JP5820601B2 - マスタマニピュレータ - Google Patents

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Description

本発明は、例えばマニピュレータシステム等に用いられるマスタマニピュレータに関する。
近年、ロボットを用いた医療処置に係る技術について種々の提案が為されている。特に外科分野においては、多自由度アームを有する多自由度マニピュレータによって患者を処置する医療用マニピュレータシステムについて種々の提案がなされている。
医療用マニピュレータシステムを利用した外科手術では、術者はマスタマニピュレータを操作して、患者から離れた場所にてスレーブマニピュレータ(外科手術機器)の動作を制御する。一般的に、マスタマニピュレータは、例えばモータやエンコーダ等の様々なエレクトロニクス部材を含んでいる為、滅菌処理が困難である。
しかしながら、外科手術において緊急時には、術者が患者に直接的に接触して処置を行うことが好ましい状況も生じ得る。従って、術者が把持するグリップ部分(以降、マスタグリップと称する)は滅菌処理可能に構成されていることが好ましい。このような事情を鑑みて、例えば特許文献1には次のような技術が提案されている。
すなわち、特許文献1に開示されている技術では、マスタマニピュレータのうち、術者が把持するマスタグリップが、マスタマニピュレータ本体に対して着脱可能に構成されている。このように構成することで、特許文献1に開示されている技術では、マスタグリップをマスタマニピュレータ本体から分離させて滅菌処理することを可能としている。換言すれば、マスタグリップを所謂“清潔域”の部材としている。
なお、“清潔域”とは滅菌処理可能な領域(滅菌処理される領域)を指している。一方、滅菌処理が困難な領域(滅菌処理されない領域)は不潔域と称されている。
特開平8−280697号公報
ところで、医療用マニピュレータシステムのマスタコンソールには、術者が制御方法の切り替え等を行う為のスイッチ(電気接続機器)が配置されている。ここで、術者が操作中のマスタグリップから手を離すことなくスイッチを操作可能とする為には、マスタグリップ内にスイッチを内蔵させる必要がある。しかし、スイッチのような電気接続機器をマスタグリップ内に組み込んだ場合、滅菌処理を行うことによって当該スイッチが破損してしまう可能性がある。従って、このようにスイッチを組み込んだマスタグリップを滅菌処理することは非常に困難である。
現在、マスタグリップのようにマスタマニピュレータにおいて滅菌処理が望まれる部位を、容易に滅菌処理可能に構成する技術が望まれている。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、マスタグリップを容易に滅菌処理することが可能なマスタマニピュレータを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明の一態様のマスタマニピュレータは、
スレーブマニピュレータの駆動を操作する為のマスタマニピュレータであって、
清潔域に属し、術者によって把持され、所定の操作部材が設けられたグリップ部と、
不潔域に属し、前記グリップ部が直接的または間接的に連結されるアーム部と、
前記グリップ部と前記アーム部とを連結する中間部材と、
を具備し、
前記グリップ部は、前記操作部材の変位に連動して移動する可動部材を有し、
前記中間部材は、前記可動部材を移動自在に挿通する貫通孔を有し、
前記可動部材は、
前記操作部材の変位に連動して移動する部材であって、その長手方向における一方端部位が、前記グリップ部に連結された前記アーム部の内部に挿入され、
前記グリップ部の内部に位置する第1部位と、前記中間部材の内部に位置する第2部位と、前記アーム部の内部に位置する第3部位とに分離可能に構成されており、
前記アーム部は、当該アーム部の内部に挿入された前記可動部材の位置を検出する位置検出部を有する
ことを特徴とする。
また、上記の目的を達成するために、本発明の一態様のマスタマニピュレータは、
スレーブマニピュレータの駆動を操作する為のマスタマニピュレータであって、
清潔域に属し、術者によって把持され、所定の操作部材と中空空間とが設けられたグリップ部と、
不潔域に属し、前記グリップ部が直接的または間接的に連結されるアーム部と、
前記グリップ部と前記アーム部との間に設けられた透過部材と、
を具備し、
前記グリップ部は、前記操作部材の変位に連動して前記中空空間内を移動する可動部材を有し、
前記アーム部は、前記グリップ部の前記中空空間の内部における前記可動部材の位置を前記透過部材を介して検出する位置検出部を有する
ことを特徴とする。
本発明によれば、マスタグリップを容易に滅菌処理することが可能なマスタマニピュレータを提供することができる。
本発明の一実施形態に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図。 本発明の一実施形態に係るマスタマニピュレータのスイッチ(押下げ操作前)近傍を示す側面断面図。 本発明の一実施形態に係るマスタマニピュレータのスイッチ(押下げ操作後)近傍を示す側面断面図。 本発明の第1変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図。 本発明の第1変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例(分解図)を示す側面断面図。 本発明の第1変形例に係るマスタマニピュレータの中間部材の一構成例を示す図。 本発明の第2変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図。 本発明の第3変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図。 本発明の第3変形例に係るマスタマニピュレータを、図8において矢印d5で示す方向から観た図。 本発明の第4変形例に係るマスタマニピュレータの変位拡大機構に係る部位の一構成例を示す図。 本発明の第5変形例に係るマスタマニピュレータのスイッチの一構成例を示すもので、上蓋を外した状態の上面図。 可動部材を回転させるように構成した場合の第5変形例に係るマスタマニピュレータのスイッチの側面断面図。 可動部材を回転させるように構成した場合の第5変形例に係るマスタマニピュレータのスイッチの図11Bにおける11C−11C断面図。 本発明の第6変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図。 本発明の第6変形例に係るマスタマニピュレータを、図12において矢印d9で示す方向から観た場合のスイッチ近傍を示す図。 本発明の第7変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図。 本発明の第8変形例に係るマスタマニピュレータのグリップのスイッチ近傍を、図12において矢印d9で示す方向から観た図。 本発明の第9変形例に係るマスタマニピュレータのグリップのスイッチ近傍を、図12において矢印d9で示す方向から観た図。 本発明の第9変形例に係るマスタマニピュレータのグリップのスイッチ近傍を、図12において矢印d9で示す方向から観た図。 本発明の第10変形例に係るマスタマニピュレータのグリップのスイッチ近傍の側面断面図。 本発明の第10変形例に係るマスタマニピュレータのグリップのスイッチ近傍を、図18において矢印Aで示す方向から観た上面図。 