JP2000312684A - Manipulator system for medical treatment - Google Patents

Manipulator system for medical treatment

Info

Publication number
JP2000312684A
JP2000312684A JP11124849A JP12484999A JP2000312684A JP 2000312684 A JP2000312684 A JP 2000312684A JP 11124849 A JP11124849 A JP 11124849A JP 12484999 A JP12484999 A JP 12484999A JP 2000312684 A JP2000312684 A JP 2000312684A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
manipulator
control device
master arm
axis
medical manipulator
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.)
Granted
Application number
JP11124849A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4354042B2 (en
Inventor
Junichi Onishi
順一 大西
Hideyuki Adachi
英之 安達
Katsumi Sasaki
勝巳 佐々木
Toshihiko Suzuta
敏彦 鈴田
Nobuaki Akui
伸章 安久井
Yasushi Takahashi
裕史 高橋
Kenichi Kimura
健一 木村
Yuichi Ikeda
裕一 池田
Takeaki Nakamura
剛明 中村
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 Optical Co Ltd
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 Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP12484999A priority Critical patent/JP4354042B2/en
Publication of JP2000312684A publication Critical patent/JP2000312684A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4354042B2 publication Critical patent/JP4354042B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manipulator system for medical treatment capable of improving the safety and efficiency of operation without damaging remote controllability. SOLUTION: This system is provided with a manipulator 1 for medical treatment having multiple spindles to be driven by remote control for observing and/or treating a portion in a living body, a master arm 14 having multiple spindles for performing remote control and a controller 21 for controlling the operation of the manipulator 1 for medical treatment on the basis of operation information from the master arm 14, the respective spindles of the manipulator 1 for medical treatment are provided with motors 11a-11c, the respective spindles of the master arm 14 are provided with encoders 15A-15C and brakes 16A-16C and the controller 21 converts displacement signals from the encoders 15A-15C on the respective spindles of the master arm 14 with a preset magnification, transmits these signals to the motor 11 on the corresponding spindle of the manipulator 1 for medical treatment and transmits a control signal for generating braking power corresponding to the magnification of the displacement signal to the brakes 16A-16C of the master arm 14.

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、遠隔操作によって
駆動されて生体内部位の観察や処置を行う医療用マニピ
ュレータ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a medical manipulator device which is driven by remote control to observe and treat an in-vivo site.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば腹腔等の体壁に孔を開け、この孔
を通じて内視鏡や処置具を経皮的に体腔内に挿入する事
により、体腔内で様々な処置を行う内視鏡下手術が従来
から行われており、こうした術式は大きな切開を要しな
い低侵襲なものとして胆嚢摘出手術や肺の一部を摘出す
る手術で多く行われている。
2. Description of the Related Art For example, an endoscope or a treatment tool is percutaneously inserted into a body cavity through a hole in a body wall such as an abdominal cavity to perform various treatments in the body cavity. Surgery has been conventionally performed, and such an operation is performed as a minimally invasive operation that does not require a large incision in cholecystectomy or operation for removing a part of the lung.

【0003】このような内視鏡下手術にあっては、体腔
内に挿入される内視鏡や処置具が体腔内の極力広い範囲
で動作出来る事が望まれていた。そこで、特開平7−1
36173号や特開平8−117238号において、自
由度の大きい多関節構造の挿入部を備えた医療用マニピ
ュレータ装置が提案された。
In such an endoscopic operation, it has been desired that an endoscope or a treatment instrument inserted into a body cavity can operate in a wide range within the body cavity as much as possible. Therefore, Japanese Patent Laid-Open No. 7-1
JP-A-36173 and JP-A-8-117238 have proposed a medical manipulator device having a multi-joint structure insertion section having a large degree of freedom.

【0004】これらの従来技術はいずれも、多関節構造
の医療用マニピュレータを遠隔的に操作するために用い
られる遠隔操作装置についても医療用マニピュレータと
同じ自由度を持つ多関節構造を採用している。しかも、
術者の操作を容易にするため、遠隔操作装置の構造は出
来るだけ医療用マニピュレータと似せてあるのが一般的
である。構造が同じであると、遠隔操作装置の各軸がと
る動作形状をそのままマニピュレータに投影させること
ができるので感覚的に操作が容易となる。ところが、将
来的に広く医療用マニピュレータが普及すると、目的の
術式に合った様々な形態の医療用マニピュレータが出現
するものと考えられる。
[0004] Each of these prior arts employs an articulated structure having the same degree of freedom as a medical manipulator for a remote control device used for remotely operating an articulated medical manipulator. . Moreover,
In general, the structure of the remote control device is similar to a medical manipulator as much as possible in order to facilitate the operation of the operator. If the structure is the same, the operation shape taken by each axis of the remote operation device can be projected on the manipulator as it is, so that the operation becomes easy and intuitive. However, if medical manipulators spread widely in the future, it is considered that various types of medical manipulators suitable for a target surgical procedure will appear.

【0005】その際、遠隔操作装置をそれぞれのマニピ
ュレータに対応する専用機とすると、保管のスペースや
操作法の習得などの問題が生じる。そこで、遠隔操作装
置は出来るだけ汎用に使用し、どのマニピュレータにも
簡便に合わせ得るものが実現すると有用である。
[0005] At this time, if the remote control device is a dedicated machine corresponding to each manipulator, problems such as storage space and learning of an operation method arise. Therefore, it is useful to use the remote control device as widely as possible and realize a device that can be easily adapted to any manipulator.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記した医療用マニピ
ュレータ装置においては、基本的には、遠隔操作装置の
自由度がマニピュレータの自由度と等しいか、それより
も多くなればマニピュレータの操作は可能になる。しか
しながら、汎用の遠隔操作装置においては、自由度の条
件を満たしたとしてもその動作形状が全く異なる場合が
あるので、これによって遠隔操作性を損ない、手術の安
全性や効率が低下してしまうという問題があった。
In the medical manipulator device described above, basically, if the degree of freedom of the remote control device is equal to or greater than the degree of freedom of the manipulator, the manipulator can be operated. Become. However, even in the case of a general-purpose remote control device, even if the condition of the degree of freedom is satisfied, the operation shape may be completely different, which impairs the remote controllability and lowers the safety and efficiency of the operation. There was a problem.

【0007】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、遠隔操作性を
損うことなしに手術の安全性及び効率を高めることがで
きる医療用マニピュレータ装置を提供することにある。
[0007] The present invention has been made in view of such problems, and a purpose thereof is to provide a medical manipulator capable of improving the safety and efficiency of surgery without impairing remote operability. It is to provide a device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の医療用マニピュレータ装置は、遠隔操
作によって駆動され、生体内部位の観察及び/または処
置を行うための多軸を有する医療用マニピュレータと、
遠隔操作を行なうための多軸を有する遠隔操作装置と、
この遠隔操作装置からの操作情報に基づいて、前記医療
用マニピュレータの動作を制御する制御装置とを具備
し、前記医療用マニピュレータの各軸に駆動手段を設け
るとともに、前記遠隔操作装置の各軸に変位検出手段と
制動手段を設け、前記制御装置は、前記遠隔操作装置の
各軸の変位検出手段からの変位信号を予め設定された倍
率で変換して前記医療用マニピュレータの対応する軸の
駆動手段に伝達するとともに、前記変位信号の倍率に応
じた制動力を生成するための制御信号を前記遠隔操作装
置の制動手段に伝達する。
In order to achieve the above object, a medical manipulator device of the present invention is driven by remote control and has a multi-axis for observing and / or treating an in-vivo site. A medical manipulator,
A remote control device having multiple axes for performing remote control;
A control device for controlling the operation of the medical manipulator based on operation information from the remote operation device, and a driving unit provided on each axis of the medical manipulator; and The control device includes a displacement detection unit and a braking unit, and the control unit converts a displacement signal from the displacement detection unit of each axis of the remote control device at a preset magnification to drive a corresponding axis of the medical manipulator. And a control signal for generating a braking force according to the magnification of the displacement signal is transmitted to a braking means of the remote control device.

