JP2012005557A - Medical robot system - Google Patents

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Shigeru Omori
繁 大森
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a medical robot system which can easily adjust a position and an angle of medical equipment with respect to a patient and can easily attain the multifunction as an integrated system.SOLUTION: The medical robot system 10 has a surgery robot 14, a movable bed 16 and a diagnostic imaging apparatus 18. The surgery robot 14 has a plurality of arms 22a-22c having front ends equipped with manipulators 28a, 28b and endoscopes 30, respectively. The movable bed 16 is put on a station 12, and configured so that the position, direction and posture can be changed on the station 12. A system control unit 42 controls the operations of the surgery robot 14, the movable bed 16 and the diagnostic imaging apparatus 18.

Description

本発明は、先端に医療用器具を設けた手術ロボットと、可動ベッドとを備え、これらを制御して手術を行う医療用ロボットシステムに関する。   The present invention relates to a medical robot system that includes a surgical robot provided with a medical instrument at the tip and a movable bed, and controls these to perform surgery.

腹腔鏡下手術（内視鏡下外科手術）においては、患者の腹部等に小さな孔をいくつかあけて内視鏡（例えば、硬性鏡）、マニピュレータ（又は鉗子）等を挿入し、術者が内視鏡の映像をモニタで見ながら手術を行っている。このような腹腔鏡下手術は、開腹を必要としないため患者への負担が少なく、術後の回復や退院までの日数が大幅に低減されることから、適用分野の拡大が期待されている。   In laparoscopic surgery (endoscopic surgery), an operator inserts an endoscope (for example, a rigid endoscope), a manipulator (or forceps), etc. with some small holes in the patient's abdomen. Surgery is performed while viewing the endoscope image on the monitor. Since such laparoscopic surgery does not require laparotomy, the burden on the patient is small, and the number of days until postoperative recovery and discharge is greatly reduced, and therefore, the application field is expected to expand.

マニピュレータシステムは、例えば特許文献１に記載されているように、マニピュレータと、該マニピュレータを制御する制御装置とから構成される。マニピュレータは、人手によって操作される操作部と、操作部に対して交換自在に着脱される作業部とから構成される。作業部は長いシャフトと、該シャフトの先端に設けられた先端動作部（エンドエフェクタとも呼ばれる。）とを有し、ワイヤによって先端の作業部を駆動するモータが操作部に設けられている。ワイヤは基端側でプーリに巻き掛けられている。制御装置は、操作部に設けられたモータを駆動して、プーリを介してワイヤを循環駆動する。   For example, as described in Patent Document 1, the manipulator system includes a manipulator and a control device that controls the manipulator. The manipulator includes an operation unit that is manually operated and a work unit that is detachably attached to the operation unit. The working part has a long shaft and a tip working part (also called an end effector) provided at the tip of the shaft, and a motor for driving the tip working part by a wire is provided in the operation part. The wire is wound around the pulley on the proximal end side. The control device drives a motor provided in the operation unit to circulate and drive the wire via the pulley.

一方、医療用マニピュレータ（鉗子マニピュレータ）をロボットアームにより駆動する医療用ロボットシステムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。このような医療用ロボットシステムでは、マスターアームによる遠隔操作が可能であると共に、プログラム制御により様々な動作が可能となる。医療用ロボットシステムには、ロボットアームが設けられており、手技に応じてこれらのロボットアームを使い分けることができる。例えば、ロボットアームのうち２台にはマニピュレータが設けられ、ロボットアームのうち１台には内視鏡が設けられ、体腔内を所定のモニタで確認しながら、該ロボットアームから離間して配置されたコンソール上の操作部を介して手技を行うことができる。   On the other hand, a medical robot system that drives a medical manipulator (forceps manipulator) with a robot arm has been proposed (see, for example, Patent Document 2). In such a medical robot system, remote operation by a master arm is possible, and various operations are possible by program control. The medical robot system is provided with robot arms, and these robot arms can be used properly according to the procedure. For example, two of the robot arms are provided with manipulators, and one of the robot arms is provided with an endoscope, which is arranged away from the robot arm while checking the inside of the body cavity with a predetermined monitor. The procedure can be performed via the operation unit on the console.

なお、このような従来の医療用ロボットシステムにおいて、ロボットアームが設けられたロボット本体は、カート（移動台車）に搭載されて移動可能となっており、手術を実施する場合には、カートを手術ベッドの近傍まで移動させる。この場合、症例の内容に応じて患者（患部）に対してマニピュレータが所定の向きとなるようにロボット本体を配置する。すなわち、位置が固定された手術ベッドに対して、カートに載せたロボット本体を移動させることにより、手術ベッドに対するロボット本体の位置決め（配置）が行われる。   In such a conventional medical robot system, the robot body provided with the robot arm is mounted on a cart (moving carriage) and can be moved. When performing surgery, the cart is operated. Move to the vicinity of the bed. In this case, the robot body is arranged so that the manipulator is in a predetermined direction with respect to the patient (affected part) according to the contents of the case. That is, the robot main body placed on the cart is moved relative to the surgical bed whose position is fixed, thereby positioning (arranging) the robot main body with respect to the surgical bed.

また、従来、マニピュレータ、手術ベッド及び画像診断装置を組み合わせた統合型医療システムが種々提案されている（例えば、特許文献３、４参照）。このような従来の統合型医療システムでは、ＭＲＩやＣＴのような画像診断装置をシステムの中心に据える構成が採用される。すなわち、画像診断装置の位置を固定する一方、手術ベッド及びマニピュレータを可動式とする構成が採用される。   Conventionally, various integrated medical systems that combine a manipulator, a surgical bed, and an image diagnostic apparatus have been proposed (see, for example, Patent Documents 3 and 4). Such a conventional integrated medical system employs a configuration in which an image diagnostic apparatus such as MRI or CT is placed at the center of the system. That is, a configuration is adopted in which the position of the diagnostic imaging apparatus is fixed while the surgical bed and manipulator are movable.

特開２００３−６１９６９号公報JP 2003-61969 A 米国特許第６３３１１８１号明細書US Pat. No. 6,331,181 特開２００３−２６５４９９号公報JP 2003-265499 A 特開２００３−２９９６７４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-29974

ところで、従来の統合型医療システムにおいて、上述した複数のロボットアームを有する医療用ロボット（マニピュレータユニット）を適用することが考えられる。しかしながら、マニピュレータの患者に対する挿入位置や挿入角度や症例毎に異なっており、これに対応するために、大型のロボット本体を移動させて手術ベッドに対して位置決めする必要がある。このような作業は、煩雑であり、また、これを短時間で行うことが難しい。   By the way, in the conventional integrated medical system, it is conceivable to apply the above-described medical robot (manipulator unit) having a plurality of robot arms. However, the position of the manipulator with respect to the patient, the angle of insertion, and the case differ, and in order to cope with this, it is necessary to move the large robot body and position it relative to the surgical bed. Such work is complicated and difficult to perform in a short time.

また、従来技術では、画像診断装置や手術ベッドを中心としてシステムを構成する考えが採用されており、これに合わせてマニピュレータユニットを小型化する必要性が生じる可能性がある。このような小型化の必要性は、統合型のシステムの多機能化を図っていく上で不利となる。   Moreover, in the prior art, the idea of configuring a system centered on an image diagnostic apparatus and a surgical bed is adopted, and it may be necessary to reduce the size of the manipulator unit accordingly. Such a need for miniaturization is disadvantageous in achieving multi-functionalization of an integrated system.

本発明は上記の課題を考慮してなされたものであり、患者に対する医療用器具の位置及び角度の調整を簡易に行うことができるとともに、統合型システムとして多機能化を図りやすい医療用ロボットシステムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described problems, and can easily adjust the position and angle of a medical instrument with respect to a patient and can be easily multi-functionalized as an integrated system. The purpose is to provide.

