JP2003127085A - Operation manipulator - Google Patents

Operation manipulator

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JP2003127085A
JP2003127085A JP2002176290A JP2002176290A JP2003127085A JP 2003127085 A JP2003127085 A JP 2003127085A JP 2002176290 A JP2002176290 A JP 2002176290A JP 2002176290 A JP2002176290 A JP 2002176290A JP 2003127085 A JP2003127085 A JP 2003127085A
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Japan
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treatment
arm
treatment tool
manipulator
unit
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JP2002176290A
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Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Mizuno
均 水野
Shuichi Takayama
修一 高山
Akio Nakada
明雄 中田
Naoki Uchiyama
直樹 内山
Tatsuya Kubota
達也 久保田
Tatsuya Yamaguchi
達也 山口
Yasuhiro Ueda
康弘 植田
Toshimasa Kawai
利昌 河合
Masahiro Kudo
正宏 工藤
Yutaka Fujisawa
豊 藤澤
Sakae Takehata
栄 竹端
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00147Holding or positioning arrangements
    • A61B1/00149Holding or positioning arrangements using articulated arms

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
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  • Surgical Instruments (AREA)
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  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an operation manipulator having a sterilizable treatment tool. SOLUTION: An end effector 252 is replacably connected to an end effector mounting platform 256a on the tip of an arm 256 of an manipulator 251, wherein electric power for driving a servo motor 253 in the end effector 252 is supplied from a power supply coil 259 for driving the end effector mounting platform 256a of the arm 256 to an attaching/detaching part of the end effector mounting platform 256a and the end effector 252 by means of electromagnetic coupling.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明はロボティックエンド
サージェリー等の様にロボットに装着されて診断・処置
を行なう医療器具に関する。 【0002】 【従来の技術】近時、手術の操作性を高め、機能を拡張
するために、例えばロボティックエンドサージェリー等
のようにロボットに医療器具を装着し、患者の診断・処
置を行うものが考えられている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】この種のものでは体腔
内に挿入される医療器具本体の挿入部、例えば処置具の
先端で組織を把持する把持部に触覚センサを設け、組織
を把持する時に組織の損傷を防止するようにしている。
しかしながら、触覚センサのセンサ自体、または触覚セ
ンサの配線が壊れる等の事態が発生した場合には安全性
を確保できないおそれがある。 【0004】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的は、センサが単一故障を起こしても、安全
性を確保できる医療器具を提供することにある。 【0005】 【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、マニ
ピュレータ本体のアームの先端部に処置ユニット取付け
部を設け、電気駆動要素が内蔵された処置ユニットを前
記処置ユニット取付け部に交換可能に連結させるととも
に、前記処置ユニット取付け部と前記各処置ユニットと
の着脱部に前記処置ユニットの電気駆動要素ヘの駆動用
電力を前記アームから電磁結合によって供給する電力供
給手段を設けたことを特徴とする手術マニピュレータで
ある。 【0006】本請求項1の発明では、電気駆動要素が内
蔵されている処置ユニットがアームに着脱可能となって
おり、電気駆動要素ヘの駆動用電力をアームから電磁結
合によって供給することにより、エネルギー供給手段と
してのケーブルやコネクタなどが不要なため、接続部の
滅菌時の保護対策を行う必要がなくなるようにしたもの
である。 【0007】 【発明の実施の形態】図1(A)乃至図3は医療器具の
一例を示すものである。図2は内視鏡下外科手術用の医
療器具のシステム全体の概略構成を示すものである。図
2中で、1は外部装置の本体である。この外部装置本体
1には支持台2上に光源装置3、カメラコントロールユ
ニット(CCU)4、触覚検出制御部5、駆動制御部
6、吸引・気腹部7がそれぞれ配設されている。ここ
で、駆動制御部6には複数の外部操作部8a,8b,8
cが接続されている。さらに、CCU4にはTVモニタ
9が接続されている。 【0008】また、10は例えば手術室内のベッド11
に装着される医療器具取付け台である。この取付け台1
0には内視鏡12、第1の処置具13、第2の処置具1
4等の各種の医療器具が着脱可能に装着される端子部1
5a,15b,15cが設けられている。 【0009】また、内視鏡12には体内に挿入される挿
入部16と、基端部に連結され、体外に配置される体外
配置部17とが設けられている。さらに、体外配置部1
7にはケーブル18の一端部が連結されている。このケ
ーブル18の他端部はコネクタ19を介して取付け台1
0のコネクタ受けに着脱可能に連結されている。 【0010】また、第1の処置具13には体内に挿入さ
れる挿入部20と、基端部に連結され、体外に配置され
る体外配置部21とが設けられており、体外配置部21
にはケーブル22の一端部が連結され、このケーブル2
2の他端部はコネクタ23を介して取付け台10のコネ
クタ受けに着脱可能に連結されている。 【0011】さらに、第2の処置具14も第1の処置具
13と同様に体内に挿入される挿入部24と、体外に配
置される体外配置部25とが設けられ、体外配置部25
にはケーブル26の一端部が連結され、このケーブル2
6の他端部はコネクタ27を介して取付け台10のコネ
クタ受けに着脱可能に連結される構成になっている。 【0012】また、取付け台10の端末部には外部接続
部28,29が設けられている。これらの外部接続部2
8,29には外部装置本体1側の接続ケーブル30,3
1がそれぞれコネクタ30a,31aを介して着脱可能
に接続されている。 【0013】そして、内視鏡12、第1の処置具13、
第2の処置具14は取付け台10の内部配線および接続
ケーブル30,31を介して外部装置本体1側に接続さ
れており、例えば外部操作部8aによって内視鏡12の
動作が制御され、外部操作部8bによって第1の処置具
13の動作が制御され、外部操作部8cによって第2の
処置具14の動作が制御されるようになっている。さら
に、内視鏡12によって撮影される観察画像はTVモニ
タ9に表示されるようになっている。 【0014】また、図1(A)は第1の処置具13の挿
入部20の先端部を示すものである。この挿入部20に
はシース32と、このシース32の先端開口部から外部
に突出可能に収容される把持具33とが設けられてい
る。この把持具33の先端部には開閉可能な一対の把持
部材34a,34bが設けられている。 【0015】ここで、少なくとも一方の把持部材34a
の内面にはロバスト性を有する触覚センサ35が装着さ
れている。この触覚センサ35には図1(B)に示すセ
ンサアレイである分布型センサユニット36によって形
成されている。このセンサユニット36内には複数のセ
ンサ37が略マトリックス状に縦方向および横方向にそ
れぞれ並設されている。 【0016】また、図3に示すように各センサ37の奇
数行と偶数行をそれぞれ独立の検出回路38によって独
立して検出し、その検出値から、1つセンサ出力を出す
信号処理回路39が設けられている。なお、図3中で、
40は比較回路、41は演算回路である。 【0017】ここで、各センサ37毎の信号はマトリッ
クス状になった各センサ37を順次スイッチングして読
み出すことにより、図1(C)に示す様な時系列で出力
される。 【0018】そして、信号処理回路39では例えば、そ
れぞれ隣り合う2つのセンサ37、例えばC11とC21
ほぼ同じ値であれば、加算して平均を計算する。また、
一方が断線して出力が適正値より外れていた場合には他
方の出力をセンサ出力とする。これらの判断は比較回路
40及び演算回路41によって行なわれる。 【0019】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、内視鏡下外科手術時にはTVモニタ9に表示され
る内視鏡12からの観察画像を目視しながら第1の処置
具13、第2の処置具14が操作される。そして、第1
の処置具13の挿入部20の先端部および第2の処置具
14の挿入部24の先端部が患者の体腔内の患部等の目
的部位の近くまで導かれる。ここで、第1の処置具13
および第2の処置具14がそれぞれ独立に操作され、患
部に対する適正な処置が行なわれる。 【0020】また、第1の処置具13の使用時には外部
操作部8bの操作によって把持具33がシース32の先
端開口部から外部側に突出され、この把持具33の先端
部の把持部材34a,34bが開閉操作される。 【0021】さらに、把持部材34a,34bの閉動作
の途中で、患部等の把持対象組織が把持されると把持部
材34aの内面の触覚センサ35によってその感触がた
だちに検出される。この触覚センサ35の動作時には信
号処理回路39によって1つセンサ出力が出される。す
なわち、触覚センサ35のセンサユニット36内の各セ
ンサ37の奇数行と偶数行がそれぞれ独立の検出回路3
8によって独立して検出され、その検出値から、1つセ
ンサ出力が出される。 【0022】そこで、上記構成のものにあっては触覚セ
ンサ35のセンサユニット36内に複数のセンサ37を
略マトリックス状に縦方向および横方向にそれぞれ並設
し、センサ配線及び検出回路38をそれぞれ独立に設け
るようにしたので、センサユニット36内の複数のセン
サ37の中のどこか1ヶ所が断線、センサ破壊等の故障
を起こしても、確実にセンサ出力が得られる。 【0023】なお、上記例では触覚センサ35のセンサ
ユニット36内の2つのセンサセルより、センサ出力を
得たが、更に多くのセルから1つのセンサ出力を得る構
成にしてもよい。 【0024】また、図4および図5は図1(A)乃至図
3の医療器具の第1の変形例を示すものである。これ
は、図4に示すようにセンサユニット36内に複数のセ
ンサ37をまとめて1つのブロックとしたセンサブロッ
ク51を複数設け、各センサブロック51内のセルとな
る各センサ37の出力を加算して、1つの出力を出す構
成にしたものである。 【0025】図5はその信号処理回路52を示すもので
ある。ここで、53は各センサブロック51内の各セン
サ37の出力を加算して、1つの出力を出す加算回路、
54はこの加算回路53からの出力信号を検出する検出
回路である。 【0026】そこで、上記構成のものにあっては各セン
サブロック51内のセンサ37の数が多ければ、たと
え、1つのセンサ37がこわれても、出力への影響は最
小限に抑えられる。 【0027】また、図6は図1(A)乃至図3の医療器
具の第2の変形例を示すものである。これは、図1
(A)乃至図3の内視鏡下外科手術用の医療器具のシス
テムにおける第1の処置具13のシース32の外表面に
3つのロバスト性を有する分布型の触覚センサ61、6
2、63を設けたものである。 【0028】ここで、第1の触覚センサ61はTVモニ
タ9上に写し出されている範囲に配置されている。ま
た、第2の触覚センサ62は端子部15bより先端側に
配置され、第3の触覚センサ62は端子部15bより根
元側に配置されている。 【0029】そこで、上記構成のものにあっては第2の
触覚センサ62にものが当り、出力が出た場合にはTV
モニタ9上に写し出されていない部分、すなわち観察で
きていない組織または、処置具が第1の処置具13のシ
ース32の外表面に当っていることが検出されるので、
外科手術の操作が中止される。 【0030】また、第3の触覚センサ62に出力が出た
場合には、第1の処置具13のシース32の外表面にお
ける端子部15bより根元側の部分に不潔物が当ったこ
とが考えられることや、他の術者が触ってしまったこと
が考えられる為、やはり操作が中止される。 【0031】また、図6中で、第2の処置具14には挿
入部24の先端側に生体組織を持ち上げる湾曲部64が
配設されている。そして、この湾曲部64の先端側には
第4の触覚センサ65、中間側には第5の触覚センサ6
6、根元側には第6の触覚センサ67がそれぞれ設けら
れている。 【0032】そして、第4〜第6の各触覚センサ65〜
67からの出力状態にもとづいて生体組織の持ち上げ状
況が判断される。ここで、判断の基準となる第4〜第6
の各触覚センサ65〜67からの出力の組合せ状態は次
の表1の通りである。 【0033】 【表1】 【0034】ここで、(1)の場合には湾曲部64で持
ち上げる生体組織が大きくて、持ち上げられていない状
態と判断される。また、(2)の場合には第2の処置具
14の挿入部24の先端が持ち上げる生体組織の反対側
まで突出できていない状態と判断される。(3)の場合
には第2の処置具14の挿入部24の先端の押込みが不
足状態と判断される。(4)の場合には生体組織の持ち
上げがうまくできている状態と判断される。そして、こ
の判断結果により、第1の処置具13の動作が制御され
る。 【0035】なお、これは、第2の処置具14の挿入部
24の湾曲部64で生体組織を持ち上げる場合の例を示
したが、エンドGIA等に設けて、確実にクリップでき
るかどうかの判断に用いても良い。 【0036】また、図7は手術システム全体の概略構成
を示すものである。この手術システムには術中生体画像
3次元シミュレーションシステムと、画面表示による器
具入力システムとが設けられており、これらをリンクさ
せ、同一システム内で作動させるようになっている。 【0037】ここで、術中生体画像3次元シミュレーシ
ョンシステムには術前の生体画像情報を3次元で蓄積
し、モニタ71に表示する手段と、術中の内視鏡画像、
超音波画像を蓄積する手段と、該術前の3次元情報を基
礎として、術中の画像情報をとり込み、生体の弾性係数
を、演算しながら、術中画像情報で得られた部位の情報
と得られていない部分の情報とを該術前に3次元情報で
修正し、これを蓄積し、表示する手段とが設けられてい
る。 【0038】また、画面表示による器具入力システムは
内視鏡画像上、又は、術中生体画像3次元シミュレーシ
ョンシステムに於て、どちらか一方の画像上の臓器を把
持又は圧排している鉗子に対し、モニタ72の画像上
で、別位置に指示すると、鉗子を支えるマニピュレータ
が、自動的に該位置に移動するように臓器を痛めない上
限力量内で、作動する構成になっている。 【0039】そこで、上記構成のものにあっては術中生
体画像3次元シミュレーションシステムによって術前の
生体画像情報(CT、NMR、US断層像)を蓄積し、