【0009】[0009]

【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。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0010】(第1実施形態)図1乃至図4は本発明の
第1実施形態を説明するための図である。図1は本実施
形態に係る医療用マニピュレータ(以下、単にマニピュ
レータと呼ぶ)1の構成を示す図であり、マニピュレー
タ本体3と、生体壁70に穿設された挿入孔8を通じて
体腔内に挿入可能なストレート形状の細径挿入部2とか
らなる。マニピュレータ本体3は細径挿入部2の位置決
めを行う手段としてのリンク機構及び調整機構を備えた
アーム機構になっており、このマニピュレータ本体3に
は、細径挿入部2が進退自在に連結されている。上記し
たリンク機構及び調整機構、挿入部の連結機構について
は特開平7−136173号に詳細に開示されている。
(First Embodiment) FIGS. 1 to 4 are views for explaining a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a medical manipulator (hereinafter, simply referred to as a manipulator) 1 according to the present embodiment, which can be inserted into a body cavity through a manipulator main body 3 and an insertion hole 8 formed in a living body wall 70. And a straight insertion portion 2 having a small diameter. The manipulator body 3 is an arm mechanism having a link mechanism and an adjustment mechanism as means for positioning the small-diameter insertion section 2. The small-diameter insertion section 2 is connected to the manipulator body 3 so as to be able to advance and retreat. I have. The link mechanism, the adjusting mechanism, and the connecting mechanism of the insertion portion described above are disclosed in detail in JP-A-7-136173.

【0011】また、細径挿入部2の先端には、作業部と
してのエンドエフェクタが屈曲自在に接続されている。
このエンドエフェクタはマニピュレータ1の作業目的に
よって異なっており、図1には把持鉗子5が示されてい
る。把持鉗子5は、生体組織の把持や剥離、縫合のため
の針の把持などを行うための開閉機構を有している。
An end effector as a working part is connected to the distal end of the small-diameter insertion part 2 in a bendable manner.
This end effector differs depending on the working purpose of the manipulator 1, and FIG. 1 shows a grasping forceps 5. The grasping forceps 5 has an opening / closing mechanism for grasping and peeling a living tissue, grasping a needle for suturing, and the like.

【0012】このマニピュレータ1での処置は、図示し
ない別の挿入孔から挿入される内視鏡観察下で行われ
る。
The treatment with the manipulator 1 is performed under observation through an endoscope inserted through another insertion hole (not shown).

【0013】把持鉗子5と細径挿入部2との間には、図
示の如く、屈曲部が一ヶ所しか設けられていない。そし
て、把持鉗子5の長さは細径挿入部2の長さに比べて十
分に小さい。
As shown in the figure, only one bent portion is provided between the grasping forceps 5 and the small-diameter insertion portion 2. The length of the grasping forceps 5 is sufficiently smaller than the length of the small-diameter insertion portion 2.

【0014】ところで、マニピュレータ1の軸数はエン
ドエフェクタの位置及びオリエンテーションに関する自
由度と挿入孔8の位置に関する拘束条件とから決定され
る。前者について、体腔内の任意位置にある臓器等を任
意のオリエンテーションで処置を行うためには一般に6
自由度が必要である。また、後者については、体腔壁7
0に無理な力がかからないためには、3自由度が必要で
ある。
The number of axes of the manipulator 1 is determined from the degree of freedom regarding the position and orientation of the end effector and the constraint regarding the position of the insertion hole 8. Regarding the former, in order to treat an organ or the like at an arbitrary position in a body cavity in an arbitrary orientation, generally 6
A degree of freedom is required. For the latter, the body cavity wall 7
In order for zero force to be applied, three degrees of freedom are required.

【0015】両者を加えると、9自由度が必要である
が、ポイントロック機構によって6自由度で実現出来
る。詳細は特開平7−136173号に開示されてい
る。
When both are added, nine degrees of freedom are required, but it can be realized with six degrees of freedom by the point lock mechanism. Details are disclosed in JP-A-7-136173.

【0016】また、マニピュレータの6軸の各々には、
駆動機構とエンコーダが設置されている。駆動機構はモ
ータや伝達機構から構成される。これらの詳細について
も特開平7−136173号に開示されている。
In each of the six axes of the manipulator,
A drive mechanism and an encoder are installed. The drive mechanism includes a motor and a transmission mechanism. These details are also disclosed in JP-A-7-136173.

【0017】図2は上記したマニピュレータ1を動作さ
せるための動作指令を与える遠隔操作装置としてのマス
ターアーム14の構成を示す図である。本実施形態で
は、操作者がマスターアームを直接手で動作させてマニ
ピュレータの動作を決める、いわゆるマスタースレーブ
方式を採用している。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a master arm 14 as a remote control device for giving an operation command for operating the above-described manipulator 1. In the present embodiment, a so-called master-slave method is adopted, in which the operator directly operates the master arm to determine the operation of the manipulator.

【0018】マスターアーム14はパンタグラフ機構1
7を複数組み合わせて構成された多自由度マニピュレー
タである。出力節12には、3つのパンタグラフ17と
3つの回転対偶軸18が取り付けられ、出力節12上面
には、鋏状の開閉機構19が取り付けられている。各パ
ンダグラフ17、対偶軸18、開閉機構19の軸には、
エンコーダ20が接続されている。また、上記各軸には
図3に示すようなディスク31が一体に設けられ、この
ディスク31の表面にはブレーキ32が動作可能に設け
られている。以上より、マスターアーム14は、合計7
自由度を有している。
The master arm 14 is a pantograph mechanism 1
7 is a multi-degree-of-freedom manipulator configured by combining a plurality of .7. Three pantographs 17 and three rotating pairs 18 are attached to the output node 12, and scissor-like opening / closing mechanisms 19 are attached to the upper surface of the output node 12. On the axes of each panda graph 17, the paired shaft 18, and the opening / closing mechanism 19,
The encoder 20 is connected. A disk 31 as shown in FIG. 3 is integrally provided on each of the shafts, and a brake 32 is operably provided on the surface of the disk 31. From the above, the master arm 14 has a total of 7
It has a degree of freedom.