上記の目的を達成するため、本発明は、ステーションと、前記ステーションに設けられ先端に医療用器具が取り付けられた少なくとも１つのアームユニットと、前記アームユニットの先端に設けられた医療用器具とを有する手術ロボットと、前記ステーション上に設置され、前記ステーション上での位置及び向きを変更可能な可動ベッドと、前記手術ロボット及び前記可動ベッドの動作を制御するシステム制御部とを備える、ことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides a station, at least one arm unit provided at the station and having a medical instrument attached to the tip, and a medical instrument provided at the tip of the arm unit. A surgical bed, a movable bed installed on the station, the position and orientation of which can be changed on the station, and a system control unit that controls the operation of the surgical robot and the movable bed. And

上記の構成によれば、手術ロボットは固定された位置にあり、手術ロボットを基準として可動ベッドが動く構成としたので、症例毎に異なる位置及び角度の調整を、手術ロボットを移動させることなく、可動ベッドの多自由度な動きによって簡便かつ迅速に行うことができる。また、このような構成を採用することで、アームユニットを小型化する必要がなくなるため、アームユニットの構成の自由度が大きくなり、アームユニットに付加する機能に関して制約を受けない。従って、統合型のシステムとして多機能化を図りやすい。また、本発明の医療用ロボットシステムでは、手術ロボットにより手術を行っている最中に不測の事態が生じた場合には、可動ベッドをアームユニット下の作業エリアから移動させることで、術者による通常の手術に簡易かつ迅速に移行することができる。さらに、手術ロボットを移動させる必要がなくなったことで、手術ロボットの移動に伴う周辺装置との接触の可能性を本質的になくすことができ、また人の動きも発生しないため、感染等のリスクも最小限に留めることができる。   According to the above configuration, the surgical robot is in a fixed position, and the movable bed is configured to move with respect to the surgical robot, so that adjustment of the position and angle different for each case without moving the surgical robot, It can be performed easily and quickly by the movement of the movable bed with multiple degrees of freedom. Further, by adopting such a configuration, it is not necessary to reduce the size of the arm unit, so that the degree of freedom of the configuration of the arm unit is increased and there is no restriction on the function added to the arm unit. Therefore, it is easy to achieve multi-function as an integrated system. Further, in the medical robot system of the present invention, when an unexpected situation occurs during the operation by the surgical robot, the operator can move the movable bed from the work area under the arm unit. A simple and quick transition to normal surgery is possible. Furthermore, since it is no longer necessary to move the surgical robot, the possibility of contact with peripheral devices accompanying the movement of the surgical robot can be essentially eliminated, and human movement does not occur. Can also be kept to a minimum.

前記可動ベッドは、前記ステーション上での姿勢を変更可能に構成されるとよい。   The movable bed may be configured to change a posture on the station.

上記の構成によれば、患者の腹腔内に作業スペースを作る等のために患者の身体を傾ける必要がある場合に、可動ベッドを傾けることで患者の身体を傾けて、患者の腹腔内に所望の作業スペースを容易に確保することができる。   According to the above configuration, when it is necessary to tilt the patient's body in order to create a working space in the patient's abdominal cavity, the patient's body is tilted by tilting the movable bed, and the desired body can be placed in the patient's abdominal cavity. The work space can be easily secured.

前記システム制御部は、前記可動ベッドの姿勢変更に合わせて前記アームユニットを協調動作させるとよい。   The system control unit may cooperatively operate the arm unit in accordance with a change in posture of the movable bed.

上記の構成によれば、可動ベッドとアームユニットの先端に設けられたマニピュレータ及び内視鏡との位置関係を保持したまま、可動ベッドの姿勢変更を行うことができる。   According to the above configuration, the posture of the movable bed can be changed while maintaining the positional relationship between the movable bed and the manipulator and the endoscope provided at the tip of the arm unit.

前記医療用ロボットシステムは、生体の内部状態を撮像する画像診断装置をさらに備え、前記画像診断装置は、前記画像診断装置の撮像領域に前記可動ベッドが進入可能であるように配置され、前記システム制御部は、前記アームユニット及び前記可動ベッドとともに前記画像診断装置を制御するとよい。   The medical robot system further includes an image diagnostic apparatus that captures an internal state of a living body, and the image diagnostic apparatus is disposed so that the movable bed can enter an imaging region of the image diagnostic apparatus, and the system The control unit may control the diagnostic imaging apparatus together with the arm unit and the movable bed.

上記の構成によれば、手術ロボット、可動ベッド及び画像診断装置により、診断・手術を１つのシステムで実現する統合型システムが構築される。このため、手術ロボット、可動ベッド及び画像診断装置の動作を共通の座標系で統括的に制御することが可能である。従って、例えば、画像支援ナビゲーション手術への適用に際して、三次元側計測装置等の他の機器を用いて各機器間の座標合わせを行う必要がなく、簡易な構成で画像支援ナビゲーションを構築できる。   According to said structure, the integrated system which implement | achieves a diagnosis and a surgery by one system is constructed | assembled with a surgical robot, a movable bed, and an image diagnostic apparatus. For this reason, it is possible to control the operation of the surgical robot, the movable bed, and the diagnostic imaging apparatus in an integrated manner using a common coordinate system. Therefore, for example, when applied to image-assisted navigation surgery, it is not necessary to perform coordinate alignment between devices using another device such as a three-dimensional measuring device, and image-assisted navigation can be constructed with a simple configuration.

前記手術ロボットは、前記医療用器具として内視鏡を含み、前記医療用ロボットシステムは、さらに、前記画像診断装置により撮像した画像と、前記内視鏡で撮像した画像を表示可能なモニタを備え、前記システム制御部の作用下に、前記画像診断装置で撮像した画像データを元に、前記モニタの画面上において、手術対象部位を前記内視鏡により撮像した画像に合成した形で表示するとよい。   The surgical robot includes an endoscope as the medical instrument, and the medical robot system further includes a monitor capable of displaying an image captured by the diagnostic imaging apparatus and an image captured by the endoscope. Under the action of the system control unit, on the monitor screen based on the image data captured by the diagnostic imaging apparatus, the surgical target region may be displayed in a form synthesized with the image captured by the endoscope. .

上記の構成によれば、術者は、モニタの画面上のどの位置に病変部があるのかを正確かつ迅速に把握することが可能となる。   According to the above configuration, the surgeon can accurately and quickly grasp at which position on the monitor screen the lesion is located.

前記手術ロボットは、前記医療用器具として内視鏡を含み、前記医療用ロボットシステムは、さらに、前記画像診断装置により撮像した画像と、前記内視鏡で撮像した画像を表示可能なモニタを備え、前記システム制御部の作用下に、前記画像診断装置で撮像した画像データを元に、前記モニタの画面上において、手術対象部位ではない特定の組織を前記内視鏡により撮像した画像に合成して明示するとよい。   The surgical robot includes an endoscope as the medical instrument, and the medical robot system further includes a monitor capable of displaying an image captured by the diagnostic imaging apparatus and an image captured by the endoscope. Under the action of the system control unit, based on the image data captured by the diagnostic imaging apparatus, on the monitor screen, a specific tissue that is not a surgical target site is synthesized with an image captured by the endoscope. Should be clearly indicated.

上記の構成によれば、術者は、モニタの画面上のどの位置に、手術対象部位ではない特定の組織（例えば、損傷リスクの高い組織）があるかを正確かつ迅速に把握することが可能となる。   According to the above configuration, the surgeon can accurately and quickly grasp at which position on the monitor screen there is a specific tissue that is not a surgical target site (for example, a tissue with a high risk of damage). It becomes.

