JP6350413B2 - 医療行為支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、医療行為を支援する医療行為支援装置に関する。

従来、医療行為を支援する医療行為支援装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この種の医療行為支援装置の中には、医療行為の１つである歯科インプラントを支援する医療行為支援装置が存在する。この医療行為支援装置は、歯科医療に用いるドリルビットを有したドリルユニットと、そのドリルビットの先端を術者が望む位置へと移動させる多関節ロボットとを備えている。

特開２０１３−２３６７４９号公報

医療行為支援装置においては、医療行為における安全性を担保するために、ドリルビットの先端が移動可能な範囲（以下、「移動可能範囲」と称す）が規定されている。そして、ドリルビットの先端を術者が望む位置へと移動させる際に、移動可能範囲内に予め規定された経路に沿って、ドリルビットの先端が移動するように多関節ロボットが動作する。

ところで、多関節ロボットは、外乱などのノイズによって誤動作する可能性がある。そして、多関節ロボットが誤動作すると、ドリルビットの先端が移動可能範囲の外に達し、安全性を低下させるおそれがある。

つまり、医療行為支援装置においては、多関節ロボットが誤動作したとしても、高い安全性を担保することが求められている。
そこで、本発明は、医療行為支援装置において、多関節ロボットが誤動作したとしても、高い安全性を担保することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本発明は、医療行為支援装置（１）に関する。
医療行為支援装置は、多関節ロボット（３２）と、位置特定手段（５０，Ｓ１３０，Ｓ２１０）と、領域設定手段（５０，Ｓ１５０）と、先端位置特定手段（５０，Ｓ１９０）と、制御手段（５０，Ｓ２３０，Ｓ２９０）とを備える。

多関節ロボットは、複数のアームが関節によって接続された多関節アーム（３４）を有する。位置特定手段は、医療行為を受ける患者の部位の位置を表す施術位置を特定する。
領域設定手段は、医療行為を実施する際の多関節アームの先端部分が移動可能な領域である移動可能領域の外側に多関節アームの先端部分が移動することを禁止する領域を表す可動禁止領域を、位置特定手段で特定した施術位置を基点として設定する。

先端位置特定手段は、多関節アームの先端部分の位置を表す先端位置を特定する。制御手段は、先端位置特定手段で特定した先端位置が、領域設定手段で設定された可動禁止領域へと移動すると、医療行為の安全性を向上させる安全制御を実行する。

このような医療行為支援装置によれば、可動禁止領域へと先端位置が移動した場合に安全制御を実行できる。この安全制御は、医療行為の安全性を向上させる制御である。
したがって、医療行為支援装置によれば、多関節ロボットが誤動作して、可動禁止領域へと先端位置が移動するようなことがあっても、高い安全性を担保できる。

なお、「特許請求の範囲」及び「課題を解決するための手段」の欄に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

医療行為支援装置の概略構成を説明する説明図である。 医療行為支援装置の制御系を説明するブロック図である。 医療行為支援装置の概要を説明する説明図である。 医療行為支援処理の処理手順を説明するフローチャートである。 医療行為支援処理の処理内容を説明する説明図であり、（Ａ）は移動可能領域および可動禁止領域を側方視した図であり、（Ｂ）は移動可能領域および可動禁止領域を上方視した図である。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
＜医療行為支援システム＞
図１に示す医療行為支援システム１は、医療行為を支援するシステムである。本実施形態における医療行為支援システム１は、医療行為支援装置の一例である。

本実施形態においては、医療行為として、歯科インプラントを想定する。歯科インプラントは、患者１００（図３参照）の顎骨にインプラント体を埋め込み、その埋め込まれたインプラント体に補綴物を装着する歯科手術である。以下では、インプラント体を埋入する患者１００の顎骨の位置（部位）を施術位置と称す。

図１，図２に示すように、医療行為支援システム１は、手術ツール２と、設置台４と、位置追跡装置１２と、医療行為計画装置１８と、表示装置２６と、音声出力装置２８と、入力装置３０と、ガイドロボット３２とを備えている。

手術ツール２は、医療行為に用いる器具である。この手術ツール２は、ガイドロボット３２の先端に取り付けられる。
本実施形態における手術ツール２には、歯科医療に用いるドリルユニットを含む。このドリルユニットは、歯科医療に用いる各種のドリルビットと、そのドリルビットを駆動する駆動機構とを有している。なお、ここで言うドリルユニットには、いわゆる歯科用ハンドピースを含む。この歯科用ハンドピースとは、ストレート・ギアードアングルハンドピースやコントラハンドピースと称されるものである。