【0019】図4は上記した医療用マニピュレータ装置
のブロック構成図である。制御装置21は、伝達倍率可
変回路22と、モータ駆動信号発生回路24と、位置検
出回路25と、ブレーキ駆動信号発生回路23とから構
成される。伝達倍率可変回路22は、マスターアーム1
4の変位検出手段としてのエンコーダ15(15A、1
5B、15C、…)からの信号を受けて任意の倍率に変
換する。この任意の倍率は、制御装置21の外部に配置
された設定入力装置26から術者により入力される。モ
ータ駆動信号発生回路24は、倍率変換された信号を受
けて、マニピュレータ1の駆動手段としての駆動モータ
11(11a、11b、11c、…)を駆動する。位置
検出回路25は、マニピュレータ1の各エンコーダ10
(10a、10b、10c、…)からの出力信号を受け
てマニピュレータ1の姿勢を検出して、モータ駆動信号
発生回路24にフィードバックする。ブレーキ駆動信号
発生回路23は、伝達倍率可変回路22からの信号を受
けて、マスターアーム14の制動手段としての各ブレー
キ16(16a、16b、16c、…)を駆動する。
FIG. 4 is a block diagram of the medical manipulator device described above. The control device 21 includes a variable transmission magnification circuit 22, a motor drive signal generation circuit 24, a position detection circuit 25, and a brake drive signal generation circuit 23. The transmission magnification variable circuit 22 includes the master arm 1
Encoder 15 (15A, 15A, 1
5B, 15C,...) And converts the signal into an arbitrary magnification. This arbitrary magnification is input by the operator from the setting input device 26 disposed outside the control device 21. The motor drive signal generation circuit 24 drives the drive motors 11 (11a, 11b, 11c,...) As drive means of the manipulator 1 in response to the signal after the magnification conversion. The position detection circuit 25 is provided for each encoder 10 of the manipulator 1.
(10a, 10b, 10c,...), The attitude of the manipulator 1 is detected in response to the output signal, and fed back to the motor drive signal generation circuit 24. The brake drive signal generation circuit 23 receives the signal from the transmission magnification variable circuit 22 and drives each of the brakes 16 (16a, 16b, 16c,...) As braking means of the master arm 14.

【0020】以下に上記した構成の動作を説明する。マ
ニピュレータ1の各軸の動作範囲と、マスターアーム1
4の各軸の動作範囲とは一致していない。そこで、術者
は、各軸毎にマスターアーム14の変位を何倍でマニピ
ュレータ1に伝えるのかを予め設定入力手段26を用い
て制御装置21に入力する。モータ駆動信号発生回路2
4は、このようにして設定された倍率に応じてマニピュ
レータ1側の駆動モータ11をそれぞれ駆動させる。
The operation of the above configuration will be described below. The operating range of each axis of the manipulator 1 and the master arm 1
4 does not match the operation range of each axis. Therefore, the operator inputs in advance to the control device 21 using the setting input means 26 how many times the displacement of the master arm 14 is transmitted to the manipulator 1 for each axis. Motor drive signal generation circuit 2
Reference numeral 4 drives the drive motors 11 on the manipulator 1 according to the magnifications set in this way.

【0021】また、ブレーキ駆動信号発生回路23は、
設定された倍率に応じてマスターアーム14側のブレー
キ16をそれぞれ駆動させる。例えば、ある軸の設定倍
率が大きいと、マスターアーム14を僅かに変位させた
だけで、マニピュレータ1は大きく変位する事が出来
る。また、ある軸の設定倍率が小さいと、マスターアー
ム14を大きく変位させても、マニピュレータ1側では
僅かにしか動かない。
The brake drive signal generation circuit 23
The brake 16 on the master arm 14 side is driven according to the set magnification. For example, if the set magnification of a certain axis is large, the manipulator 1 can be largely displaced only by slightly displacing the master arm 14. Further, if the set magnification of a certain axis is small, even if the master arm 14 is largely displaced, the manipulator 1 moves only slightly.

【0022】更に、設定倍率が大きい場合にはブレーキ
16の発生力も大きくなるので、術者は強い抵抗力を感
じる事になる。逆に、設定倍率が小さいとブレーキ16
の発生力が小さくなるので、術者は僅かな力でアームを
操作出来る。
Furthermore, when the set magnification is large, the force generated by the brake 16 is also large, so that the surgeon feels strong resistance. Conversely, if the set magnification is small, the brake 16
Since the generated force is small, the operator can operate the arm with a small force.

【0023】上記した第1実施形態によれば、マスター
アームがマニピュレータと異なる動作範囲を持つ汎用の
装置であっても、術者が予め両者の動きを対応づける設
定を行う事が出来るので、遠隔操作性を損なう事のない
医療用マニピュレータ装置を実現出来る。
According to the above-described first embodiment, even if the master arm is a general-purpose device having an operation range different from that of the manipulator, the surgeon can set in advance the correspondence between the two operations. A medical manipulator device without impairing operability can be realized.

【0024】特に、伝達倍率に応じた力をブレーキ装置
で発生させる構成にした事により、術者が誤ってマスタ
ーアームを必要以上に動作させようとしても、強い制動
力が働くので、マスターアームが動く事がない。従っ
て、マニピュレータ側の生体に対して安全な動作範囲を
保証する事が出来る。
In particular, since the brake device generates a force corresponding to the transmission magnification, even if the operator mistakenly operates the master arm more than necessary, a strong braking force is applied. There is no movement. Therefore, it is possible to guarantee a safe operation range for the living body on the manipulator side.

【0025】また、汎用のマスターアームであるので、
自由度がマニピュレータより高い場合は、マスターアー
ムの任意の軸のブレーキに十分な力を働かせる事によっ
てその軸をロックさせる事が出来る。このようにして、
マスターアームとマニピュレータの自由度を合わせる事
も可能である。
Further, since it is a general-purpose master arm,
If the degree of freedom is higher than that of the manipulator, it is possible to lock any axis of the master arm by applying sufficient force to brake it. In this way,
It is also possible to match the degrees of freedom of the master arm and the manipulator.

【0026】(第2実施形態)図5乃至図8は、本発明
の第2実施形態を説明するための図である。図5(A)
は、第2実施形態に係る医療用マニピュレータ装置の構
成を示す図である。図5(B)は内視鏡38周辺の構成
を示す図である。
(Second Embodiment) FIGS. 5 to 8 are views for explaining a second embodiment of the present invention. FIG. 5 (A)
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a medical manipulator device according to a second embodiment. FIG. 5B is a diagram illustrating a configuration around the endoscope 38.

【0027】医療用マニピュレータ35は、マニピュレ
ータ本体36と細径挿入部37からなる。細径挿入部3
7の先端部には図5(B)に示すように、湾曲可能な内
視鏡38と、その両側に取り付けられたスレーブマニピ
ュレータ41,42とが搭載されている(この詳細は特
開平8−117238号に記載されている)。また、2
つのマスターアーム44,45が回転型のコンソール4
7上に設けられ、術者により操作される。各マスターア
ーム44(45)の構成は第1実施形態と同じである。
マスターアーム44、45はそれぞれ、スレーブマニピ
ュレータに対応している。更に、術者は、内視鏡38の
湾曲操作手段としての図示せぬ3次元位置センサが搭載
されたヘッドマウントディスプレイ46を頭部に装着し
ている。医療用マニピュレータ35と上記各操作手段は
複合制御装置43を介して接続されている。
The medical manipulator 35 includes a manipulator main body 36 and a small-diameter insertion portion 37. Small diameter insertion part 3
As shown in FIG. 5 (B), a bendable endoscope 38 and slave manipulators 41 and 42 attached to both sides thereof are mounted on the distal end portion 7 (refer to Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 8- 117238)). Also, 2
One of the master arms 44 and 45 is a rotary console 4
7 and is operated by an operator. The configuration of each master arm 44 (45) is the same as in the first embodiment.
Each of the master arms 44 and 45 corresponds to a slave manipulator. Further, the surgeon wears a head-mounted display 46 on which a three-dimensional position sensor (not shown) as a bending operation means of the endoscope 38 is mounted. The medical manipulator 35 and each of the above-mentioned operation means are connected via the complex control device 43.