術中の対象物からの画像、内視鏡画像を合成して、3次
元のシミュレーション画像を形成し、これをモニタ71
に表示することができる。 【0040】そのため、術前のCT、NMR、又は超音
波診断情報を得て、これをガイドに、術中の穿刺等に用
いる従来技術のように対象臓器が脳のように比較的動か
ないものであれば有効であるが、腹部臓器など、術中の
操作により、動くものについては、不適となるおそれが
なく、術中の操作により、動くものについても良好な処
置を行なうことができる。 【0041】また、内視鏡画像上、又は、シミュレーシ
ョン画像で鉗子等で臓器をある位置から別の位置に圧排
したい時、画像上で圧排後の臓器位置を指示すると、自
動的に圧排することができる。そのため、体腔内の一部
を手術している途中で、体腔内の器具の位置や、臓器の
位置を確認する等の必要が生じた際に、現状の内視鏡外
科手術のように内視鏡の位置を変えて、視野を変換する
等の措置が不要となり、内視鏡下の手術の能率化を図る
ことができる。 【0042】また、図8(A)は体腔内手術を遠隔操作
で行う体腔内手術用マニピュレータである多関節マニピ
ュレータ81を示すものである。この多関節マニピュレ
ータ81には体内に挿入される挿入部82の先端部には
先端側に配置された第1の湾曲部83と、この第1の湾
曲部83の後端部に連結された第2の湾曲部84とが設
けられている。 【0043】さらに、挿入部82の基端部85には第1
の湾曲部83および第2の湾曲部84の駆動装置86が
設けられている。なお、第1の湾曲部83および第2の
湾曲部84の駆動装置86は略同一構成であるので、図
8(A)には第2の湾曲部84の駆動装置86のみを示
す。 【0044】この駆動装置86には第2の湾曲部84の
一対のアングルワイヤ87,88を牽引操作する牽引機
構89の駆動モータ90が設けられている。さらに、ア
ングルワイヤ87,88の途中にはコンプライアンス設
定部91がそれぞれ設けられている。 【0045】図8(B)はこのコンプライアンス設定部
91の概略構成を示すものである。このコンプライアン
ス設定部91にはシリンダ92と、このシリンダ92内
に配設されたピストン93とが設けられている。そし
て、このピストン93のピストンロッド94が各アング
ルワイヤ87,88の途中に介設されている。 【0046】さらに、シリンダ92内にはコイルばね9
5が配設されている。また、シリンダ92の一端部側外
周面に突設された管路連結部96には連結管路97の一
端部が連結されている。この連結管路97の他端部はポ
ンプ98に連結されている。 【0047】そして、ポンプ98によってコンプライア
ンス設定部91のシリンダ92内の液圧を変えることで
ワイヤ87,88牽引時のコンプライアンスをコントロ
ールできる。 【0048】例えば、第2の湾曲部84の湾曲操作時に
挿入部82の先端部が体腔壁に接触した場合のようにワ
イヤ87,88の牽引時に過度の力を与えたくない場合
には、あらかじめシリンダ92内の圧を下げ、コイルば
ね95のばね弾性でワイヤ87,88の張力を逃がす。 【0049】また、逆に、ワイヤ87,88の牽引時に
力を与えたい場合は、シリンダ92内の圧を上げる。な
お、図8(B)ではピストン93の左側にのみコイルば
ね95を配設しているが両側に配設してもよい。 【0050】そこで、上記構成のものにあってはポンプ
98によってコンプライアンス設定部91のシリンダ9
2内の液圧を変えることでワイヤ87,88牽引時のコ
ンプライアンスをコントロールできるので、マニピュレ
ータ81に格別に触覚センサを設けることなく生体への
安全性の向上を図ることができる。 【0051】また、図9(A),(B)は上記ワイヤ駆
動式の駆動装置86を屈曲型マニピュレータ101に適
用した例を示すものである。ここで、屈曲型マニピュレ
ータ101を患部組織Hまでアプローチする時には図9
(A)に示すように各関節用のアングルワイヤ87,8
8に弾性をもたせ柔軟とする。そして、患部組織Hの処
置作業時には図9(B)に示すように屈曲型マニピュレ
ータ101の手元側の関節部分101aの弾性を下げて
硬度を上げ、先端作業用関節101bは弾性を上げてお
くようにしている。 【0052】さらに、図10は図8(B)とは異なる構
成のコンプライアンス設定部102を示すものである。
このコンプライアンス設定部102には各アングルワイ
ヤ87,88の途中に介設されたSMAコイル103の
温度変化により、ばね弾性をコントロールする通電制御
部104が設けられている。 【0053】また、図11は図10はとは異なる構成の
コンプライアンス設定部111を示すものである。これ
は、各アングルワイヤ87,88の途中に大径プーリ1
12および2つの小径プーリ113,114を介設し、
小径プーリ113,114間に配設された大径プーリ1
12の支軸部にSMAコイル115の一端を連結し、こ
のSMAコイル115の他端を適宜の固定部に固定した
ものである。この場合もSMAコイル115の温度変化
により、ばね弾性をコントロールする通電制御部116
が設けられている。 【0054】また、図12は図11のコンプライアンス
設定部111の変形例を示すものである。これは、図1
1のSMAコイル115をコイルばね121によって形
成するとともに、大径プーリ112を接離可能に吸着す
る電磁チャック122を設けたものである。 【0055】ここで、電磁チャック122のOFF時に
はプーリ112に接続したばね121の弾性によりアン
グルワイヤ87,88の張力がゆるめられる。また、電
磁チャック122のON時にはプーリ112が吸着固定
され、アングルワイヤ87,88の張力が直接かかる。 【0056】また、図14および図15は安全機構付き
処置ロボット131を示すものである。この処置ロボッ
ト131には多関節型マニピュレータ132が設けられ
ている。このマニピュレータ132には複数のアーム部
133がそれぞれ関節部134を介して回動可能に連結
されている。 【0057】この場合、アーム部133の関節部134
の内部には関節回転用モータ135が配置されている。
さらに、各アーム部133のモータ135はケーブル1
36を介してコントローラ137に接続されている。 【0058】また、最先端のアーム部133の先端部に
は処置具支持部材138が配設されている。この処置具
支持部材138はアーム部133の先端部に固定された
電磁石139によって離脱可能に吸着されている。この
電磁石139はケーブル140を介してコントローラ1
37に接続されている。 【0059】さらに、処置具支持部材138にはねじ部
材によって処置具141が着脱可能に取付けられてい
る。この処置具141の駆動装置142はケーブル14
3を介してコントローラ137に接続されている。 【0060】また、処置具141はトラカール144を
通じて体内へ挿入されている。このトラカール144の
基端部には図15に示すように略箱型の処置具受け部材
145が固定されている。この処置具受け部材145の
軸心部にはトラカール144に連通する処置具141の
挿通孔が形成されている。 【0061】さらに、この処置具受け部材145の内部
には内箱146が図15中で上下方向に摺動可能に装着
されている。この場合、処置具受け部材145の内底部
には内箱146を図15中で上方向に押圧する状態に付
勢するばね部材147が配設されている。なお、内箱1
46の軸心部には処置具141の挿通孔が形成されてい
る。 【0062】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、マニピュレータ132の各アーム部133の動作
時にはこのアーム部133の動きに連動して処置具支持
部材138および処置具141が動作する。このとき、
あらかじめコントローラ137に設定しておいた値の電
流が電磁石139に通電され、処置具支持部材138は
所定の吸着力でアーム部133の電磁石139に吸着さ
れている。 【0063】そして、処置具141が体内へ深く挿入さ
れてゆく場合には、処置具141の挿入動作にともない
処置具受け部材145の内部の内箱146がばね部材1
47のばね力に抗して処置具受け部材145の内底部側
に押し込み操作される。 【0064】ここで、処置具141が生体組織Hに接触
した際に、処置具141が組織Hから受ける反力がしき
い値を超え、処置具支持部材138のアーム部133に
対するすべり力が上記電磁石139の電磁力を上回る場
合には処置具支持部材138とアーム部133との間が
分離する。このとき、処置具141を体内に挿入したこ
とにより縮んでいたばね部材147の復元力により、処
置具受け部材145の内部の内箱146が上方へ押出さ
れる。そのため、処置具141も上へ押出されるので、
生体組織Hに過大な力がかかることが防止される。 【0065】そこで、上記構成のものにあっては生体組
織Hと処置具141との間に働く圧力値が異常に高くな
ると、処置具支持部材138とアーム部133との間が
分離したのち、ばね部材147の復元力により、処置具
受け部材145の内部の内箱146が上方へ押出され、
処置具141も上へ押出されて生体組織から離脱するの
で、術者が誤って、処置具141から生体組織Hに強い
力を与えるおそれがなく、処置の安全性を高めることが
できる。 【0066】また、使用後は、ねじ部材を取外すことに
より、処置具支持部材138から処置具141を簡単に
分離することができるので、処置具141のみを消毒・
減菌することができ、処置具141の消毒・減菌が容易
となる。 【0067】また、図16は図14の処置ロボットの変
形例を示すものである。これは、処置具支持部材138
とアーム部133との間を固定状態で接続するととも
に、処置具支持部材138における処置具受け部材14
5の内箱146と接触する下面と側面に圧力センサ15
1を接着し、かつこの圧力センサ151のセンサ出力線
をアーム部133の内部を通り、定電流回路152と接
続し、さらにそのセンサ出力をコントローラ137に入
力させるようにしたものである。 【0068】そこで、上記構成のものにあってはマニピ
ュレータ132の動作によって処置具141が、生体内
へ深く挿入されていく動作中に、処置具支持部材138
の下面と側面の圧力センサ151が処置具受け部材14
5の内部の内箱146に接触することにより、上記セン
サ出力がコントローラ137へ送られる。 【0069】ここで、あらかじめ、コントローラ137
にセンサ出力の上限値を設定しておくことにより、上記
センサ出力値が上限値を超えるような、強い圧力が、処
置具141から生体へ加えられた場合、コントローラ1
37によって駆動装置142の電源がOFFになり、ア
ーム部133の動きが止まるので、縮んだばね部材14
7が自然長に復元する力が内箱146に働き、この内箱
146が上へ押出されることにより、処置具141も上
へ押出され、生体組織Hに過大な圧力がかかることを防
止できる。 【0070】また、処置具141から生体組織Hへ、水
平方向の過大な圧力が加わる状態も処置具支持部材13
8の側面の圧力センサ151により、検出される。その
ため、この場合も水平方向の過大な圧力が加わる状態が
圧力センサ151により、検出された時点で、駆動装置
142の電源がOFFになり、アーム部133の動きが
止まるので、同様に処置具141も上へ押出され、生体
組織Hに過大な圧力がかかることを防止できる。したが
って、水平方向に過大な圧力が加わることで起こる生体
組織Hの挫滅・穿孔などの危険性も回避できる。 【0071】また、図17(A)は糸の張力を検出する
ことで、生体組織へのダメージを防止するようにマニピ
ュレータを制御する手段を有する張力検出機構付き手術
装置161の全体の概略構成を示すものである。 【0072】この手術装置161には多関節型マニピュ
レータ162が設けられている。このマニピュレータ1
62には複数のアーム部163が設けられている。各ア
ーム部163には関節と、その回転機構とが設けられて
いる。 【0073】また、最先端のアーム部163の先端部に
は一対の処置具164の基端部が連結されている。各処
置具164の先端部には生体組織または医用器具を把持
する開閉可能な把持部165が設けられている。この場
合、アーム部163の先端部には図示しない処置具回転
機構が設けられているとともに、各処置具164の先端
部には図示しない把持部開閉機構が設けられている。さ
らに、マニピュレータ162には各アーム部163と処
置具164の動きを制御するロボット駆動制御装置16
6が接続されている。 【0074】また、一方の把持部165の内面には先端
部側に糸挿通口165aが形成され、この把持部165
の内部には糸挿通口165aに連通させた糸挿通路16
5bが処置具164との連結部側に向けて延設されてい
る。この処置具164の内部には図17(B)に示すよ
うに軸心方向に沿って延出される糸挿通用の空洞167
aが設けられている。この空洞167aの基端部には糸
巻き収納室167bが形成されている。 【0075】さらに、処置具164の把持部165が縫
合針176を把持した状態で、把持部165の糸挿通口
165aから糸挿通路165bを通り、処置具164の
空洞167aに縫合針176から導かれる糸177が収
納される。また、糸巻き収納室167b内にはこの糸1
77を巻くための糸巻き168が配設されている。 【0076】この糸巻き168は中心の棒169と、そ
のまわりの筒170とによって構成されている。さら
に、アーム部163の先端部には糸巻き収納室167b
内に連通する凹陥部171が形成されている。 【0077】この凹陥部171の内底部の隔壁172外
面にはフック173が取り付けられている。そして、こ
のフック173と、糸巻き168の中心の棒169との
間は張り糸174によって接続されている。 【0078】さらに、隔壁172の内面には歪みゲージ
175が接着されている。このゲージ175からのゲー
ジ出力線はアーム部163の内部を通って定電流回路1
79に接続されている。この回路179には糸巻きロッ
クスイッチ178が接続され、このスイッチ178は糸
巻き168の中心棒169に取り付けられた糸巻きロッ
ク機構180と接続されている。 【0079】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、処置具164の把持部165が針176を把持し
て縫合を始める時、糸巻きロックスイッチ178がOF
Fになっている。そのため、糸巻き168は回転し、糸
177が組織中の縫合部位へ到達するまで糸177が伸
びてゆく。 【0080】また、縫い目を締めて、糸を結び、縫合作
業を終える時は糸巻きロックスイッチ178をONに
し、糸177にテンションをかけることによって縫合が
終了する。 【0081】ここで、縫合作業の途中に目的以外の組織
などに糸177がからまってしまった場合、糸177に
テンションをかけると、糸177に異常な張力が加わる
ことになる。このとき、糸巻き168の中心の棒169
が糸177に引っ張られるため、この棒169に接続さ
れている張り糸174によってフック173が引っ張ら
れる。そのため、隔壁172がたわむので、これに接着
されている歪ゲージ175の変形から、定電流回路17
9によりゲージ出力がとり出される。 【0082】ここで、あからじめ糸巻きロックスイッチ
178にゲージ出力の上限値を設定しておけば、この上
限値を超えるような異常に強い張力が糸177に加わ
り、生体組織へのダメージを与える危険性のある時に
は、このスイッチ178がOFFとなり、糸巻き168
が回転するので、糸177はフリーの状態に戻る。 【0083】そこで、上記構成のものにあっては内部に
糸177を収納する空洞167aを有する処置具164
を設けたので、糸177のからみつきが少なくなる。さ
らに、この糸177の張力を歪みゲージ175によって
検出するとともに、この検出値からマニピュレータ16
2の動きを制御するようにしたので、糸177の張力に
よる生体組織のダメージ発生の危険性が防止できる。 【0084】また、図18(A)は図17(A)の手術
装置の変形例を示すものである。ここでは、図18
(B)に示すように一方の把持部165の内面における
基端部側に第2の開口部181が形成され、処置具16
4の内部に形成された空洞167aの先端部がこの第2
の開口部181に連通されている。さらに、他方の把持
部165の内面には第2の開口部181と対応する位置
に刃182が突設されている。 【0085】次に、上記構成の作用について説明する。
血管等の結紮の際、図18(A)に示すように片方の処
置具164の内部の糸巻き168でロックされた糸17
7を、他方の処置具164の把持部165で把持して、
糸177にテンションをかけながら、結紮動作を行う。 【0086】そして、最後、結紮が終わると、糸177
を切る必要があるので、あらかじめロボット駆動制御装
置166に歪みゲージ出力値を設定しておき、この値を
超えるような強い張力を糸177に加えると、ロボット
駆動制御装置166が、把持部165を閉じるように作
動し、刃182が把持部165と一緒に下へ動く。この
とき、糸177は強いテンションがかけられているの
で、第2の開口部181の上面に位置している。そのた
め、把持部165が全閉された状態で刃182が第2の