本発明に係る医療用ロボットシステムによれば、患者に対する医療用器具の位置及び角度の調整を簡易に行うことができるとともに、統合型システムとして多機能化が図りやすくなる。   According to the medical robot system of the present invention, it is possible to easily adjust the position and angle of the medical instrument with respect to the patient, and it is easy to achieve multiple functions as an integrated system.

本発明の一実施形態に係る医療用ロボットシステムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a medical robot system according to an embodiment of the present invention. マニピュレータの一部省略断面平面図である。It is a partially-omission cross-sectional top view of a manipulator. マニピュレータの先端動作部の構造を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the structure of the front-end | tip operation | movement part of a manipulator. コンソールに設けられた操作部の正面図である。It is a front view of the operation part provided in the console. 患者を載せた可動ベッドがＭＲＩ装置に進入した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the movable bed which mounted the patient approached into the MRI apparatus. ＭＲＩ側に足が向くように患者を可動ベッドに載せた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which mounted the patient on the movable bed so that a leg might face the MRI side.

以下、本発明に係る医療用ロボットシステム１０について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the medical robot system 10 according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図１に示すように、本実施の形態に係る医療用ロボットシステム１０は、第１鉗子マニピュレータ２８ａ、第２鉗子マニピュレータ２８ｂ（以下、単に「マニピュレータ２８ａ」、「マニピュレータ２８ｂ」という）及び内視鏡３０（カメラ）を使用して、患者３６に所望の外科処置を行うものである。図１では、医療用ロボットシステム１０により、腹腔鏡下手術を行う場合を示している。   As shown in FIG. 1, a medical robot system 10 according to the present embodiment includes a first forceps manipulator 28a, a second forceps manipulator 28b (hereinafter simply referred to as “manipulator 28a” and “manipulator 28b”) and an endoscope. 30 (camera) is used to perform the desired surgical procedure on the patient 36. FIG. 1 shows a case where laparoscopic surgery is performed by the medical robot system 10.

医療用ロボットシステム１０は、手術室の床に設置されたステーション１２と、ステーション１２上に設置された手術ロボット１４と、ステーション１２上に設置された可動ベッド１６と、可動ベッド１６の近傍に設置された画像診断装置１８と、これらの全体的な制御を行うコンソール２０とを備える。   The medical robot system 10 is installed in the vicinity of a station 12 installed on the floor of the operating room, a surgical robot 14 installed on the station 12, a movable bed 16 installed on the station 12, and the movable bed 16. And a console 20 that performs overall control of the diagnostic imaging apparatus 18.

ステーション１２は、本体部２３と、手術ロボット１４を構成するアームユニット２２を昇降させる昇降機構部２４と、可動ベッド１６を動作させるベッド動作機構部２６とを有する。昇降機構部２４は、本体部２３から上方に延出する全体として柱状の構造部であり、各アームユニット２２の根元部が接続されており、コンソール２０の制御作用下に、図示しないモータ等の駆動源が駆動制御されることで、各アームユニット２２を独立して昇降させることが可能である。   The station 12 includes a main body unit 23, an elevating mechanism unit 24 that elevates and lowers an arm unit 22 that constitutes the surgical robot 14, and a bed operation mechanism unit 26 that operates the movable bed 16. The elevating mechanism 24 is a columnar structure as a whole extending upward from the main body 23, and the base of each arm unit 22 is connected. Under the control action of the console 20, a motor or the like (not shown) Each arm unit 22 can be moved up and down independently by controlling the driving source.

ステーション１２のベッド動作機構部２６は、本体部２３に一体的に連結しており、この例では３つの動作軸及びこれらを駆動する図示しない駆動源を有し、コンソール２０の制御作用下に前記駆動源が駆動制御されることで、可動ベッド１６の位置及び姿勢を多自由度（３自由度）で変更（調整）可能である。   The bed operation mechanism unit 26 of the station 12 is integrally connected to the main body unit 23. In this example, the bed operation mechanism unit 26 has three operation shafts and a drive source (not shown) for driving them. By controlling the drive source, the position and posture of the movable bed 16 can be changed (adjusted) with multiple degrees of freedom (three degrees of freedom).

本実施形態において、ベッド動作機構部２６は、具体的には、図１に示す矢印Ｘ方向に可動ベッド１６を移動させる進退動作と、上下方向であるＺ方向の軸線ａ１を中心として可動ベッド１６を回転させる回転動作と、可動ベッド１６の長手方向（前後方向）の軸線ａ２を中心として可動ベッド１６を左右に傾動させる傾動動作とを行うことができる。ここで、矢印Ｘ方向は、昇降機構部２４と画像診断装置１８との離間方向である。また、さらに可動ベッド１６の左右方向であるＹ方向の軸線を中心として可動ベッド１６をシーソー状に傾動させることができる。   In this embodiment, specifically, the bed motion mechanism unit 26 moves forward and backward to move the movable bed 16 in the direction of the arrow X shown in FIG. 1 and the movable bed 16 around the axis a1 in the Z direction that is the vertical direction. And a tilting operation for tilting the movable bed 16 left and right about the axis a2 in the longitudinal direction (front-rear direction) of the movable bed 16 can be performed. Here, the arrow X direction is the separation direction between the elevating mechanism 24 and the diagnostic imaging apparatus 18. Further, the movable bed 16 can be tilted in a seesaw shape about the axis in the Y direction that is the left-right direction of the movable bed 16.

手術ロボット１４は、ステーション１２（具体的には、昇降機構部２４）に設けられた３台のアームユニット２２である第１鉗子アーム２２ａ、第２鉗子アーム２２ｂ及びカメラアーム２２ｃ（以下、単に「アーム２２ａ」、「アーム２２ｂ」及び「アーム２２ｃ」という）とを有する。   The surgical robot 14 includes a first forceps arm 22a, a second forceps arm 22b, and a camera arm 22c (hereinafter simply referred to as “three arm units 22) provided in the station 12 (specifically, the lifting mechanism 24). Arm 22a "," arm 22b "and" arm 22c ").

第１及び第２鉗子アーム２２ａ、２２ｂは、それぞれ先端にマニピュレータを有し、カメラアーム２２ｃは、先端に内視鏡３０を有する。マニピュレータ２８ａ、２８ｂ及び内視鏡３０は、各アーム２２ａ〜２２ｃに対して着脱可能に構成されている。   The first and second forceps arms 22a and 22b each have a manipulator at the tip, and the camera arm 22c has an endoscope 30 at the tip. The manipulators 28a and 28b and the endoscope 30 are configured to be detachable from the arms 22a to 22c.

本実施形態の場合、マニピュレータ２８ａ、２８ｂ及び内視鏡３０は、共通の挿入具であるトロッカー３２（トラカール）を介して体腔（体内）に挿入される。このように、手術ロボット１４は、１つのトロッカー３２から複数の器具を体内へと挿入可能なシングルポートアクセスによる手技を行うことができる。なお、勿論、手術ロボット１４は、マニピュレータ２８ａ、２８ｂ及び内視鏡３０を、別々のトロッカー３２を介して体内へと挿入する複数ポートアクセスによる手技を行うこともできる。   In the case of this embodiment, the manipulators 28a and 28b and the endoscope 30 are inserted into a body cavity (inside the body) via a trocar 32 (trocar) that is a common insertion tool. Thus, the surgical robot 14 can perform a procedure by single port access that allows a plurality of instruments to be inserted into the body from one trocar 32. Of course, the surgical robot 14 can also perform a multi-port access procedure in which the manipulators 28a and 28b and the endoscope 30 are inserted into the body via separate trocars 32.