【0028】図6は、上記した医療用マニピュレータ装
置のブロック構成図である。複合制御装置43は、モー
タ駆動信号発生回路50と、A制御装置52と、協調回
路54と、B制御装置53と、C制御装置55とから構
成される。モータ駆動信号発生回路50にはコンソール
用モータ51が接続されるとともに、画像処理回路49
を介して内視鏡画像48が入力される。A制御装置52
にはaスレーブマニピュレータ41、Aマスターアーム
44、A設定入力装置57が接続されている。さらに、
B制御装置53にはbスレーブマニピュレータ42、B
マスターアーム45、B設定入力装置58が接続されて
いる。C制御装置55には手術用マニピュレータ本体3
6、3次元位置センサ56、C設定入力装置59が接続
されている。協調制御手段としての協調回路54はA制
御装置52とB制御装置53とを接続するための装置で
あるが、これについては後述する。上記の構成におい
て、2つのマスターアーム44、45に対応して設けら
れたA制御装置52、B制御装置53は第1実施形態で
説明した制御装置21と同じ構成のものである。
FIG. 6 is a block diagram of the medical manipulator device described above. The composite control device 43 includes a motor drive signal generation circuit 50, an A control device 52, a coordination circuit 54, a B control device 53, and a C control device 55. The console drive motor 51 is connected to the motor drive signal generation circuit 50 and the image processing circuit 49.
An endoscope image 48 is input via the. A control device 52
Is connected to the a slave manipulator 41, the A master arm 44, and the A setting input device 57. further,
The B control device 53 includes the b slave manipulator 42, B
The master arm 45 and the B setting input device 58 are connected. The C manipulator body 3 is provided in the C control device 55.
6, a three-dimensional position sensor 56 and a C setting input device 59 are connected. A coordination circuit 54 as a coordination control means is a device for connecting the A control device 52 and the B control device 53, which will be described later. In the above configuration, the A control device 52 and the B control device 53 provided corresponding to the two master arms 44 and 45 have the same configuration as the control device 21 described in the first embodiment.

【0029】3次元位置センサ56からの信号は、C制
御装置55に入力され、マニピュレータ本体36の駆動
制御を行なうが、ここでの詳細な説明は省略する。画像
処理回路49は変位検出手段としての機能を有し、内視
鏡画像48内での内視鏡の位置を演算して位置情報をモ
ータ駆動信号発生回路50に送る。モータ駆動信号発生
回路50はこのときの位置情報に基づいて、コンソール
47を回転駆動するためのコンソール用モータ51を駆
動制御する。
The signal from the three-dimensional position sensor 56 is input to the C control device 55 to control the driving of the manipulator body 36, but the detailed description is omitted here. The image processing circuit 49 has a function as displacement detecting means, calculates the position of the endoscope in the endoscope image 48, and sends the position information to the motor drive signal generation circuit 50. The motor drive signal generation circuit 50 controls the drive of the console motor 51 for rotating the console 47 based on the position information at this time.

【0030】以下に上記した構成の動作を図7を参照し
て説明する。図7の左上図では、マニピュレータ41,
42が内視鏡画像48の左右から突出している。この
時、コンソール47上のマスターアーム44,45は術
者に対して平行な位置にある。
The operation of the above configuration will be described below with reference to FIG. In the upper left diagram of FIG. 7, the manipulators 41,
42 project from the left and right of the endoscope image 48. At this time, the master arms 44 and 45 on the console 47 are at positions parallel to the operator.

【0031】次に、内視鏡38に湾曲をかけたり、マニ
ピュレータ41,42が複雑に動いた場合には、右上図
のように、内視鏡画像48上には、例えば、マニピュレ
ータが上下から突出する場合がある。すると、画像処理
回路49で演算された位置情報に基づいてコンソール4
7が90°回転するのでマスターアーム44,45は術
者に対して直列な位置になる。このようにして、術者は
内視鏡画像で見えているマニピュレータと同じ位置関係
で2つのマスターアームを操作する事が出来る。
Next, when the endoscope 38 is bent or the manipulators 41 and 42 move in a complicated manner, for example, the manipulator is displayed on the endoscope image 48 from above and below as shown in the upper right figure. May protrude. Then, based on the position information calculated by the image processing circuit 49, the console 4
Since 7 rotates 90 °, the master arms 44 and 45 are in a position in series with the operator. In this way, the operator can operate the two master arms in the same positional relationship as the manipulator seen in the endoscope image.

【0032】各マスターアーム44,45がマニピュレ
ータ41,42を操作する部分の説明は第1実施形態と
同様である。
The operation of the manipulators 41 and 42 by the master arms 44 and 45 is the same as that of the first embodiment.

【0033】図8は第2実施形態の第2の動作として、
協調回路54の動作アルゴリズムを示すフローチャート
である。協調回路54は、マスターアーム44,45の
動きが互いに干渉することを防止する回路である。ここ
では各マニピュレータ41,42は、マスターアームよ
り多い自由度を持っているものとする。
FIG. 8 shows the second operation of the second embodiment.
6 is a flowchart illustrating an operation algorithm of the cooperative circuit. The cooperation circuit 54 is a circuit for preventing the movements of the master arms 44 and 45 from interfering with each other. Here, it is assumed that the manipulators 41 and 42 have more degrees of freedom than the master arm.

【0034】まず、エンコーダよりAマスターアーム4
4の位置を検出(ステップS1)するとともに、Bマス
ターアーム45の位置を検出する(ステップS3)。次
に、検出した信号に基づいて、スレーブマニピュレータ
41,42の動作をシミュレーションする。ステップS
2、S4では、マニピュレータの任意の軸を固定した状
態でのマニピュレータ形状を演算する。ステップS6で
は、得られた演算結果から2つのマニピュレータ形状が
干渉を起こすかどうか判断する。干渉する場合はステッ
プS7に進んで、固定する軸を順次ずらしてステップS
2、S4を繰り返す。この場合、スレーブ先端の位置、
方向が変わらないようにスレーブアームの他の自由度部
分も動作する。
First, the A master arm 4 from the encoder
4 and the position of the B master arm 45 is detected (step S3). Next, the operation of the slave manipulators 41 and 42 is simulated based on the detected signals. Step S
2. In S4, the shape of the manipulator with an arbitrary axis of the manipulator fixed is calculated. In step S6, it is determined from the obtained operation result whether or not the two manipulator shapes cause interference. If they do interfere with each other, the process proceeds to step S7, in which the axes to be fixed are sequentially shifted to step S7.
2. Repeat S4. In this case, the position of the slave tip,
The other degree of freedom of the slave arm also operates so that the direction does not change.

【0035】また、干渉を起こさないと判断された場合
にはステップS6に進んで、その軸を固定した状態で実
際にマニピュレータを駆動させる。
If it is determined that no interference occurs, the process proceeds to step S6, and the manipulator is actually driven with its axis fixed.

【0036】上記した第2実施形態によれば、内視鏡画
像上のマニピュレータの位置に合わせてマスターアーム
が同じ位置関係になるようにコンソールが回転するの
で、術者はマスターの動きとマニピュレータの動きを同
じ位置関係で把握出来、作業性が向上する。
According to the second embodiment described above, the console rotates so that the master arm has the same positional relationship in accordance with the position of the manipulator on the endoscope image. Movement can be grasped with the same positional relationship, and workability is improved.

【0037】また、図8に示すようなアルゴリズムを持
つ協調回路54を組み入れた事により、マニピュレータ
同士の動作干渉を防ぐ事が出来るので、複数のマニピュ
レータを同時に動作させて行う複雑な処置を安全に実施
する事が出来る。
Also, by incorporating a cooperative circuit 54 having an algorithm as shown in FIG. 8, it is possible to prevent operation interference between manipulators, so that a complicated procedure performed by simultaneously operating a plurality of manipulators can be safely performed. Can be implemented.

【0038】なお、上記した実施形態では、2対のマニ
ピュレータ、マスターアームの例を示したが、それ以上
の対の構成でも良い。
In the above embodiment, two pairs of manipulators and a master arm have been described, but more pairs may be used.