開口部181を通って糸177に接触するので、糸17
7が切れる。 【0087】また、目的外の組織などに糸177がから
みつき、糸177の張力が異常に強くなった場合には、
図17(A)の場合と同様に、ゲージ出力を取り出し、
ロボット駆動制御装置166に上限値を設定しておけ
ば、上記の機構により、糸177が切れ、組織へのダメ
ージを防止できる。 【0088】したがって、上記構成のものにあっては、
把持部165が全閉された状態で刃182によって糸1
77を切ることができるので、糸177がからみついた
場合の縫い直しが容易にできる。 【0089】また、図19は患者の体位変換を検知する
ことで、生体組織への危険を防止させる機構を有する体
位変換検知手段付き手術装置191を示すものである。
この手術装置191には複数の関節を備えたマニピュレ
ータ192が設けられている。このマニピュレータ19
2には複数のアーム部193が設けられている。このア
ーム部193には関節と、その関節の内部に回転用もし
くは処置具把持部の開閉用のモータ194とが設けられ
ている。 【0090】また、最先端のアーム部193の先端部に
は処置具195の基端部が取付けられている。この処置
具195は患者の皮膚に穴をあけてはめ込まれたトラカ
ール196の中に挿入されている。このトラカール19
6の外周壁面には圧電フィルム197が一周巻き付けら
れて接着されている。 【0091】このフィルム197は増幅回路198を介
して手術装置191の制御回路199に接続されてい
る。この制御回路199にはモータ194および駆動装
置200が接続されている。 【0092】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、手術中、術者が患者の体位を変換させる時には、
初めの一瞬、トラカール196に生体の皮膚からの圧力
が加わる。このとき、トラカール196の外周壁面の皮
膚と接触する部分の圧電フィルム197により上記圧力
が検出されると、図20に示すようなパルス電圧が発生
する。 【0093】このパルス電圧は増幅回路198により増
幅された状態で、制御回路199に送信される。このパ
ルス電圧の入力時には制御回路199からモータ194
の電源をOFFにする信号がモータ194に送られ、ア
ーム部193の関節がフリー状態に切換えられる。 【0094】これにより、患者の体位を変えている最中
ではアーム部193は関節がフリー状態で保持され、ト
ラカール196の動きと連動して動くので、生体へのダ
メージがない。 【0095】また、患者が所望の体位に変えられて、体
位の変換動作を終える時には、またトラカール196に
患者の皮膚からの圧力が加わるので、このときの圧電フ
ィルム197からの出力パルスを上記と同様にして、制
御回路199に送信するとモータ194の電源をONに
する信号がモータ194に送られる。そのため、一旦フ
リーになったアーム部193を再度固定することができ
るので、術者は再度所望の位置で手術を行なうことがで
きる。 【0096】そこで、上記構成のものにあっては患者の
体に挿入されるトラカール196に設けられた圧電フィ
ルム197で検知された出力を利用して、マニピュレー
タ192の状態を制御することができるので、患者の体
位変えながら行う手術が、スピーディーに行なえ、ま
た、生体組織のダメージを防止できる。そのため、患者
の体位を変換しても、トラカールの圧力による生体への
ダメージを防止することができる。 【0097】また、図21は図19の手術装置191の
変形例を示すものである。これは、トラカール196の
外周壁面に巻きつけられて接着された圧電フィルム19
7に増幅回路198、ブザースイッチ201を介してブ
ザー200を接続したものである。 【0098】そして、この場合には術者が患者の体位を
変換させずに、一定の位置で手術を行っている最中に、
万一患者の体が僅かに動いたり、または、術者が誤って
患者の体に接触したり、マニピュレータ192のアーム
部193が誤動作をしたとき、圧電フィルム197には
患者の皮膚から僅かな圧力が働くので、このフィルム1
97の電圧出力パルスを増幅回路198により増幅し、
ブザースイッチ201に送ると、パルスの発生時間だけ
ONになり、ブザー202の音が鳴り、術者に警告を促
すことができる。なお、上記パルスの大きさによってこ
のブザー202の音量も上下する。 【0099】そこで、上記構成のものにあってはブザー
202によって発生させた音を聞き取ることにより、患
者の体位が僅かでも変化したことが術者にすぐわかる。
また、その音の大きさにより、急激な変化かどうかを判
別でき、生体組織へのダメージを防止せさる一つの目安
となる。 【0100】また、図22は故障時に生体組織に対する
接触状態を容易に解除することが可能な手術用マニピュ
レータ211を示すものである。この手術用マニピュレ
ータ211には多関節からなるアーム212が設けられ
ている。 【0101】このアーム212の先端部には処置具駆動
ユニット213が取付けられている。この処置具駆動ユ
ニット213には体内に挿入される挿入部214が連結
されている。この挿入部214の先端部には湾曲部21
5を介して処置部216が連結されている。この処置部
216には例えば持針器、生体組織を採取する生検鉗
子、あるいは生体組織の把持を行う把持鉗子等がある。 【0102】また、駆動ユニット213には処置部21
6および湾曲部215を動作させるアクチュエータが内
蔵されている。このアクチュエータの動作は、例えばワ
イヤ、ロッド等の機械的伝達要素218により、処置部
216および湾曲部215に伝達されるが、固定ねじ2
17をゆるめると、図23(A)のように挿入部214
と一緒に機械的伝達要素218も分離される構造となっ
ている。なお、アーム212及び処置部216はアーム
212内に内蔵されたアクチュエータにより駆動され、
その位置、速度がコンピュータにより制御される。 【0103】そこで、上記構成のものにあっては、手術
用マニピュレータ211に挿入部216とアーム212
側の処置具駆動ユニット213とを機械的に分離する固
定ねじ217を設けたので、コンピュータ、アクチュエ
ータの故障あるいは、停電等により、手術中に、マニピ
ュレータ211が動作しなくなった場合には、固定ねじ
217をゆるめることにより、挿入部214を分離し、
図23(B)に示すように挿入部214を体外へ、取り
出すことが可能である。 【0104】この際、処置部216及び湾曲部215は
アクチュエータから分離されているため、機械的に動作
自由の状態となり、取り出すのに都合の良い、一直線の
形状にすることができる。 【0105】また、図24(A)は図22の手術用マニ
ピュレータ211の変形例を示すものである。これは、
マニピュレータ211のアーム212の先端部に駆動ユ
ニット取付け部221を設け、この駆動ユニット取付け
部221に処置具駆動ユニット213を着脱可能に連結
したものである。 【0106】この場合、駆動ユニット取付け部221に
おける駆動ユニット213の結合部222にはアクチュ
エータの電気信号を接続するコネクタ部223と、一対
のねじ挿通孔224と、一対の位置決めのピン225と
が設けられている。 【0107】さらに、処置具駆動ユニット213におけ
るアーム212との結合部213aにはアーム212側
のコネクタ部223に着脱可能に連結されるコネクタ部
227と、アーム212側の位置決めピン225が挿入
される一対のピン挿通孔226と、一対のねじ穴228
とが設けられている。 【0108】そして、処置具駆動ユニット213の結合
部213aとアーム212側の結合部222との間の連
結時にはアーム212側のコネクタ部223と駆動ユニ
ット213側のコネクタ部227との間が連結されると
ともに、位置決めピン225がピン挿通孔226に挿入
された状態で、固定ねじ229がねじ挿通孔224を介
してねじ穴228に螺着されるようになっている。 【0109】また、駆動ユニット213は固定ねじ22
9を外すと、アーム212側から分離されるので、故障
等でマニピュレータ211が動作しなくなった場合には
アーム212側から駆動ユニット213を分離させるこ
とにより、挿入部214を体外へ取り出すことが可能で
ある。 【0110】また、図25(A)〜(D)および図26
(A),(B)はマニピュレータ211のアーム212
の先端部に対し、少なくとも2種類以上の処置ユニット
231,232を交換可能に連結させたものである。 【0111】ここで、処置ユニットは処置の目的に応じ
て図25(B)に示す持針器231、図25(C)に示
す把持鉗子232等の形状の異なるものがあるが、結合
部213aが共通なため、アーム212に対し、交換可
能となっている。なお、把持鉗子232には挿入部23
3の先端部に開閉可能な把持部234が設けられてい
る。 【0112】さらに、コネクタ部223,227にはモ
ータ242の駆動制御回路243の接続ライン用端子2
44,245と、処置ユニット231,232の種別の
判別ラインの端子246がある。 【0113】ここで、処置ユニット231,232側の
判別端子246はVCCと、AD1〜nのどれかと短絡
されており、短絡する組み合わせを処置ユニット23
1,232の種別ごとに割り当てられている。また、マ
ニピュレータ211の制御部241には短絡された判別
ラインを検出するフォトカプラ247などからなる検出
回路248が設けられている。 【0114】このため、処置ユニット231または23
2のコネクタ部227をマニピュレータ211側のコネ
クタ部223に接続すると、処置ユニット231または
232の種別が認識できる。 【0115】そこで、上記構成のものにあっては処置ユ
ニット231,232の種別を認識することができるの
で、各処置ユニット231,232の関節数、長さ、関
節のストローク、最大速度、駆動機構の速比等の制御に
要する情報を予めマニピュレータ制御装置241内で記
憶されたデータの中から選び出すことが可能となる。そ
のため、手術を1台のマニピュレータ211によって行
う場合に、処置の内容に応じてマニピュレータ211の
先端の処置ユニット231,232を適宜交換できるの
で、複数の処置を1台で行うことができる。 【0116】また、図27は本発明の第1の実施の形態
の医療用ロボットマニピュレータ(マニピュレータ本
体)251を示すものである。このマニピュレータ25
1には電気駆動要素が内蔵され、患者体腔内で観察・処
置を行う為のエンドエフェクタ(処置ユニット)252
が着脱可能に取付けられている。このエンドエフェクタ
252には患者体腔内に挿入される挿入部254が設け
られており、この挿入部254の先端部には湾曲部25
5が設けられている。そして、このエンドエフェクタ2
52の内部には図29に示す駆動要素としてのサーボモ
ータ253が内蔵されており、このサーボモータ253
を駆動する事によって図27中に点線で示す様に先端の
湾曲部255が湾曲する様になっている。 【0117】また、マニピュレータ251には空間的
に、エンドエフェクタ252を所望の位置に位置決めす
る為のアーム256が設けられている。このアーム25
6の先端部には図28に示すようにエンドエフェクタ2
52の取付け台(処置ユニット取付け部)256aが設
けられている。そして、アーム256の取付け台256
aにエンドエフェクタ252が取り外し可能に取付けら
れている。 【0118】このアーム256には各関節に図示しない
駆動用のサーボモータが内蔵されている。これらのサー
ボモータはエンドエフェクタ252、アーム256の駆
動用モータを制御する為の制御装置257に接続されて
いる。そして、この制御装置257によって、所望のア
ーム256の動作、エンドエフェクタ252の動作を行
う事ができる。 【0119】また、258は入力手段であり、操作者の
入力情報を制御装置257に伝達し、それによって、先
端エンドエフェクタ252、アーム256を操作者によ
って所望の動作をさせる事ができる。なお、この入力装
置については、例えば、ジョイスティックや産業用ロボ
ットで利用されているティーチングペンダント等でも構
わない。 【0120】また、図29はエンドエフェクタ252と
アーム256との間の駆動用電力供給部を示すものであ
る。この場合、アーム256のエンドエフェクタ取付け
台256aには駆動用電力供給コイル(電力供給手段)
259が配設され、エンドエフェクタ252にはサーボ
モータ253に接続されたコイル(電力供給手段)26
0がコイル259と対応する位置に配置されている。 【0121】そして、制御装置257から出力されるサ
ーボモータ253駆動用電力を、アーム256からエン
ドエフェクタ252に電磁結合によって供給することが
できるようになっている。 【0122】ところで、医療用ロボットを使用し、体腔
内観察、処置を行った後、エンドエフェクタ252は体
腔内に挿入される事から、減菌・消毒を行わなければな
らない事がある。そこで、上記構成によって、先端エン
ドエフェクタ252を取り外し可能になっている為、そ
の部分が減菌可能となる。 【0123】しかも、コイル259,260による電磁
結合でエネルギーを先端エンドエフェクタ252内のサ
ーボモータ253に供給し、これを駆動する構造になっ
ている為、取り外しの為にエネルギー供給手段としての
導線及びそれを接続するコネクタ等が不要となり、接続
部の減菌時の保護対策を行う必要がなくなる。 【0124】また、電磁結合によるエネルギ供給方式で
あるので、絶縁トランスと同様の機能をするため、患者
漏れ電流による電撃の恐れもなくなる。そのため、減菌
対策および電撃対策が可能となり、衛生的にも電気的に
も安全な医療用ロボットが実現できる。 【0125】また、図30はエンドエフェクタ252と
アーム256との間の駆動用電力供給部の変形例を示す
ものである。これは、アーム256のエンドエフェクタ
取付け台256aの内部に一対の電極261、262を
配設するとともに、エンドエフェクタ252の内部にこ
れらの電極261、262にそれぞれ対向配置させた一
対の電極263、264を配設したものである。 【0126】これによって、そこの部分で、電気的容量
結合が実現され、その部分に交流を流す事によって、エ
ンドエフェクタ252の内部のサーボモータ253に電
力を供給する事が可能となる。 【0127】そこで、上記構成のものにあってもエンド
エフェクタ252とアーム256との間の接続部の減菌
保護対策を不要として、かつ、人体に流れやすい直流分
の電力をカットする構成になっているため、電撃の恐れ
が少なくなる。これによって、減菌対策および電撃対策
が可能となり、衛生的にも電気的にも安全な医療用ロボ
ットが実現できる。 【0128】また、図31は術中に停電になっても、診
断処置を続行する事を可能にする医療用ロボットマニピ
ュレータ256のシステムを示すものである。これは、
制御装置257内にバッテリ部272を内蔵させ、制御
装置257が通常の電源コンセント(以下メイン電源と
する)271からの供給電力によって作動している時に
は、機能しないが、ひとたび、メイン電源271が供給
されなくなると、バッテリ部272が機能する様にした
ものである。 【0129】また、図32はメイン電源271とバッテ
リ部272との接続回路を示すものである。ここで、2
73は電位差検出回路からなる電源検出手段であり、メ
イン電源271から電力が供給されているかどうかを検
知する為のものである。また、274は電源検出手段2
73からの検知情報によって予め充電されているバッテ
リ部272からの電源によってマニピュレータ256を
制御するかを判断する為の制御回路である。さらに、2
75は制御回路274の指令によってメイン電源271
とバッテリ部272との切り換えを行う為の切り換え手
段である。 【0130】上記構成において、術中にメイン電源27
1からの電源が停電により供給されなくなった時、バッ
テリ部272内の電源検出手段273から制御回路27
4に停電である事を知らせる電気信号が出力され、それ
によって制御回路274は切り換え手段275に切り換
え信号を送り、それによってマニピュレータ制御装置2
57にバッテリ部272からの電源が供給される様にな
る。 【0131】また、メイン電源271が停電から回復し
た時は、バッテリ部272内の電源検出手段273から
回復信号が制御回路274に出力され、制御回路274
から電源切り換え手段275がメイン電源271に切り
替わる。 【0132】これによって、停電が回復したら、すぐに
バッテリ部272の駆動を止め、バッテリ部272のエ
ネルギを無駄なく利用することができる。そのため、術
中の停電が生じても電力を供給する事が可能となり、手
術を継続的に行う事が可能となる。 【0133】また、図33(A)は術者にとって重要な
視野の自動的な提供およびスコープ保持の省力化が可能
な処置具追従型スコープ281を示すものである。ここ
で、282は処置具、283はこの処置具282の先端
部の処置部である。さらに、この処置具282には位置
・姿勢検出用の可動コイル284が取り付けられてい
る。 【0134】また、285は垂直多関節型6自由度ロボ
ットである。この垂直多関節型6自由度ロボット285