医療行為支援システム１では、ガイドロボット３２の先端に取り付けられた手術ツール２により、術者が実施する歯科インプラントを支援する。ここで言う「歯科インプラントの支援」には、インプラント体を埋入する患者１００の部位である施術位置への手術ツール２の移動が含まれる。この手術ツール２の移動には、患者１００の口腔内への手術ツール２の進入や、手術ツール２を交換する交換位置への移動が含まれる。

さらに、ここで言う「歯科インプラントの支援」には、手術ツール２としてのドリルによる顎骨への穿孔を含んでもよい。
設置台４は、ガイドロボット３２が設置される機構である。この設置台４は、天板６と、支持部８と、設置台駆動機構１０（図２参照）とを備えている。

天板６は、ガイドロボット３２が固定される板状の部材である。支持部８は、天板６を水平に支持する支柱である。設置台駆動機構１０は、天板６をＸ軸方向，Ｙ軸方向，Ｚ軸方向のそれぞれの方向に沿って駆動させるモータを有している。

すなわち、設置台４は、天板６に設置されたガイドロボット３２を、水平面及び垂直方向に沿って自在に移動するように構成されている。
位置追跡装置１２は、ガイドロボット３２に規定された基準点と、施術位置との相対的な位置関係を特定する装置である。

本実施形態における位置追跡装置１２は、アーム基準点から延出された多関節アームであるアーム１４と、アーム１４の先端に取り付けられるアタッチメント１６とを有する。ここで言うアーム基準点とは、ガイドロボット３２においてアーム１４の延出が開始される位置である。

アタッチメント１６は、患者１００の患部に取り付けられる。本実施形態におけるアタッチメント１６として、施術位置がマーキングされたマウスピースを用いる。
すなわち、位置追跡装置１２は、アタッチメント１６のマーキングされた位置を施術位置として、アーム基準点からの相対位置によって特定する周知のトラッキングアームである。

医療行為計画装置１８は、施術位置を特定して、その特定した施術位置への医療行為の計画を作成する装置である。この医療行為計画装置１８は、情報取得部２０と、記憶部２２と、制御部２４とを備えている。情報取得部２０は、施術位置の特定に必要な情報（以下、「位置特定情報」と称す）を取得する。

本実施形態における情報取得部２０は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ：Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置によって撮影した複数の断層画像を位置特定情報として取得する。

記憶部２２は、データや処理プログラムを記憶する周知の記憶装置である。
制御部２４は、少なくともＲＯＭ，ＲＡＭ，ＣＰＵを備えた周知のマイクロコンピュータを有した周知の制御装置であり、記憶部２２に記憶された処理プログラムに従って処理を実行する。

なお、医療行為計画装置１８の記憶部２２には、「医療行為の計画」を作成する医療行為計画作成処理を制御部２４が実行するための処理プログラムが格納されている。
この医療行為計画作成処理では、位置特定情報に基づく患者１００の顎骨の３次元座標情報に従って、「医療行為の計画」を作成する。この「医療行為の計画」の作成は、インプラント体を埋入する施術位置の特定、インプラント体を埋入する角度の特定、インプラント体を埋入する深さの特定を、プランニング座標系において実施することを含む。なお、施術位置には、インプラント体を埋入する顎骨が上顎骨であるか下顎骨であるか、その顎骨における歯の位置を含む。「医療行為の計画」には、施術位置へ医療行為を実施する際のガイドロボット３２の動作時における、患者１００の口腔内への手術ツール２を進入させるタイミングや、その患者１００の口腔内への手術ツール２の進入角度を含んでもよい。

なお、ここで言うプランニング座標系とは、医療行為計画装置１８にて計画される「医療行為の計画」における座標系（例えば、ＣＴ画像における座標系）である。
以下、「医療行為の計画」を、医療行為必要情報と称す。なお、「医療行為の計画」を作成する方法は、周知であるため、ここでの詳しい説明は省略する。