【0039】(第3実施形態)図9は本発明の第3実施
形態の構成を示す図である。ここでは第1実施形態と異
なる部分についてのみ説明する。マニピュレータ63の
表面には多数の受光型光センサ64が設けられている。
この光センサ64の出力は、光量計測装置65に入力さ
れて光量がある設定値を下まわるかどうかが判断され
る。ある設定値を下回るとブザー/ランプ等からなる警
告手段66が作動する。
(Third Embodiment) FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a third embodiment of the present invention. Here, only portions different from the first embodiment will be described. A large number of light receiving type optical sensors 64 are provided on the surface of the manipulator 63.
The output of the optical sensor 64 is input to the light amount measuring device 65 to determine whether the light amount falls below a certain set value. When the value falls below a certain set value, a warning means 66 including a buzzer / lamp is activated.

【0040】以下に上記した構成の動作を説明する。マ
ニピュレータ63は、内視鏡61の視野内で処置を行
う。内視鏡61先端からはライトガイド62より供給さ
れる光がある照明範囲で照射されている。照明範囲内に
あるマニピュレータ63の部分は光センサが照明光に反
応するので、光センサをモニターする事によってマニピ
ュレータが視野内にある事を識別出来る。もし、マニピ
ュレータが視野から外れると、光センサの出力が低下す
るので、光量計測装置65より警告手段66に信号が出
力され、術者に警告を行う。
The operation of the above configuration will be described below. The manipulator 63 performs a treatment within the visual field of the endoscope 61. The light supplied from the light guide 62 is emitted from a distal end of the endoscope 61 within a certain illumination range. Since the optical sensor responds to the illumination light in the portion of the manipulator 63 that is within the illumination range, it is possible to identify that the manipulator is within the field of view by monitoring the optical sensor. If the manipulator goes out of the field of view, the output of the optical sensor decreases, so that a signal is output from the light amount measuring device 65 to the warning means 66 to warn the operator.

【0041】上記した第3実施形態によれば、マニピュ
レータが視野外に出ると、警告が信号が発っせられるの
で、術者は安全に術式を進める事が出来る。
According to the third embodiment, when the manipulator goes out of the field of view, a warning signal is issued, so that the operator can safely proceed with the operation.

【0042】(第4実施形態)図10は本発明の第4実
施形態の構成を示す図である。第4実施形態の構成は、
第3実施形態において、警告手段の代わりに制御装置2
1に危険信号を入力する構成である。光量計測装置65
からの信号は制御装置21内のブレーキ駆動信号発生回
路23に優先的に入力される。ブレーキ駆動信号発生回
路23は、マスターアームの各ブレーキを動作させるも
のである。
(Fourth Embodiment) FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a fourth embodiment of the present invention. The configuration of the fourth embodiment is as follows.
In the third embodiment, the control unit 2 is used instead of the warning unit.
This is a configuration in which a danger signal is input to No. 1. Light intensity measurement device 65
Is preferentially input to the brake drive signal generation circuit 23 in the control device 21. The brake drive signal generation circuit 23 operates each brake of the master arm.

【0043】上記した構成において、マニピュレータが
照明範囲から外れた事を光量計測装置によって検出した
時、マスターアームのエンコーダの出力を無視してマス
ターアームの各ブレーキに十分な制動力を発生させるよ
うにする。
In the above configuration, when the light amount measuring device detects that the manipulator has deviated from the illumination range, the output of the encoder of the master arm is ignored, and a sufficient braking force is generated in each brake of the master arm. I do.

【0044】上記した第4実施形態によれば、安全性が
向上するという効果を奏する。
According to the above-described fourth embodiment, there is an effect that safety is improved.

【0045】(第5実施形態)図11〜図13は、本発
明の第5実施形態を説明するための図である。図11は
第5実施形態に係る挿入部37先端の構成を示す図であ
る。ここでは図11に示すように、細径挿入部37の先
端に、スレーブマニピュレータ41,42を囲むように
組織・臓器73を圧排するための組織圧排フード72が
設けられている。組織圧排フード72には図13に示す
ように、円筒状の透明な樹脂シート75に適当な間隔で
形状記憶合金線74からなる骨が埋め込まれている。形
状記憶合金線74は体温より少し高い温度でアーチ状に
変形する。
(Fifth Embodiment) FIGS. 11 to 13 are views for explaining a fifth embodiment of the present invention. FIG. 11 is a diagram showing the configuration of the distal end of the insertion section 37 according to the fifth embodiment. Here, as shown in FIG. 11, a tissue rejection hood 72 for excluding the tissue / organ 73 is provided at the distal end of the small-diameter insertion portion 37 so as to surround the slave manipulators 41 and 42. As shown in FIG. 13, a bone made of a shape memory alloy wire 74 is embedded in a cylindrical transparent resin sheet 75 at an appropriate interval in the tissue retraction hood 72. The shape memory alloy wire 74 deforms into an arch shape at a temperature slightly higher than the body temperature.

【0046】上記した構成において、図12に示すよう
に、組織圧排フード72を処置したい組織・臓器73に
押し当てて内視鏡の送気チャンネルより温風を送気する
と、形状記憶合金線74が変形して組織圧排フード72
は周囲組織を圧排し、手術視野を確保する。また、空間
を確保した事により、マニピュレータ41,42が動作
中に意図しない組織を損傷させる事を防止することがで
きる。
In the above configuration, as shown in FIG. 12, when the tissue rejection hood 72 is pressed against the tissue / organ 73 to be treated and hot air is supplied from the air supply channel of the endoscope, the shape memory alloy wire 74 is formed. Is deformed and the tissue retraction hood 72
Evacuates surrounding tissue and secures the surgical field of view. Further, by securing the space, it is possible to prevent the manipulators 41 and 42 from damaging unintended tissues during operation.

【0047】なお、上記した具体的実施形態から以下の
構成を有する発明が抽出される。
The invention having the following configuration is extracted from the specific embodiment described above.

【0048】1. 遠隔操作によって駆動され、生体内
部位の観察及び/または処置を行うための多軸を有する
医療用マニピュレータと、遠隔操作を行なうための多軸
を有する遠隔操作装置と、この遠隔操作装置からの操作
情報に基づいて、前記医療用マニピュレータの動作を制
御する制御装置とを具備し、前記医療用マニピュレータ
の各軸に駆動手段を設けるとともに、前記遠隔操作装置
の各軸に変位検出手段と制動手段を設け、前記制御装置
は、前記遠隔操作装置の各軸の変位検出手段からの変位
信号を予め設定された倍率で変換して前記医療用マニピ
ュレータの対応する軸の駆動手段に伝達するとともに、
前記変位信号の倍率に応じた制動力を生成するための制
御信号を前記遠隔操作装置の制動手段に伝達することを
特徴とする医療用マニピュレータ装置。
1. A medical manipulator driven by remote operation and having multiple axes for observing and / or treating an in-vivo site, a remote operation device having multiple axes for performing remote operation, and operation from the remote operation device A control device that controls the operation of the medical manipulator based on the information, and a driving unit is provided for each axis of the medical manipulator, and a displacement detection unit and a braking unit are provided for each axis of the remote operation device. The control device converts the displacement signal from the displacement detection means of each axis of the remote control device at a preset magnification and transmits the converted signal to the drive means of the corresponding axis of the medical manipulator,
A medical manipulator device, wherein a control signal for generating a braking force according to a magnification of the displacement signal is transmitted to a braking means of the remote control device.