本発明の第10変形例に係るマスタマニピュレータのグリップのスイッチ近傍を、図18において矢印Bで示す方向から観た矢視図。 本発明の第10変形例に係るマスタマニピュレータのグリップのスイッチ近傍を、図18において矢印Cで示す方向から観た矢視図。 本発明の第11変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図。 本発明の第11変形例に係るマスタマニピュレータの可動部材のスケールを示す正面図。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図である。図2は、本発明の一実施形態に係るマスタマニピュレータのスイッチ(押下げ操作前)近傍を示す側面断面図である。図3は、本発明の一実施形態に係るマスタマニピュレータのスイッチ(押下げ操作後)近傍を示す側面断面図である。なお、図1乃至図3は側面断面図であるため外形形状が表されていないが、本一実施形態に係るマスタマニピュレータの外形形状は通常のマスタマニピュレータと同様に全体として柱状形状(例えば略円柱形状や多角柱状形状を呈する。また、図示はしていないが、マスタグリップの形状は医師が通常の外科手術で使うような、鉗子やハサミ、メスなどの術具形状となっていてもよい。
図1に示すように、本一実施形態に係るマスタマニピュレータは、術者が把持するグリップ11と、マスタアーム本体13と、中間部材15と、ドレープ17と、ドレープコネクタ19と、可動部材20と、を具備する。
前記グリップ11は、挿入突起部11iと、中空領域11Mと、スイッチ11sと、係合突起部11tと、を具備する。
詳細には、グリップ11は、中間部材15の挿入孔部15hに挿入される挿入突起部11iが設けられた外形略円柱形状で中空構造(中空空間)を有する部材である。このグリップ11には、中空空間である中空領域11Mが形成されており、該中空領域11Mは挿入突起部11i側で外部空間に対して開放されている。このグリップ11には、後述するスイッチ11sを取り付ける為の貫通孔11hが、当該グリップ11の側周面から中空領域11Mへ貫通した孔部として形成されている。
前記スイッチ11sは、図1乃至図3に示すように側面断面略“エ”字状の部材であり、中空領域11M外部に位置する第1の部材11s1と、グリップ11の中空領域11M内部に収容される第2の部材11s2と、グリップ11の貫通孔11hに挿入され且つ第1の部材11s1と第2の部材11s2とを接続する棒状部材11sbと、を備える。
なお、このスイッチ11sの形状は、上述の例に限られず、スイッチとして機能する形状(例えば公知のスイッチを構成する形状を利用すればよい)であれば任意である。
ここで、第1の部材11s1とグリップ11の側周面との間には、第1の部材11s1を、グリップ11の径方向外側(図2に矢印d1で示す方向)に向かって押圧する弾性部材eが設けられている。具体的には、この弾性部材eは、棒状部材11sbが挿入されたバネ等である。
この弾性部材eの反発力により、通常状態(外力が加わらない状態)では、スイッチ11sの第1の部材11s1が、当該グリップ11の径方向外側(図2に矢印d1で示す方向)に押圧され、グリップ11の中空領域11M内においては第2の部材11s2が、当該グリップ11の中空領域11Mの内壁面に圧接する。
ところで、前記スイッチ11sの第2の部材11s2には、同じ長さを有する2つのリンク部材30−1,30−2によって、略棒状形状を呈し当該マスタマニピュレータの長手方向を長手方向とする可動部材20が取り付けられている。
前記第2の部材11s2と可動部材20とは、これら2つのリンク部材30−1,30−2により4節の平行リンク機構(公知のリンク機構)を構成している。
ここで、第2の部材11s2の側面においては、回転軸31−1,31−2が取り付けられており、可動部材20における側面においては回転軸32−1,32−2が取り付けられている。ここで、回転軸31−1と回転軸31−2との間の距離は、回転軸32−1と回転軸32−2との間の距離と同じである。
また、図2に示すように、スイッチ11sが押下げ操作されていない状態においては、回転軸31−1,31−2の位置は、それぞれ可動部材20の回転軸32−1,32−2の位置よりも、やや術者側(同図左側)である。
前記リンク部材30−1は、第2の部材11s2側の端部に軸穴を備えており、第2の部材11s2側の回転軸31−1に嵌め込まれている。このように構成することで、リンク部材30−1は、第2の部材11s2にピン固定され、可動部材20側の端部は、回転軸31−1を中心に揺動自在となる。
また、前記リンク部材30−1は、可動部材20側の端部に軸穴を備えており、可動部材20側の回転軸32−1に嵌め込まれている。このように構成することで、リンク部材30−1は、可動部材20にピン固定され、第2の部材11s2側の端部は、回転軸32−1を中心に揺動自在となる。
同様に、前記リンク部材30−2は、第2の部材11s2側の端部に軸穴を備えており、第2の部材11s2側の回転軸31−2に嵌め込まれている。このように構成することで、リンク部材30−2は、第2の部材11s2にピン固定され、可動部材20側の端部は、回転軸31−2を中心に揺動自在となる。
また、前記リンク部材30−2は、可動部材20側の端部に軸穴を備えており、可動部材20側の回転軸32−2に嵌め込まれている。このように構成することで、リンク部材30−2は、可動部材20にピン固定され、第2の部材11s2側の端部は、回転軸32−2を中心に揺動自在となる。
以上説明した構成により、第2の部材11s2と、可動部材20と、リンク部材30−1と、リンク部材30−2と、から成る4節の平行リンク機構が形成される。これにより、可動部材20は、スイッチ11sの押下げ操作に伴って、当該グリップ11の長手方向に沿って(図3において矢印d3で示す方向に)変位する。
なお、第2の部材11s2のうち、上述のリンク部材30−1,30−2が設けられている側面とは逆側の側面においても、同様に4節の平行リンク機構を形成することで、可動部材20をより安定して平行変位させるように構成しても勿論よい。
また、スイッチ11sの押し下げ操作に係る変位をグリップ11の長手方向における変位に変換する手段として、上述の例以外の公知のリンク機構を用いてもよい。また、変換に係る角度も任意であり、スイッチ11sの変位方向と可動部材20の変位方向とが直角でない角度となるようなリンク機構を用いてもよい。
前記可動部材20は、上述した構成により第2の部材11s2に対してピン固定された棒状部材であり、後述する中間部材15の貫通孔部15Hを介して、マスタアーム本体13の中空領域13M内まで達している。また、可動部材20のうちスイッチ11sに対向している部位とは逆側の部位は、中空領域11Mの内壁面に接触している。この可動部材20の一方端(マスタアーム本体13の中空領域13M内に位置する部位)には、例えばエンコーダスケール等の変位センシングの為のスケール20sが設けられている。
前記中間部材15は、グリップ11とマスタアーム本体13との間に介在して、それらを接続する外径略円柱形状の部材である。この中間部材15は必須の構成要件ではないものの、この中間部材15によって、不潔域に属するマスタアーム本体13に対して、清潔域に属するグリップ11を直接的に接触させないことができるので、衛生面を更に向上させることができる。この中間部材15は、挿入孔部15hと、貫通孔部15Hと、係合溝部15dと、挿入突起部15iと、係合突起部15tと、を具備する。