のアームの先端にはスコープ292および撮像部293
が取り付けられている。 【0135】さらに、垂直多関節型6自由度ロボット2
85のアームには6つの関節286〜291が設けられ
ている。そして、スコープ292の位置及び姿勢は、ロ
ボット285の各関節286〜291の角度から得られ
る。また、処置具282の位置・姿勢検出の基準となる
固定発信器294はロボット285との相対位置関係が
定められた場所に設けられている。 【0136】また、図33(B)は処置具追従型スコー
プ281の処理回路を示すものである。ここで、295
は処置具282の位置・姿勢検出装置、296は先端部
の処置部283の位置を算出する先端部位置算出部、2
97はロボットの各軸の回転角算出部、298はモニタ
ドライバーである。この場合、位置・姿勢検出装置29
5には可動コイル284、固定発信器294がそれぞれ
接続されている。 【0137】次に、上記構成の作用について説明する。
3個のコイルからなる可動コイル284と、同じく3個
のコイルからなる固定発信器294を用いて、電磁誘導
を用いて固定発信器294に対する可動コイル284の
相対的な位置および姿勢を求める方法は、特願平3−2
35019号に開示されているように公知である。この
方法を用いて、固定発信器294に対する可動コイル2
84の相対的な位置関係を求められる。 【0138】また、可動コイル284の処置具282へ
の取り付け位置・方向は既知であるから、可動コイル2
84から処置具282の先端の処置部283への長さL
を用いれば、処置具282の先端部の位置が求められ
る。 【0139】さらに、ロボット285と、固定発信器2
94の関係も既知であるから、ロボット285に対する
処置具282の先端の位置および処置具282の方向が
求められる。 【0140】そのため、スコープ292の軸心の延長上
の直線上に処置具282の先端部が通るように、ロボッ
ト285の各軸の回転角を制御することによってスコー
プ292の画像中央に常に処置具282の先端を捉える
ことができる。 【0141】そこで、上記構成のものにあってはロボッ
ト285の各軸の回転角を、処置具282の先端とスコ
ープ292の先端の距離が一定であるという拘束条件を
付加して決定すると、倍率が常に一定の画像が得られ
る。また、スコープ292の軸が指定された空間上の一
点を常に通るような拘束条件を付加することによって、
内視鏡下手術におけるトラカールの使用時にトラカール
部位を余り動かさないようにできる。 【0142】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
変形実施できることは勿論である。 【0143】 【発明の効果】本発明によれば複数のセンサを備えた分
布型センサユニットを体腔内に挿入される医療器具本体
の挿入部に設け、このセンサユニットから出力される複
数のセンサ出力に基づいて医療器具本体を制御する制御
手段を設けたので、センサが単一故障を起こしても、安
全性を確保することができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a robotic end.
Diagnosis and treatment mounted on a robot like a surgery
To a medical device that performs 2. Description of the Related Art Recently, operability of surgery has been improved and functions have been expanded.
For example, robotic end surgery
A medical device is attached to the robot as shown in
It is thought that something to do the replacement. [0003] This kind of body cavity
The insertion part of the medical device body inserted into the
A tactile sensor is provided on the gripper that grips tissue at the tip,
In order to prevent tissue damage when grasping.
However, the tactile sensor itself or the tactile sensor
Safety in the event that the sensor wiring is broken
May not be secured. [0004] The present invention has been made in view of the above circumstances
The goal is to ensure that a single failure of the sensor
An object of the present invention is to provide a medical device capable of ensuring the performance. [0005] The invention according to claim 1 is characterized in that
Treatment unit attached to the end of the arm of the purator body
And a treatment unit with a built-in electric drive element
Replaceable connection with the treatment unit mounting part
The treatment unit mounting portion and each of the treatment units
For driving the treatment unit to the electric drive element
An electric power supply for supplying electric power from the arm by electromagnetic coupling.
Surgical manipulator characterized by providing feeding means
is there. According to the first aspect of the present invention, the electric drive element includes
The stored treatment unit can be attached to and detached from the arm
The drive power to the electric drive element is electromagnetically coupled from the arm.
Energy supply means
Cables and connectors are not required,
No need to take protective measures during sterilization
It is. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIGS. 1A to 3 show medical instruments.
An example is shown. FIG. 2 shows a doctor for endoscopic surgery.
1 shows a schematic configuration of the entire medical instrument system. Figure
In 2, 1 is a main body of the external device. This external device body
1 includes a light source device 3 and a camera control unit on a support base 2.
Knit (CCU) 4, tactile detection control unit 5, drive control unit
6, a suction / insufflation part 7 is provided. here
The drive control unit 6 includes a plurality of external operation units 8a, 8b, 8
c is connected. In addition, CCU4 has a TV monitor
9 is connected. Reference numeral 10 denotes a bed 11 in an operating room, for example.
It is a medical device mounting base to be attached to the device. This mounting base 1
0 denotes the endoscope 12, the first treatment tool 13, and the second treatment tool 1.
Terminal part 1 to which various medical instruments such as 4 are detachably attached
5a, 15b and 15c are provided. An endoscope 12 is inserted into the body.
External part which is connected to the entrance part 16 and the base end part and is arranged outside the body
An arrangement unit 17 is provided. In addition, extracorporeal placement unit 1
One end of a cable 18 is connected to 7. This
The other end of the cable 18 is connected to the mounting base 1 via a connector 19.
0 is detachably connected to the connector receiver of No. 0. The first treatment instrument 13 is inserted into the body.
Insertion part 20 to be connected to the base end,
And the extracorporeal arrangement portion 21 is provided.
Is connected to one end of a cable 22.
2 is connected to the mounting base 10 via a connector 23.
It is detachably connected to the receptacle. Further, the second treatment tool 14 is also a first treatment tool.
13 and an insertion portion 24 to be inserted into the body,
And an extracorporeal arrangement part 25 to be placed is provided.
Is connected to one end of a cable 26.
6 is connected to the mounting base 10 via a connector 27.
It is configured so as to be detachably connected to the container receiver. The terminal of the mounting base 10 is connected to an external device.
Parts 28 and 29 are provided. These external connections 2
8 and 29 are connection cables 30 and 3 on the external device body 1 side.
1 is detachable via connectors 30a and 31a, respectively
It is connected to the. Then, the endoscope 12, the first treatment instrument 13,
The second treatment tool 14 is an internal wiring and connection of the mounting table 10.
Connected to the external device body 1 via cables 30 and 31
The endoscope 12 is controlled by the external operation unit 8a, for example.
The operation is controlled, and the first treatment tool is operated by the external operation unit 8b.
13 is controlled, and the second operation is performed by the external operation unit 8c.
The operation of the treatment tool 14 is controlled. Further
The observation image taken by the endoscope 12 is a TV monitor.
Data 9 is displayed. FIG. 1A shows the insertion of the first treatment instrument 13.
3 shows a distal end portion of the entrance 20. In this insertion part 20
Is externally connected to the sheath 32 through a distal end opening of the sheath 32.
And a gripping tool 33 that is housed so as to be protrudable from
You. A pair of openable / closable grips are provided at the tip of the gripper 33.
Members 34a and 34b are provided. Here, at least one gripping member 34a
A tactile sensor 35 having robustness is attached to the inner surface of
Have been. The tactile sensor 35 has a sensor shown in FIG.
Formed by a distributed sensor unit 36 which is a sensor array.
Has been established. The sensor unit 36 includes a plurality of sensors.
The sensors 37 are arranged in a matrix substantially vertically and horizontally.
Each is juxtaposed. Also, as shown in FIG.
Several rows and even rows are independently detected by independent detection circuits 38.
Stand-up detection and output one sensor output from the detected value
A signal processing circuit 39 is provided. In FIG. 3,
40 is a comparison circuit, and 41 is an arithmetic circuit. Here, the signal of each sensor 37 is a matrix.
Switch each sensor 37 in the
And output in time series as shown in Fig. 1 (C).