【0049】2.構成1において、医療用マニピュレー
タの自由度を遠隔操作装置の自由度より多く設定した事
を特徴とする医療用マニピュレータ装置。
2. The medical manipulator device according to Configuration 1, wherein the degree of freedom of the medical manipulator is set to be larger than the degree of freedom of the remote control device.

【0050】3.構成1において、前記制動手段は機械
的摩擦力を発生する手段であることを特徴とする医療用
マニピュレータ装置。
3. The medical manipulator device according to Configuration 1, wherein the braking unit is a unit that generates a mechanical frictional force.

【0051】4.構成1において、前記変位検出手段は
エンコーダ装置であることを特徴とする医療用マニピュ
レータ装置。
4. The medical manipulator device according to Configuration 1, wherein the displacement detecting means is an encoder device.

【0052】5.構成1において、前記変位検出手段は
内視鏡画像側での画像処理装置よりなることを特徴とす
る医療用マニピュレータ装置。
5. The medical manipulator device according to Configuration 1, wherein the displacement detecting means comprises an image processing device on the endoscope image side.

【0053】6.構成2において、前記医療用マニピュ
レータは医療マニピュレータ装置の一部を構成すること
を特徴とする医療用マニピュレータ装置。
6. In the configuration 2, the medical manipulator forms a part of a medical manipulator device.

【0054】7.構成6において、複数の医療用マニピ
ュレータと、対応する複数の遠隔操作装置及びそれぞれ
の対に対応する制御装置を有することを特徴とする医療
用マニピュレータ装置。
7. The medical manipulator device according to configuration 6, comprising a plurality of medical manipulators, a plurality of corresponding remote operation devices, and a control device corresponding to each pair.

【0055】8.構成7において、各制御装置間に各マ
ニピュレータの動作の干渉を避ける協調制御手段を設
け、この協調制御手段は順次軸拘束をした場合の演算を
行い、各マニピュレータが自動的に干渉しない形状をと
るよう制御することを特徴とする医療用マニピュレータ
装置。
8. In the configuration 7, cooperative control means for avoiding interference of the operation of each manipulator is provided between the control devices, and the cooperative control means sequentially performs calculations when the axes are constrained, and takes a shape in which each manipulator does not automatically interfere. Medical manipulator device characterized by such control.

【0056】9.構成1において、上記医療用マニピュ
レータの先端動作各部には、光センサを複数配置し、光
センサで受光した光量を計測する装置を備え、計測した
光量からマニピュレータの動作各部が内視鏡視野内にあ
るか否かを判断し、前記制動手段にフィードバックする
手段を有したことを特徴とする医療用マニピュレータ装
置。
9. In the configuration 1, each of the distal end operation units of the medical manipulator includes a plurality of optical sensors, and a device for measuring the amount of light received by the optical sensors. The operation units of the manipulator are arranged within the endoscope field of view based on the measured amounts of light. A medical manipulator device comprising means for determining whether or not there is, and feeding back to the braking means.

【0057】10.構成9において、計測した光量から
マニピュレータの動作各部が内視鏡視野内にあるか否か
を判断し、術者に警告する手段を有したことを特徴とす
る医療用マニピュレータ装置。
10. The medical manipulator device according to the ninth aspect, further comprising means for judging whether or not each operation part of the manipulator is within the visual field of the endoscope based on the measured light amount and alerting the operator.

【0058】11.構成5において、遠隔操作装置は移
動機構を備えた台上に配置され、内視鏡視野内でのマニ
ピュレータの向き情報により移動機構を制御することを
特徴とする医療用マニピュレータ装置。
11. The medical manipulator device according to configuration 5, wherein the remote control device is disposed on a table provided with a moving mechanism, and controls the moving mechanism based on direction information of the manipulator in the endoscope field of view.

【0059】12.構成1において、マニピュレータの
先端部に当該先端部を覆う組織圧排フードを設けたこと
を特徴とする医療用マニピュレータ装置。
12. The medical manipulator device according to Configuration 1, wherein a tissue retraction hood that covers the distal end of the manipulator is provided.

【0060】上記構成によれば、遠隔操作装置と医療用
マニピュレータの各軸の動作の伝達倍率を予め任意に設
定する事が出来るので、生体へ接触して無理な力がかか
らないように微妙な操作を要する軸については伝達倍率
を低く設定し、手技上大きな動作が必要な軸については
伝達倍率を高く設定する事で、手術の安全性、効率を高
める事が出来る。
According to the above configuration, the transmission magnification of the operation of each axis of the remote operation device and the medical manipulator can be set arbitrarily in advance, so that a delicate operation can be performed so as not to apply an excessive force upon contact with the living body. By setting the transmission magnification low for an axis that requires, and setting the transmission magnification high for an axis that requires a large operation in the procedure, the safety and efficiency of surgery can be improved.

【0061】また、伝達倍率に応じた制動力が遠隔操作
装置の各軸に働くので、予期しない外力が遠隔操作装置
に加わった場合でも、高い伝達倍率の軸には大きな制動
力が加わり、遠隔操作装置の軸が大きく動く事はない。
その結果、マニピュレータが予期せぬ大きな動きをしな
いので、安全に使用出来る。更に、色々な形態、軸数を
持つ各種の医療用マニピュレータに対してそれぞれ専用
の遠隔操作装置を製作する必要がない。
Further, since a braking force corresponding to the transmission magnification acts on each axis of the remote control device, even if an unexpected external force is applied to the remote control device, a large braking force is applied to the shaft having a high transmission magnification, and the The axis of the operating device does not move significantly.
As a result, the manipulator does not make an unexpected large movement and can be used safely. Further, it is not necessary to manufacture dedicated remote control devices for various types of medical manipulators having various forms and numbers of axes.

【0062】さらに、本構成の遠隔操作装置では、組み
合わせるマニピュレータの軸数に合わせて使用しない軸
には制動力を無限大にしておき、使用する軸において
は、対応するマニピュレータの軸の可動範囲に合わせて
予め伝達倍率を設定しておく事で違和感なく感覚的に使
用する事が出来る。
Further, in the remote control device of the present configuration, the braking force is set to infinity for the axes not used in accordance with the number of axes of the manipulators to be combined, and for the axes to be used, the braking force is set within the movable range of the corresponding manipulator axes. By setting the transmission magnification in advance, it can be used intuitively without discomfort.

【0063】[0063]

【発明の効果】本発明によれば、遠隔操作装置がマニピ
ュレータと異なる動作範囲を持つ汎用の装置であって
も、術者が予め両者の動きを対応づける設定を行う事が
出来るので、遠隔操作性を損なう事のない医療用マニピ
ュレータ装置を実現出来る。
According to the present invention, even if the remote control device is a general-purpose device having an operation range different from that of the manipulator, the surgeon can set in advance the correspondence between the two operations. A medical manipulator device that does not impair the performance can be realized.

【0064】特に、伝達倍率に応じた力を制動手段で発
生させる構成にした事により、術者が誤って遠隔操作装
置を必要以上に動作させようとしても、強い制動力が働
くので、遠隔操作装置が動く事がない。従って、マニピ
ュレータ側の生体に対して安全な動作範囲を保証する事
が出来る。
In particular, since the force corresponding to the transmission magnification is generated by the braking means, even if the operator mistakenly operates the remote control device more than necessary, a strong braking force is applied. The device does not move. Therefore, it is possible to guarantee a safe operation range for the living body on the manipulator side.