前記挿入孔部15hは、グリップ11の挿入突起部11iが挿入されて嵌合する孔部である。グリップ11と中間部材15とは、挿入突起部11iと挿入孔部15hとが嵌合することで連結する。
前記貫通孔部15Hは、当該中間部材15の長手方向に沿って形成された、可動部材20が挿通される貫通孔である。可動部材20は、当該中間部材15の貫通孔部15Hを介して、マスタアーム本体13の中空領域13M内まで挿入される。
前記係合溝部15dは、グリップ11の挿入突起部11iが当該中間部材15の挿入孔部15hに挿入且つ嵌合した状態で、グリップ11の係合突起部11tと係合する溝部である。詳細には、係合突起部11tと係合溝部15dとは、当該中間部材15に対するグリップ11の着脱方向について係合し、グリップ11の脱落を防止する。
前記挿入突起部15iは、後述するマスタアーム本体13の挿入孔部13hに挿入される突起部である。中間部材15とマスタアーム本体13とは、挿入突起部15iが挿入孔部13hに挿入されることで連結される。
前記係合突起部15tは、後述するマスタアーム本体13の係合溝部13dに係合する突起部である。
前記ドレープ17は、本一実施形態に係るマスタマニピュレータにおいて“清潔域”と“不潔域”とを分ける為の部材である。ここで、“清潔域”とは滅菌処理可能な領域(滅菌処理される領域)を指しており、“不潔域”とは滅菌処理が困難な領域(滅菌処理されない領域)を指している。
具体的には、例えばグリップ11は術者が直接接触するものであり、仮に外科手術中に術者が患者の体腔内に直接接触せざるを得ない状況が生じ得るとすると、当然ながらグリップ11は洗浄処理や滅菌処理を十分に行っておく必要がある。従って、グリップ11は“清潔域”であるべきである。なお、グリップ11とマスタアーム本体13とを接続する中間部材15についても、同様の理由で、清潔域であるべきである。
一方、マスタアーム本体13は各種の電子部品を備えているため、通常は滅菌処理に耐え得る構造をしていない。従って、マスタアーム本体13については、ドレープ17で包み込んで保護した状態としておく。また、ドレープ17によって清潔域と不潔域とを分けておくことにより、滅菌処理後において清潔域と不潔域との交錯も防止されるので、衛生面についても向上する。
前記ドレープコネクタ19は、中間部材15の挿入突起部15iの外径よりも大きな径の貫通孔部19hが形成された略円環形状の部材であり、ドレープ17のうち当該ドレープ17と中間部材15との対向部位に設けられている。このドレープコネクタ19の貫通孔部19hを介して、中間部材15の挿入突起部15iが、マスタアーム本体13の挿入孔部13hに挿入される。
前記マスタアーム本体13は、変位センサ13sと、入力処理回路13cと、中空領域13Mと、挿入孔部13hと、係合溝部13dと、を具備する。
前記変位センサ13sは、例えばインクリメンタルエンコーダ等の変位センサであり、可動部材20に設けられたスケール20sの位置(変位)を検出することで、可動部材20の位置(変位)を検出する。
前記入力処理回路13cは、変位センサ13sによって検出された可動部材20の位置に基づいて、スイッチ11sの操作量(押下げ操作量)を算出する。
前記中空領域13Mは、連結された中間部材15を介して、可動部材20の一方端(エンコーダスケール等のスケール20sが設けられている端)側の部位が挿入される。この中空領域13Mの内壁面には、スケール20sの移動可能範囲に対応する位置に、可動部材20の位置(変位)を検出する為の変位センサ13sが設けられている。
前記スイッチ11sの押下げ操作によるスイッチ11sの変位(及び当該操作終了後における元の位置への復帰変位)に連動して移動する可動部材20の位置が、変位センサ13sにより検出される。そして、該検出結果に基づいて、スイッチ11sの操作量が、入力処理回路13cにより算出される。
前記挿入孔部13hは、中間部材15の挿入突起部15iが挿入されて嵌合する孔部である。中間部材15とマスタアーム本体13とは、挿入突起部15iと挿入孔部13hとが嵌合することで連結される。
前記係合溝部13dは、中間部材15の挿入突起部15iが当該マスタアーム本体13の挿入孔部13hに対して挿入され且つ嵌合した状態で、中間部材15の係合突起部15tと係合する溝部である。詳細には、係合突起部15tと係合溝部13dとは、当該マスタアーム本体13に対する中間部材15の着脱方向について係合し、中間部材15の脱落を防止する。
以上説明したように、本一実施形態によれば、マスタグリップを容易に滅菌処理することが可能なマスタマニピュレータを提供することができる。
すなわち、本一実施形態に係るマスタマニピュレータでは、グリップ11においては電気的部品(滅菌処理を行うことで故障し得る部品)を一切配置せず、機械的機構(滅菌処理を行っても故障しない部品)のみによって、グリップ11に設けた操作部材であるスイッチ11sの操作量を、マスタアーム本体13内部に伝達するように構成する。
そして、マスタアーム本体13内に設けた変位センサ13sと入力処理回路13cとによって、スイッチ11sの操作量を検出する。このように構成することで、スイッチ11sを用いて各種操作をすることが可能な当該グリップ11を、非常に容易に滅菌処理することが可能になる。
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
《第1変形例》
以下、本発明の第1変形例に係るマスタマニピュレータについて説明する。説明の重複を避ける為、前記一実施形態との相違点を説明する。前記一実施形態との主な相違点の一つは、可動部材20(及び近傍の部材)の構成である。
図4は、本発明の第1変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図である。図5は、本発明の第1変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例(分解図)を示す側面断面図である。図6は、本発明の第1変形例に係るマスタマニピュレータの中間部材の一構成例を示す図である。
本第1変形例に係るマスタマニピュレータでは、可動部材20は、グリップ11に対応する第1可動部材20−1と、中間部材15に対応する第2可動部材20−2と、マスタアーム本体13に対応する第3可動部材20−3と、から成る。
図5に示すように、前記第1可動部材20−1と第2可動部材20−2とは、第1可動部材20−1に設けられた係合溝部20−1dと第2可動部材20−2に設けられた係合突起部20−2tとが係合することで連結される。
図5に示すように、前記第2可動部材20−2と第3可動部材20−3とは、第2可動部材20−2に設けられた係合凹部20−2rと第3可動部材20−3に設けられ係合突起部20−3tとが係合することで連結される。
ここで、マスタアーム本体13の中空領域13Mに収容される第3可動部材20−3には、当然ながら、変位センサ13sによるセンシングの為のスケール20sが設けられている。
