JP2023081078A - Surgery support system - Google Patents
Surgery support system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023081078A JP2023081078A JP2021194771A JP2021194771A JP2023081078A JP 2023081078 A JP2023081078 A JP 2023081078A JP 2021194771 A JP2021194771 A JP 2021194771A JP 2021194771 A JP2021194771 A JP 2021194771A JP 2023081078 A JP2023081078 A JP 2023081078A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reference point
- surgical instrument
- section
- operation unit
- axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
本開示は、手術支援システムに関する。 The present disclosure relates to surgical assistance systems.
従来、手術支援システムが開示されている。特許文献1には、マスタ制御装置に配置された操作部が受け付けた操作量に基づいて、スレーブとしての多関節ロボットアームに取り付けられている手術器具の移動を制御する技術が開示されている。特許文献1では、操作部には、操作者の指に把持されるグリップ部材が配置されている。操作者がグリップ部材を把持した状態で操作部を操作することにより、手術器具が移動される。 Conventionally, a surgery support system has been disclosed. Patent Literature 1 discloses a technique for controlling movement of a surgical instrument attached to an articulated robot arm as a slave based on an operation amount received by an operation unit arranged in a master control device. In Patent Literature 1, a grip member to be gripped by an operator's fingers is arranged in the operation portion. The surgical instrument is moved by the operator operating the operating section while gripping the grip member.
一般的に、手術支援システムは操作部が操作された際に、操作部に設定された基準点の移動に対応して手術器具に設定された基準点が移動するように、手術器具が移動される。ここで、操作部に設定された基準点を、操作部の複数の回転軸線の交点であるジンバル点に設定した場合、手術器具に設定された基準点を中心に手術器具を回転させようとしても、操作部がジンバル点を中心として回転しないことが見いだされた。すなわち、手術器具に設定された基準点を中心に手術器具を回転させる場合、ジンバル点が比較的広い範囲で移動していることが見いだされた。このため、操作者の手の移動の動作と、手術器具の移動の動作とがずれることに起因して、操作者が手術器具を意図した通りに操作できない場合があるという問題点がある。 Generally, in a surgery support system, when an operation unit is operated, the surgical instrument is moved such that a reference point set on the surgical instrument moves corresponding to the movement of the reference point set on the operation unit. be. Here, when the reference point set on the operation unit is set to the gimbal point, which is the intersection point of a plurality of rotation axes of the operation unit, even if the surgical instrument is rotated around the reference point set on the surgical instrument, , the controls do not rotate about the gimbal point. In other words, it was found that the gimbal point moved over a relatively wide range when the surgical instrument was rotated around a reference point set on the surgical instrument. Therefore, there is a problem that the operator may not be able to operate the surgical instrument as intended due to the deviation between the movement of the operator's hand and the movement of the surgical instrument.
本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであり、操作者の意図通りに手術器具を移動させることが可能な手術支援システムを提供することである。 The present disclosure has been made to solve the above-described problems, and aims to provide a surgical assistance system capable of moving a surgical instrument as intended by an operator.
本開示の第1の局面による手術支援システムは、先端に手術器具が取り付けられるロボットアームを含む手術装置と、手術器具に対する操作を受け付ける操作部を含む操作装置と、受け付けられた操作に基づいて手術器具の移動を制御する制御装置と、を備え、操作部は、第1リンク部を含み、制御装置は、操作部に対して操作部基準点を設定し、手術器具に対して手術器具基準点を設定し、操作部が操作された際に、操作部基準点の移動に対応して手術器具基準点が移動するように、手術器具を移動させるように制御し、操作部基準点は、第1リンク部の近位端に対して、第1リンク部の遠位端とは反対の位置に設定されている。 A surgical assistance system according to a first aspect of the present disclosure includes a surgical apparatus including a robot arm having a surgical instrument attached to its distal end, an operation device including an operation unit that receives an operation for the surgical instrument, and a surgical operation based on the accepted operation. a control device for controlling movement of the instrument, wherein the operation section includes a first link section, and the control device sets an operation section reference point for the operation section and a surgical instrument reference point for the surgical instrument. is set, and when the operation part is operated, the surgical instrument is controlled to move so that the surgical instrument reference point moves corresponding to the movement of the operation part reference point, and the operation part reference point is the second It is set at a position opposite to the distal end of the first link portion with respect to the proximal end of the first link portion.
本願発明者が鋭意検討した結果、上記のように、操作部基準点を、第1リンク部の近位端に対して、第1リンク部の遠位端とは反対の位置に設定することにより、操作者の意図通りに手術器具を移動させることが見いだされた。すなわち、操作部基準点が第1リンク部の近位端よりも操作者に近い位置に設定されるので、操作部基準点と、操作者が第1リンク部に配置されるグリップ部材を回したときの回転の中心と考えられる手首との間の距離が小さくなる。このため、操作者の手の移動の動作と、手術器具の移動の動作とのずれが小さくなるので、操作部基準点の移動範囲が大きくなることが抑制される。その結果、操作者の意図通りに手術器具を移動させることができる。なお、操作部基準点を第1リンク部の近位端に対してグリップ部材の遠位端とは反対の位置に設定することによって、操作部基準点の移動範囲が大きくなることが抑制されることは、後述する発明者による実験により確認済みである。 As a result of intensive studies by the inventors of the present application, as described above, by setting the operating portion reference point at a position opposite to the distal end of the first link portion with respect to the proximal end of the first link portion, , has been found to move the surgical instrument as intended by the operator. That is, since the operating part reference point is set at a position closer to the operator than the proximal end of the first link part, the operating part reference point and the operator turn the grip member arranged on the first link part. The distance between the considered center of rotation and the wrist becomes smaller. Therefore, since the difference between the operation of moving the operator's hand and the operation of moving the surgical instrument is reduced, an increase in the movement range of the operation unit reference point is suppressed. As a result, the surgical instrument can be moved as intended by the operator. By setting the operating portion reference point at a position opposite to the distal end of the grip member with respect to the proximal end of the first link portion, an increase in the movement range of the operating portion reference point is suppressed. This has already been confirmed by the inventor's experiments, which will be described later.
本開示の第2の局面による手術支援システムは、先端に手術器具が取り付けられるロボットアームを含む手術装置と、手術器具に対する操作を受け付ける操作部を含む操作装置と、受け付けられた操作に基づいて手術器具の移動を制御する制御装置と、を備え、操作部は、第1リンク部を含み、制御装置は、操作部に対して操作部基準点を設定し、手術器具に対して手術器具基準点を設定し、操作部が操作された際に、操作部基準点の移動に対応して手術器具基準点が移動するように、手術器具を移動させるように制御し、操作部の基準姿勢において、操作部基準点は、第1リンク部の近位端よりも、操作者に近い位置に設定されている。 A surgery support system according to a second aspect of the present disclosure includes a surgical apparatus including a robot arm having a surgical instrument attached to its distal end, an operating device including an operating unit that receives an operation for the surgical instrument, and a surgical operation based on the accepted operation. a control device for controlling movement of the instrument, wherein the operation section includes a first link section, and the control device sets an operation section reference point for the operation section and a surgical instrument reference point for the surgical instrument. is set, and when the operation part is operated, the surgical instrument is controlled to move so that the surgical instrument reference point moves corresponding to the movement of the operation part reference point, and in the reference posture of the operation part, The operation part reference point is set at a position closer to the operator than the proximal end of the first link part.