各アーム２２ａ〜２２ｃは、それぞれ複数の関節を有し、内蔵するモータの駆動によって動作する多関節アームとして構成されるとともに、ステーション１２に対して昇降機構部２４によって昇降可能に取り付けられている。各アーム２２ａ〜２２ｃは、コンソール２０によって制御されることで、マニピュレータ２８ａ、２８ｂ及び内視鏡３０を動作範囲内における任意の位置で任意の姿勢に設定可能である。   Each of the arms 22a to 22c has a plurality of joints, is configured as a multi-joint arm that operates by driving a built-in motor, and is attached to the station 12 by an elevating mechanism 24 so as to be able to be raised and lowered. The arms 22a to 22c are controlled by the console 20 so that the manipulators 28a and 28b and the endoscope 30 can be set to arbitrary postures at arbitrary positions within the operation range.

アーム２２ａ、２２ｂの先端に設けられたマニピュレータ２８ａ、２８ｂは、主に患部に対して直接的な手技を施すためのものであり、その先端には、例えばグリッパ、鋏及び電気メス等が設けられ、又は体腔の臓器等を所定の場所に退避させて広い術野を確保するためのリトラクタを設けることもできる。本実施形態の場合、各マニピュレータ２８ａ、２８ｂは、略同一構成からなるため、以下ではマニピュレータ２８ａの構成と、該マニピュレータ２８ａとアーム２２ａの接続部の構成について代表的に説明し、マニピュレータ２８ｂについての詳細な説明は省略する。   The manipulators 28a and 28b provided at the distal ends of the arms 22a and 22b are mainly for performing direct manipulations on the affected area, and are provided with grippers, scissors, electric scalpels, and the like at the distal ends, for example. Alternatively, it is possible to provide a retractor for retreating an organ or the like of a body cavity to a predetermined place to secure a wide operative field. In the case of the present embodiment, since the manipulators 28a and 28b have substantially the same configuration, the configuration of the manipulator 28a and the configuration of the connecting portion between the manipulator 28a and the arm 22a will be described below as a representative. Detailed description is omitted.

図２に示すように、マニピュレータ２８ａは、アーム２２ａ先端の支持部材５０に対して着脱自在な構成になっている。支持部材５０には、３つのモータ５８ａ〜５８ｃが並列している。マニピュレータ２８ａは、支持部材５０に対する接続ブロック５２と、該接続ブロック５２から先端方向に延在する中空の連結シャフト５４と、該連結シャフト５４の先端に設けられた先端動作部５６とを有する。   As shown in FIG. 2, the manipulator 28a is configured to be detachable from the support member 50 at the tip of the arm 22a. Three motors 58 a to 58 c are arranged in parallel on the support member 50. The manipulator 28 a includes a connection block 52 for the support member 50, a hollow coupling shaft 54 extending from the connection block 52 in the distal direction, and a distal end working unit 56 provided at the distal end of the coupling shaft 54.

接続ブロック５２は、所定の着脱機構により支持部材５０に対して着脱及び交換が可能である。接続ブロック５２は、モータ５８ａ〜５８ｃに係合するプーリ６０ａ〜６０ｃがモータ５８ａ〜５８ｃに対応して並列している。モータ５８ａ〜５８ｃとプーリ６０ａ〜６０ｃは、一方に非円形の凸部があり、他方に該凸部に係合する凹部が設けられており、モータ５８ａ〜５８ｇの回転がプーリ６０ａ〜６０ｃに伝達される。   The connection block 52 can be attached to and detached from the support member 50 by a predetermined attachment / detachment mechanism. In the connection block 52, pulleys 60a to 60c engaged with the motors 58a to 58c are arranged in parallel corresponding to the motors 58a to 58c. The motors 58a to 58c and the pulleys 60a to 60c have a non-circular convex part on one side and a concave part that engages with the convex part on the other side, and the rotation of the motors 58a to 58g is transmitted to the pulleys 60a to 60c. Is done.

プーリ６０ａ〜６０ｃには、ワイヤ６２ａ〜６２ｃが巻き掛けられている。可撓性部材からなるワイヤ６２ａ〜６２ｃは環状であって、滑り止めのため一部がプーリ６０ａ〜６０ｃに固定され、例えば１．５回転巻き掛けられて、連結シャフト５４内を延在しており、プーリ６０ａ〜６０ｃが回転することにより、左右から延在する２本のうち一方が巻き取られ、他方が送り出される。   Wires 62a to 62c are wound around the pulleys 60a to 60c. The wires 62a to 62c made of a flexible member are annular, and a part of the wires 62a to 62c is fixed to the pulleys 60a to 60c to prevent slipping, and is wound around, for example, 1.5 turns to extend inside the connecting shaft 54. As the pulleys 60a to 60c rotate, one of the two extending from the left and right is wound and the other is sent out.

連結シャフト５４は、接続ブロック５２から先端方向に延在し、その先端に先端動作部５６が設けられている。連結シャフト５４の途中には、図示しない関節部を設けて屈曲可能に構成してもよい。そうすると、体腔内における手技で、マニピュレータ２８ａをリトラクタとして一層好適に作用させることができる。他のマニピュレータや臓器等を有効に回避しながら所望の臓器を押すことができるからである。   The connecting shaft 54 extends from the connection block 52 in the distal direction, and a distal end working portion 56 is provided at the distal end. A joint portion (not shown) may be provided in the middle of the connecting shaft 54 so that it can be bent. Then, the manipulator 28a can be made to act more suitably as a retractor by a procedure in the body cavity. This is because a desired organ can be pushed while effectively avoiding other manipulators and organs.

図３に示すように、先端動作部５６は、連結シャフト５４の先端に設けられており、少なくとも、ワイヤ６２ａが巻き掛けられるプーリ（図示せず）、ワイヤ６２ｂが巻き掛けられるプーリ（図示せず）、及びワイヤ６２ｃが巻き掛けられるプーリ（図示せず）を有する。ワイヤ６２ａ〜６２ｃが、接続ブロック５２のプーリ６０ａ〜６０ｃの回転動作よって進退することにより、先端動作部５６の各前記プーリが従動的に回転し、該先端動作部５６は３軸動作が可能である。この動作は、例えば、ピッチ軸（関節軸）６４及びヨー軸（関節軸）６６を中心とした傾動動作と、グリッパ６８の開閉動作である。先端動作部５６には、これら各軸による動作と共に、又は該動作に代えて連結シャフト５４の軸線方向に延びたロール軸を中心とした回転動作を設けてもよい。   As shown in FIG. 3, the distal end working unit 56 is provided at the distal end of the connecting shaft 54, and at least a pulley (not shown) around which the wire 62a is wound, and a pulley (not shown) around which the wire 62b is wound. ), And a pulley (not shown) around which the wire 62c is wound. As the wires 62a to 62c advance and retreat by the rotation of the pulleys 60a to 60c of the connection block 52, the pulleys of the distal end working unit 56 are driven to rotate, and the distal end working unit 56 is capable of three-axis operation. is there. This operation is, for example, a tilting operation around the pitch axis (joint axis) 64 and the yaw axis (joint axis) 66 and an opening / closing operation of the gripper 68. The distal end operation unit 56 may be provided with a rotation operation around the roll axis extending in the axial direction of the connecting shaft 54 in addition to the operation by each of these axes or instead of the operation.

再び図１を参照する。カメラアーム２２ｃの先端に設けられた内視鏡３０は、体腔内の様子を撮影するカメラであり、その画像（映像）がコンソール２０のモニタ７０に表示されることで、手術スタッフ（医師）は、体腔内の様子を観察しながらマニピュレータ２８ａ、２８ｂを操作し、患部に対して所望の手技を行うことができる。内視鏡３０は、図２に示すマニピュレータ２８ａと略同様に、カメラアーム２２ｃの先端の支持部材に対して着脱自在な構成となっている。   Refer to FIG. 1 again. The endoscope 30 provided at the distal end of the camera arm 22c is a camera that captures a state inside the body cavity, and an image (video) is displayed on the monitor 70 of the console 20, so that a surgical staff (doctor) can The manipulators 28a and 28b can be operated while observing the inside of the body cavity to perform a desired procedure on the affected area. The endoscope 30 is configured to be detachable with respect to the support member at the tip of the camera arm 22c in substantially the same manner as the manipulator 28a shown in FIG.