【0065】汎用の遠隔操作装置であるので、自由度が
マニピュレータより高い場合は、遠隔操作装置の任意の
軸の制動に十分な力を働かせる事によってその軸をロッ
クさせる事が出来る。このようにして、遠隔操作装置と
マニピュレータの自由度を合わせる事が可能となる。
Since the remote control device is a general-purpose remote control device, if the degree of freedom is higher than that of the manipulator, it is possible to lock the remote control device by applying a sufficient force to brake an arbitrary shaft. In this way, the degrees of freedom of the remote control device and the manipulator can be matched.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態に係る医療用マニピュレ
ータの構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a medical manipulator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】マスターアームの構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a master arm.

【図3】マスターアームの各軸の周辺の構成を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration around each axis of a master arm.

【図4】第1実施形態に係る医療用マニピュレータ装置
のブロック構成図である。
FIG. 4 is a block diagram of the medical manipulator device according to the first embodiment.

【図5】本発明の第2実施形態に係る医療用マニピュレ
ータ装置の構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a medical manipulator device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】第2実施形態に係る医療用マニピュレータ装置
のブロック構成図である。
FIG. 6 is a block diagram of a medical manipulator device according to a second embodiment.

【図7】第2実施形態の構成の動作を説明するための図
である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the configuration of the second embodiment.

【図8】第2実施形態の第2の動作として、協調回路の
動作アルゴリズムを示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing an operation algorithm of a cooperative circuit as a second operation of the second embodiment.

【図9】本発明の第3実施形態の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第4実施形態の構成を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第5実施形態の構成を示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a fifth embodiment of the present invention.

【図12】細径挿入部の先端に、組織・臓器を圧排する
ためのフードを設けたようすを示す図である。
FIG. 12 is a view showing a state in which a hood for excluding tissues and organs is provided at the distal end of the small-diameter insertion portion.

【図13】組織圧排フードに形状記憶合金線を設けたよ
うすを示す図である。
FIG. 13 is a view showing a state in which a shape memory alloy wire is provided on a tissue retraction hood.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 医療用マニピュレータ 2 細径挿入部 3 マニピュレータ本体 5 把持鉗子 8 挿入孔 9 駆動機構 10 エンコーダ(10a,10b,10c…) 11 モータ(11a,11b,11c…) 12 出力節 14 マスターアーム 15 エンコーダ(15A,15B,15C…) 16 ブレーキ(16A,16B,16C…) 17 パンタグラフ機構 18 回転対偶軸 19 開閉機構 20 エンコーダ 21 制御装置 22 伝達倍率可変回路 23 ブレーキ駆動信号発生回路 24 モータ駆動信号発生回路 25 位置検出回路 26 設定入力装置 30 回転軸 31 ディスク 32 ブレーキ 35 医療用マニピュレータ 36 マニピュレータ本体 37 細径挿入部 38 内視鏡 41 aスレーブマニピュレータ 42 bスレーブマニピュレータ 43 複合制御装置 44 Aマスターアーム 45 Bマスターアーム 46 ヘッドマウントディスプレイ 47 コンソール 48 内視鏡画像 49 画像処理回路 50 モータ駆動信号発生回路 51 コンソール用モータ 52 A制御装置 53 B制御装置 54 協調回路 55 C制御装置 56 3次元位置センサ 57 A設定入力装置 58 B設定入力装置 59 C設定入力装置 61 内視鏡 62 ライトガイド 63 マニピュレータ 64 光センサ 65 光量計測装置 66 警告手段 70 生体壁 72 組織圧排フード 73 組織・臓器 74 形状記憶合金線 75 樹脂シート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Medical manipulator 2 Small diameter insertion part 3 Manipulator main body 5 Grasping forceps 8 Insertion hole 9 Drive mechanism 10 Encoder (10a, 10b, 10c ...) 11 Motor (11a, 11b, 11c ...) 12 Output node 14 Master arm 15 Encoder ( 15A, 15B, 15C ...) 16 Brake (16A, 16B, 16C ...) 17 Pantograph mechanism 18 Rotational / even shaft 19 Opening / closing mechanism 20 Encoder 21 Controller 22 Transmission magnification variable circuit 23 Brake drive signal generation circuit 24 Motor drive signal generation circuit 25 Position detection circuit 26 Setting input device 30 Rotating axis 31 Disk 32 Brake 35 Medical manipulator 36 Manipulator main body 37 Small diameter insertion section 38 Endoscope 41 a Slave manipulator 42 b Slave manipulator 43 Composite control unit 44 A master arm 45 B master arm 46 Head mounted display 47 Console 48 Endoscope image 49 Image processing circuit 50 Motor drive signal generation circuit 51 Console motor 52 A control device 53 B control device 54 Cooperative circuit 55 C control device 56 3 Dimensional position sensor 57 A setting input device 58 B setting input device 59 C setting input device 61 Endoscope 62 Light guide 63 Manipulator 64 Optical sensor 65 Light quantity measuring device 66 Warning means 70 Living body wall 72 Tissue retraction hood 73 Tissue / organ 74 Shape Memory alloy wire 75 resin sheet

フロントページの続き (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 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 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 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 池田 裕一 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 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 BA03 BA06 BC01 BC06 CA08 CA10 DA07 DB01 DD01 EA06 3F060 AA10 BA00 GB33 GD14 HA31Continued on the front page (72) Inventor Katsumi Sasaki 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Olympus Optical Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Toshihiko Suzuda 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Within Kogyo Co., Ltd. (72) Inventor Shinsho Yasukui 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Takahashi 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Inside the Optical Industry Co., Ltd. (72) Kenichi Kimura Inventor 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Company, Ltd. (72) Yuichi Ikeda 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Within Optical Industry Co., Ltd. (72) Inventor Takeaki Nakamura 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Industry Co., Ltd. F-term (reference) 3F059 AA10 BA03 BA06 BC01 BC06 CA08 CA10 DA07 DB01 DD01 EA06 3F060 AA10 BA00 GB33 GD14 HA31

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 遠隔操作によって駆動され、生体内部位
の観察及び/または処置を行うための多軸を有する医療
用マニピュレータと、 遠隔操作を行なうための多軸を有する遠隔操作装置と、 この遠隔操作装置からの操作情報に基づいて、前記医療
用マニピュレータの動作を制御する制御装置とを具備
し、 前記医療用マニピュレータの各軸に駆動手段を設けると
ともに、前記遠隔操作装置の各軸に変位検出手段と制動
手段を設け、 前記制御装置は、前記遠隔操作装置の各軸の変位検出手
段からの変位信号を予め設定された倍率で変換して前記
医療用マニピュレータの対応する軸の駆動手段に伝達す
るとともに、前記変位信号の倍率に応じた制動力を生成
するための制御信号を前記遠隔操作装置の制動手段に伝
達することを特徴とする医療用マニピュレータ装置。
1. A multi-axis medical manipulator driven by remote operation for observing and / or treating an in-vivo site, a multi-axis remote operation device for remote operation, A control device for controlling the operation of the medical manipulator based on operation information from an operation device, wherein a drive unit is provided for each axis of the medical manipulator, and displacement detection is performed for each axis of the remote operation device. Means and a braking means, the control device converts a displacement signal from the displacement detecting means of each axis of the remote control device at a preset magnification and transmits the converted signal to a driving means of a corresponding axis of the medical manipulator. And transmitting a control signal for generating a braking force according to a magnification of the displacement signal to a braking means of the remote control device. Pyureta apparatus.
JP12484999A 1999-04-30 1999-04-30 Medical manipulator device Expired - Fee Related JP4354042B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12484999A JP4354042B2 (en) 1999-04-30 1999-04-30 Medical manipulator device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12484999A JP4354042B2 (en) 1999-04-30 1999-04-30 Medical manipulator device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000312684A true JP2000312684A (en) 2000-11-14
JP4354042B2 JP4354042B2 (en) 2009-10-28