本開示の第2の局面による手術支援システムでは、本願発明者が鋭意検討した結果、上記のように、操作部基準点は、第1リンク部の近位端よりも、操作者に近い位置に設定されている。これにより、操作部基準点が第1リンク部の近位端よりも操作者に近い位置に設定されるので、操作部基準点と、操作者が第1リンク部に配置されるグリップ部材を回したときの回転の中心と考えられる手首との間の距離が小さくなる。このため、操作者の手の移動の動作と、手術器具の移動の動作とのずれが小さくなるので、操作部基準点の移動範囲が大きくなることが抑制される。その結果、操作者の意図通りに手術器具を移動させることが可能な手術支援システムを提供することができる。 In the surgical assistance system according to the second aspect of the present disclosure, as a result of extensive studies by the inventors of the present application, as described above, the operation unit reference point is positioned closer to the operator than the proximal end of the first link unit. is set. As a result, since the operating part reference point is set at a position closer to the operator than the proximal end of the first link part, the operating part reference point and the operator can rotate the grip member arranged on the first link part. The distance between the considered center of rotation and the wrist becomes smaller. Therefore, since the difference between the operation of moving the operator's hand and the operation of moving the surgical instrument is reduced, an increase in the movement range of the operation unit reference point is suppressed. As a result, it is possible to provide a surgery support system that can move the surgical instrument as intended by the operator.
本開示の第3の局面による手術支援システムは、先端に手術器具が取り付けられるロボットアームを含む手術装置と、手術器具に対する操作を受け付ける操作部を含む操作装置と、受け付けられた操作に基づいて手術器具の移動を制御する制御装置と、を備え、操作部は、第1リンク部を含み、制御装置は、操作部に対して操作部基準点を設定し、手術器具に対して手術器具基準点を設定し、操作部が操作された際に、操作部基準点の移動に対応して手術器具基準点が移動するように、手術器具を移動させるように制御し、操作部基準点は、第1リンク部の近位端に対して、操作部の複数の回転軸線の交点であるジンバル点とは反対の位置に設定されている。 A surgical assistance system according to a third aspect of the present disclosure includes a surgical apparatus including a robot arm having a surgical instrument attached to its distal end, an operating device including an operating unit that receives an operation for the surgical instrument, and a surgical operation based on the accepted operation. a control device for controlling movement of the instrument, wherein the operation section includes a first link section, and the control device sets an operation section reference point for the operation section and a surgical instrument reference point for the surgical instrument. is set, and when the operation part is operated, the surgical instrument is controlled to move so that the surgical instrument reference point moves corresponding to the movement of the operation part reference point, and the operation part reference point is the second It is set at a position opposite to the gimbal point, which is the intersection of a plurality of rotation axes of the operating section, with respect to the proximal end of the 1-link section.
本開示の第3の局面による手術支援システムでは、本願発明者が鋭意検討した結果、上記のように、操作部基準点は、第1リンク部の近位端よりも、操作部の複数の回転軸線の交点であるジンバル点とは反対の位置に設定されている。これにより、操作部基準点が第1リンク部の近位端よりも操作者に近い位置に設定されるので、操作部基準点と、操作者が第1リンク部に配置されるグリップ部材を回したときの回転の中心と考えられる手首との間の距離が小さくなる。このため、操作者の手の移動の動作と、手術器具の移動の動作とのずれが小さくなるので、操作部基準点の移動範囲が大きくなることが抑制される。その結果、操作者の意図通りに手術器具を移動させることが可能な手術支援システムを提供することができる。 In the surgery support system according to the third aspect of the present disclosure, as a result of intensive studies by the inventors of the present application, as described above, the operation unit reference point is more than the proximal end of the first link unit. It is set at a position opposite to the gimbal point, which is the intersection of the axes. As a result, since the operating part reference point is set at a position closer to the operator than the proximal end of the first link part, the operating part reference point and the operator can rotate the grip member arranged on the first link part. The distance between the considered center of rotation and the wrist becomes smaller. Therefore, since the difference between the operation of moving the operator's hand and the operation of moving the surgical instrument is reduced, an increase in the movement range of the operation unit reference point is suppressed. As a result, it is possible to provide a surgery support system that can move the surgical instrument as intended by the operator.
本開示によれば、操作者の意図通りに手術器具を移動させることができる。 According to the present disclosure, the surgical instrument can be moved as intended by the operator.
(手術支援システムの構成)
本実施形態による手術支援システム100の構成について説明する。手術支援システム100は、手術支援ロボット1と、遠隔操作装置2とを備えている。手術支援ロボット1および遠隔操作装置2は、それぞれ、手術装置および操作装置の一例である。
(Configuration of surgery support system)
The configuration of the
なお、本願明細書において、手術器具4のシャフト4cの長手方向をZ方向とする。手術器具4の先端側をZ1側とし、手術器具4の基端側をZ2側とする。Z方向に直交する方向をX方向とする。X方向の一方側をX1側とし、他方側をX2側とする。Z方向およびX方向に直交する方向をY方向とする。Y方向の一方側をY1側とし、他方側をY2側とする。
In the specification of the present application, the longitudinal direction of the
また、本願明細書において、鉛直方向に沿った方向をZa方向とする。Za方向の一方側をZa1側とし、他方側とZa2側とする。Z方向に直交する方向をXa方向とする。Xa方向の一方側をXa1側とし、他方側をXa2側とする。Za方向およびXa方向に直交する方向をYa方向とする。Ya方向の一方側をYa1側とし、他方側をYa2側とする。Xa方向とYa方向とは、水平面に沿った方向である。 Also, in the specification of the present application, the direction along the vertical direction is defined as the Za direction. One side in the Za direction is the Za1 side, and the other side is the Za2 side. The direction perpendicular to the Z direction is defined as the Xa direction. One side in the Xa direction is the Xa1 side, and the other side is the Xa2 side. A direction perpendicular to the Za direction and the Xa direction is defined as the Ya direction. One side in the Ya direction is the Ya1 side, and the other side is the Ya2 side. The Xa direction and the Ya direction are directions along the horizontal plane.