本実施形態において、画像診断装置１８は、ＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置１８Ａとして構成されており、特に、図示例では開放型ＭＲＩとして構成されている。画像診断装置１８には、撮像領域３４が設けられている。ＭＲＩ装置の場合、磁場形成領域が撮像領域３４であり、この撮像領域３４内に撮像対象となる部位（患者３６の特定部位）を位置させ、検出された信号を解析することでＭＲＩ画像が形成される。本実施形態の場合、患者３６を載せた可動ベッド１６を画像診断装置１８側（Ｘ１方向側）に移動させ、可動ベッド１６を撮像領域３４内に進入させることで、撮像可能な状態となる。なお、画像診断装置１８は、生体内部の状態を画像化するための他の装置、例えば、ＣＴ（コンピューター断層撮影）装置であってもよい。   In the present embodiment, the diagnostic imaging apparatus 18 is configured as an MRI (magnetic resonance imaging) apparatus 18A, and in particular, is configured as an open MRI in the illustrated example. The diagnostic imaging apparatus 18 is provided with an imaging region 34. In the case of the MRI apparatus, the magnetic field forming region is the imaging region 34, and a region to be imaged (a specific region of the patient 36) is positioned in the imaging region 34, and an MRI image is formed by analyzing the detected signal. Is done. In the case of the present embodiment, the movable bed 16 on which the patient 36 is placed is moved to the diagnostic imaging apparatus 18 side (X1 direction side), and the movable bed 16 enters the imaging region 34, thereby enabling imaging. The diagnostic imaging apparatus 18 may be another apparatus for imaging the state inside the living body, for example, a CT (Computer Tomography) apparatus.

医療用ロボットシステム１０は、各アーム２２ａ〜２２ｃを有する手術ロボット１４をコンソール２０によって駆動操作することで患者３６への外科処置を遠隔的に実施することができる。   The medical robot system 10 can remotely perform a surgical procedure on the patient 36 by driving and operating the surgical robot 14 having the arms 22a to 22c by the console 20.

コンソール２０は、手術ロボット１４の操作用入力部である３つのジョイスティック３８ａ、３８ｂ、３８ｃと、可動ベッド１６及び画像診断装置１８の操作用入力部である操作盤４０と、表示手段であるモニタ７０と、システム制御部４２とを備える。また、コンソール２０は、ステーション１２、手術ロボット１４、可動ベッド１６及び画像診断装置１８との間で、有線、無線、ネットワーク又はこれらを組み合わせた通信手段によって情報を送受信可能である。   The console 20 includes three joysticks 38a, 38b, and 38c that are operation input units of the surgical robot 14, an operation panel 40 that is an operation input unit of the movable bed 16 and the image diagnostic apparatus 18, and a monitor 70 that is a display unit. And a system control unit 42. In addition, the console 20 can transmit and receive information to and from the station 12, the surgical robot 14, the movable bed 16, and the image diagnostic apparatus 18 by wired, wireless, network, or a communication means that combines these.

左右のジョイスティック３８ａ、３８ｂの操作により、アーム２２ａ、２２ｂを個別に操作が可能であり、中央のジョイスティック３８ｃの操作により、カメラアーム２２ｃの操作が可能である。各アーム２２ｃ〜２２ｃは、図示しない別の操作手段により操作するように構成してもよく、また、ジョイスティック３８ａ〜３８ｃを適宜切り換えて使用する等してもよい。ジョイスティック３８ａ、３８ｂは、両手で操作しやすい左右位置に設けられている。ジョイスティック３８ａ、３８ｂはマスターアームであってもよい。   The arms 22a and 22b can be individually operated by operating the left and right joysticks 38a and 38b, and the camera arm 22c can be operated by operating the center joystick 38c. Each of the arms 22c to 22c may be configured to be operated by another operating means (not shown), and the joysticks 38a to 38c may be switched and used as appropriate. The joysticks 38a and 38b are provided at left and right positions that can be easily operated with both hands. The joysticks 38a and 38b may be master arms.

ジョイスティック３８ａ〜３８ｃは、上下動作、捻り動作、及び全方向への傾動動作が可能であり、これらの動作に応じてアーム２２ａ〜２２ｃを動作させることができる。ジョイスティック３８ａ〜３８ｃは、手を離すと図４に示す直立の基準状態に復帰する。   The joysticks 38a to 38c can be moved up and down, twisted, and tilted in all directions, and the arms 22a to 22c can be operated according to these operations. When the joysticks 38a to 38c are released, they return to the upright reference state shown in FIG.

図４に示すように、ジョイスティック３８ａ、３８ｂは、同構造であり、人手によって握るハンドルグリップ７２と、主に人差し指、中指によって押し引き操作されるトリガレバー７４と、主に親指によって操作される複合入力部７６とを有し、例えば、トリガレバー７４を操作することにより、マニピュレータのグリッパ６８を開閉することができる。複合入力部７６は、中央に設けられた十字状のシーソー型スイッチ７６ａを有する。シーソー型スイッチ７６ａを操作することにより、ピッチ軸６４及びヨー軸６６の傾動動作が可能になる。   As shown in FIG. 4, the joysticks 38a and 38b have the same structure, a handle grip 72 that is gripped by a hand, a trigger lever 74 that is mainly pushed and pulled by an index finger and a middle finger, and a composite that is mainly operated by a thumb. For example, by operating the trigger lever 74, the gripper 68 of the manipulator can be opened and closed. The composite input unit 76 has a cross-shaped seesaw type switch 76a provided at the center. By operating the seesaw switch 76a, the pitch shaft 64 and the yaw shaft 66 can be tilted.

ジョイスティック３８ｃについても、上記ジョイスティック３８ａ、３８ｂと基本的には同構造でよく、複合入力部７６のシーソー型スイッチ７６ａによって内視鏡３０の姿勢軸を動作させることができ、また、例えば、トリガレバー７４に代えて、視点固定スイッチ７５を設けるとよい。勿論、内視鏡３０及びカメラアーム２２ｃの操作部として、コンソール２０以外の装置にジョイスティック３８ｃ又は同様な操作部を設けてもよい。   The joystick 38c may basically have the same structure as the joysticks 38a and 38b, the attitude axis of the endoscope 30 can be operated by the seesaw type switch 76a of the composite input unit 76, and, for example, a trigger lever Instead of 74, a viewpoint fixing switch 75 may be provided. Of course, as an operation unit for the endoscope 30 and the camera arm 22c, a device other than the console 20 may be provided with a joystick 38c or a similar operation unit.

操作盤４０には、可動ベッド１６及び画像診断装置１８の操作に必要な各種ボタン類や、医療用ロボットシステム１０のその他の入力操作に用いられる入力部が設けられている。操作盤４０に対して所定の入力操作を行うことにより、可動ベッド１６の位置及び姿勢を調整することが可能であり、また、画像診断装置１８による患者３６体内の撮像を実行することが可能である。なお、画像診断装置１８及び可動ベッド１６の操作入力手段としては、操作盤４０に限られず、ジョイスティック３８ａ〜３８ｃと同様の構成を採用してもよい。   The operation panel 40 is provided with various buttons necessary for the operation of the movable bed 16 and the diagnostic imaging apparatus 18 and an input unit used for other input operations of the medical robot system 10. By performing a predetermined input operation on the operation panel 40, it is possible to adjust the position and posture of the movable bed 16, and it is possible to perform imaging inside the patient 36 by the image diagnostic apparatus 18. is there. Note that the operation input means of the diagnostic imaging apparatus 18 and the movable bed 16 is not limited to the operation panel 40, and the same configuration as the joysticks 38a to 38c may be adopted.

モニタ７０には、内視鏡３０の画像とＭＲＩ画像が表示される。内視鏡３０の画像とＭＲＩ画像は、モニタ７０の画面上で個別に表示されてもよいし、複数のウインドウにより同時に表示されてもよい。   The monitor 70 displays an image of the endoscope 30 and an MRI image. The image of the endoscope 30 and the MRI image may be individually displayed on the screen of the monitor 70, or may be simultaneously displayed by a plurality of windows.

図１に示すシステム制御部４２は、手術ロボット１４、可動ベッド１６及び画像診断装置１８の動作を制御するものであり、当該コンソール２０、換言すれば当該医療用ロボットシステム１０の総合的な制御部である。システム制御部４２では、手術ロボット１４、可動ベッド１６及び画像診断装置１８の座標系が統合されている。すなわち、手術ロボット１４、可動ベッド１６及び画像診断装置１８は、共通の座標系で統括的に制御することが可能である。   The system control unit 42 shown in FIG. 1 controls the operation of the surgical robot 14, the movable bed 16, and the image diagnostic apparatus 18, and the console 20, in other words, the overall control unit of the medical robot system 10. It is. In the system control unit 42, the coordinate systems of the surgical robot 14, the movable bed 16, and the image diagnostic apparatus 18 are integrated. In other words, the surgical robot 14, the movable bed 16, and the image diagnostic apparatus 18 can be controlled in a centralized manner using a common coordinate system.

なお、コンソール２０は、手術ロボット１４の全ての制御を負担している必要はなく、例えば、各アーム２２ａ〜２２ｃのフィードバック制御は、それぞれのロボット側に設けられていてもよい。各アーム２２ａ〜２２ｃは、コンソール２０の制御下に動作し、プログラムによる自動動作や、コンソール２０に設けられたジョイスティック（操作部）３８ａ〜３８ｃに倣った動作、及びこれらの複合的な動作をする構成にしてもよい。   Note that the console 20 does not have to bear all control of the surgical robot 14. For example, feedback control of the arms 22 a to 22 c may be provided on each robot side. Each of the arms 22a to 22c operates under the control of the console 20, and performs an automatic operation by a program, an operation following the joysticks (operation units) 38a to 38c provided on the console 20, and a composite operation thereof. It may be configured.

本実施形態に係る医療用ロボットシステム１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用及び効果について説明する。   The medical robot system 10 according to the present embodiment is basically configured as described above. Next, the operation and effect will be described.

医療用ロボットシステム１０を用いて患者３６に対する診断・処置を行う場合、まず、患者３６は可動ベッド１６に載せられる。この場合、予め可動ベッドを医療用ロボットの作業エリアから退避する位置に進出させておき、その位置の可動ベッド１６に患者３６が載る。ここでは、手術を施す前に、画像診断装置１８で患者３６の体内の患部の状態を検査・診断するため、患者３６は仰向けの状態で可動ベッド１６に載せられる。   When performing diagnosis / treatment on the patient 36 using the medical robot system 10, the patient 36 is first placed on the movable bed 16. In this case, the movable bed is advanced in advance to a position where it is retracted from the work area of the medical robot, and the patient 36 is placed on the movable bed 16 at that position. Here, the patient 36 is placed on the movable bed 16 in a supine state in order to inspect and diagnose the state of the affected part in the body of the patient 36 by the image diagnostic apparatus 18 before performing the operation.

そして、可動ベッド１６は、画像診断装置１８の撮像領域３４に進入できるように、コンソール２０の制御作用下に、長手方向をＸ方向に向ける。このときの可動ベッド１６の方向調整は、術者（または補助者）がコンソール２０の操作盤４０を操作して行ってもよいし、システム制御部４２において可動ベッド１６の画像撮像時の方向としてプリセットした方向に自動制御で行ってもよい。   And the movable bed 16 orient | assigns a longitudinal direction to a X direction under the control effect | action of the console 20 so that it can approach into the imaging area 34 of the diagnostic imaging apparatus 18. FIG. The direction of the movable bed 16 at this time may be adjusted by an operator (or an assistant) by operating the operation panel 40 of the console 20, or as the direction when the movable bed 16 is imaged by the system control unit 42. You may perform automatic control in the preset direction.

次に、図５に示すように、患者３６を載せた可動ベッド１６を、患者３６の患部が撮像領域３４内の所定位置にくるように、画像診断装置１８の撮像領域３４に進入させる。撮像領域３４内の所望の位置に患者３６を位置させたら、画像診断装置１８を作動させて、体内の所望の部位（患部）を撮像する。本実施形態の場合、ＭＲＩ画像データが得られる。撮像した画像データは、コンソール２０に送信され、ＭＲＩ画像がモニタ７０に表示される。   Next, as shown in FIG. 5, the movable bed 16 on which the patient 36 is placed is advanced into the imaging region 34 of the diagnostic imaging apparatus 18 so that the affected part of the patient 36 is at a predetermined position in the imaging region 34. When the patient 36 is positioned at a desired position in the imaging region 34, the image diagnostic apparatus 18 is operated to image a desired part (affected part) in the body. In the case of this embodiment, MRI image data is obtained. The captured image data is transmitted to the console 20 and an MRI image is displayed on the monitor 70.

画像診断装置に１８より患者３６の体内の状態を撮像したら、可動ベッド１６を手術ロボット１４側（Ｘ２方向側）に移動させ、可動ベッド１６上の患者３６の手術部位と医療用器具（マニピュレータ２８ａ、２８ｂ及び内視鏡３０）との相対位置合わせを行う。この場合、術者がコンソール２０の手動操作により、可動ベッド１６及び手術ロボット１４を動作させ位置調整を行ってもよいが、得られた画像データを元に、システム制御部４２の作用下に、マニピュレータと内視鏡３０の位置を自動で設定してもよい。これにより、手術時間の短縮化を図ることができる。   When the state of the inside of the patient 36 is imaged by the image diagnostic apparatus 18, the movable bed 16 is moved to the surgical robot 14 side (X2 direction side), the surgical site of the patient 36 on the movable bed 16 and the medical instrument (manipulator 28 a , 28b and the endoscope 30). In this case, the operator may operate the movable bed 16 and the surgical robot 14 by manual operation of the console 20 to adjust the position, but based on the obtained image data, under the action of the system control unit 42, The positions of the manipulator and the endoscope 30 may be set automatically. As a result, the operation time can be shortened.

手術ロボット１４に対する患者３６の向きは、特定の方向に限定されないが、例えば、消化器系の臓器を手術対象とする場合には、図１に示すように、患者３６の頭部がＸ１方向側を向くように可動ベッド１６の向きを設定するとよい。一方、下腹部（子宮等）の臓器を手術対象とする場合には、図６に示すように、患者３６の頭部がＸ２方向側を向くように可動ベッド１６の向きを設定するとよい。この場合、可動ベッド１６は、軸線ａ１を中心として回転動作が可能であるので、可動ベッド１６の向きの設定（調整）を容易に行うことができる。   The orientation of the patient 36 with respect to the surgical robot 14 is not limited to a specific direction. For example, when an organ of the digestive system is a surgical target, the head of the patient 36 is on the X1 direction side as shown in FIG. It is preferable to set the direction of the movable bed 16 so as to face. On the other hand, when organs of the lower abdomen (such as the uterus) are to be operated, the orientation of the movable bed 16 may be set so that the head of the patient 36 faces the X2 direction as shown in FIG. In this case, since the movable bed 16 can rotate around the axis a <b> 1, the orientation (adjustment) of the movable bed 16 can be easily set.

そして、医療用ロボットシステム１０による手術では、各アーム２２ａ〜２２ｃを駆動制御し、マニピュレータ２８ａ、２８ｂ及び内視鏡３０を、トロッカー３２を通して患者３６の体内に挿入し、内視鏡３０によって体腔内を撮影・視認しつつ、マニピュレータ２８ａ、２８ｂで患部に対する所望の処置を行う。   In the operation by the medical robot system 10, the arms 22 a to 22 c are driven and controlled, and the manipulators 28 a and 28 b and the endoscope 30 are inserted into the body of the patient 36 through the trocar 32, and are inserted into the body cavity by the endoscope 30. The desired treatment is performed on the affected area with the manipulators 28a and 28b.

可動ベッド１６は、Ｘ方向に移動可能であるので、手術中に診断画像を撮像したい場合には、図５に示すように、可動ベッド１６をアームユニット２２の下方から画像診断装置１８側に自動（電動）で移動（スライド）させることで、迅速に診断画像を撮像することが可能である。また、画像診断装置１８での撮像が終了したら、可動ベッド１６をＸ２方向に移動させて元の位置へ戻すことで、迅速に手技に復帰することが可能である。   Since the movable bed 16 is movable in the X direction, when it is desired to take a diagnostic image during surgery, the movable bed 16 is automatically moved from the lower side of the arm unit 22 toward the diagnostic imaging apparatus 18 as shown in FIG. By moving (sliding) with (electric), it is possible to quickly capture a diagnostic image. Further, when the imaging by the diagnostic imaging apparatus 18 is completed, it is possible to quickly return to the procedure by moving the movable bed 16 in the X2 direction and returning it to the original position.

上述したように、本実施形態に係る医療用ロボットシステム１０によれば、手術ロボット１４のステーション１２上に可動ベッド１６が設けられているので、可動ベッド１６の位置調整を行うことで、アームユニット２２の先端に設けられた医療用器具の患者３６に対する位置及び角度を調整することができる。このように手術ロボット１４は固定された位置にあり、手術ロボット１４を基準として可動ベッド１６が動く構成としたので、症例毎に異なる患者３６に対する位置及び角度の調整を、手術ロボット１４を移動させることなく、可動ベッド１６の多自由度な動きによって簡便かつ迅速に行うことができる。   As described above, according to the medical robot system 10 according to this embodiment, since the movable bed 16 is provided on the station 12 of the surgical robot 14, the arm unit can be adjusted by adjusting the position of the movable bed 16. The position and angle of the medical device provided at the distal end of 22 with respect to the patient 36 can be adjusted. As described above, the surgical robot 14 is in a fixed position, and the movable bed 16 is configured to move with respect to the surgical robot 14. Therefore, the surgical robot 14 is moved to adjust the position and angle with respect to the patient 36, which is different for each case. Without any problem, the movable bed 16 can be moved easily and quickly by the multi-degree-of-freedom movement.

また、このような構成を採用することで、アームユニット２２を小型化する必要がなくなるため、アームユニット２２の構成の自由度が大きくなり、アームユニット２２に付加する機能に関して制約を受けない。従って、統合型のシステムとして多機能化を図りやすい。   Further, by adopting such a configuration, it is not necessary to reduce the size of the arm unit 22, so the degree of freedom in the configuration of the arm unit 22 is increased, and there are no restrictions on the functions added to the arm unit 22. Therefore, it is easy to achieve multi-function as an integrated system.

腹腔鏡下手術において、患者３６の腹腔内に作業スペースを作る等のために患者３６の身体を傾けたい場合がある。このような場合、上述したように、可動ベッド１６は、軸線ａ２を中心とした傾動動作、軸線ａ３を中心とした傾動動作、あるいは軸線ａ２を中心とした傾動動作と軸線ａ３を中心とした傾動動作の複合動作が可能であるため、可動ベッド１６の姿勢を水平に対して傾けることにより、患者３６の身体を傾けて、患者３６の腹腔内に所望の作業スペースを容易に確保することができる。   In laparoscopic surgery, it may be desirable to tilt the patient's 36 body, for example, to create a work space within the patient's abdominal cavity. In such a case, as described above, the movable bed 16 is tilted around the axis a2, tilted around the axis a3, or tilted around the axis a2 and tilted around the axis a3. Since the combined operation is possible, by tilting the posture of the movable bed 16 with respect to the horizontal, the body of the patient 36 can be tilted and a desired work space can be easily secured in the abdominal cavity of the patient 36. .

また、このように可動ベッド１６を傾けた場合に、システム制御部４２の制御作用下に、可動ベッド１６の姿勢変更に合わせてアームユニット２２を協調動作させるとよい。これにより、可動ベッド１６とアームユニット２２の先端に設けられたマニピュレータ及び内視鏡３０との位置関係を保持したまま、可動ベッド１６の姿勢変更を行うことができる。   Further, when the movable bed 16 is tilted in this way, the arm unit 22 may be cooperatively operated in accordance with the change in the posture of the movable bed 16 under the control action of the system control unit 42. Thus, the posture of the movable bed 16 can be changed while maintaining the positional relationship between the movable bed 16 and the manipulator provided at the distal end of the arm unit 22 and the endoscope 30.

上記の構成によれば、手術ロボット１４、可動ベッド１６及び画像診断装置１８により、診断・手術を１つのシステムで実現する統合型システムが構築される。このため、上述したように、手術ロボット１４、可動ベッド１６及び画像診断装置１８の動作を共通の座標系で統括的に制御することが可能である。   According to the above configuration, an integrated system that realizes diagnosis and surgery with one system is constructed by the surgical robot 14, the movable bed 16, and the image diagnostic apparatus 18. For this reason, as described above, the operations of the surgical robot 14, the movable bed 16, and the image diagnostic apparatus 18 can be comprehensively controlled by a common coordinate system.

例えば、手術ロボット１４と可動ベッド１６との相対位置を症例毎にプリセットしておき、症例開始時に、どの症例を行うかの指定（選択）を操作盤４０に対する入力操作によって行うことで、可動ベッド１６の位置が自動的に調整されるようにしてもよい。これにより、手術時間の短縮化を図ることができる。   For example, the relative position between the surgical robot 14 and the movable bed 16 is preset for each case, and at the start of the case, designation (selection) of which case is performed is performed by an input operation on the operation panel 40, whereby the movable bed The position of 16 may be automatically adjusted. As a result, the operation time can be shortened.

また、手術ロボット１４、可動ベッド１６及び画像診断装置１８を共通の座標系で制御することにより、医療用ロボットシステム１０において、画像支援ナビゲーションを構築することが容易となる。すなわち、従来技術において画像支援ナビゲーションを構築するには、レジストレーションと呼ばれる座標統合処理を行う必要があり、この座標統合には三次元側計測装置等の他の機器を用いることが必要で、システム構成が複雑となりやすい。これに対し、本実施形態に係る医療用ロボットシステム１０によれば、各構成機器が共通の座標系で制御されるため、三次元側計測装置等の他の機器を用いて各機器間の座標合わせを行う必要がなく、簡易な構成で画像支援ナビゲーションを構築できる。   Further, by controlling the surgical robot 14, the movable bed 16 and the image diagnostic apparatus 18 with a common coordinate system, it becomes easy to construct an image support navigation in the medical robot system 10. That is, in order to construct image-assisted navigation in the prior art, it is necessary to perform coordinate integration processing called registration, and this coordinate integration requires the use of other equipment such as a three-dimensional side measurement device. The configuration tends to be complicated. On the other hand, according to the medical robot system 10 according to the present embodiment, since each component device is controlled by a common coordinate system, the coordinates between the devices using other devices such as a three-dimensional measuring device are used. It is not necessary to perform alignment, and image support navigation can be constructed with a simple configuration.

このような画像支援ナビゲーションを構築する場合、例えば、システム制御部４２の作用下に、画像診断装置１８で撮像した画像データを元に、モニタ７０の画面上において、手術対象の臓器（病変部）の位置を内視鏡３０の撮像画像に合成した形で表示してもよい。これにより、術者は、モニタ７０の画面上のどの位置に病変部があるのかを正確かつ迅速に把握することが可能となる。   When constructing such an image-assisted navigation, for example, under the action of the system control unit 42, based on the image data captured by the image diagnostic apparatus 18, on the screen of the monitor 70, the organ to be operated (lesioned part) May be displayed in a form synthesized with the captured image of the endoscope 30. As a result, the surgeon can accurately and quickly grasp at which position on the screen of the monitor 70 the lesion is located.

また、システム制御部４２の作用下に、画像診断装置１８で撮像した画像データを元に、モニタ７０の画面上において、手術対象部位以外の特定の組織（例えば、血管等のような損傷リスクの高い組織）を内視鏡３０の撮像画像に合成して明示してもよい。これにより、術者は、モニタ７０の画面上のどの位置に、損傷リスクの高い組織があるかを正確かつ迅速に把握することが可能となる。   In addition, under the action of the system control unit 42, on the screen of the monitor 70, based on the image data captured by the diagnostic imaging apparatus 18, a specific tissue other than the region to be operated (for example, damage risk such as a blood vessel). High tissue) may be clearly shown by being synthesized with the captured image of the endoscope 30. Thus, the surgeon can accurately and quickly grasp at which position on the screen of the monitor 70 there is a tissue having a high risk of damage.

ところで、従来の医療用ロボットシステムでは、手術を行っている最中に不足の事態が生じた場合には、ロボット本体を手術ベッドから離すように移動させ、術者が患者を取り囲めるようにする必要があったが、ロボット本体の重量が相当に大きい場合には、素早く移動させることが困難である場合があった。これに対し、本実施形態に係る医療用ロボットシステム１０では、手術ロボット１４により手術を行っている最中に不測の事態が生じた場合には、可動ベッド１６をアームユニット２２下の作業エリアから退避させることで、術者による通常の手術に簡易かつ迅速に移行することができる。   By the way, in the conventional medical robot system, when a shortage occurs during the operation, the robot body is moved away from the operation bed so that the operator can surround the patient. Although it was necessary, when the weight of the robot body is considerably large, it may be difficult to move the robot body quickly. On the other hand, in the medical robot system 10 according to the present embodiment, if an unexpected situation occurs during the operation by the surgical robot 14, the movable bed 16 is moved from the work area under the arm unit 22. By retreating, it is possible to easily and quickly shift to a normal operation by the operator.

また、本実施形態に係る医療用ロボットシステム１０によれば、手術ロボット１４を移動させる必要がなくなったことで、手術ロボット１４の移動に伴う周辺装置との接触の可能性を本質的になくすことができ、また人の動きも発生しないため、感染等のリスクも最小限に留めることができる。   Further, according to the medical robot system 10 according to the present embodiment, it is no longer necessary to move the surgical robot 14, thereby essentially eliminating the possibility of contact with peripheral devices accompanying the movement of the surgical robot 14. In addition, since no human movement occurs, the risk of infection and the like can be minimized.

上記において、本発明について好適な実施の形態を挙げて説明したが、本発明は前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において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。   In the above description, the present invention has been described with reference to preferred embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Needless to say.

１０…医療用ロボットシステム １２…ステーション
１４…手術ロボット １６…可動ベッド
１８…画像診断装置 ２２…アームユニット
３０…内視鏡 ３４…撮像領域
４２…システム制御部 ７０…モニタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Medical robot system 12 ... Station 14 ... Surgical robot 16 ... Movable bed 18 ... Image diagnostic apparatus 22 ... Arm unit 30 ... Endoscope 34 ... Imaging area 42 ... System control part 70 ... Monitor

Claims (6)

ステーションと、
前記ステーションに設けられ先端に医療用器具が取り付けられた少なくとも１つのアームユニットと、前記アームユニットの先端に設けられた医療用器具とを有する手術ロボットと、
前記ステーション上に設置され、前記ステーション上での位置及び向きを変更可能な可動ベッドと、
前記手術ロボット及び前記可動ベッドの動作を制御するシステム制御部とを備える、
ことを特徴とする医療用ロボットシステム。 Station,
A surgical robot having at least one arm unit provided at the station and having a medical instrument attached to a tip thereof; and a medical instrument provided at the tip of the arm unit;
A movable bed installed on the station and capable of changing the position and orientation on the station;
A system controller for controlling the operation of the surgical robot and the movable bed,
A medical robot system characterized by this. 請求項１記載の医療用ロボットシステムにおいて、
前記可動ベッドは、前記ステーション上での姿勢を変更可能に構成される、
ことを特徴とする医療用ロボットシステム。 The medical robot system according to claim 1, wherein
The movable bed is configured to be able to change the posture on the station,
A medical robot system characterized by this. 請求項２記載の医療用ロボットシステムにおいて、
前記システム制御部は、前記可動ベッドの姿勢変更に合わせて前記アームユニットを協調動作させる、
ことを特徴とする医療用ロボットシステム。 The medical robot system according to claim 2,
The system control unit operates the arm unit in coordination with the change in posture of the movable bed,
A medical robot system characterized by this. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の医療用ロボットシステムにおいて、
生体の内部状態を撮像する画像診断装置をさらに備え、
前記画像診断装置は、前記画像診断装置の撮像領域に前記可動ベッドが進入可能であるように配置され、
前記システム制御部は、前記アームユニット及び前記可動ベッドとともに前記画像診断装置を制御する、
ことを特徴とする医療用ロボットシステム。 The medical robot system according to any one of claims 1 to 3,
Further comprising an image diagnostic apparatus for imaging the internal state of the living body,
The diagnostic imaging apparatus is arranged so that the movable bed can enter the imaging region of the diagnostic imaging apparatus,
The system control unit controls the diagnostic imaging apparatus together with the arm unit and the movable bed.
A medical robot system characterized by this. 請求項４記載の医療用ロボットシステムにおいて、
前記手術ロボットは、前記医療用器具として内視鏡を含み、
前記医療用ロボットシステムは、さらに、前記画像診断装置により撮像した画像と、前記内視鏡で撮像した画像を表示可能なモニタを備え、
前記システム制御部の作用下に、前記画像診断装置で撮像した画像データを元に、前記モニタの画面上において、手術対象部位を前記内視鏡により撮像した画像に合成した形で表示する、
ことを特徴とする医療用ロボットシステム。 The medical robot system according to claim 4, wherein
The surgical robot includes an endoscope as the medical instrument,
The medical robot system further includes a monitor capable of displaying an image captured by the diagnostic imaging apparatus and an image captured by the endoscope,
Under the action of the system control unit, based on the image data captured by the diagnostic imaging apparatus, on the screen of the monitor, the surgical target site is displayed in a form synthesized with the image captured by the endoscope.
A medical robot system characterized by this. 請求項４記載の医療用ロボットシステムにおいて、
前記手術ロボットは、前記医療用器具として内視鏡を含み、
前記医療用ロボットシステムは、さらに、前記画像診断装置により撮像した画像と、前記内視鏡で撮像した画像を表示可能なモニタを備え、
前記システム制御部の作用下に、前記画像診断装置で撮像した画像データを元に、前記モニタの画面上において、手術対象部位ではない特定の組織を前記内視鏡により撮像した画像に合成して明示する、
ことを特徴とする医療用ロボットシステム。 The medical robot system according to claim 4, wherein
The surgical robot includes an endoscope as the medical instrument,
The medical robot system further includes a monitor capable of displaying an image captured by the diagnostic imaging apparatus and an image captured by the endoscope,
Under the action of the system control unit, based on the image data captured by the diagnostic imaging apparatus, on the monitor screen, a specific tissue that is not a surgical target site is synthesized with an image captured by the endoscope. Clearly,
A medical robot system characterized by this.
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