Family

ID=14895624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12484999A Expired - Fee Related JP4354042B2 (en) 1999-04-30 1999-04-30 Medical manipulator device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4354042B2 (en)

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009189506A (en) * 2008-02-13 2009-08-27 Kochi Univ Of Technology Remote operation system
JP2011206312A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Terumo Corp Medical robot system
JP2012035095A (en) * 2011-10-03 2012-02-23 Kochi Univ Of Technology Remote control system
WO2013018930A1 (en) * 2011-08-04 2013-02-07 Olympus Corporation Operation support device
JP2015002922A (en) * 2013-06-21 2015-01-08 国立大学法人信州大学 Device for surgical operation
WO2015146850A1 (en) * 2014-03-28 2015-10-01 ソニー株式会社 Robot arm device, and method and program for controlling robot arm device
US9161772B2 (en) 2011-08-04 2015-10-20 Olympus Corporation Surgical instrument and medical manipulator
US9218053B2 (en) 2011-08-04 2015-12-22 Olympus Corporation Surgical assistant system
US9244524B2 (en) 2011-08-04 2016-01-26 Olympus Corporation Surgical instrument and control method thereof
US9244523B2 (en) 2011-08-04 2016-01-26 Olympus Corporation Manipulator system
JP2016531008A (en) * 2013-07-30 2016-10-06 ゴムテック ゲーエムベーハー Method and apparatus for determining work area of robot
US9477301B2 (en) 2011-08-04 2016-10-25 Olympus Corporation Operation support device and assembly method thereof
US9519341B2 (en) 2011-08-04 2016-12-13 Olympus Corporation Medical manipulator and surgical support apparatus
US9524022B2 (en) 2011-08-04 2016-12-20 Olympus Corporation Medical equipment
US9568992B2 (en) 2011-08-04 2017-02-14 Olympus Corporation Medical manipulator
US9632573B2 (en) 2011-08-04 2017-04-25 Olympus Corporation Medical manipulator and method of controlling the same
US9632577B2 (en) 2011-08-04 2017-04-25 Olympus Corporation Operation support device and control method thereof
US9671860B2 (en) 2011-08-04 2017-06-06 Olympus Corporation Manipulation input device and manipulator system having the same
US9851782B2 (en) 2011-08-04 2017-12-26 Olympus Corporation Operation support device and attachment and detachment method thereof
JP2020018917A (en) * 2014-08-22 2020-02-06 インテュイティブ サージカル オペレーションズ, インコーポレイテッド Systems and methods for adaptive input mapping

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10008017B2 (en) 2006-06-29 2018-06-26 Intuitive Surgical Operations, Inc. Rendering tool information as graphic overlays on displayed images of tools
US9718190B2 (en) 2006-06-29 2017-08-01 Intuitive Surgical Operations, Inc. Tool position and identification indicator displayed in a boundary area of a computer display screen
US9469034B2 (en) 2007-06-13 2016-10-18 Intuitive Surgical Operations, Inc. Method and system for switching modes of a robotic system

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009189506A (en) * 2008-02-13 2009-08-27 Kochi Univ Of Technology Remote operation system
JP2011206312A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Terumo Corp Medical robot system
JP2013034830A (en) * 2011-08-04 2013-02-21 Olympus Corp Surgical assistant device
US9423869B2 (en) 2011-08-04 2016-08-23 Olympus Corporation Operation support device
US9632577B2 (en) 2011-08-04 2017-04-25 Olympus Corporation Operation support device and control method thereof
US9632573B2 (en) 2011-08-04 2017-04-25 Olympus Corporation Medical manipulator and method of controlling the same
US9851782B2 (en) 2011-08-04 2017-12-26 Olympus Corporation Operation support device and attachment and detachment method thereof
US9161772B2 (en) 2011-08-04 2015-10-20 Olympus Corporation Surgical instrument and medical manipulator
US9218053B2 (en) 2011-08-04 2015-12-22 Olympus Corporation Surgical assistant system
US9244524B2 (en) 2011-08-04 2016-01-26 Olympus Corporation Surgical instrument and control method thereof
US9244523B2 (en) 2011-08-04 2016-01-26 Olympus Corporation Manipulator system
WO2013018930A1 (en) * 2011-08-04 2013-02-07 Olympus Corporation Operation support device
US9671860B2 (en) 2011-08-04 2017-06-06 Olympus Corporation Manipulation input device and manipulator system having the same
US9477301B2 (en) 2011-08-04 2016-10-25 Olympus Corporation Operation support device and assembly method thereof
US9519341B2 (en) 2011-08-04 2016-12-13 Olympus Corporation Medical manipulator and surgical support apparatus
US9524022B2 (en) 2011-08-04 2016-12-20 Olympus Corporation Medical equipment
US9568992B2 (en) 2011-08-04 2017-02-14 Olympus Corporation Medical manipulator
JP2012035095A (en) * 2011-10-03 2012-02-23 Kochi Univ Of Technology Remote control system
JP2015002922A (en) * 2013-06-21 2015-01-08 国立大学法人信州大学 Device for surgical operation
JP2016531008A (en) * 2013-07-30 2016-10-06 ゴムテック ゲーエムベーハー Method and apparatus for determining work area of robot
JPWO2015146850A1 (en) * 2014-03-28 2017-04-13 ソニー株式会社 Robot arm apparatus, control method and program for robot arm apparatus
WO2015146850A1 (en) * 2014-03-28 2015-10-01 ソニー株式会社 Robot arm device, and method and program for controlling robot arm device
US10369700B2 (en) 2014-03-28 2019-08-06 Sony Corporation Robot arm apparatus, robot arm apparatus control method, and program
US10668625B2 (en) 2014-03-28 2020-06-02 Sony Corporation Robot arm apparatus, robot arm apparatus control method, and program
JP2020018917A (en) * 2014-08-22 2020-02-06 インテュイティブ サージカル オペレーションズ, インコーポレイテッド Systems and methods for adaptive input mapping

Also Published As

Publication number Publication date
JP4354042B2 (en) 2009-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4354042B2 (en) Medical manipulator device
US10695536B2 (en) Catheter driver system
US11717309B2 (en) Medical manipulator and method of controlling the same
US9687311B2 (en) Grip force normalization for surgical instrument
JP3339953B2 (en) Medical master-slave manipulator
JP4488312B2 (en) Medical manipulator system
JP6255401B2 (en) Phantom freedom for manipulating machine body movement
US9844416B2 (en) Medical manipulator and method of controlling the same
JP7405432B2 (en) Robotic surgical device with tracking camera technology and related systems and methods
WO2011118074A1 (en) Medical manipulator system
US11801103B2 (en) Surgical system and method of controlling surgical system
US9283047B2 (en) Control device and control method for surgical system
JP2002500524A (en) Multi-configuration telepresence system and method
JP2009537232A (en) Robot equipment system
JP3717552B2 (en) Medical manipulator system
CN111989053A (en) Wireless robotic surgical instrument communication
JP2019187995A (en) Surgery system
WO2020179815A1 (en) Surgical system control method and surgical system
JP3628742B2 (en) Medical manipulator
US20220175479A1 (en) Surgical operation system and method of controlling surgical operation system
KR101241809B1 (en) Surgical robot
KR20200109056A (en) Surgery robot, surgery robot system and handheld medical device
Ma et al. Design, teleoperation control and experimental validation of a dexterous robotic flexible endoscope for laparoscopic surgery
JP2001137257A (en) Medical master-slave system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060331

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090407

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090608

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090707

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090729

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120807

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130807

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees