JP6097390B2 - 医療用マニピュレータ - Google Patents
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Description
医療器具を装着可能な多自由度アームを有する医療用マニピュレータであって、
前記多自由度アームに装着された鉗子を体内へ挿入するための挿入口の空間位置を示す挿入口位置を記憶する記憶手段と、
ユーザ操作に応じて、前記医療器具の所定部位の移動先の空間位置を決定する決定手段と、
前記医療器具が前記挿入口位置で示される空間位置を通る状態を維持しながら前記医療器具を移動する動作制限下で、前記医療器具の前記所定部位が前記決定手段により決定された空間位置へ移動するように前記多自由度アームを駆動する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記動作制限下において、前記医療器具の前記所定部位が前記挿入口位置で示される空間位置から所定量以上挿入されている状態を維持するように前記多自由度アームを駆動する。
・自動モード:第1軸〜第5軸の関節同期動作もしくは直線補間動作により、挿入開始位置保持部422に保持されている3次元位置に鉗子22の先端部を合わせた挿入姿勢へスレーブアーム21を移動する。
・関節同期動作モード:第1〜第3軸を固定し、第4、第5軸の関節同期動作により鉗子22の長軸方向にトラカール位置が来るように姿勢合わせを行う。
・ジョグ動作モード:第1〜第3軸を固定し、第4、第5軸のジョグ動作により鉗子22の長軸方向にトラカール位置が来るように姿勢合わせを行う。
・手動モード:第1〜第3軸を固定し、第4、第5軸の手動動作により、鉗子22の長軸方向にトラカール位置が来るように姿勢合わせを行う。
Claims (12)
- 医療器具を装着可能な多自由度アームを有する医療用マニピュレータであって、
前記多自由度アームに装着された鉗子を体内へ挿入するための挿入口の空間位置を示す挿入口位置を記憶する記憶手段と、
ユーザ操作に応じて、前記医療器具の所定部位の移動先の空間位置を決定する決定手段と、
前記医療器具が前記挿入口位置で示される空間位置を通る状態を維持しながら前記医療器具を移動する動作制限下で、前記医療器具の前記所定部位が前記決定手段により決定された空間位置へ移動するように前記多自由度アームを駆動する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記動作制限下において、前記医療器具の前記所定部位が前記挿入口位置で示される空間位置から所定量以上挿入されている状態を維持するように前記多自由度アームを駆動することを特徴とする医療用マニピュレータ。 - 前記決定手段は、
ユーザ操作によって指示される3次元の位置を示す座標値を出力する座標出力手段と、
前記座標出力手段により出力された座標値に基づいて前記医療器具の前記所定部位の移動先の空間位置を算出する算出手段と、を有することを特徴とする請求項1に記載の医療用マニピュレータ。 - 前記算出手段は、前記座標出力手段が出力する座標値の変化に基づいて前記医療器具の前記所定部位の移動先の空間位置を算出することを特徴とする請求項2に記載の医療用マニピュレータ。
- 前記空間位置を指定するためのユーザ操作以外のユーザ操作に応じて操作中信号を出力する出力手段をさらに備え、
前記算出手段は、前記操作中信号がオン状態にある間の、前記座標出力手段から出力された座標値の変化に基づいて前記移動先の空間位置を算出することを特徴とする請求項3に記載の医療用マニピュレータ。 - 前記座標出力手段は、ユーザが操作するシャフトの特定の部位の空間位置を示す座標値を出力し、
前記シャフトは、水平軸および鉛直軸まわりに回転可能に、かつ、該シャフトの軸方向へのスライドが可能に支持されている、ことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の医療用マニピュレータ。 - 前記シャフトは軸周りの回転が可能に支持されており、
前記制御手段は、前記シャフトの軸周りの回転量に応じて、前記医療器具を軸周りに回転することを特徴とする請求項5に記載の医療用マニピュレータ。 - 前記シャフトは、ユーザが把持する把持部を有し、該把持部と前記特定の部位との間において支持されていることを特徴とする請求項5または6に記載の医療用マニピュレータ。
- 前記体内の所定の領域を撮影するための撮影手段の撮影方向に関わる情報を設定する設定手段をさらに備え、
前記算出手段は、前記撮影手段により撮影された映像における前記所定部位の移動方向と、前記ユーザ操作に応じて指示される空間位置の移動方向とを一致させるように、前記設定手段により設定された情報に基づいて前記座標出力手段から出力された座標値を変換して前記医療器具の前記所定部位の移動先の空間位置を算出することを特徴とする請求項2乃至7のいずれか1項に記載の医療用マニピュレータ。 - 前記制御手段による制御状態は、前記挿入口位置が示す空間位置を前記医療器具が常に通るように前記医療器具を移動する前記動作制限ありの制御状態と、前記挿入口位置が示す空間位置を考慮せずに前記医療器具を移動する動作制限なしの制御状態を含むことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の医療用マニピュレータ。
- 前記動作制限ありと前記動作制限なしの間の制御状態の遷移は、所定の移行動作を経てなされることを特徴とする請求項9に記載の医療用マニピュレータ。
- 前記記憶手段は、前記挿入口位置と関連して挿入口へ前記医療器具を挿入する際の挿入姿勢をさらに記憶しており、
前記動作制限なしの制御状態から前記動作制限ありの制御状態への移行動作は、前記挿入口位置が示す空間位置と前記挿入口位置に関連して記憶されている挿入姿勢とに従って前記医療器具を前記挿入口から挿入可能な状態に移動する姿勢合わせ動作と、前記医療器具を前記挿入口から挿入する挿入動作とで構成されることを特徴とする請求項10に記載の医療用マニピュレータ。 - 前記動作制限ありの制御状態から前記動作制限なしの制御状態への移行動作は、前記医療器具を前記挿入口から抜去する抜去動作から構成されることを特徴とする請求項10または11に記載の医療用マニピュレータ。
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