図1に示すように、手術支援ロボット1は、手術室内に配置されている。遠隔操作装置2は、手術支援ロボット1から離間した位置に配置されている。医師などの操作者は、手術支援ロボット1に所望の動作を行わせるための指令を遠隔操作装置2に入力する。遠隔操作装置2は、入力された指令を手術支援ロボット1に送信する。手術支援ロボット1は、受信した指令に基づいて動作する。手術支援ロボット1は、滅菌された滅菌野である手術室内に配置されている。
As shown in FIG. 1, a surgical assistance robot 1 is placed in an operating room. The
(手術支援ロボットの構成)
図1に示すように、手術支援ロボット1は、医療用台車3と、ポジショナ40と、アームベース50と、複数のロボットアーム60と、アーム操作部80と、を備えている。
(Surgery support robot configuration)
As shown in FIG. 1 , the surgical assistance robot 1 includes a
医療用台車3は、ポジショナ40を移動させる。医療用台車3は、入力装置33を含む。入力装置33は、主に施術前に手術の準備を行うために、ポジショナ40、アームベース50、および、複数のロボットアーム60の移動や姿勢の変更の操作を受け付ける。医療用台車3は、操作者による操舵を受け付ける操作ハンドル34を含む。
The
ポジショナ40は、たとえば、7軸多関節ロボットからなる。ポジショナ40は、医療用台車3上に配置されている。ポジショナ40は、アームベース50の位置を調整する。ポジショナ40は、アームベース50の位置を3次元的に移動させる。
The
ポジショナ40は、ベース部41と、ベース部41に連結された複数のリンク部42とを含む。複数のリンク部42同士は、関節部43により連結されている。
The
アームベース50は、ポジショナ40の先端に取り付けられている。複数のロボットアーム60の各々の基端が、アームベース50に取り付けられている。複数のロボットアーム60は、折り畳まれた収納姿勢をとることが可能である。アームベース50と、複数のロボットアーム60とは、滅菌ドレープにより覆われて使用される。また、ロボットアーム60は、手術器具4を支持する。
ロボットアーム60は、複数配置されている。具体的には、4つのロボットアーム60a、60b、60cおよび60dが配置されている。ロボットアーム60a、60b、60cおよび60dは、互いに同様の構成を有する。
A plurality of
図2に示すように、ロボットアーム60は、アーム部61と、第1リンク部72と、第2リンク部73と、並進移動機構部70とを含む。ロボットアーム60は、回転軸線としてのJT1、JT2、JT3、JT4、JT5、JT6およびJT7軸線と、直動軸線としてのJ8軸線とを有する。JT1、JT2、JT3、JT4、JT5、JT6およびJT7軸線は、アーム部61の関節部64の回転軸線である。また、JT7軸線は、第1リンク部72の回転軸線である。JT8軸線は、並進移動機構部70が、第2リンク部73を第1リンク部72に対してZ方向に沿って相対的に移動させる直動軸線である。
As shown in FIG. 2 , the
アーム部61は、7軸多関節ロボットアームからなる。第1リンク部72は、アーム部61の先端に配置されている。第2リンク部73には、アーム操作部80が取り付けられる。並進移動機構部70は、第1リンク部72と第2リンク部73との間に配置されている。第2リンク部73には、手術器具4を保持するホルダ71が配置されている。
The
複数のロボットアーム60の各々の先端には、手術器具4が取り付けられている。手術器具4は、たとえば、取り換え可能なインストゥルメント、手術部位の画像を取り込むための内視鏡6などを含む。インストゥルメントとしての手術器具4は、被駆動ユニット4aと、鉗子4bと、被駆動ユニット4aと鉗子4bとを接続するシャフト4cとを含む。被駆動ユニット4aと、シャフト4cと、鉗子4bとは、Z方向に沿って配置されている。
A
図1に示すように、複数のロボットアーム60のうちの一つの、たとえば、ロボットアーム60cの先端には内視鏡6が取り付けられ、残りの、たとえば、ロボットアーム60a、60bおよび60dの先端には、内視鏡6以外の手術器具4が取り付けられる。内視鏡6は、互いに隣り合うように配置されている4つのロボットアーム60のうちの、中央に配置される2つのロボットアーム60bおよび60cのうちのいずれかに取り付けられる。
As shown in FIG. 1, the endoscope 6 is attached to the tip of one of the
(インストゥルメントの構成)
図3に示すように、インストゥルメントの先端には、たとえば、鉗子4bが設けられている。インストゥルメントの先端には、鉗子4b以外に、関節を有する器具として、ハサミ、グラスパー、ニードルホルダ、マイクロジセクター、ステーブルアプライヤー、タッカー、吸引洗浄ツール、スネアワイヤ、および、クリップアプライヤーなどが配置される。インストゥルメントの先端には、関節を有しない器具として、切断刃、焼灼プローブ、洗浄器、カテーテル、および、吸引オリフィスなどが配置される。
(instrument configuration)
As shown in FIG. 3, for example,
鉗子4bは、ジョー部材104aおよび104bの基端側を先端側でJT11軸線周りに回転可能に支持する第1支持体4eと、第1支持体4eの基端側を先端側でJT10軸線周りに回転可能に支持する第2支持体4fとを含む。シャフト4cは、JT9軸線周りに回動する。ジョー部材104aおよびジョー部材104bは、JT12軸線周りに開閉する。第1支持体4eの先端側であるZ1方向側の部分は、U字形状を有している。
The
図2に示すように、アーム操作部80は、ロボットアーム60に取り付けられている。具体的には、アーム操作部80は、第2リンク部73に取り付けられている。
As shown in FIG. 2, the
図4に示すように、アーム操作部80は、イネーブルスイッチ81と、ジョイスティック82と、リニアスイッチ83と、モード切替ボタン84と、モードインジケータ84aと、ピボットボタン85と、アジャストメントボタン86と、を含む。
As shown in FIG. 4, the
イネーブルスイッチ81は、ジョイスティック82およびリニアスイッチ83によるロボットアーム60の移動を許可または不許可とするスイッチである。ジョイスティック82は、ロボットアーム60による手術器具4の移動を操作するための操作具である。リニアスイッチ83は、手術器具4の長手方向に沿った方向に手術器具4を移動させるためのスイッチである。モード切替ボタン84は、手術器具4を図5に示す並進移動させるモードと図6に示す回転移動させるモードとを切り替えるためのボタンである。モードインジケータ84aは、切り替えられたモードを表示する。ピボットボタン85は、ロボットアーム60に取り付けられた手術器具4の移動の支点となるピボット位置PPを教示するためのボタンである。アジャストメントボタン86は、ロボットアーム60の位置を最適化するためのボタンである。
The enable
(遠隔操作装置)
図1に示すように、遠隔操作装置2は、たとえば、手術室の中または手術室の外に配置されている。遠隔操作装置2は、本体部2aと、操作部120と、フットペダル22と、タッチパネル23と、モニタ24と、支持アーム25と、支持バー26と、足検知部27と、を含む。
(remote control device)
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、操作部120は、本体部2aに支持されている。図7に示すように、操作部120は、手術器具4に対する操作量を受け付ける。操作部120は、医師などの操作者から見て、左側に配置され、操作者の左手により操作される左手用操作部120Lと、右側に配置され、操作者の右手により操作される右手用操作部120Rと、を含む。左手用操作部120Lの構成と、右手用操作部120Rの構成とは、同様である。
As shown in FIG. 1, the
操作部120は、略L字状のアーム121と、操作ハンドル21とを含む。アーム121は、リンク部121aと、リンク部121bと、リンク部121cとを有する。リンク部121aの上端側は、鉛直方向に沿ったA1軸線回りに回動可能に本体部2aに取り付けられている。リンク部121bの上端側は、水平方向に沿ったA2軸線回りに回動可能にリンク部121aの下端側に取り付けられている。リンク部121cの一方端側は、水平方向に沿ったA3軸線回りに回動可能にリンク部121bの下端側に取り付けられている。リンク部121cの他方端側には、A4軸線回りに回動可能に操作ハンドル21が取り付けられている。各リンク部は、関節部122により接続されている。
アーム121は、操作ハンドル21を支持する。アーム121は、操作ハンドル21を所定の3次元操作範囲内で移動可能に支持する。具体的には、アーム121は、上下方向、左右方向および前後方向に、操作ハンドル21を移動可能に支持する。アーム121の3次元的な操作に対応するように、ロボットアーム60が3次元的に移動される。
操作ハンドル21は、図8に示す操作者の右手によって操作される操作ハンドル21Rと、図9に示す操作者の左手によって操作される操作ハンドル21Lとを含む。図8は右手用操作部120Rの基準姿勢を表し、図9は左手用操作部120Lの基準姿勢を表している。操作ハンドル21Rの構成と、操作ハンドル21Lの構成とは同様である。操作ハンドル21は、リンク部21a、リンク部21b、リンク部21c、医師などの操作者が操作するリンク部21dと、を含む。リンク部21aは、A4軸線周りに回動する。リンク部21bは、リンク部21aに対して、A5軸線周りに回動可能に取り付けられている。リンク部21cは、リンク部21bに対して、A6軸線周りに回動可能に取り付けられている。リンク部21dは、リンク部21cに対して、A7軸線周りに回動可能に取り付けられている。各リンク部は、関節部122により接続されている。リンク部21a、リンク部21bおよびリンク部21cは、各々、L字形状を有する。リンク部21a、リンク部21b、リンク部21cおよびリンク部21dは、それぞれ、第4リンク部、第3リンク部、第2リンク部および第1リンク部の一例である。A4軸線、A5軸線、A6軸線およびA7軸線は、それぞれ、第4軸線、第3軸線、第2軸線および第1軸線の一例である。