Is done. In the signal processing circuit 39, for example,
Two adjacent sensors 37, for example C 11 And C twenty one But
If they are almost the same value, add them to calculate the average. Also,
If one of the wires breaks and the output is out of the proper value, the other
The other output is the sensor output. These decisions are made by the comparison circuit
40 and the arithmetic circuit 41. Next, the operation of the above configuration will be described.
First, during the endoscopic surgery, the information is displayed on the TV monitor 9.
First treatment while viewing the observation image from the endoscope 12
The tool 13 and the second treatment tool 14 are operated. And the first
Tip of insertion section 20 of second treatment tool 13 and second treatment tool
The distal end of the insertion portion 24 is an eye of an affected part in a body cavity of a patient.
Guided to near the target site. Here, the first treatment tool 13
And the second treatment tool 14 are operated independently of each other,
Appropriate measures are taken for the part. Further, when the first treatment tool 13 is used,
The gripper 33 is moved beyond the sheath 32 by operating the operation section 8b.
The end of the grip 33 protrudes outward from the end opening.
The grip members 34a and 34b of the sections are opened and closed. Further, the closing operation of the gripping members 34a, 34b
When the target tissue such as the affected part is gripped in the middle of
The touch was felt by the tactile sensor 35 on the inner surface of the material 34a.
Detected immediately. When the tactile sensor 35 operates,
The signal processing circuit 39 outputs one sensor output. You
That is, each cell in the sensor unit 36 of the tactile sensor 35 is
The odd-numbered rows and the even-numbered rows of the sensor 37 are independent detection circuits 3
8 is detected independently by the
The sensor output is output. Therefore, in the above configuration, the tactile sensor
A plurality of sensors 37 in the sensor unit 36 of the sensor 35.
Vertically and horizontally arranged in a substantially matrix shape
And the sensor wiring and the detection circuit 38 are provided independently.
Therefore, a plurality of sensors in the sensor unit 36 are provided.
Somewhere in the satellite 37 is broken such as disconnection or sensor destruction
, The sensor output can be reliably obtained. In the above example, the sensor of the tactile sensor 35
The sensor output is obtained from the two sensor cells in the unit 36.
Obtained, but one sensor output can be obtained from more cells.
May be implemented. FIGS. 4 and 5 show FIGS.
13 shows a first modification of the medical device of No. 3. this
Are provided in the sensor unit 36 as shown in FIG.
Sensor block that combines sensors 37 into one block
And a plurality of cells 51 are provided to serve as cells in each sensor block 51.
The output of each sensor 37 is added to generate one output.
It is something that has been achieved. FIG. 5 shows the signal processing circuit 52.
is there. Here, 53 is each sensor in each sensor block 51.
An adding circuit that adds the outputs of the outputs 37 and outputs one output;
Numeral 54 denotes a detection for detecting an output signal from the addition circuit 53.
Circuit. Therefore, in the above configuration, each sensor
If the number of sensors 37 in the sublock 51 is large,
Even if one sensor 37 breaks, the effect on output is minimal.
Can be kept to a minimum. FIG. 6 shows the medical device shown in FIGS.
It shows a second modification of the tool. This is shown in FIG.
(A) The system of the medical instrument for endoscopic surgery shown in FIG.
On the outer surface of the sheath 32 of the first treatment tool 13 in the system
Distribution type tactile sensor 61, 6 having three robustness
2, 63 are provided. Here, the first tactile sensor 61 is a TV monitor.
Are arranged in the range projected on the screen 9. Ma
In addition, the second tactile sensor 62 is located closer to the distal end than the terminal portion 15b.
And the third tactile sensor 62 is connected to the
It is located on the original side. Therefore, in the above configuration, the second
If an object hits the tactile sensor 62 and outputs an output,
In the part that is not shown on the monitor 9,
The untreated tissue or the treatment tool is
Since it is detected that it hits the outer surface of the case 32,
The surgical operation is stopped. Further, an output is output from the third tactile sensor 62.
In such a case, the outer surface of the sheath 32 of the first treatment instrument 13
Of the terminal part 15b on the base side
And what other operators have touched
Is considered, so the operation is also stopped. In FIG. 6, the second treatment instrument 14 is inserted.
A curved portion 64 for lifting the living tissue is provided on the distal end side of the insertion portion 24.
It is arranged. And on the tip side of this curved portion 64
The fourth tactile sensor 65, and the fifth tactile sensor 6 on the middle side
6. A sixth tactile sensor 67 is provided at the base side.
Have been. The fourth to sixth tactile sensors 65 to 65
Lifting of living tissue based on output from 67
The situation is determined. Here, the fourth to sixth criteria serving as criteria for determination
The combination state of the output from each of the tactile sensors 65 to 67 is as follows.
Table 1 below. [Table 1] Here, in the case of (1), the holding portion 64
The living tissue to be lifted is large and not lifted
Is determined to be. In the case of (2), the second treatment tool
The other end of the living tissue that the tip of the insertion portion 24 of 14 lifts
It is determined that it has not protruded. In case of (3)
The pushing of the distal end of the insertion portion 24 of the second treatment instrument 14 is not
It is judged as a foot condition. (4) In case of living tissue
It is determined that the lifting has been completed successfully. And this
The operation of the first treatment instrument 13 is controlled based on the determination result of
You. This is because the insertion portion of the second treatment instrument 14
24 shows an example of a case in which a living tissue is lifted by the curved portion 64 of FIG.
However, it can be clipped securely in the end GIA, etc.
It may be used to judge whether or not there is. FIG. 7 is a schematic configuration of the entire operation system.
It is shown. This surgical system includes intraoperative bioimages
3D simulation system and screen display
A tool input system is provided, and these are linked.
And operate within the same system. Here, an intraoperative biological image three-dimensional simulation
Pre-operative biological image information is stored in three-dimensional
Means for displaying on the monitor 71, an endoscopic image during the operation,
Means for accumulating ultrasound images and three-dimensional information before the operation.
As a foundation, it captures intraoperative image information,
While calculating the information of the site obtained from the intraoperative image information
And the information of the part that has not been obtained as three-dimensional information before the operation
Means for correcting, accumulating and displaying this.
You. An appliance input system by screen display is
3D simulation of endoscopic images or intraoperative biological images
The organs on one of the images
The forceps held or excluded are displayed on the image of the monitor 72.
Then, when instructed to another position, the manipulator that supports the forceps
But does not hurt the organ so that it automatically moves to that position
It is configured to operate within the limit. Therefore, in the case of the above construction,
Pre-operation by 3D body image simulation system
Accumulate biological image information (CT, NMR, US tomographic images)
Combine the image from the intraoperative object and the endoscopic image
An original simulation image is formed, and this is
Can be displayed. Therefore, preoperative CT, NMR, or supersonic
Wave diagnostic information is obtained and used as a guide for intraoperative puncture, etc.
The target organ moves relatively like the brain
If it is not available, it is effective.
Operation may cause moving objects to become unsuitable.
In addition, there is no
Can be placed. In addition, on an endoscope image or simulation
Exclusion of organs from one position to another using forceps
When you specify the position of the organ after retraction on the image,
It can be evacuated dynamically. Therefore, part of the body cavity
During surgery, the position of instruments in the body cavity and the
When it is necessary to confirm the position, etc.
Changing the position of the endoscope and changing the field of view like a surgical operation
Eliminates the need for measures such as reducing the efficiency of endoscopic surgery
be able to. FIG. 8 (A) shows a remote operation of the intracavity operation.
Articulated manipulator, a manipulator for intracavity surgery performed at
FIG. This articulated manipure
The tip of the insertion section 82 inserted into the body
A first curved portion 83 arranged on the distal end side, and a first bay
A second curved portion 84 connected to the rear end of the curved portion 83 is provided.
Have been killed. Further, the first end 85 of the insertion portion 82
The driving device 86 for the bending portion 83 and the second bending portion 84
Is provided. Note that the first bending portion 83 and the second
Since the driving device 86 of the bending portion 84 has substantially the same configuration,
8 (A) shows only the driving device 86 of the second bending portion 84.
You. The driving device 86 has the second bending portion 84
A towing machine for towing a pair of angle wires 87, 88
A drive motor 90 for the structure 89 is provided. In addition,
In the middle of the single wires 87 and 88, a compliance
Each of the setting units 91 is provided. FIG. 8B shows the compliance setting section.
9 shows a schematic configuration of the device 91. This compliant
The cylinder 92 and the cylinder 92
And a piston 93 disposed at the same position. Soshi
The piston rod 94 of the piston 93
The wires 87 and 88 are provided in the middle. Further, the coil spring 9 is provided in the cylinder 92.
5 are provided. Also, outside the one end side of the cylinder 92
One of the connecting pipes 97 is connected to the pipe connecting section 96 protruding from the peripheral surface.
The ends are connected. The other end of the connecting pipe 97 is
Connected to the amplifier 98. Then, the compliance is controlled by the pump 98.
By changing the hydraulic pressure in the cylinder 92 of the
Controls compliance when pulling wires 87 and 88
Can be controlled. For example, during the bending operation of the second bending portion 84
As in the case where the distal end of the insertion portion 82 contacts the body cavity wall,
When you do not want to apply excessive force when pulling the ears 87 and 88
First, reduce the pressure in the cylinder 92 and
The tension of the wires 87 and 88 is released by the elasticity of the spring 95. On the contrary, when the wires 87 and 88 are pulled,
To apply a force, the pressure in the cylinder 92 is increased. What
In FIG. 8 (B), only a coil is provided on the left side of the piston 93.
Although the hook 95 is provided, it may be provided on both sides. Therefore, in the above configuration, the pump
98, the cylinder 9 of the compliance setting unit 91
2 to change the hydraulic pressure in the
Compliance can be controlled
Without providing a special tactile sensor to the
Safety can be improved. FIGS. 9A and 9B show the wire drive.
The dynamic driving device 86 is suitable for the bending-type manipulator 101.
This is an example of the use. Here, the bending type manipure
When approaching the data 101 to the affected tissue H, FIG.
As shown in (A), angle wires 87 and 8 for each joint are used.
8 is elastic and flexible. Then, the treatment of the affected tissue H
At the time of placing work, as shown in FIG.
The elasticity of the joint part 101a on the hand side of the data 101
The hardness is increased, and the tip working joint 101b is increased in elasticity.
I am trying to do it. FIG. 10 is different from FIG.
3 shows a compliance setting unit 102 of FIG.
This compliance setting unit 102 includes each angle Y
Of the SMA coil 103 provided in the middle of the
Energization control to control spring elasticity by temperature change
A section 104 is provided. FIG. 11 shows a structure different from that of FIG.
3 shows a compliance setting unit 111. this
Is a large-diameter pulley 1 in the middle of each angle wire 87, 88.
12 and two small-diameter pulleys 113 and 114 are interposed,
Large-diameter pulley 1 disposed between small-diameter pulleys 113 and 114
12 and one end of the SMA coil 115
The other end of the SMA coil 115 was fixed to an appropriate fixing portion.
Things. Also in this case, the temperature change of the SMA coil 115
Control section 116 for controlling the spring elasticity
Is provided. FIG. 12 shows the compliance of FIG.
9 shows a modification of the setting unit 111. This is shown in FIG.
One SMA coil 115 is formed by a coil spring 121.
And adsorbs the large-diameter pulley 112 so that it can come and go.
An electromagnetic chuck 122 is provided. Here, when the electromagnetic chuck 122 is turned off,
Is released due to the elasticity of the spring 121 connected to the pulley 112.
The tension of the glue wires 87, 88 is relaxed. In addition,
The pulley 112 is attracted and fixed when the magnetic chuck 122 is ON.
Then, the tension of the angle wires 87 and 88 is directly applied. FIGS. 14 and 15 have a safety mechanism.
3 shows a treatment robot 131. This treatment robot
The arm 131 is provided with an articulated manipulator 132.
ing. This manipulator 132 has a plurality of arm sections.
133 are rotatably connected via joints 134, respectively.
Have been. In this case, the joint 134 of the arm 133
Is provided with a joint rotation motor 135.
Further, the motor 135 of each arm 133 is connected to the cable 1
It is connected to the controller 137 via. In addition, at the tip of the most advanced arm 133
Is provided with a treatment tool support member 138. This treatment tool
The support member 138 is fixed to the tip of the arm 133
It is attracted by the electromagnet 139 so as to be detachable. this
The electromagnet 139 is connected to the controller 1 via the cable 140.
37. Further, the treatment tool support member 138 has a threaded portion.
The treatment tool 141 is detachably attached by a material.
You. The driving device 142 of the treatment tool 141 is a cable 14
3 is connected to the controller 137. Further, the treatment tool 141 includes a trocar 144.
It is inserted into the body through. Of this trocar 144
At the base end, a substantially box-shaped treatment instrument receiving member as shown in FIG.
145 are fixed. This treatment tool receiving member 145
The treatment instrument 141 communicating with the trocar 144 is provided at the shaft center.
An insertion hole is formed. Further, the inside of the treatment instrument receiving member 145
The inner box 146 is mounted so that it can slide up and down in FIG.
Have been. In this case, the inner bottom portion of the treatment instrument receiving member 145
In a state where the inner box 146 is pressed upward in FIG.
A biasing spring member 147 is provided. In addition, inner box 1
An insertion hole for the treatment instrument 141 is formed in the axis of 46.
You. Next, the operation of the above configuration will be described.