ところで、図6に示すように、前記中間部材15の貫通孔部15Hには、径方向に形成された溝部15Hdが設けられている。一方、第2可動部材20−2には、径方向に凸の規制突起部20−2rtが設けられている。中間部材15の溝部15Hdと、第2可動部材20−2の規制突起部20−2rtとが係合することで、中間部材15の貫通孔部15H内における第2可動部材20−2の進退移動(図6において矢印d4で示す方向)が規制される。このように構成することで、可動部材20の可動範囲を所望範囲に設定することができる。さらには、当該マスタマニピュレータの分解時において、中間部材15の溝部15Hdと、第2可動部材20−2の規制突起部20−2rtとが係合することにより、第2可動部材20−2が中間部材15から脱落してしまうことを防止することができる。
以上説明したように、本第1変形例によれば、前記一実施形態に係るマスタマニピュレータと同様の効果を奏する上に、更に使い勝手が向上したマスタマニピュレータを提供することができる。
具体的には、可動部材20を、グリップ11と中間部材15とマスタアーム本体13とにそれぞれ対応する部分毎に分離可能に構成することで、当該マスタマニピュレータにおける清潔域と不潔域との分離を更に徹底することができる。
《第2変形例》
以下、本発明の第2変形例に係るマスタマニピュレータについて説明する。説明の重複を避ける為、前記一実施形態との相違点を説明する。前記一実施形態との主な相違点の一つは、グリップ11と中間部材15との固定構造である。前記一実施形態に係るマスタマニピュレータでは、グリップ11の係合突起部11tと、中間部材15の係合溝部15dとが係合することで、中間部材15に連結されたグリップ11の脱落を防止している。
図7は、本発明の第2変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図である。同図に示すように、本第2変形例に係るマスタマニピュレータでは、グリップ11と中間部材15とを固定部材11fix(本例では螺子部材)によって固定する。なお、螺子部材の他にも、例えば所謂BNCコネクタの係合方法として知られる構造(オスコネクタの突起を、メスコネクタの傾斜が形成された穴に差し込み、オスコネクタまたはメスコネクタを半回転捻って接続する構造)を利用した固定部材を用いてもよい。
以上説明したように、本第2変形例によれば、前記一実施形態に係るマスタマニピュレータと同様の効果を奏する上に、グリップ11と中間部材15とをより強固に固定可能なマスタマニピュレータを提供することができる。
《第3変形例》
以下、本発明の第3変形例に係るマスタマニピュレータについて説明する。説明の重複を避ける為、前記一実施形態との相違点を説明する。前記一実施形態との主な相違点の一つは、可動部材20の構成及び可動部材20の位置(変位)を検出する為の構成である。前記一実施形態に係るマスタマニピュレータにおいては、可動部材20のうちマスタアーム本体13の中空領域13M内に位置する部位にスケール20sが設けられており、該スケール20sの位置(変位)が、マスタアーム本体13内に設けられた変位センサ13sによって検出され、これに基づいてスイッチ11sの操作量(押下げ操作量)が算出される。
図8は、本発明の第3変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図である。図9は、本第3変形例に係るマスタマニピュレータを、図8において矢印d5で示す方向から観た図である。
本第3変形例に係るマスタマニピュレータにおいては、可動部材20のうちマスタアーム本体13の中空領域13Mに位置する部位に歯切りがされて歯切り部20gが形成されている。そして、マスタアーム本体13の中空領域13Mには、前記可動部材20の歯切り部20gと噛み合って所謂ラック・アンド・ピニオン構造を形成し、可動部材20の変位に伴って回転する歯車Gが設けられている。
前記歯車Gの回転量は、図9に示すように歯車Gの中心軸Gaに接続されたエンコーダ13eによって検出される。このエンコーダ13eによって検出された歯車Gの回転量に基づいて、可動部材20の位置(変位)すなわちスイッチ11sの押下げ操作量が、入力処理回路(不図示)によって算出される。
以上説明したように、本第3変形例によれば、前記一実施形態に係るマスタマニピュレータと同様の効果を奏するマスタマニピュレータを提供することができる。
《第4変形例》
以下、本発明の第4変形例に係るマスタマニピュレータについて説明する。説明の重複を避ける為、前記一実施形態との相違点を説明する。本第4変形例と前記一実施形態との主な相違点の一つは、可動部材20の変位を拡大する変位拡大機構の有無である。
図10は、本第4変形例に係るマスタマニピュレータの変位拡大機構に係る部位の一構成例を示す図である。同図に示すように、公知のリンク機構により構成された変位拡大機構Lを、可動部材20に対して接続する。詳細には、可動部材20のうちスイッチ11sとの連結部位からスケール20sの形成部位までの間に、変位拡大機構Lを設ける。これにより、可動部材20の変位の検出能が向上する。
以上説明したように、本第4変形例によれば、前記一実施形態に係るマスタマニピュレータと同様の効果を奏する上に、スイッチ11sの操作性が更に向上したマスタマニピュレータを提供することができる。
《第5変形例》
以下、本発明の第5変形例に係るマスタマニピュレータについて説明する。説明の重複を避ける為、前記一実施形態との相違点を説明する。前記一実施形態との主な相違点の一つは、グリップ11に設けるスイッチ11sの構成である。
図11Aは、本第5変形例に係るマスタマニピュレータのスイッチ11sの一構成例を示す図である。同図に示すように、本第5変形例に係るマスタマニピュレータでは、スイッチ11sは、第1把持部材gr1と、第2把持部材gr2と、これら第1把持部材gr1と第2把持部材gr2とを開閉自在に連結する開閉リンクgrlと、を有する。尚、本第5変形例のグリップ11は、板状のグリップ本体11Xと、そのグリップ本体11Xに取り付けられる中空部を有する上蓋(不図示)とを備える。該上蓋(不図示)には、第1把持部材gr1と第2把持部材gr2とが開閉可能となるように切り欠きが設けられている。グリップ本体11Xと上蓋(不図示)とで中空領域11Mが形成されている。図11Aは、前記上蓋(不図示)を外した状態のスイッチ11sの上面図である。
特に、医療用マニピュレータでは、患者を処置するために、鉗子形状やハサミ形状の処置具をスレーブマニピュレータに取り付けて使用することが多い。このような開閉構造を有する処置具を用いる場合には、スイッチ11sに開閉グリップ構造(公知)を備えさせ、処置具の開閉動作を、術者の指によるスイッチ11sの開閉操作に連動させればよい(開閉操作に係る開閉量に基づいて処置具を開閉動作させればよい)。
本第5変形例に係るマスタマニピュレータの場合、術者の指によるスイッチ11sの開閉量(第1把持部gr1と第2把持部gr2とで構成される開閉グリップの開閉量)を、当該マスタマニピュレータにおいて取得し、該開閉量に基づいて処置具を開閉動作させる。
本第5変形例に係るマスタマニピュレータのように、操作部材として術者の指による開閉グリップ構造を利用する構成は、医療用マニピュレータに関わらず、スレーブマニピュレータの操作に、操作者の指によるスイッチの開閉操作の開閉量を用いるマニピュレータ全てに適用することができる。
そして、第1把持部材gr1と第2把持部材gr2とが互いに接近する方向(第1把持部材gr1を矢印d6で示す方向、且つ、第2把持部材gr2を矢印d7で示す方向)に変位するように外力が加えられる(当該スイッチ11sが握られる)ことで、可動部材20が矢印d8で示す方向に変位する。そして、当該外力が解除されると、可動部材20は、開閉リンクgrlの有する復元力により、当該スイッチ11sは外力が加えられる前の状態に(逆方向に)変位し、これに伴って可動部材20も外力が加えられる前の状態に(逆方向に)変位する。
つまり、操作部材である第1把持部材gr1と第2把持部材gr2とで構成される開閉グリップの開閉操作(第1把持部材gr1及び第2把持部材gr2の回動動作)に連動させて、可動部材20が長手方向に進退するように、スイッチ11sを構成する。
以上説明したように、本第5変形例によれば、前記一実施形態に係るマスタマニピュレータと同様の効果を奏するマスタマニピュレータを提供することができる。
なお、上述の例では、操作部材である第1把持部材gr1及び第2把持部材gr2の回動動作に連動して、可動部材20が長手方向に進退するように構成しているが、可動部材20が回転するように構成し、且つ、可動部材20のうちマスタアーム本体13の中空領域13M内に位置する部位の側周面に、変位センサ13sによって当該可動部材20の回転変位を検出する為のエンコーダスケールを設ける構成としてもよい。
図11Bは、可動部材20を回転させるように構成した場合の第5変形例に係るマスタマニピュレータのスイッチ11sの側面断面図である。図11Cは、図11Bにおける11C−11C断面図である。
図11B及び図11Cに示す構成例では、スイッチ11sは、第1把持部材gr1´と、第2把持部材gr2´と、これら第1把持部材gr1´と第2把持部材gr2´とを回動自在に連結し且つそれらの回動の中心となる回動軸graと、を有する。ここで、回動軸graの先端と、可動部材20の先端とには、“かさ歯車(ベベルギヤ)”を構成する歯車(回動軸graの先端には歯車G1,可動部材20の先端には歯車G2)が設けられている。
そして、第1把持部材gr1と第2把持部材gr2とが互いに接近する方向(第1把持部材gr1´を矢印d6´で示す方向、且つ、第2把持部材gr2´を矢印d7´で示す方向)に変位するように外力が加えられる(当該スイッチ11sが握られる)ことで、回動軸graが回転する。このとき、回動軸graに設けられた歯車G1と噛み合っている歯車G2が回動し、可動部材20が矢印d8´で示す方向に回転変位する。
尚、本変形例に係るグリップ11は、有底で上方を開放し中空部を有するグリップ本体11X´と、このグリップ本体11X´に取り付けられる中空部を有する上蓋11Yとを備える。上蓋11Yには、第1把持部材gr1´と第2把持部材gr2´とが開閉可能となるように切り欠き11Zが設けられている。グリップ本体11X´と上蓋11Yとで中空領域11Mが形成されている。
《第6変形例》
以下、本発明の第6変形例に係るマスタマニピュレータについて説明する。説明の重複を避ける為、前記一実施形態との相違点を説明する。前記一実施形態との主な相違点の一つは、スイッチ11s及び可動部材20の構成である。
前記一実施形態に係るマスタマニピュレータにおいては、スイッチ11sと可動部材20とを、リンク部材30−1,30−2を用いた平行リンク機構によって当該可動部材20を進退可能に構成している。換言すれば、スイッチ11sの押下げ操作に伴って、可動部材20が進退(直動)変位するように構成し、変位センサ13sによって当該変位を検出している。
一方、本第6変形例に係るマスタマニピュレータにおいては、スイッチ11sの押下げ操作に伴って可動部材20が回転変位するように構成する。
図12は、本発明の第6変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図である。図13は、本発明の第6変形例に係るマスタマニピュレータを、図12において矢印d9で示す方向から観た場合のスイッチ近傍を示す図である。
本第6変形例に係るマスタマニピュレータにおいては、スイッチ11sの第2の部材11s2側面部位に歯切りがされて歯切り部11sgが形成されている。そして、可動部材20には、前記第2の部材11s2の歯切り部11sgと噛み合って所謂ラック・アンド・ピニオン構造を形成する歯車11Gが設けられている。詳細には、歯車11Gの中心孔に可動部材20が挿通され、歯車11Gと可動部材20とが固定されて一体化されている。
図13に示すように、前記歯車11Gは、矢印d11で示す方向への第2の部材11s2の変位(スイッチ11sの押下げ操作)に伴って、矢印d12に示す方向に回転変位する。そして、グリップ11、中間部材15、及びマスタアーム本体13のうち可動部材20との対向部位には、可動部材20の回転を円滑にする為のベアリング部材brが適宜設けられている。
また、可動部材20のうちマスタアーム本体13の中空領域13M内に位置する部位には、変位センサ13sによって当該可動部材20の回転変位を検出する為のエンコーダスケールであるスケール20sが、当該可動部材20の側周面に設けられている。
以上説明したように、本第6変形例によれば、前記一実施形態に係るマスタマニピュレータと同様の効果を奏するマスタマニピュレータを提供することができる。
《第7変形例》
以下、上述した《第6変形例》についての一変形例である第7変形例に係るマスタマニピュレータについて説明する。説明の重複を避ける為、前記第6変形例との相違点を説明する。前記第6変形例との主な相違点の一つは、可動部材20(及び近傍の部材)の構成である。
図14は、本発明の第7変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図である。
本第7変形例に係るマスタマニピュレータでは、可動部材20は、グリップ11に対応する第1可動部材20−1と、中間部材15に対応する第2可動部材20−2と、マスタアーム本体13に対応する第3可動部材20−3と、から成る。
前記第1可動部材20−1と第2可動部材20−2とは、第1可動部材20−1に設けられた係合溝部20−1dと第2可動部材20−2に設けられた係合突起部20−2tとが係合することで連結される。
前記第2可動部材20−2と第3可動部材20−3とは、第2可動部材20−2に設けられた係合凹部20−2rと第3可動部材20−3に設けられ係合突起部20−3tとが係合することで連結される。
ここで、マスタアーム本体13の中空領域13Mに収容される第3可動部材20−3には、当然ながら、変位センサ13sによるセンシングの為のスケール20sが設けられている。
ところで、前記中間部材15の貫通孔部15Hには、径方向に形成された溝部15Hdが設けられている。一方、第2可動部材20−2には、径方向に凸の規制突起部20−2rtが設けられている。中間部材15の溝部15Hdと、第2可動部材20−2の規制突起部20−2rtとが係合することで、中間部材15の貫通孔部15H内における第2可動部材20−2の長手方向への移動が規制される。このように構成することで、可動部材20の長手方向へのブレを抑制することができる
以上説明したように、本第7変形例によれば、前記第6変形例に係るマスタマニピュレータと同様の効果を奏する上に、更に使い勝手が向上したマスタマニピュレータを提供することができる。
具体的には、可動部材20を、グリップ11と中間部材15とマスタアーム本体13とにそれぞれ対応する部分毎に分離可能に構成することで、当該マスタマニピュレータにおける清潔域と不潔域との分離を更に徹底することができる。
《第8変形例》
以下、上述した《第6変形例》についての一変形例である第8変形例に係るマスタマニピュレータについて説明する。説明の重複を避ける為、前記第6変形例との相違点を説明する。本第8変形例と前記第6変形例との主な相違点の一つは、可動部材20の変位を拡大する変位拡大機構の有無である。
図15は、本発明の第8変形例に係るマスタマニピュレータのグリップ11のスイッチ11s近傍を、図12において矢印d9で示す方向から観た図である。
同図に示すように、スイッチ11s(第2の部材11s2に歯切り部11sg)と共に所謂ラック・アンド・ピニオン構造を形成する歯車11Gに対して、歯車11Gよりも小径の歯車11G´が歯車11Gと噛み合わされて設けられている。そして、可動部材20は、歯車11G´の中心孔に挿通されて当該歯車11G´に対して固定されている。このように構成することで、可動部材20の変位の検出能が向上する。
以上説明したように、本第8変形例によれば、第6変形例に係るマスタマニピュレータと同様の効果を奏する上に、スイッチ11sの操作性が更に向上したマスタマニピュレータを提供することができる。
《第9変形例》
以下、上述した《第6変形例》についての一変形例である第9変形例に係るマスタマニピュレータについて説明する。説明の重複を避ける為、前記第6変形例との相違点を説明する。前記第6変形例との主な相違点の一つは、スイッチ11sの押下げ操作に伴って可動部材20を回転変位させる為の構成である。
上述した《第6変形例》に係るマスタマニピュレータでは、ラック・アンド・ピニオン構造を利用して、スイッチ11sの直動運動によって可動部材20を回転運動させている。しかしながら、直動運動を回転運動に変換する為の公知のリンク機構を用いてもよい。
図16及び図17はそれぞれ本発明の第9変形例に係るマスタマニピュレータのグリップ11のスイッチ11s近傍の一構成例を示す図であり、当該マスタマニピュレータを図12において矢印d9で示す方向から観た図である。図16及び図17に示すように、直動運動を回転運動に変換する為の公知のリンク機構である変位拡大機構L´によって、スイッチ11sと可動部材20とを連結する。図17に示す変位拡大機構L´は、スライド溝11ssを有する構成のリンク機構を利用した変位拡大機構である。
なお、スイッチ11sの直動運動によって可動部材20を回転運動させる為の機構は、図16及び図17に示す例に限られず、スイッチ11sの直動運動によって可動部材20を回転運動させることができる機構であれば、どのような機構を用いてもよい。
以上説明したように、本第9変形例によれば、第6変形例に係るマスタマニピュレータと同様の効果を奏するマスタマニピュレータを提供することができる。
《第10変形例》
以下、上述した一実施形態についての変形例である第10変形例に係るマスタマニピュレータについて説明する。説明の重複を避ける為、前記一実施形態との相違点を説明する。前記一実施形態との主な相違点の一つは、スイッチ11sの操作に連動させて可動部材20を進退(直動)変位させる為の構成である。
前記一実施形態に係るマスタマニピュレータにおいては、スイッチ11sと可動部材20とを、リンク部材30−1,30−2を用いた平行リンク機構によって当該可動部材20を進退可能に構成している。換言すれば、スイッチ11sの押下げ操作に伴って、可動部材20が進退(直動)変位するように構成し、変位センサ13sによって当該変位を検出している。一方、本第10変形例に係るマスタマニピュレータにおいては、スイッチ11sを回転操作することで、可動部材20を進退(直動)変位させる。
図18は、本第10変形例に係るマスタマニピュレータのグリップのスイッチ近傍の側面断面図である。図19は、本第10変形例に係るマスタマニピュレータのグリップのスイッチ近傍を、図18において矢印Aで示す方向から観た上面図である。図20は、本第10変形例に係るマスタマニピュレータのグリップのスイッチ近傍を、図18において矢印Bで示す方向から観た矢視図である。図21は、本第10変形例に係るマスタマニピュレータのグリップのスイッチ近傍を、図18において矢印Cで示す方向から観た矢視図である。
図18乃至図21に示すように、スイッチ11sは、術者により矢印rで示す方向に回転操作される第1の部材11s1と、一端が第1の部材11s1に固定されておりグリップ11の貫通孔11hに挿通された棒状部材11sbと、該棒状部材11sbの他端に設けられた歯車11Gと、を備える。
そして、可動部材20のうちグリップ11の中空領域11Mに位置する部位には、歯切りがされて歯切り部20gが形成されている。そして、この歯切り部20gは、前記歯車11Gと噛み合って所謂ラック・アンド・ピニオン構造を形成している。
上述の構成を採ることで、スイッチ11sの第1の部材11s1が、矢印rで示す方向に回転操作されると、歯車11Gと噛み合っている歯切り部20gが歯車11Gによって送り出され、可動部材20は矢印sで示す方向に進退(直動)変位する。
つまり、本第10変形例に係るマスタマニピュレータでは、ラック・アンド・ピニオン構造を利用して、スイッチ11sの回転操作によって可動部材20を進退(直動)変位させる。
以上説明したように、本第10変形例によれば、前記一実施形態に係るマスタマニピュレータと同様の効果を奏するマスタマニピュレータを提供することができる。
《第11変形例》
以下、本発明の第11変形例に係るマスタマニピュレータについて説明する。説明の重複を避ける為、前記一実施形態との相違点を説明する。前記一実施形態との主な相違点の一つは、変位センサ13sの構成である。
前記一実施形態に係るマスタマニピュレータにおいては、スイッチ11sの押下げ操作等に伴って、可動部材20がマスタアーム本体13内部で進退(直動)もしくは回転変位するように構成し、変位センサ13sによって当該変位を検出している。
一方、本第11変形例に係るマスタマニピュレータにおいては、スイッチ11sの押し下げ操作に伴って、可動部材20´はグリップ11内部である中空領域11Mのみにて進退する。グリップ11内部である中空領域11Mにおける可動部材20´の変位を、マスタアーム本体13内部にある変位センサ13sで取得する。
なお、図22に示す構成例以外にも、スイッチ11sを回動あるいは回転操作するように構成し、且つ、その回動あるいは回転操作に伴って可動部材20´が中空領域11M内において回転するように構成してもよい(不図示)。
図22は、本発明の第11変形例に係るマスタマニピュレータの一構成例を示す側面断面図である。
図22に示すように、本第11変形例に係るマスタマニピュレータにおいては、可動部材20´が、スイッチ11sの押し下げ操作によりグリップ11内部である中空領域11Mのみで進退可能な長さとなっており、この可動部材20´のマスタアーム本体13側端面と対向する位置に変位センサ13sが設けられている。
変位センサ13sはマスタアーム本体13と中間部材15との接続面に変位センサ13sの受信面が一致するように設置される。さらに、中間部材15の中心部には変位センサ13sによる受信を妨げないような透明な樹脂等でできた透過部材16がある。透過部材16は必須ではないが、このように構成することにより、清潔域と不潔域を完全に分離することが可能となり、滅菌性が向上する。
具体的には、前記変位センサ13sとしては、例えばレーザー光、赤外光、超音波、磁気など、公知の種々の変位センサを用いることができる。変位センサ13sで可動部材20´の変位を精度よく検出するために、変位センサ13sで用いる光や超音波、磁気などを透過する物質を、透過部材16の材料とすることが好ましい。
この変位センサ13sを用いて可動部材20´の位置を検出する方法としては、例えば次に示すような方法がある。
すなわち、変位センサ13sから可動部材20´までの経路中に透過部材16がある場合には、その透過部材16を介して可動部材20´に対してレーザー光、赤外光、超音波、磁気などの信号を発し、可動部材20´から反射された信号を透過部材16を介して変位センサ13sで受信することで、可動部材20´の位置(変位)を検出する。
なお、上述した図22に示す例における変位センサ13s、及び可動部材20´の配置に限らず、例えば鏡などの反射部材を配置して、変位センサ13sと可動部材20´との間におけるレーザー光、赤外光、超音波、磁気などの信号を反射(屈折)させてから、変位センサ13sにて当該信号を検出することで可動部材20´の変位を検出してもよい。そのようにすることで、可動部材20´と変位センサ13sとを相対向する配置としなくとも良くなる(設計自由度が増す)。
また、変位センサ13sで可動部材20´の変位を精度よく検出するために、可動部材20´の変位センサ13sからの信号を反射する部位、例えばマスタアーム本体13(変位センサ13s)側端面を、信号を反射する素材で構成したり、その端面に反射部材を設けることが好ましい。
ところで、変位の検出方式としては、例えば前記一実施形態のように可動部材に付けたスケールを読み取る方式や、変位センサ13sにより受信された信号の時間差を利用する方式等を挙げることができる。
なお、図示はしていないが、上述の第6変形例(図12)のように可動部材20´が回転する場合も同様の変位センサ13sの配置で変位を計測できる。このように構成する場合、スケール20sの切り方(パターン形成のしかた)が前記一実施形態とは異なる。すなわち、可動部材20´のマスタアーム本体13側端面において、例えば図23(本第11変形例に係るマスタマニピュレータの可動部材20´のスケール20´sを示す正面図)に示すように、当該可動部材20´の中心軸から外周面に向かって径方向に放射状にスケール20´sを形成すればよい。
さらに、上記した一実施形態及び各変形例には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、一実施形態または各変形例に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
e…弾性部材、 G,11G…歯車、 Ga…中心軸、 L,L´…変位拡大機構、 gr1…第1把持部材、 gr2…第2把持部材、 grl…開閉リンク、 br…ベアリング部材、 11…グリップ、 11i…挿入突起部、 11M…中空領域、 11s…スイッチ、 11t…係合突起部、 11h…貫通孔、 11s1…第1の部材、 11s2…第2の部材、 11sb…棒状部材、 11fix…固定部材、 11sg…歯切り部、 11G,11G´…歯車、 13…マスタアーム本体、 13M…中空領域、 13h…挿入孔部、 13d…係合溝部、 13s…変位センサ、 13c…入力処理回路、 13e…エンコーダ、 15…中間部材、 15h…挿入孔部、 15H…貫通孔部、 15d…係合溝部、 15i…挿入突起部、 15t…係合突起部、 15Hd…溝部、16…透過部材、 17…ドレープ、 19…ドレープコネクタ、 19h…貫通孔部、 20…可動部材、 20s…スケール、 20−1d…係合溝部、 20−2t、20−3t…係合突起部、 20−2r…係合凹部、 20−2rt…規制突起部、 20g…歯切り部、 30…リンク部材、 31…回転軸、 32…回転軸。

Claims (7)

  1. スレーブマニピュレータの駆動を操作する為のマスタマニピュレータであって、
    清潔域に属し、術者によって把持され、所定の操作部材が設けられたグリップ部と、
    不潔域に属し、前記グリップ部が直接的または間接的に連結されるアーム部と、
    前記グリップ部と前記アーム部とを連結する中間部材と、
    を具備し、
    前記グリップ部は、前記操作部材の変位に連動して移動する可動部材を有し、
    前記中間部材は、前記可動部材を移動自在に挿通する貫通孔を有し、
    前記可動部材は、
    前記操作部材の変位に連動して移動する部材であって、その長手方向における一方端部位が、前記グリップ部に連結された前記アーム部の内部に挿入され、
    前記グリップ部の内部に位置する第1部位と、前記中間部材の内部に位置する第2部位と、前記アーム部の内部に位置する第3部位とに分離可能に構成されており、
    前記アーム部は、当該アーム部の内部に挿入された前記可動部材の位置を検出する位置検出部を有する
    ことを特徴とするマスタマニピュレータ。
  2. スレーブマニピュレータの駆動を操作する為のマスタマニピュレータであって、
    清潔域に属し、術者によって把持され、所定の操作部材と中空空間とが設けられたグリップ部と、
    不潔域に属し、前記グリップ部が直接的または間接的に連結されるアーム部と、
    前記グリップ部と前記アーム部との間に設けられた透過部材と、
    を具備し、
    前記グリップ部は、前記操作部材の変位に連動して前記中空空間内を移動する可動部材を有し、
    前記アーム部は、前記グリップ部の前記中空空間の内部における前記可動部材の位置を前記透過部材を介して検出する位置検出部を有する
    ことを特徴とするマスタマニピュレータ。
  3. 前記可動部材は、前記操作部材の直動動作に連動して、手方向に進退する部材であり、
    前記位置検出部は、前記可動部材の直動変位を検出する
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載のマスタマニピュレータ。
  4. 前記可動部材は、前記操作部材の直動動作に連動して回転する軸部材であり、
    前記位置検出部は、前記可動部材の回転変位を検出する
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載のマスタマニピュレータ。
  5. 前記可動部材は、前記操作部材の回動又は回転動作に連動して、手方向に進退する部材で、
    前記位置検出部は、前記可動部材の直動変位を検出する
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載のマスタマニピュレータ。
  6. 前記可動部材は、前記操作部材の回動又は回転動作に連動して回転する軸部材であり、
    前記位置検出部は、前記可動部材の回転変位を検出する
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載のマスタマニピュレータ。
  7. 前記操作部材の変位を拡大して伝達する変位拡大機構を含み、
    前記位置検出部は、前記変位拡大機構によって拡大されて伝達された変位に連動して移動する前記可動部材の位置を検出する
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載のマスタマニピュレータ。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012131660A1 (en) 2011-04-01 2012-10-04 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) Robotic system for spinal and other surgeries
ITMI20130516A1 (it) * 2013-04-05 2014-10-06 Sofar Spa Sistema chirurgico con teli sterili
US9283048B2 (en) 2013-10-04 2016-03-15 KB Medical SA Apparatus and systems for precise guidance of surgical tools
WO2015110542A1 (en) * 2014-01-22 2015-07-30 KB Medical SA Sterile drape and adapter for covering a robotic surgical arm and preventing contamination of a sterile field
WO2015121311A1 (en) * 2014-02-11 2015-08-20 KB Medical SA Sterile handle for controlling a robotic surgical system from a sterile field
EP3563792B1 (en) * 2014-03-17 2022-08-03 Intuitive Surgical Operations, Inc. Detection pins to determine presence of surgical instrument and adapter on manipulator
WO2015162256A1 (en) 2014-04-24 2015-10-29 KB Medical SA Surgical instrument holder for use with a robotic surgical system
EP3157446B1 (en) 2014-06-19 2018-08-15 KB Medical SA Systems for performing minimally invasive surgery
US11103316B2 (en) 2014-12-02 2021-08-31 Globus Medical Inc. Robot assisted volume removal during surgery
EP3258872B1 (en) 2015-02-18 2023-04-26 KB Medical SA Systems for performing minimally invasive spinal surgery with a robotic surgical system using a percutaneous technique
JP6737814B2 (ja) * 2015-06-01 2020-08-12 コヴィディエン リミテッド パートナーシップ 巻き解き機構を含む手術用ドレープ
US10687905B2 (en) 2015-08-31 2020-06-23 KB Medical SA Robotic surgical systems and methods
JP6959264B2 (ja) * 2016-06-03 2021-11-02 コヴィディエン リミテッド パートナーシップ ロボット手術システム用制御アームアセンブリ
JP6631974B2 (ja) 2017-05-16 2020-01-15 リバーフィールド株式会社 動力伝達アダプタおよび医療用マニピュレータシステム
JP7095447B2 (ja) * 2018-07-18 2022-07-05 株式会社デンソーウェーブ ロボット用の保護ジャケット
JP7110782B2 (ja) * 2018-07-19 2022-08-02 株式会社デンソーウェーブ アタッチメント、ロボット用のジャケット
CN111063570A (zh) * 2020-01-06 2020-04-24 宁波威兹特科技有限公司 一种手控器
CN112057091B (zh) * 2020-08-18 2021-08-03 北京唯迈医疗设备有限公司 一种调速手闸机构及其调速方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2448186A1 (fr) * 1979-01-30 1980-08-29 Ferodo Sa Dispositif coulissant de commande a bouton
US5441494A (en) * 1993-07-29 1995-08-15 Ethicon, Inc. Manipulable hand for laparoscopy
JP3610110B2 (ja) * 1995-02-23 2005-01-12 オリンパス株式会社 医療用マニピュレータ
US5855583A (en) * 1996-02-20 1999-01-05 Computer Motion, Inc. Method and apparatus for performing minimally invasive cardiac procedures
US20060178556A1 (en) * 2001-06-29 2006-08-10 Intuitive Surgical, Inc. Articulate and swapable endoscope for a surgical robot
JP3752494B2 (ja) * 2003-03-31 2006-03-08 株式会社東芝 マスタスレーブマニピュレータ、その制御装置及び制御方法
US7295893B2 (en) * 2003-03-31 2007-11-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Manipulator and its control apparatus and method
WO2005109139A1 (ja) * 2003-07-24 2005-11-17 Keio University 位置・力制御装置
US9050120B2 (en) * 2007-09-30 2015-06-09 Intuitive Surgical Operations, Inc. Apparatus and method of user interface with alternate tool mode for robotic surgical tools
US7886743B2 (en) * 2008-03-31 2011-02-15 Intuitive Surgical Operations, Inc. Sterile drape interface for robotic surgical instrument
DE102008060256B4 (de) * 2008-12-03 2018-10-04 Behr-Hella Thermocontrol Gmbh Bedienelement mit einstellbarer Haptik
US20100268250A1 (en) * 2009-04-17 2010-10-21 Microdexterity Systems, Inc. Surgical system with medical manipulator and sterile barrier
JP5936914B2 (ja) * 2011-08-04 2016-06-22 オリンパス株式会社 操作入力装置およびこれを備えるマニピュレータシステム

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