoscope.

【0034】4.1. [0034] 4.1. において、前記マニピュレータは体外に設置され、前記アクチュエータにより動作するスコープホルダを含む。 In the manipulator is installed outside the body, including the scope holder operated by the actuator.

【0035】5.1. [0035] 5.1. において、前記複数のマニピュレータは、1つの内視鏡と、この内視鏡と平行に当該内視鏡に沿って挿入される、複数の処置用マニピュレータにより構成される。 In the plurality of manipulators, and one endoscope is inserted along the endoscope in parallel with the endoscope, including a plurality of treatment manipulator.

【0036】6.1. [0036] 6.1. において、複数のマニピュレータが占有する空間を比較計算した結果、複数のマニピュレータが互いに干渉する場合には、警告を行なう警告手段をさらに有する。 In a result of a plurality of manipulators were compared calculate the space occupied, when a plurality of manipulator interfere with each other further comprises a warning means for warning.

【0037】7.6. [0037] 7.6. において、前記警告手段が、音声を発する装置である。 In the warning means is a device that emits sound.

【0038】8.6. [0038] 8.6. において、前記警告手段が、ランプである。 In the warning means is a lamp.

【0039】9.1. [0039] 9.1. において、前記制御手段は、複数のマニピュレータが占有する空間を比較計算した結果、 In the control unit as a result of a plurality of manipulators were compared calculate the space occupied,
複数のマニピュレータが互いに干渉する場合には、マニピュレータの動作を停止する制御を行なう。 If a plurality of manipulators interfere with each other, it performs control to stop the operation of the manipulator.

【0040】 [0040]

【発明の効果】本発明によれば、内視鏡、処置具などを含む複数のマニピュレータを同時に体腔内で操作しても、互いに干渉しあうことのない、操作性の良い多機能マニピュレータを提供することができる。 According to the present invention, an endoscope, also operating in the same time the body cavity a plurality of manipulators, including the treatment instrument, without interfering with each other, providing a good operability multifunction manipulator can do.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の第1実施形態に係る多機能マニピュレータの構成を示す図である。 1 is a diagram showing a configuration of a multifunction manipulator according to the first embodiment of the present invention.

【図2】複数のマニピュレータの干渉の有無を判断する比較演算部でのロジックについて説明するための幾何学図である。 2 is a geometric diagram for explaining the logic of the comparison calculation section for determining the presence or absence of interference of a plurality of manipulators.

【図3】複数のマニピュレータの干渉の有無を判断する比較演算部でのロジックについて説明するためのフローチャートである。 3 is a flowchart for explaining the logic of the comparison calculation section for determining the presence or absence of interference of a plurality of manipulators.

【図4】本発明の第2実施形態に係る多機能マニピュレータの構成を示す図である。 4 is a diagram showing a multifunction manipulator structure according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3実施形態に係る多機能マニピュレータの構成を示す図である。 5 is a diagram showing a configuration of a multifunction manipulator according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…患者、 2…腹部内部、 3…トラカール、 4…処置具、 5…内視鏡、 6…第1のマニピュレータ、 7…第2のマニピュレータ、 8…CCDカメラ、 9…CCU、 10…モニタ、 11…内視鏡操作入力手段、 12…制御手段、 13…座標計算部、 14…比較演算部、 15…警告手段、 16…第1の駆動ユニット、 17…第2の駆動ユニット、 18…処置具操作入力手段。 1 ... patients, 2 ... abdominal internal, 3 ... trocar, 4 ... treatment instrument, 5 ... endoscope, 6 ... first manipulator, 7 ... second manipulator, 8 ... CCD camera, 9 ... CCU, 10 ... monitor , 11 ... endoscope operation input means, 12 ... control unit, 13 ... coordinate calculating unit, 14 ... comparison operation unit, 15 ... alarm means, 16 ... first driving unit, 17 ... second driving unit, 18 ... the treatment instrument operation input means.

フロントページの続き (72)発明者 安久井 伸章 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 木村 健一 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 佐々木 勝巳 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 鈴田 敏彦 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 高橋 裕史 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 安達 英之 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 中村 剛明 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Fターム(参考) 3F059 AA10 BC01 CA06 DB01 DB05 DB07 EA00 Of the front page Continued (72) inventor Yasuhisa well ShinAkira Tokyo, Shibuya-ku, Hatagaya 2-chome No. 43 No. 2 Olympus Optical Industry Co., Ltd. in the (72) inventor Kenichi Kimura Shibuya-ku, Tokyo Hatagaya 2-chome No. 43 No. 2 Olympus the optical industry Co., Ltd. (72) inventor Katsumi Sasaki Shibuya-ku, Tokyo Hatagaya 2-chome No. 43 No. 2 Olympus optical industry Co., Ltd. in the (72) inventor Toshihiko Suzuta Shibuya-ku, Tokyo Hatagaya 2-chome No. 43 No. 2 Olympus the optical industry Co., Ltd. (72) inventor Hiroshi Takahashi Shibuya-ku, Tokyo Hatagaya 2-chome No. 43 No. 2 Olympus optical industry Co., Ltd. in the (72) inventor Adachi, Hideyuki Tokyo, Shibuya-ku, Hatagaya 2-chome No. 43 No. 2 Olympus the optical industry Co., Ltd. (72) inventor Nakamura Takeaki Tokyo, Shibuya-ku, Hatagaya 2-chome No. 43 No. 2 Olympus optical industry Co., Ltd. in the F-term (reference) 3F059 AA10 BC01 CA06 DB01 DB05 DB07 EA00

Claims (1)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 体腔内の観察または処置を行なう複数のマニピュレータをそれぞれ動作させる駆動手段と、 この駆動手段を制御するための制御手段と、 この制御手段にマニピュレータの動作情報を与える操作入力手段と、 を具備し、前記制御手段は、 前記操作入力手段からの動作情報に基づいて、移動時に各マニピュレータが占有する座標を計算する座標計算手段と、 この座標計算手段により計算された各マニピュレータの座標に基づいて、マニピュレータどうしが互いに干渉するか否かを演算する比較演算手段と、 を具備することを特徴とする多機能マニピュレータ。 And 1. A drive means for operating a plurality of manipulators for performing observation or treatment in a body cavity, and a control means for controlling the drive means, an operation input means for giving an operation information of the manipulator to the control unit , comprising a said control means, based on the operation information from the operation input means, and coordinate calculation means for each manipulator during the movement to calculate the coordinates occupied, the coordinates of each manipulator calculated by the coordinate calculation means based on the multifunction manipulator, characterized by comprising: a comparison operation means for calculating whether the manipulator each other from interfering with each other, the.
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