First, the operation of each arm 133 of the manipulator 132
Sometimes the treatment tool is supported in conjunction with the movement of this arm 133
The member 138 and the treatment tool 141 operate. At this time,
The power of the value set in the controller 137 in advance
The current is supplied to the electromagnet 139, and the treatment tool support member 138
It is attracted to the electromagnet 139 of the arm 133 with a predetermined attractive force.
Have been. Then, the treatment instrument 141 is inserted deeply into the body.
When the treatment tool 141 is inserted,
Inner box 146 inside treatment instrument receiving member 145 is spring member 1
The inner bottom side of the treatment instrument receiving member 145 against the spring force of 47
Is pressed. Here, the treatment tool 141 contacts the living tissue H.
When the treatment tool 141 receives the reaction force from the tissue H,
The arm 133 of the treatment tool support member 138
When the sliding force exceeds the electromagnetic force of the electromagnet 139,
In this case, the distance between the treatment tool support member 138 and the arm 133 is
To separate. At this time, the treatment instrument 141 is inserted into the body.
Due to the restoring force of the spring member 147 contracted by
The inner box 146 inside the fixture receiving member 145 is pushed upward.
It is. Therefore, since the treatment tool 141 is also pushed upward,
Excessive force is prevented from being applied to the living tissue H. Therefore, in the case of the above configuration,
The pressure value acting between the weave H and the treatment tool 141 is abnormally high.
Then, the space between the treatment instrument support member 138 and the arm 133 is
After the separation, the treatment tool is restored by the restoring force of the spring member 147.
The inner box 146 inside the receiving member 145 is pushed upward,
The treatment tool 141 is also pushed upward and detached from the living tissue.
Then, the operator mistakenly applies a strong force to the living tissue H from the treatment tool 141.
It can increase the safety of the treatment without giving any force.
it can. After use, it is necessary to remove the screw member.
Thus, the treatment tool 141 can be easily separated from the treatment tool support member 138.
Since it can be separated, only the treatment tool 141 is disinfected and
Sterilization is possible, and disinfection and sterilization of the treatment instrument 141 are easy.
It becomes. FIG. 16 shows a modification of the treatment robot shown in FIG.
It shows a form example. This is because the treatment tool support member 138
And the arm 133 are connected in a fixed state.
The treatment tool receiving member 14 of the treatment tool support member 138
The pressure sensor 15 is provided on the lower surface and the side
1 and the sensor output line of the pressure sensor 151
Passes through the inside of the arm 133 and is connected to the constant current circuit 152.
The sensor output is input to the controller 137.
It is intended to be empowered. Therefore, in the above configuration, the manifold
The operation of the treatment device 141 by the operation of the
During the operation of being deeply inserted into the treatment instrument support member 138,
The pressure sensors 151 on the lower and side surfaces of the
5 by contacting the inner box 146 inside.
The output is sent to the controller 137. Here, the controller 137 is set in advance.
By setting the upper limit of the sensor output to
A strong pressure that causes the sensor output value to exceed the upper limit
When added to the living body from the fixture 141, the controller 1
37 turns off the power of the driving device 142,
Since the movement of the arm 133 stops, the contracted spring member 14
7 acts on the inner box 146 to restore it to its natural length.
When the 146 is pushed upward, the treatment tool 141 also moves upward.
To prevent excessive pressure on the living tissue H
Can be stopped. Further, water is supplied from the treatment tool 141 to the living tissue H.
The treatment tool support member 13 may be in a state where excessive pressure in the horizontal direction is applied.
8 is detected by the pressure sensor 151 on the side surface. That
Therefore, also in this case, excessive horizontal pressure is applied.
When detected by the pressure sensor 151, the driving device
142 is turned off and the arm 133 moves
Since it stops, the treatment tool 141 is also pushed upward,
Excessive pressure can be prevented from being applied to the tissue H. But
As a result, living organisms caused by excessive pressure in the horizontal direction
The danger of crushing or perforation of the tissue H can be avoided. FIG. 17A shows the detection of the thread tension.
To prevent damage to living tissue.
Surgery with tension detection mechanism having means for controlling the turbulator
1 shows a schematic configuration of the entire device 161. The surgical apparatus 161 includes an articulated manipulator.
A lator 162 is provided. This manipulator 1
A plurality of arms 163 are provided at 62. Each
The arm 163 is provided with a joint and its rotation mechanism.
I have. Also, at the tip of the most advanced arm 163,
The base ends of a pair of treatment tools 164 are connected. Each place
A living tissue or a medical device is gripped at the tip of the fixture 164.
An openable and closable grip 165 is provided. This place
In this case, the treatment tool (not shown) is rotated at the tip of the arm 163.
A mechanism is provided, and the distal end of each treatment tool 164 is provided.
The unit is provided with a gripper opening / closing mechanism (not shown). Sa
In addition, the manipulator 162 and each arm 163 are processed.
Robot drive control device 16 for controlling movement of fixture 164
6 is connected. Further, the inner surface of one gripping portion 165 has a tip
A thread insertion port 165a is formed on the side of the
Inside the thread insertion passage 16 communicated with the thread insertion port 165a.
5b is extended toward the connecting portion side with the treatment instrument 164.
You. FIG. 17B shows the inside of the treatment tool 164.
167 for thread insertion extending along the axial direction
a is provided. A thread is provided at the base end of the cavity 167a.
A winding storage chamber 167b is formed. Further, the holding portion 165 of the treatment tool 164 is
With the double needle 176 held, the thread insertion port of the holding portion 165 is inserted.
165a through the thread insertion passage 165b,
The thread 177 guided from the suture needle 176 is contained in the cavity 167a.
Will be delivered. Further, the thread 1 is stored in the thread winding storage chamber 167b.
A spool 168 for winding 77 is provided. The bobbin 168 has a center rod 169 and a bobbin 169.
And a cylinder 170 around the periphery. Further
In addition, a thread winding storage chamber 167b is provided at the tip of the arm 163.
A recess 171 communicating with the inside is formed. The outside of the partition wall 172 at the inner bottom of the concave portion 171
A hook 173 is attached to the surface. And this
Of the hook 173 and the rod 169 at the center of the bobbin 168
The spaces are connected by a string 174. Further, a strain gauge is provided on the inner surface of the partition wall 172.
175 are adhered. Gauge from this gauge 175
The output line passes through the inside of the arm part 163 and the constant current circuit 1
79 is connected. This circuit 179 has a
Switch 178 is connected, and this switch 178
The bobbin lock attached to the center rod 169 of the bobbin 168
Connection mechanism 180. Next, the operation of the above configuration will be described.
First, the grasping portion 165 of the treatment tool 164 grasps the needle 176 and
When starting sewing, the spool lock switch 178 is turned off.
It is F. Therefore, the spool 168 rotates,
The thread 177 extends until 177 reaches the suture site in the tissue.
Go on. Also, tighten the seam, tie the thread,
Turn the pin lock switch 178 ON when you are done
And by applying tension to the thread 177,
finish. Here, during the suturing operation, the tissue other than the intended tissue is
If the thread 177 is entangled with the thread,
When tension is applied, abnormal tension is applied to the thread 177
Will be. At this time, the rod 169 at the center of the bobbin 168
Is connected to this rod 169 because the thread is pulled by the thread 177.
The hook 173 is pulled by the tension thread 174
It is. As a result, the partition wall 172 is bent, and is bonded to this.
From the deformation of the strain gauge 175, the constant current circuit 17
9 outputs the gauge output. Here, a new thread lock switch
If the upper limit of the gauge output is set in 178,
Abnormally strong tension applied to the thread 177 exceeding the limit
When there is a risk of damaging living tissue
The switch 178 is turned off, and the spool 168 is turned off.
Is rotated, the thread 177 returns to a free state. Therefore, in the above configuration,
Treatment implement 164 having cavity 167a for accommodating thread 177
Is provided, the sticking of the thread 177 is reduced. Sa
Further, the tension of the thread 177 is measured by the strain gauge 175.
In addition to detecting, the manipulator 16
2 is controlled so that the tension of the thread 177 is
Therefore, the danger of damage to living tissue can be prevented. FIG. 18A shows the operation of FIG.
9 shows a modification of the device. Here, FIG.
As shown in (B), the inner surface of one gripper 165
A second opening 181 is formed on the base end side, and the treatment tool 16
The tip of the cavity 167a formed inside the fourth
Is communicated with the opening 181. In addition, the other grip
A position corresponding to the second opening 181 is provided on the inner surface of the portion 165.
Is provided with a blade 182. Next, the operation of the above configuration will be described.
When ligating a blood vessel or the like, as shown in FIG.
The thread 17 locked by the spool 168 inside the fixture 164
7 is grasped by the grasping portion 165 of the other treatment tool 164,
The ligation operation is performed while applying tension to the thread 177. Finally, when the ligation is completed, the thread 177
The robot drive control unit in advance.
The output value of the strain gauge is set in the display 166, and this value is
When a strong tension is applied to the yarn 177
The drive control device 166 operates so as to close the gripper 165.
The blade 182 moves down with the gripper 165. this
Sometimes the thread 177 is under strong tension
At the upper surface of the second opening 181. That
Therefore, the blade 182 is moved to the second position while the gripper 165 is fully closed.
Since the thread 177 contacts the thread 177 through the opening 181, the thread 17
7 runs out. In addition, the yarn 177 may be applied to an unintended structure or the like.
If the tension of the thread 177 becomes abnormally strong,
As in the case of FIG. 17A, the gauge output is taken out,
Set the upper limit value in the robot drive controller 166
If the above mechanism breaks the thread 177 and damages the tissue,
Can be prevented. Therefore, in the above configuration,
With the grip 165 fully closed, the blade 1
I can cut 77, so the thread 177 stuck
In this case, re-sewing can be easily performed. FIG. 19 shows the detection of a change in the position of the patient.
Body that has a mechanism to prevent danger to living tissue
9 shows a surgical apparatus 191 with position change detection means.
The surgical device 191 includes a manipure having a plurality of joints.
Data 192 is provided. This manipulator 19
2 has a plurality of arm portions 193. This
The arm 193 has a joint and a rotation inside the joint.
Or a motor 194 for opening and closing the treatment instrument gripping portion.
ing. Also, at the tip of the most advanced arm portion 193,
Is attached to the base end of the treatment instrument 195. This action
The tool 195 is a trocar fitted with a hole in the patient's skin.
196 is inserted into the This trocar 19
6. A piezoelectric film 197 is wound around the outer peripheral wall
Is glued. This film 197 passes through an amplification circuit 198
And connected to the control circuit 199 of the surgical device 191.
You. The control circuit 199 includes a motor 194 and a driving device.
Device 200 is connected. Next, the operation of the above configuration will be described.
First, during surgery, when the operator changes the patient's position,
In the first moment, the pressure from the skin of the living body is applied to the trocar 196.
Joins. At this time, the outer skin of the trocar 196
The above-mentioned pressure is applied by the piezoelectric film 197 in the portion that comes into contact with the skin.
Is detected, a pulse voltage as shown in FIG. 20 is generated.
I do. This pulse voltage is increased by the amplifier circuit 198.
The signal is transmitted to the control circuit 199 in the state of being widened. This pa
When inputting a loose voltage, the control circuit 199 sends the motor 194
A signal to turn off the power is sent to the motor 194,
The joint of the arm 193 is switched to the free state. Thus, during the change of the patient's position
In the arm section 193, the joint is held in a free state,
As it moves in conjunction with the movement of Lacar 196,
There is no image. Also, when the patient is changed to a desired position,
When the position conversion operation is completed, the trocar 196 is
Since pressure from the patient's skin is applied, the piezoelectric
The output pulse from the film 197 is controlled as described above.
When the signal is sent to the control circuit 199, the power of the motor 194 is turned on.
Is sent to the motor 194. Therefore, once
Arm 193 can be fixed again.
Therefore, the surgeon can perform surgery at the desired position again.
Wear. Therefore, in the above configuration, the patient
A piezoelectric filter provided on a trocar 196 inserted into the body
Using the output detected by the
The state of the patient 192 can be controlled so that the patient's body can be controlled.
Surgery performed while changing the position can be performed quickly,
In addition, damage to living tissue can be prevented. Therefore, the patient
Trocar pressure on the living body
Damage can be prevented. FIG. 21 shows the operation apparatus 191 of FIG.
It shows a modified example. This is the trocar 196
Piezoelectric film 19 wound and adhered to the outer peripheral wall
7 through the amplifier circuit 198 and the buzzer switch 201.
The user 200 is connected. In this case, the operator changes the position of the patient.
While performing surgery at a certain position without conversion,
In the unlikely event that the patient's body moves slightly or
The arm of the manipulator 192 contacts the patient's body
When the portion 193 malfunctions, the piezoelectric film 197
Since slight pressure is applied from the patient's skin, this film 1
97 voltage output pulses are amplified by the amplifier circuit 198,
When sent to the buzzer switch 201, only the pulse generation time
Turns on, the buzzer 202 sounds, and warns the surgeon
Can be Note that this depends on the magnitude of the pulse.
Of the buzzer 202 also goes up and down. Therefore, in the above configuration, the buzzer
By listening to the sound generated by 202,
The surgeon immediately knows that the patient's body has changed slightly.
In addition, the loudness of the sound is used to determine whether the change is abrupt.
One measure that can be separated and prevents damage to living tissue
It becomes. FIG. 22 shows the state of the living tissue at the time of failure.
Surgical manipulator that can easily release the contact state
FIG. This surgical manipure
The motor 211 is provided with a multi-joint arm 212.
ing. The distal end of the arm 212 has a treatment tool drive
A unit 213 is attached. This treatment tool drive unit
An insertion part 214 to be inserted into the body is connected to the knit 213
Have been. The bending portion 21 is provided at the tip of the insertion portion 214.
The treatment section 216 is connected via the reference numeral 5. This treatment section
216 includes, for example, a needle holder, a biopsy forceps for collecting living tissue.
There is a grasping forceps for grasping a living tissue or a living tissue. The drive unit 213 includes the treatment section 21.
6 and the actuator for operating the bending portion 215
Is stored. The operation of this actuator
The treatment section is provided by a mechanical transmission element 218 such as an ear or a rod.
216 and the bending portion 215, but the fixing screw 2
17 is loosened, the insertion portion 214 is inserted as shown in FIG.
Together with the mechanical transmission element 218
ing. Note that the arm 212 and the treatment section 216 are
Driven by an actuator built in 212,
The position and speed are controlled by a computer. Therefore, in the case of the above configuration, the operation
Insertion part 216 and arm 212 for manipulator 211
The mechanical treatment drive unit 213 on the side of the
Since the set screw 217 is provided, the computer, actuator
During surgery due to data failure or power outage, etc.
If the condenser 211 stops operating,
By loosening 217, the insertion portion 214 is separated,
As shown in FIG. 23 (B), remove the insertion portion 214 out of the body.
It is possible to put out. At this time, the treatment section 216 and the bending section 215
Operates mechanically because it is separated from the actuator
Freedom, straight line, convenient to take out
Can be shaped. FIG. 24A shows the operation manifold shown in FIG.
14 shows a modified example of the purator 211. this is,
A drive unit is attached to the tip of the arm 212 of the manipulator 211.
A knit mounting portion 221 is provided to mount the drive unit.
The treatment tool drive unit 213 is detachably connected to the part 221
It was done. In this case, the drive unit mounting portion 221
Actuator is connected to the joint 222 of the drive unit 213
A connector section 223 for connecting the electrical signal of the eta;
And a pair of positioning pins 225
Is provided. Further, in the treatment tool drive unit 213,
The joint 213a with the arm 212 is provided with the arm 212 side.
Connector portion detachably connected to the connector portion 223
227 and positioning pin 225 on arm 212 side are inserted
A pair of pin insertion holes 226 and a pair of screw holes 228
Are provided. Then, the treatment tool drive unit 213 is connected.
Between the portion 213a and the coupling portion 222 on the arm 212 side.
At the time of connection, the connector unit 223 on the arm 212 side and the drive unit
When the connection with the connector portion 227 on the side of the
In both cases, the positioning pin 225 is inserted into the pin insertion hole 226
In this state, the fixing screw 229 is inserted through the screw insertion hole 224.
And screwed into the screw hole 228. Further, the driving unit 213 is
If 9 is removed, it will be separated from the arm 212 side,
If the manipulator 211 stops working due to
The drive unit 213 can be separated from the arm 212 side.
With this, the insertion portion 214 can be taken out of the body.
is there. FIGS. 25A to 25D and FIG.
(A) and (B) show the arm 212 of the manipulator 211.
At least two types of treatment units for the tip of
231 and 232 are interchangeably connected. The treatment unit depends on the purpose of the treatment.
Needle holder 231 shown in FIG. 25 (B) and FIG.
Although there are different shapes such as the gripping forceps 232,
Since the portion 213a is common, the arm 212 can be replaced.
Noh. Note that the insertion portion 23 is provided in the grasping forceps 232.
3 is provided with a gripper 234 that can be opened and closed at the tip thereof.
You. Further, the connectors 223 and 227 are
2 for the connection line of the drive control circuit 243 of the motor 242
44, 245 and the types of the treatment units 231, 232
There is a terminal 246 for the determination line. Here, the treatment units 231 and 232 side
The determination terminal 246 is short-circuited to VCC and any of AD1 to ADn
The combination that is short-circuited
1, 232 types are assigned. Also,
The control unit 241 of the manipulator 211 determines that a short circuit has occurred.
Detection consisting of a photocoupler 247 that detects lines
A circuit 248 is provided. Therefore, the treatment unit 231 or 23
2 connector section 227 on the manipulator 211 side.
When connected to the treatment unit 223, the treatment unit 231 or
232 types can be recognized. Accordingly, in the case of the above configuration, the treatment unit
The type of the knits 231 and 232 can be recognized.
Thus, the number of joints, length,
For controlling joint stroke, maximum speed, drive mechanism speed ratio, etc.
Required information is recorded in advance in the manipulator control device 241.
It is possible to select from the stored data. So
Therefore, the operation is performed by one manipulator 211.
The manipulator 211 according to the contents of the treatment.
The treatment units 231 and 232 at the tip can be appropriately replaced.
Thus, a plurality of treatments can be performed by one device. FIG. 27 shows a first embodiment of the present invention.
Medical robot manipulator (manipulator book
251). This manipulator 25
1 has a built-in electric drive element for observation and processing inside the patient's body cavity.
End effector (treatment unit) 252 for performing placement
Are detachably attached. This end effector
252 has an insertion portion 254 to be inserted into the patient's body cavity.
The distal end of the insertion portion 254 has a curved portion 25.
5 are provided. And this end effector 2
The servo motor as a driving element shown in FIG.
Motor 253 is built-in.
Is driven to drive the tip as shown by the dotted line in FIG.
The bending portion 255 bends. Further, the manipulator 251 has a spatial
Next, the end effector 252 is positioned at a desired position.
Arm 256 is provided. This arm 25
6 has an end effector 2 as shown in FIG.
A mounting base (treatment unit mounting portion) 256a is provided.
Have been killed. And, the mounting base 256 of the arm 256
a, the end effector 252 is detachably attached.
Have been. [0118] The arm 256 is not shown for each joint.
Built-in servo motor for driving. These services
The motor is driven by the end effector 252 and the arm 256.
Connected to the control device 257 for controlling the motor
I have. The control device 257 controls the desired
The operation of the arm 256 and the operation of the end effector 252 are performed.
I can do it. Reference numeral 258 denotes an input means, which is used by the operator.
The input information is transmitted to the controller 257, thereby
The end end effector 252 and the arm 256 are
Thus, a desired operation can be performed. This input device
For example, joysticks and industrial robots
Teaching pendants, etc.
I don't know. FIG. 29 shows the end effector 252 and
It shows a driving power supply unit between the arm 256 and the arm 256.
You. In this case, the end effector mounting of the arm 256
A drive power supply coil (power supply means) is provided on the table 256a.
259 are provided, and the end effector 252 has a servo.
Coil (power supply means) 26 connected to motor 253
0 is arranged at a position corresponding to the coil 259. Then, the service output from the control device 257 is output.
Power for driving the servo motor 253 from the arm 256.
It can be supplied to the effector 252 by electromagnetic coupling.
I can do it. By the way, using a medical robot,
After performing internal observation and treatment, the end effector 252
Since it is inserted into the cavity, it must be sterilized and disinfected.
Sometimes not. Therefore, with the above configuration, the tip end
Since the effector 252 can be removed,
Can be sterilized. In addition, the electromagnetic force generated by the coils 259 and 260
Energy is coupled to the end effector 252 in the end effector 252.
The motor is supplied to the servomotor 253 and driven.
As a means of energy supply for removal
No need for wires and connectors to connect them
There is no need to take protective measures when sterilizing parts. Further, the energy supply method by electromagnetic coupling is used.
Because it performs the same function as an isolation transformer,
There is no danger of electric shock due to leakage current. Therefore, sterilization
Countermeasures and electric shock countermeasures are possible, and
In addition, a safe medical robot can be realized. FIG. 30 shows the end effector 252 and
14 shows a modification of the driving power supply unit between the arm 256 and the driving power supply unit.
Things. This is the end effector of arm 256
A pair of electrodes 261 and 262 are provided inside the mounting base 256a.
And place it inside the end effector 252.
One of the electrodes 261 and 262 is disposed to face each other.
The pair of electrodes 263 and 264 are provided. As a result, the electric capacitance is
The coupling is realized, and by passing an alternating current to that part,
To the servomotor 253 inside the
It is possible to supply power. Therefore, even with the above configuration, the end
Sterilization of connection between effector 252 and arm 256
DC component that makes protection measures unnecessary and easily flows to the human body
Is configured to cut off the power of
Is reduced. As a result, sterilization measures and electric shock measures
Medical robots that are both hygienic and electrically safe
Can be realized. FIG. 31 shows that even if a power failure occurs during surgery,
Medical robot manipulator that allows continuation of surgical procedures
3 shows a system of the estimator 256. this is,
The battery unit 272 is built in the control device 257 to control
The device 257 is connected to a normal power outlet
) When operating with the power supplied from 271
Does not function, but once the main power supply 271 is supplied
The battery unit 272 functions when it is no longer used.
Things. FIG. 32 shows the main power supply 271 and the battery.
9 shows a connection circuit with the rear part 272. Where 2
Reference numeral 73 denotes a power supply detecting means comprising a potential difference detecting circuit,
Checks whether power is supplied from the
It is to know. 274 is a power supply detecting means 2
Battery charged in advance by the detection information from 73
The manipulator 256 is operated by the power supply from the
This is a control circuit for determining whether to control. Furthermore, 2
75 is a main power supply 271 according to a command from the control circuit 274.
For switching between the battery and the battery unit 272
It is a step. In the above configuration, the main power supply 27 is operated during the operation.
When power from the power supply 1 is no longer supplied due to a power failure,
The power supply detecting means 273 in the battery
4 outputs an electric signal indicating that the power is
Control circuit 274 switches to switching means 275
The manipulator controller 2
57 is supplied with power from the battery unit 272.
You. Further, when the main power supply 271 recovers from the power failure,
The power detection unit 273 in the battery unit 272
The recovery signal is output to the control circuit 274, and the control circuit 274
From the power supply switching means 275 to the main power supply 271
Take over. As a result, as soon as the power outage recovers,
The driving of the battery unit 272 is stopped, and the
Energy can be used without waste. Therefore, art
Power can be supplied even if a power failure occurs during
Surgery can be performed continuously. FIG. 33A is important for the operator.
Possible to automatically provide the field of view and save labor for holding the scope
9 shows a simple treatment instrument tracking type scope 281. here
282 is a treatment tool, and 283 is a tip of the treatment tool 282.
It is the treatment section of the department. Further, the position of the treatment tool 282 is
・ Moving coil 284 for posture detection is attached
You. A reference numeral 285 designates a vertical articulated robot having six degrees of freedom.
It is. This vertical articulated 6-DOF robot 285
The scope 292 and the imaging unit 293
Is attached. Further, a vertical articulated 6-degree-of-freedom robot 2
85 arms are provided with 6 joints 286-291
ing. The position and orientation of the scope 292 are
Obtained from the angle of each joint 286-291 of the bot 285
You. In addition, the position / posture of the treatment tool 282 is used as a reference.
The fixed transmitter 294 has a relative positional relationship with the robot 285.
It is provided in a designated place. FIG. 33B shows a treatment tool tracking type scoring device.
26 shows a processing circuit of the loop 281. Where 295
Is a position / posture detecting device of the treatment instrument 282, and 296 is a tip portion.
Tip position calculation unit for calculating the position of the treatment unit 283 of
97 is a rotation angle calculator for each axis of the robot, 298 is a monitor
Be a driver. In this case, the position / posture detecting device 29
5 has a movable coil 284 and a fixed transmitter 294, respectively.
It is connected. Next, the operation of the above configuration will be described.
A movable coil 284 composed of three coils, and three movable coils
Induction using fixed transmitter 294 consisting of coils
Of the movable coil 284 to the fixed transmitter 294 using
The method for obtaining the relative position and posture is described in Japanese Patent Application No. Hei.
Known as disclosed in 35019. this
Moving coil 2 to fixed oscillator 294 using the method
The relative positional relationship of 84 is obtained. Further, to the treatment tool 282 of the movable coil 284
Since the mounting position and direction of the moving coil 2 are known,
84 to the treatment section 283 at the distal end of the treatment instrument 282
Is used, the position of the distal end of the treatment tool 282 can be obtained.
You. Further, the robot 285 and the fixed transmitter 2
Since the relationship of 94 is also known,
The position of the distal end of the treatment tool 282 and the direction of the treatment tool 282
Desired. Therefore, the extension of the axis of the scope 292
Robot so that the distal end of the treatment tool 282 passes on a straight line
By controlling the rotation angle of each axis of
The tip of the treatment tool 282 is always captured at the center of the image of the
be able to. Therefore, in the case of the above configuration, the robot
The rotation angle of each axis of the
The constraint condition that the distance of the tip of the loop 292 is constant
If you add and decide, you will always get an image with a constant magnification.
You. Also, the axis of the scope 292 is located on the designated space.
By adding a constraint that always passes through the point,
When using a trocar in endoscopic surgery
The part can be kept still. The present invention is not limited to the above embodiment.
It is not intended to deviate from the scope of the present invention.
Of course, it can be modified. According to the present invention, an apparatus having a plurality of sensors is provided.
Medical device body with cloth-type sensor unit inserted into body cavity
Of the sensor unit, and
For controlling the medical device based on the number of sensor outputs
With the provision of means, even if a single failure occurs in the sensor,
Integrity can be ensured.

【図面の簡単な説明】 【図1】 (A)は処置具の把持部を示す斜視図、
(B)は触覚センサのセンサユニットを示す平面図、
(C)はセンサユニットからの信号出力を示す図。 【図2】 内視鏡下外科手術用の医療器具のシステム全
体の概略構成図。 【図3】 信号処理回路を示すブロック図。 【図4】 図1(A)乃至図3の医療器具の第1の変形
例の要部構成を示す触覚センサのセンサユニットの平面
図。 【図5】 信号処理回路を示すブロック図。 【図6】 図1(A)乃至図3の医療器具の第2の変形
例のシステム全体の概略構成図。 【図7】 術中生体画像3次元シミュレーションシステ
ムを示す概略構成図。 【図8】 (A)は体腔内手術用マニピュレータの概略
構成図、(B)は多関節マニピュレータのコンプライア
ンス設定部を示す縦断面図。 【図9】 屈曲型マニピュレータを示すもので、(A)
は屈曲型マニピュレータを患部組織までアプローチする
状態を示す側面図、(B)は患部組織の処置作業状態を
示す側面図。 【図10】 コンプライアンス設定部の変形例を示す概
略構成図。 【図11】 コンプライアンス設定部の第2の変形例を
示す概略構成図。 【図12】 コンプライアンス設定部の第3の変形例を
示す概略構成図。 【図13】 コンプライアンス設定部の電磁チャックを
示す概略構成図。 【図14】 安全機構付き処置ロボットの全体の概略構
成を示す斜視図。 【図15】 トラカールの上部構造を示す概略構成図。 【図16】 図14の処置ロボットの変形例を示す概略
構成図。 【図17】 (A)は張力検出機構付き手術装置の全体
の概略構成図、(B)は処置具の概略構成図。 【図18】 (A)は図17(A)の手術装置の変形例
を示す概略構成図、(B)は処置具の概略構成図。 【図19】 体位変換検知手段付き手術装置を示す概略
構成図。 【図20】 圧電フィルムにより圧力が検出された際に
発生するパルス電圧を示す特性図。 【図21】 図19の手術装置の変形例を示す概略構成
図。 【図22】 手術用マニピュレータを示す概略構成図。 【図23】 (A)は挿入部と一緒に機械的伝達要素も
分離された状態を示す斜視図、(B)はアクチュエータ
から分離された処置部216及び湾曲部215が一直線
の形状に伸ばされた状態を示す斜視図。 【図24】 (A)は図23の手術用マニピュレータの
変形例を示す概略構成図、(B)は駆動ユニット側の結
合部を示す平面図。 【図25】 (A)は手術用マニピュレータのアームを
示す斜視図、(B)は持針器からなる処置ユニットを示
す斜視図、(C)は把持鉗子からなる処置ユニットを示
す斜視図、(D)は処置ユニット側の結合部を示す平面
図。 【図26】 (A)は手術用マニピュレータ全体の概略
構成図、(B)はマニピュレータの制御部の概略構成
図。 【図27】 本発明の第1の実施の形態の医療用ロボッ
トマニピュレータ全体の概略構成図。 【図28】 第1の実施の形態の医療用ロボットマニピ
ュレータのエンドエフェクタとアームとの連結部を示す
概略構成図。 【図29】 第1の実施の形態の医療用ロボットマニピ
ュレータのエンドエフェクタとアームとの間の駆動用電
力供給部を示す概略構成図。 【図30】 第1の実施の形態の医療用ロボットマニピ
ュレータのエンドエフェクタとアームとの間の駆動用電
力供給部の変形例を示す概略構成図。 【図31】 医療用ロボットマニピュレータ全体の概略
構成図。 【図32】 電源検出回路を示す概略構成図。 【図33】 (A)は処置具追従型スコープ全体の概略
構成図、(B)は処理回路を示す概略構成図。 【符号の説明】 251 マニピュレータ 256 アーム 256a エンドエフェクタ取付け台(処置ユニット
取付け部) 252 エンドエフェクタ 253 サーボモータ(電気駆動要素) 259 駆動用電力供給コイル(電力供給手段) 260 コイル(電力供給手段)
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 (A) is a perspective view showing a grip portion of a treatment tool,
(B) is a plan view showing a sensor unit of the tactile sensor,
(C) is a diagram showing a signal output from the sensor unit. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the entire system of a medical instrument for endoscopic surgery. FIG. 3 is a block diagram illustrating a signal processing circuit. FIG. 4 is a plan view of a sensor unit of a tactile sensor showing a main configuration of a first modification of the medical device of FIGS. 1A to 3; FIG. 5 is a block diagram illustrating a signal processing circuit. FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the entire system of a second modified example of the medical device of FIGS. 1A to 3; FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an intraoperative living body image three-dimensional simulation system. 8A is a schematic configuration diagram of a manipulator for intra-body cavity surgery, and FIG. 8B is a longitudinal sectional view showing a compliance setting unit of the articulated manipulator. 9A and 9B show a bending type manipulator, and FIG.
FIG. 4B is a side view showing a state in which the bending manipulator approaches the diseased tissue, and FIG. FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a modification of the compliance setting unit. FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing a second modification of the compliance setting unit. FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing a third modification of the compliance setting unit. FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing an electromagnetic chuck of a compliance setting unit. FIG. 14 is a perspective view showing the overall schematic configuration of a treatment robot with a safety mechanism. FIG. 15 is a schematic configuration diagram showing an upper structure of the trocar. FIG. 16 is a schematic configuration diagram showing a modification of the treatment robot of FIG. 14; 17A is a schematic configuration diagram of the entire surgical device with a tension detecting mechanism, and FIG. 17B is a schematic configuration diagram of a treatment tool. 18A is a schematic configuration diagram showing a modification of the surgical apparatus in FIG. 17A, and FIG. 18B is a schematic configuration diagram of a treatment tool. FIG. 19 is a schematic configuration diagram showing a surgical apparatus with body position change detection means. FIG. 20 is a characteristic diagram showing a pulse voltage generated when pressure is detected by a piezoelectric film. FIG. 21 is a schematic configuration diagram showing a modified example of the surgical apparatus in FIG. 19; FIG. 22 is a schematic configuration diagram showing a surgical manipulator. 23A is a perspective view showing a state in which a mechanical transmission element is separated together with an insertion portion, and FIG. 23B is a view in which a treatment portion 216 and a bending portion 215 separated from an actuator are stretched into a straight shape. FIG. 24A is a schematic configuration diagram showing a modified example of the surgical manipulator of FIG. 23, and FIG. 24B is a plan view showing a coupling portion on the drive unit side. 25A is a perspective view showing an arm of a surgical manipulator, FIG. 25B is a perspective view showing a treatment unit including a needle holder, FIG. 25C is a perspective view showing a treatment unit including a grasping forceps, and FIG. D) is a plan view showing the connecting portion on the treatment unit side. 26A is a schematic configuration diagram of the entire surgical manipulator, and FIG. 26B is a schematic configuration diagram of a control unit of the manipulator. FIG. 27 is a schematic configuration diagram of the entire medical robot manipulator according to the first embodiment of the present invention. FIG. 28 is a schematic configuration diagram showing a connecting portion between an end effector and an arm of the medical robot manipulator according to the first embodiment. FIG. 29 is a schematic configuration diagram showing a driving power supply unit between the end effector and the arm of the medical robot manipulator according to the first embodiment. FIG. 30 is a schematic configuration diagram showing a modified example of the drive power supply unit between the end effector and the arm of the medical robot manipulator according to the first embodiment. FIG. 31 is a schematic configuration diagram of the entire medical robot manipulator. FIG. 32 is a schematic configuration diagram showing a power supply detection circuit. FIG. 33A is a schematic configuration diagram of the entire treatment instrument tracking type scope, and FIG. 33B is a schematic configuration diagram showing a processing circuit. [Description of Signs] 251 Manipulator 256 Arm 256a End effector mounting base (treatment unit mounting section) 252 End effector 253 Servo motor (electric drive element) 259 Driving power supply coil (power supply means) 260 Coil (power supply means)

─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】 【提出日】平成14年7月17日(2002.7.1
7) 【手続補正1】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】0001 【補正方法】変更 【補正内容】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は患者の体内の診断・
処置を行なう手術マニピュレータに関する。 【手続補正2】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】0003 【補正方法】変更 【補正内容】 【0003】 【発明が解決しようとする課題】この種のものでは体腔
内に挿入される医療器具本体の挿入部、例えば処置具の
先端で組織を把持する把持部に触覚センサを設け、組織
を把持する時に組織の損傷を防止するようにしている。
また、ロボットと医療器具との接続部にはエネルギー供
給手段としてのケーブルやコネクタなどが必要となる。
そのため、医療器具に例えばオートクレーブ滅菌処理を
施す場合のように高圧高温の環境下に医療器具が所定時
間保持される場合にはロボットと医療器具との接続部に
滅菌時の保護対策を行う必要がある。その結果、装置全
体の構成が複雑になり、コスト高になるなどの問題があ
る。 【手続補正3】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】0004 【補正方法】変更 【補正内容】 【0004】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的は、エネルギー供給手段としてのケーブル
やコネクタなどが不要となり、接続部の滅菌時の保護対
策を行う必要がなく、滅菌可能な処置具を有する手術マ
ニピュレータを提供することにある。 【手続補正4】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】0143 【補正方法】変更 【補正内容】 【0143】 【発明の効果】本発明によればエネルギー供給手段とし
てのケーブルやコネクタなどが不要となり、接続部の滅
菌時の保護対策を行う必要がなく、滅菌可能な処置具を
有する手術マニピュレータを提供することができる。
────────────────────────────────────────────────── ───
[Procedure amendment] [Date of submission] July 17, 2002 (2002.7.1
7) [Procedure amendment 1] [Document name to be amended] Description [Item name to be amended] 0001 [Correction method] Change [Contents of amendment] [0001] The present invention relates to diagnosis and diagnosis in a patient's body.
The present invention relates to a surgical manipulator for performing a procedure . [Procedure amendment 2] [Document name to be amended] Description [Item name to be amended] 0003 [Correction method] Change [Contents of amendment] [0003] In this kind, it is inserted into a body cavity. A tactile sensor is provided at an insertion portion of a medical instrument body to be used, for example, a grip portion for gripping tissue with a distal end of a treatment tool, so as to prevent damage to the tissue when gripping the tissue.
In addition, the connection between the robot and the medical device is supplied with energy.
A cable or a connector as a supply means is required.
Therefore, for example, autoclave sterilization
When the medical device is in a high pressure and high temperature environment
Between the robot and the medical device
It is necessary to take protective measures during sterilization. As a result,
There are problems such as complicated body structure and high cost.
You. [Procedure amendment 3] [Document name to be amended] Description [Item name to be amended] 0004 [Correction method] Change [Contents of amendment] The present invention has been made in view of the above circumstances. Cable as a means of energy supply
And connectors are not required, and the protection for sterilization of the connection part
Surgical tools that have a sterilizable treatment tool without the need for
An object of the present invention is to provide a manipulator . [Procedure amendment 4] [Document name to be amended] Description [Item name to be amended] 0143 [Amendment method] Change [Content of amendment] According to the present invention, an energy supply means is provided.
All cables and connectors are not required,
It is not necessary to take protective measures at the time of germs,
The surgical manipulator having the above can be provided .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61B 19/00 502 A61B 19/00 502 (72)発明者 中田 明雄 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 内山 直樹 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 久保田 達也 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 山口 達也 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 植田 康弘 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 河合 利昌 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 工藤 正宏 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 藤澤 豊 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 竹端 栄 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) 3C007 AS35 CY02 GS11 4C060 AA10 GG22 MM24 4C061 GG22 HH60 JJ20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) A61B 19/00 502 A61B 19/00 502 (72) Inventor Akio Nakata 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo No. Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Naoki Uchiyama 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Innovative Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Tatsuya Kubota 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Tatsuya Yamaguchi, inventor of Olympus Optical Co., Ltd. (72) 2-43-2, Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inventor Yasuhiro Ueda, inventor (72) of Olympus Optical Co., Ltd. 2-43-2, Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo No. Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Toshimasa Kawai 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo (72) Inventor, Masahiro Kudo 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo ORINPASS Optical Industry Co., Ltd. (72) Inventor Yutaka Fujisawa 2-43-2, Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Ori (72) Inventor Sakae Takehata 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd. F term (reference) 3C007 AS35 CY02 GS11 4C060 AA10 GG22 MM24 4C061 GG22 HH60 JJ20

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 マニピュレータ本体のアームの先端部に
処置ユニット取付け部を設け、電気駆動要素が内蔵され
た処置ユニットを前記処置ユニット取付け部に交換可能
に連結させるとともに、 前記処置ユニット取付け部と前記各処置ユニットとの着
脱部に前記処置ユニットの電気駆動要素ヘの駆動用電力
を前記アームから電磁結合によって供給する電力供給手
段を設けたことを特徴とする手術マニピュレータ。
Claims: 1. A treatment unit attachment portion is provided at a distal end portion of an arm of a manipulator body, and a treatment unit having an electric drive element is exchangeably connected to the treatment unit attachment portion. A surgical manipulator comprising: a power supply unit that supplies driving power to an electric drive element of the treatment unit from the arm by electromagnetic coupling to a treatment unit attachment portion and a detachable portion between the treatment units.
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