The operating
操作ハンドル21は、操作者によって開閉される一対のグリップ部材21fを含む。グリップ部材21fは、細長いプレート状のレバー部材からなり、一対のグリップ部材21fは、それぞれの近位端がリンク部21dの近位端G1に回転可能に接続されている。グリップ部材21fには、円筒状の指挿入部21eが配置されている。操作者は、一対の指挿入部21eに右手の指を挿入して操作ハンドル21Rを操作する。操作者は、一対の指挿入部21eに左手の指を挿入して操作ハンドル21Lを操作する。一対のグリップ部材21fは、それぞれの基端がリンク部21dに接続されており、一対のグリップ部材21f間の角度を大きくしたり小さくしたりすることにより、ジョー部材104aとジョー部材104bとの開き角度が変更される。グリップ部材21fの一方に磁石が配置され、リンク部21dにホールセンサが配置されている。操作者がグリップ部材21fを開閉すると、図11に示すように、磁石とホールセンサとが角度検知センサ21gとして機能し、ホールセンサは開き角度を出力する。なお、角度検知センサ21gとして、グリップ部材21fにホールセンサを、リンク部21dに磁石を配置しても良い。また、グリップ部材21fの両方に、角度検知センサ21gとして磁石またはホールセンサを配置しても良い。
The operating
操作部120の複数の回転軸線の交点は、ジンバル点GPと呼ばれる。具体的には、ジンバル点GPは、A4軸線と、A5軸線と、A6軸線と、A7軸線とが交差する点である。ジンバル点GPは、一対のグリップ部材21fが取り付けられるリンク部21dに位置している。ジンバル点GPは、左手用操作部120Lと右手用操作部120Rとの各々に個別に存在する。
A point of intersection of a plurality of rotation axes of the
基準姿勢において、操作部120のA4軸線とA6軸線とは、Za方向に沿っている。A5軸線は、Ya方向に沿っている。A7軸線は、Xa方向に沿っている。図8に示すように、基準姿勢において、操作ハンドル21Rのリンク部21aおよびリンク部21bは、Ya-Za平面に沿うように、かつ、A7軸に対してYa1側に配置されている。基準姿勢において、リンク部21cは、Xa-Za平面に沿うように配置されている。基準姿勢において、リンク部21dは、A7軸線に沿うように配置されている。
In the reference posture, the A4 axis and the A6 axis of the
図9に示すように、基準姿勢において、操作ハンドル21Lのリンク部21aおよびリンク部21bは、Ya-Za平面に沿うように、かつ、A7軸に対してYa2側に配置されている。基準姿勢において、リンク部21cは、Xa-Za平面に沿うように配置されている。基準姿勢において、リンク部21dは、A7軸線に沿うように配置されている。
As shown in FIG. 9, in the reference posture, the
図10に示すように、フットペダル22は、手術器具4に関する機能を実行するように複数設けられている。また、複数のフットペダル22は、基台部28に配置されている。フットペダル22は、切替ペダル22aと、クラッチペダル22bと、カメラペダル22cと、切開ペダル22dと、凝固ペダル22eとを含んでいる。切替ペダル22aと、クラッチペダル22bと、カメラペダル22cと、切開ペダル22dと、凝固ペダル22eとは、操作者の足により操作される。また、切開ペダル22dは、右側のロボットアーム60用の切開ペダル22dRと、左側のロボットアーム60用の切開ペダル22dLとを含む。また、凝固ペダル22eは、右側のロボットアーム60用の凝固ペダル22eRと、左側のロボットアーム60用の凝固ペダル22eLとを含む。
As shown in FIG. 10, a plurality of
切替ペダル22aは、操作ハンドル21で動作させるロボットアーム60を切り替える。クラッチペダル22bは、ロボットアーム60と操作ハンドル21との操作接続を一時切断するクラッチ操作を実行する。クラッチペダル22bが操作者によって踏み込まれている間、操作ハンドル21による操作が、ロボットアーム60に伝達されなくなる。また、カメラペダル22cが操作者によって踏み込まれている間、操作ハンドル21によって、内視鏡6が取り付けられたロボットアーム60を操作することが可能になる。切開ペダル22dまたは凝固ペダル22eが操作者によって踏み込まれている間、電気手術装置が起動する。
The switching pedal 22a switches the
足検知部27は、フットペダル22を操作する操作者の足を検知する。足検知部27は、フットペダル22の上方に位置するホバー状態の足を検知する。足検知部27は、基台部28に配置されている。
The
図1に示すように、モニタ24は、内視鏡6によって取り込まれた画像を表示するためのスコープ型表示装置である。支持アーム25は、モニタ24の高さを医師などの操作者の顔の高さに合わせるようにモニタ24を支持する。タッチパネル23は、支持バー26に配置されている。モニタ24近傍に設けられたセンサにより操作者の頭部を検知することにより、遠隔操作装置2による手術支援ロボット1の操作が可能になる。操作者は、モニタ24により患部を視認しながら、操作部120およびフットペダル22を操作する。これにより、遠隔操作装置2に指令が入力される。遠隔操作装置2に入力された指令は、手術支援ロボット1に送信される。タッチパネル23は、受付部の一例である。
As shown in FIG. 1, monitor 24 is a scope-type display for displaying images captured by endoscope 6 . The
(制御系の構成)
図11に示すように、手術支援システム100は、制御装置130と、アーム制御部31aと、ポジショナ制御部31bと、操作制御部110とを備えている。
(Control system configuration)
As shown in FIG. 11, the
制御装置130は、医療用台車3の内部において、アーム制御部31a、ポジショナ制御部31b、および、操作制御部110の各々と通信する。制御装置130は、アーム制御部31a、ポジショナ制御部31b、および、操作制御部110の各々を制御する。制御装置130と、アーム制御部31a、ポジショナ制御部31b、および、操作制御部110とは、LANなどによって接続されている。なお、図11では、制御装置130が医療用台車3とは別個に記載されているが、図11は制御ブロックを説明するための図であり、実際には、図1に示すように、制御装置130は、医療用台車3の内部に配置されている。
The
アーム制御部31aは、複数のロボットアーム60ごとに配置されている。なお、図11では、アーム制御部31aがロボットアーム60の内部に配置されるように記載されているが、図11は制御ブロックを説明するための図であり、実際には、図1に示すように、アーム制御部31aは、医療用台車3の内部に配置されている。すなわち、医療用台車3の内部には、複数のロボットアーム60の数の分、アーム制御部31aが配置されている。
The
図12に示すように、アーム部61には、複数の関節部64に対応するように、複数のサーボモータM1と、エンコーダE1と、減速機とが設けられている。エンコーダE1は、サーボモータM1の回転角を検出する。減速機は、サーボモータM1の回転を減速させてトルクを増大させる。
As shown in FIG. 12, the
ロボットアーム60には、サーボモータM1を制御するためのサーボ制御部C1が配置されている。また、サーボ制御部C1には、サーボモータM1の回転角を検出するためのエンコーダE1が電気的に接続されている。
The
図12に示すように、第2リンク部73には、手術器具4の被駆動ユニット4aに配置された被駆動部材を回転させるためのサーボモータM2と、エンコーダE2と、減速機とが配置されている。エンコーダE2は、サーボモータM2の回転角を検出する。減速機は、サーボモータM2の回転を減速させてトルクを増大させる。また、ロボットアーム60には、手術器具4を駆動するサーボモータM2を制御するためのサーボ制御部C2が配置されている。サーボ制御部C2には、サーボモータM2の回転角を検出するためのエンコーダE2が電気的に接続されている。なお、サーボモータM2、エンコーダE2およびサーボ制御部C2は、各々複数配置されている。
As shown in FIG. 12, the
図12に示すように、並進移動機構部70には、手術器具4を並進移動させるためのサーボモータM3と、エンコーダE3と、減速機とが設けられている。エンコーダE3は、サーボモータM3の回転角を検出する。減速機は、サーボモータM3の回転を減速させてトルクを増大させる。また、ロボットアーム60には、手術器具4を並進移動するサーボモータM3を制御するためのサーボ制御部C3が配置されている。サーボ制御部C3には、サーボモータM3の回転角を検出するためのエンコーダE3が電気的に接続されている。
As shown in FIG. 12, the translational
図13に示すように、ポジショナ制御部31bは、医療用台車3に配置されている。ポジショナ制御部31bは、ポジショナ40および医療用台車3を制御する。ポジショナ40には、ポジショナ40の複数の関節部43に対応するように、サーボモータSMと、エンコーダENと、減速機と、サーボ制御部SCと、が配置されている。医療用台車3には、医療用台車3の複数の前輪の各々を駆動するサーボモータSMと、エンコーダENと、減速機と、サーボ制御部SCと、ブレーキとが配置されている。
As shown in FIG. 13 , the
図13に示すように、操作部120には、回転軸線であるA1、A2、A3、A4、A5、A6およびA7軸線の各々に対応するように、サーボモータM6a、M6b、M6c、M6d、M6e、M6fおよびM6gが配置されている。各サーボモータを制御するためのサーボ制御部C6a、C6b、C6c、C6d、C6e、C6fおよびC6gが配置されている。各サーボ制御部には、各サーボモータの回転角を検出するためのエンコーダE6a、E6b、E6c、E6d、E6e、E6fおよびE6gが電気的に接続されている。なお、各サーボモータ、各サーボ制御部、および、各エンコーダは、左手用操作部120Lと、右手用操作部120Rとに各々設けられている。なお、図11では、操作制御部110が操作部120の内部に配置されるように記載されているが、図11は制御ブロックを説明するための図であり、実際には、図1に示すように、操作制御部110は、遠隔操作装置2の本体部2aの内部に配置されている。
As shown in FIG. 13, the
制御装置130は、操作制御部110を介して、操作部120の姿勢に応じて、各サーボモータの回転軸線に発生する重力トルクを打ち消すようなトルクを発生するように、各サーボモータを制御する。これにより、操作者は、比較的小さい力で操作部120を操作することが可能になる。
The
制御装置130は、操作制御部110を介して、操作部120の操作に応じて、各サーボモータの各回転軸線にトルクを発生させ、操作者の操作をアシストするように各サーボモータを制御する。これにより、操作者は、比較的小さい力で操作部120を操作することが可能になる。
The
ここで、本実施形態では、制御装置130は、操作部120に対して操作部基準点MPを設定する。操作部基準点MPは、マッピングポイントとも呼ばれる。制御装置130は、手術器具4に対して手術器具基準点CPを設定する。制御装置130は、操作部120が操作された際に、操作部基準点MPの移動に対応して手術器具基準点CPが移動するように、手術器具4を移動させるように制御する。なお、操作部基準点MPの移動に対応して手術器具基準点CPが移動するように、手術器具4を移動させる動作を、フォローイングと呼ぶ。図3に示すように、手術器具基準点CPは、第1支持体4eのZ1方向側の部分のJT12軸線方向における中央部に設定されている。手術器具基準点CPは、ツールセンターポイント、または、クレビス点と呼ばれる。
Here, in this embodiment, the
本実施形態では、図8に示すように、操作部基準点MPは、リンク部21dの近位端G1に対して、リンク部21dの遠位端G2とは反対の位置に設定されている。リンク部21dの近位端G1とは、リンク部21dのXa1側の端部である。リンク部21dの遠位端G2とは、リンク部21dのXa2側の端部である。近位端G1よりも遠位端G2とは反対の位置とは、A7軸線上の位置のみならず、A7軸線よりもY1a方向側の範囲、および、A7軸線よりもY2a方向側の範囲を含む。なお、内視鏡6以外の手術器具4が取り付けられるロボットアーム60に対して、上記のような操作部基準点MPが設定される。
In this embodiment, as shown in FIG. 8, the operating portion reference point MP is set at a position opposite to the distal end G2 of the
具体的には、制御装置130では、操作部座標系におけるジンバル点GPの座標からのオフセット値として、操作部基準点MPが設定される。付加するオフセット値は、操作部120のリンク部21dまたはリンク部21c上に定めた座標系における変位量として定義される。
Specifically, in the
本実施形態では、操作部基準点MPは、リンク部21dの近位端G1よりも、操作者に近い位置に設定されている。具体的には、操作者がグリップ部材21fを把持した状態で、操作部基準点MPは、操作者の手首の近傍に位置している。手首の近傍とは、手首の位置そのものと、手首の近くの位置を含む概念である。
In this embodiment, the operation part reference point MP is set at a position closer to the operator than the proximal end G1 of the
本実施形態では、操作部基準点MPは、リンク部21dの近位端G1に対して、操作部120の複数の回転軸線の交点であるジンバル点GPとは反対の位置に設定されている。ジンバル点GPは、リンク部21dの近位端G1に対して、Xa2方向側に位置している。ジンバル点GPは、リンク部21dの近位端G1と遠位端G2との間に位置している。
In this embodiment, the operation unit reference point MP is set at a position opposite to the gimbal point GP, which is the intersection of the plurality of rotation axes of the
本実施形態では、操作部基準点MPは、リンク部21dの近位端G1に対して、グリップ部材21fの遠位端G2とは反対の位置でかつ、A7軸線とずれた位置に設定されている。A7軸線とずれた位置とは、A7軸線よりもY1a方向側の範囲、および、A7軸線よりもY2a方向側の範囲を意味する。
In the present embodiment, the operating portion reference point MP is set at a position opposite to the distal end G2 of the
本実施形態では、操作部120の基準姿勢において、操作部基準点MPは、リンク部21dの近位端G1に対して、グリップ部材21fの遠位端G2とは反対の位置でかつ、A7軸線に対してリンク部21aとは反対の位置に設定されている。ここで、操作部基準点MPは、右手用操作部120Rと左手用操作部120Lとの各々に個別に設定されている。図8に示すように、右手用操作部120Rの基準姿勢において、操作部基準点MPは、リンク部21dの近位端G1に対して、グリップ部材21fの遠位端G2とは反対の位置でかつ、A7軸線に対してリンク部21aとは反対のYa2側の位置に設定されている。図9に示すように、左手用操作部120Lの基準姿勢において、操作部基準点MPは、リンク部21dの近位端G1に対して、グリップ部材21fの遠位端G2とは反対の位置でかつ、A7軸線に対してリンク部21aとは反対のYa1側の位置に設定されている。
In the present embodiment, in the reference posture of the operating
本実施形態では、操作部120の基準姿勢において、操作部基準点MPは、リンク部21dの近位端G1に対して、グリップ部材21fの遠位端G2とは反対の位置で、A7軸線に対してリンク部21aとは反対の位置で、かつ、A7軸線と水平方向に直交する軸線上に設定されている。図8に示すように、右手用操作部120Rの基準姿勢において、操作部基準点MPは、A7軸線と水平方向に直交するBR軸線上に設定されている。図9に示すように、左手用操作部120Lの基準姿勢において、操作部基準点MPは、A7軸線と水平方向に直交するBL軸線上に設定されている。BR軸線およびBL軸線は、A5軸線に平行な軸線である。
In the present embodiment, in the reference posture of the
操作部基準点MPは、A7軸線に沿った方向において、操作部基準点MPは、グリップ部材21fの近位端G1からXa1側に、たとえば、0よりも大きく100mm以下の範囲内で設定される。また、図8に示すように、右手用操作部120Rでは、操作部基準点MPは、BR軸線に沿った方向において、A7軸線からYa2側に、たとえば、0よりも大きく80mm以下の範囲内で設定される。また、図9に示すように、左手用操作部120Lでは、操作部基準点MPは、BL軸線に沿った方向において、A7軸線からYa1側に、たとえば、0よりも大きく80mm以下の範囲内で設定される。
The operation part reference point MP is set in the direction along the A7 axis from the proximal end G1 of the
(操作量の算出方法)
操作者による操作が受け付けられた場合の、操作部120の入力値の算出方法について説明する。図14に示すように、操作者による操作が操作部120により受け付けられる。これにより、操作部120のA1軸、A2軸、A3軸、A4軸、A5軸、A6軸およびA7軸の軸値が、操作制御部110に入力される。制御装置130は、操作制御部110に入力された各軸値に基づいて、順運動学計算を行う。これにより、操作部120からの入力値として、操作部基準点MPの基準姿勢からの変位と回転とを表す同次変換行列が更新される。順運動学計算とは、リンク機構の軸値から、機構上の着目した部位の変位と回転とを計算する手段のことである。具体的な順運動学計算の詳細については、後述する。制御装置130は、内視鏡6の視野方向に応じて操作部120からの入力を表す同次変換行列を変換する。得られた同次変換行列は、内視鏡6の視野内で操作部120の入力に対応した動きを生む、手術器具4の並進移動のための並進成分と、手術器具4の回転のための回転成分とを含む。制御装置130は、並進成分と回転成分とに対してスケーリングを行う。スケーリングとは、操作部120が受け付けた操作量と、実際に手術器具4が移動する移動量との比であるスケーリング値を、並進成分と回転成分とに乗算することである。制御装置130は、スケーリングされた並進成分と回転成分とに基づいて、目標となる同次変換行列を算出する。制御装置130は、目標となる同次変換行列に対して逆運動学計算を行う。制御装置130は、逆運動学計算により、ロボットアーム60および手術器具4の目標となる各軸値を算出する。
(Method for calculating manipulated variable)
A method of calculating an input value of the
図15に示すように、順運動学計算では、操作部120により受け付けられた操作に対応するように、4行4列の単位行列に対し、A1軸、A2軸、A3軸、A4軸、A5軸、A6軸、A7軸の軸値から決まる変換および、オフセット付加に対応する変換を表す同次変換行列が順次乗算される。これにより、操作部基準点MPの基準姿勢からの変位と回転とを表す最終的な同次変換行列が得られる。図15に示す例では、グリップ部材21fのA7軸周りの回転とともに、操作部基準点MPが変位される。
As shown in FIG. 15, in forward kinematics calculation, A1 axis, A2 axis, A3 axis, A4 axis, A5 Homogeneous transformation matrices representing the transformation determined from the axis values of the axis, the A6 axis, and the A7 axis and the transformation corresponding to the addition of the offset are sequentially multiplied. As a result, a final homogeneous transformation matrix representing the displacement and rotation from the reference orientation of the operation unit reference point MP is obtained. In the example shown in FIG. 15, the operating portion reference point MP is displaced as the
図16に示す例では、順運動学計算は、操作部120により受け付けられた操作に対応するように、4行4列の単位行列に対し、A1軸、A2軸、A3軸、A4軸、A5軸、A6軸の軸値から決まる変換、オフセット付加に対応する変換および、A7軸の回転から決まる変換を表す同次変換行列が順次乗算される。これにより、操作部基準点MPの基準姿勢からの変位と回転を表す最終的な同次変換行列が得られる。図16に示す例では、グリップ部材21fがA7軸周りに回転しても、操作部基準点MPは変位しない。
In the example shown in FIG. 16, the forward kinematics calculation is performed on the unit matrix of 4 rows and 4 columns so as to correspond to the operation received by the
本実施形態では、図17に示すように、遠隔操作装置2のタッチパネル23は、操作部基準点MPの変更を受け付ける。タッチパネル23は、予め設定された複数の操作部基準点MPのうちのいずれかを選択するための複数の選択部23aを含む。
In this embodiment, as shown in FIG. 17, the
本実施形態では、タッチパネル23は、手術支援システム100による手術の開始前に操作部基準点MPの変更を受け付ける。つまり、タッチパネル23は、フォローイングの最中には、操作部基準点MPの変更を受け付けない。なお、タッチパネル23は、手術支援システム100による手術の最中に、操作部基準点MPの変更を受け付けてもてよい。
In the present embodiment, the
(実験)
図18を参照して、手術器具4を回転させた場合、操作部基準点がどのように移動するのかについての実験について説明する。実験では、図8に示すように、操作部基準点として、ジンバル点GPと、リンク部21dの近位端G1に対してXa1側でかつA7軸線上の点MP1と、リンク部21dの近位端G1に対してXa1側でかつA7軸線からYa2側にずれた点MPとを採用した。なお、点MPは、上記実施形態の操作部基準点MPである。また、実験では、一対のグリップ部材21fが閉じた状態で操作部120が操作された。実験の結果、操作部基準点をジンバル点GPとした場合、ジンバル点GPが比較的大きい範囲を移動することが確認された。ジンバル点GPが移動しないことを意図して操作部120が操作された場合、操作部120は、A1軸線、A2軸線およびA3軸線周りには移動しないはずであるが、実験では、操作部120がA1軸線、A2軸線およびA3軸線周りに移動していることが確認された。操作部基準点を点MP1とした場合、点MP1の移動範囲が、操作部基準点をジンバル点GPとした場合よりも小さくなることが確認された。操作部基準点を点MPとした場合、点MPの移動範囲が、操作部基準点を点MP1とした場合よりもさらに小さくなることが確認された。すなわち、操作部基準点を点MPとすることにより、操作者の意図通りに手術器具4を移動させることが可能であることが確認された。
(experiment)
With reference to FIG. 18, an experiment on how the operation unit reference point moves when the
[本実施形態の効果]
操作部基準点MPは、リンク部21dの近位端G1に対して、リンク部21dの遠位端G2とは反対の位置に設定されている。これにより、操作部基準点MPがリンク部21dの近位端G1よりも操作者に近い位置に設定されるので、操作部基準点MPと、操作者がリンク部21dに配置されるグリップ部材21fを回したときの回転の中心と考えられる手首との間の距離が小さくなる。このため、操作者の手の移動の動作と、手術器具4の移動の動作とのずれが小さくなるので、操作部基準点MPの移動範囲が大きくなることが抑制される。その結果、操作者の意図通りに手術器具4を移動させることができる。
[Effect of this embodiment]
The operating portion reference point MP is set at a position opposite to the distal end G2 of the
操作部基準点MPは、リンク部21dの近位端G1に対して、グリップ部材21fの遠位端G2とは反対の位置でかつ、A7軸線とずれた位置に設定されている。これにより、操作部基準点MPと手首との間の距離がより小さくなるので、より意図通りに手術器具4を移動させることができる。
The operating portion reference point MP is set at a position opposite to the distal end G2 of the
操作部120の基準姿勢において、操作部基準点MPは、リンク部21dの近位端G1に対して、リンク部21dの遠位端G2とは反対の位置でかつ、A7軸線に対してリンク部21aとは反対の位置に設定されている。これにより、操作部120の基準姿勢において、操作者の手首は、A7軸線に対してリンク部21aとは反対に位置しているので、容易に、操作部基準点MPと手首との間の距離を小さくすることができる。
In the reference posture of the
右手用操作部120Rの基準姿勢において、操作部基準点MPは、リンク部21dの近位端G1に対して、リンク部21dの遠位端G2とは反対の位置で、A7軸線に対してリンク部21aとは反対の位置で、かつ、A7軸線と水平方向に直交するBR軸線上に設定されている。これにより、右手用操作部120Rの基準姿勢において、操作者の手首は、A7軸線と水平方向に直交するBR軸線上の近傍に位置しているので、容易に、操作部基準点MPと手首との間の距離を小さくすることができる。左手用操作部120Lについても同様の効果を奏する。
In the reference posture of the right-
操作部基準点MPの変更を受け付けるタッチパネル23が配置されている。これにより、操作者の体格に合わせて、適切に操作部基準点MPを設定することができる。
A
タッチパネル23は、予め設定された複数の操作部基準点MPのうちのいずれかを選択するための複数の選択部23aを含む。これにより、操作者が操作部基準点MPの座標を入力する場合と異なり、容易に、操作部基準点MPを選択することができる。
The
タッチパネル23は、手術支援システム100による手術の開始前に操作部基準点MPの変更を受け付ける。これにより、手術の際に、操作部基準点MPが適切な位置に設定された状態で、操作部120を使用することができる。
The
操作部基準点MPは、右手用操作部120Rと左手用操作部120Lとの各々に個別に設定されている。これにより、右手用操作部120Rと左手用操作部120Lとのいずれを使用した場合でも、操作者の意図通りに手術器具4を移動させることができる。
The operation unit reference point MP is individually set for each of the right-
[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更または変形例が含まれる。
[Modification]
It should be noted that the embodiments disclosed this time should be considered as examples and not restrictive in all respects. The scope of the present disclosure is indicated by the scope of the claims rather than the above description of the embodiments, and further includes all modifications or variations within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
上記実施形態では、制御装置130が医療用台車3に配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、制御装置130が、医療用台車3以外の部分に配置されていてもよい。
In the above-described embodiment, an example in which the
上記実施形態では、操作部基準点MPは、リンク部21dの近位端G1に対して、リンク部21dの遠位端G2とは反対の位置でかつ、A7軸線とずれた位置に設定されている例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、操作部基準点MPを、リンク部21dの近位端G1に対して、リンク部21dの遠位端G2とは反対の位置でかつ、A7軸線上に設定してもよい。
In the above embodiment, the operating portion reference point MP is set at a position opposite to the distal end G2 of the
上記実施形態では、操作部120の基準姿勢において、操作部基準点MPは、A7軸線に対してリンク部21aとは反対の位置に設定されている例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、操作部基準点MPを、リンク部21dの近位端G1に対して、グリップ部材21fの遠位端G2とは反対の位置でかつ、A7軸線に対してリンク部21aに近い位置に設定してもよい。
In the above-described embodiment, in the reference posture of the
上記実施形態では、操作部120の基準姿勢において、操作部基準点MPが、A7軸線と水平方向に直交するBR軸線またはBL軸線上に設定されている例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、操作部120の基準姿勢において、操作部基準点MPが、A7軸線と水平方向に直交するBR軸線またはBL軸線からずれた位置に設定されてもよい。
In the above embodiment, in the reference posture of the
上記実施形態では、タッチパネル23が、予め設定された複数の操作部基準点MPのうちのいずれかを選択するための複数の選択部23aを含む例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、操作者が、操作部基準点MPの座標をタッチパネル23に入力してもよい。
In the above-described embodiment, an example in which the
また、上記実施形態では、ロボットアーム60が4つ設けられている例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、ロボットアーム60の数は、少なくとも1つ以上設けられていれば他の任意の数であってもよい。
Moreover, although the example in which the four
また、上記実施形態では、アーム部61およびポジショナ40が7軸多関節ロボットから構成されている例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、アーム部61およびポジショナ40が7軸多関節ロボット以外の軸構成の多関節ロボットなどから構成されていてもよい。7軸多関節ロボット以外の軸構成とは、例えば、6軸や8軸である。
Further, in the above-described embodiment, an example in which the
また、上記実施形態では、手術支援ロボット1が、医療用台車3と、ポジショナ40と、アームベース50とを備えている例を示したが、本開示はこれに限らない。たとえば、医療用台車3と、ポジショナ40と、アームベース50とは必ずしも必要なく、手術支援ロボット1が、ロボットアーム60だけで構成されてもよい。
Further, in the above-described embodiment, an example in which the surgical assistance robot 1 includes the
本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ASIC(Application Specific Integrated Circuits)、従来の回路、および/または、それらの組み合わせ、を含む回路または処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路または回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット、または手段は、列挙された機能を実行するハードウェアであるか、または、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラムまたは構成されているその他の既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、またはユニットはハードウェアとソフトウェアの組み合わせであり、ソフトウェアはハードウェアおよび/またはプロセッサの構成に使用される。 The functionality of the elements disclosed herein may be accomplished using general purpose processors, special purpose processors, integrated circuits, Application Specific Integrated Circuits (ASICs), conventional circuits, and/or those configured or programmed to perform the disclosed functions. can be implemented using a circuit or processing circuit that includes a combination of A processor is considered a processing circuit or circuit because it includes transistors and other circuits. In this disclosure, a circuit, unit, or means is hardware that performs or is programmed to perform the recited functions. The hardware may be the hardware disclosed herein, or other known hardware programmed or configured to perform the recited functions. A circuit, means or unit is a combination of hardware and software where the hardware is a processor which is considered a type of circuit, the software being used to configure the hardware and/or the processor.
1 手術支援ロボット(手術装置)
2 遠隔操作装置(操作装置)
4 手術器具
21a リンク部(第4リンク部)
21b リンク部(第3リンク部)
21c リンク部(第2リンク部)
21d リンク部(第1リンク部)
21f グリップ部材
23 タッチパネル(受付部)
23a 選択部
60 ロボットアーム
100 手術支援システム
120 操作部
120R 右手用操作部
120L 左手用操作部
130 制御装置
CP 手術器具基準点
G1 近位端
G2 遠位端
GP ジンバル点
MP 操作部基準点
1 Surgery support robot (surgical device)
2 Remote control device (control device)
4
21b link portion (third link portion)
21c link portion (second link portion)
21d link part (first link part)
Claims (11)
前記手術器具に対する操作を受け付ける操作部を含む操作装置と、
受け付けられた操作に基づいて前記手術器具の移動を制御する制御装置と、を備え、
前記操作部は、第1リンク部を含み、
前記制御装置は、
前記操作部に対して操作部基準点を設定し、
前記手術器具に対して手術器具基準点を設定し、
前記操作部が操作された際に、前記操作部基準点の移動に対応して前記手術器具基準点が移動するように、前記手術器具を移動させるように制御し、
前記操作部基準点は、前記第1リンク部の近位端に対して、前記第1リンク部の遠位端とは反対の位置に設定されている、手術支援システム。 a surgical device including a robot arm having a surgical instrument attached to its tip;
an operation device including an operation unit that receives an operation for the surgical instrument;
a control device that controls movement of the surgical instrument based on the accepted operation;
The operation section includes a first link section,
The control device is
setting an operation unit reference point for the operation unit;
setting a surgical instrument reference point for the surgical instrument;
controlling to move the surgical instrument so that the surgical instrument reference point moves corresponding to the movement of the operation section reference point when the operation section is operated;
The operation support system, wherein the operation section reference point is set at a position opposite to the distal end of the first link section with respect to the proximal end of the first link section.
第1軸線周りに回動可能に前記第1リンク部が取り付けられる第2リンク部を含み、
前記操作部基準点は、前記第1リンク部の前記近位端に対して、前記第1リンク部の前記遠位端とは反対の位置でかつ、前記第1軸線とずれた位置に設定されている、請求項1に記載の手術支援システム。 The operation unit is
including a second link portion to which the first link portion is attached so as to be rotatable around a first axis;
The operating portion reference point is set at a position opposite to the distal end of the first link portion with respect to the proximal end of the first link portion and at a position deviated from the first axis. The surgery support system according to claim 1, wherein
前記操作部は、
前記第2リンク部に接続され、水平方向に沿ってかつ前記第1軸線に直交する第3軸線周りに回動する第3リンク部と、
前記第3リンク部に接続され、鉛直方向に沿った第4軸線周りに回動する第4リンク部と、をさらに含み、
前記操作部の基準姿勢において、前記操作部基準点は、前記第1リンク部の前記近位端に対して、前記第1リンク部の前記遠位端とは反対の位置でかつ、前記第1軸線に対して前記第4リンク部とは反対の位置に設定されている、請求項2に記載の手術支援システム。 The second link portion rotates around a second axis along the vertical direction,
The operation unit is
a third link portion that is connected to the second link portion and rotates along a horizontal direction around a third axis perpendicular to the first axis;
a fourth link portion connected to the third link portion and rotating around a fourth axis along the vertical direction;
In the reference posture of the operating section, the operating section reference point is located at a position opposite to the distal end of the first link section with respect to the proximal end of the first link section and at the first position. The surgery support system according to claim 2, which is set at a position opposite to the fourth link portion with respect to the axis.
前記操作部基準点は、前記右手用操作部と前記左手用操作部との各々に個別に設定されている、請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の手術支援システム。 The operation section includes a right-hand operation section and a left-hand operation section,
The surgery support system according to any one of claims 1 to 8, wherein the operation unit reference point is individually set for each of the right-hand operation unit and the left-hand operation unit.
前記手術器具に対する操作を受け付ける操作部を含む操作装置と、
受け付けられた操作に基づいて前記手術器具の移動を制御する制御装置と、を備え、
前記操作部は、第1リンク部を含み、
前記制御装置は、
前記操作部に対して操作部基準点を設定し、
前記手術器具に対して手術器具基準点を設定し、
前記操作部が操作された際に、前記操作部基準点の移動に対応して前記手術器具基準点が移動するように、前記手術器具を移動させるように制御し、
前記操作部の基準姿勢において、前記操作部基準点は、前記第1リンク部の近位端よりも、操作者に近い位置に設定されている、手術支援システム。 a surgical device including a robot arm having a surgical instrument attached to its tip;
an operation device including an operation unit that receives an operation for the surgical instrument;
a control device that controls movement of the surgical instrument based on the accepted operation;
The operation section includes a first link section,
The control device is
setting an operation unit reference point for the operation unit;
setting a surgical instrument reference point for the surgical instrument;
controlling to move the surgical instrument so that the surgical instrument reference point moves corresponding to the movement of the operation section reference point when the operation section is operated;
The operation assisting system, wherein in the reference posture of the operation section, the operation section reference point is set at a position closer to the operator than the proximal end of the first link section.
前記手術器具に対する操作を受け付ける操作部を含む操作装置と、
受け付けられた操作に基づいて前記手術器具の移動を制御する制御装置と、を備え、
前記操作部は、第1リンク部を含み、
前記制御装置は、
前記操作部に対して操作部基準点を設定し、
前記手術器具に対して手術器具基準点を設定し、
前記操作部が操作された際に、前記操作部基準点の移動に対応して前記手術器具基準点が移動するように、前記手術器具を移動させるように制御し、
前記操作部基準点は、前記第1リンク部の近位端に対して、前記操作部の複数の回転軸線の交点であるジンバル点とは反対の位置に設定されている、手術支援システム。
a surgical device including a robot arm having a surgical instrument attached to its tip;
an operation device including an operation unit that receives an operation for the surgical instrument;
a control device that controls movement of the surgical instrument based on the accepted operation;
The operation section includes a first link section,
The control device is
setting an operation unit reference point for the operation unit;
setting a surgical instrument reference point for the surgical instrument;
controlling to move the surgical instrument so that the surgical instrument reference point moves corresponding to the movement of the operation section reference point when the operation section is operated;
The operation support system, wherein the operation unit reference point is set at a position opposite to a gimbal point, which is an intersection point of a plurality of rotation axes of the operation unit, with respect to the proximal end of the first link unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021194771A JP2023081078A (en) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | Surgery support system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021194771A JP2023081078A (en) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | Surgery support system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023081078A true JP2023081078A (en) | 2023-06-09 |
Family
ID=86656441
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021194771A Pending JP2023081078A (en) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | Surgery support system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023081078A (en) |
-
2021
- 2021-11-30 JP JP2021194771A patent/JP2023081078A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7303775B2 (en) | SURGERY ASSIST ROBOT AND SURGERY ASSIST ROBOT POSITIONING METHOD | |
JP2023010748A (en) | Surgery system and operation device | |
JP2023026468A (en) | Surgery support robot | |
EP4140436A1 (en) | Robotic surgical system and control method of robotic surgical system | |
EP4140437A1 (en) | Robotic surgical system | |
JP7295831B2 (en) | Surgery support system, patient-side device and calculation method | |
JP2023081078A (en) | Surgery support system | |
JP7344927B2 (en) | surgical support robot | |
US20220175479A1 (en) | Surgical operation system and method of controlling surgical operation system | |
CN114469346A (en) | Operation support system, control device and control method for operation support system | |
JP2022088805A (en) | Robot surgery system and display method | |
JP7171669B2 (en) | Surgery support system, patient-side device, and control method for surgery support system | |
WO2024004941A1 (en) | Surgery support system and surgery support system control method | |
WO2023120401A1 (en) | Surgery assistance system and operator-side device | |
US20240081927A1 (en) | Robotic surgical system, operation apparatus and operation apparatus control method | |
EP4101414A1 (en) | Robotic surgical system | |
WO2022168510A1 (en) | Surgery assistance robot, surgery assistance system, and method for controlling surgery assistance robot | |
WO2022172590A1 (en) | Surgery assistance system, patient-side device, and method for controlling surgery assistance system | |
EP4311503A1 (en) | Surgical instrument and surgery assist robot | |
WO2023120396A1 (en) | Surgery assistance system, surgery assistance robot, and control method for surgery assistance system | |
JP2023061245A (en) | Surgery support robot | |
JP2023018313A (en) | Surgery support system and pivot position setting method | |
JP2022180217A (en) | Surgery support robot and operation method of articulated robot | |
JP2023020582A (en) | Surgery support system, operator side device and control method of surgery support system | |
JP2024022287A (en) | surgical support robot |