表示装置２６は、画像を表示する周知の装置（例えば、液晶ディスプレイ）である。音声出力装置２８は、音声を出力する周知の装置（例えば、スピーカ）である。
また、入力装置３０は、情報の入力を受け付ける周知の装置である。この入力装置３０には、キーボードやポインティングデバイス、スイッチなどの各種入力機器を含む。ここで言うポインティングデバイスには、タッチパッドやタッチパネルなどの周知の機構を含む。
＜ガイドロボット＞
ガイドロボット３２は、多関節アーム３４と、ロボット制御部５０とを備えた、周知の垂直多関節ロボットである。

多関節アーム３４は、設置台４に固定されるベース部３６と、ベース部３６から延出するアームを形成する上腕部３８及び前腕部４０と、前腕部４０の先端に位置し、手術ツール２が取り付けられるハンド取付部４２とを備えている。

多関節アーム３４を構成するベース部３６と上腕部３８と前腕部４０とハンド取付部４２とは、それぞれ、関節部を介して接続されている。この関節部それぞれは、ロボット駆動装置４４と、センシング装置４６とを備えている。

ロボット駆動装置４４は、多関節アーム３４を駆動する装置である。このロボット駆動装置４４として、各関節部を駆動するモータを用いる。センシング装置４６は、多関節アーム３４の先端（ひいては、手術ツール２）の座標を検出するものである。このセンシング装置４６として、例えば、ロボット駆動装置４４それぞれの回転角度を検出するロータリーエンコーダを用いてもよい。

すなわち、多関節アーム３４は、実空間の三次元座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ座標系）において、複数の可動部を有する周知のアームである。この多関節アーム３４の先端（即ち、ハンド取付部４２）には、手術ツール２が取り付けられる。

ロボット制御部５０は、センシング装置４６でのセンシングの結果に従って、ガイドロボット３２のロボット駆動装置４４を駆動する。このロボット制御部５０は、制御部５２と、記憶部５４とを備えている。

制御部５２は、少なくともＲＯＭ，ＲＡＭ，ＣＰＵを備えた周知のマイクロコンピュータを有した周知の制御装置である。記憶部５４は、情報やデータを記憶する周知の装置である。

記憶部５４には、術者が実施する医療行為を医療行為支援システム１にて支援する医療行為支援処理をロボット制御部５０が実行するための処理プログラムが格納されている。
＜医療行為支援処理＞
次に、ロボット制御部５０が実行する医療行為支援処理について説明する。

医療行為支援処理は、図３に示すような予め規定された装置設置場所８０に医療行為支援システム１を設置し、位置追跡装置１２にて患者１００の埋入位置を追跡可能な状態とした上で起動される。なお、装置設置場所８０の一例として、ベッド（手術台）１０２に横たわる患者１００の胸部の少なくとも一部分を、設置台４の天板６が覆う位置が考えられる。

そして、医療行為支援処理が起動されると、ロボット制御部５０の制御部５２は、図４に示すように、医療行為計画装置１８から医療行為必要情報を取得する（Ｓ１１０）。
そして、医療行為支援処理では、制御部５２は、位置追跡装置１２のアタッチメント１６におけるマーキングされた箇所のアーム基準点からの相対位置を位置追跡装置１２から取得する（Ｓ１２０）。続いて、医療行為支援処理では、制御部５２は、Ｓ１２０で取得したアタッチメント１６のマーキングされた箇所の相対位置に基づいて、実空間の３次元座標系における患者１００の施術位置の初期位置を登録する（Ｓ１３０）。このＳ１３０における施術位置の初期位置の登録は、周知のレジストレーションに従って実行すればよい。レジストレーションは、医療行為計画装置１８にて特定した、プランニング座標系における施術位置を、実空間の３次元座標系における施術位置へと変換して登録する処理である。

レジストレーションでは、具体的には、下記（１）式に従って、プランニング座標系におけるアタッチメント１６のマーキングされた箇所の座標を算出する。

ただし、（１）式における符号「^ＴＲＡＫＴ_{ＴＲＡＫｔｉｐ}」は、実空間の３次元座標系での位置追跡装置１２におけるアーム１４の先端の位置である。また、符号「^ＴＲＡＫＴ_Ａ´」は、実空間の３次元座標系での位置追跡装置１２におけるアタッチメント１６の位置である。符号「^Ａ´Ｔ_Ａ」は、アタッチメント１６の取付誤差を補正する値である。

そして、レジストレーションでは、下記（２）式に従って、実空間の３次元座標系におけるアタッチメント１６のマーキングされた箇所の座標、即ち、施術位置の初期位置を算出する。

ただし、（２）式における符号「^ＣＴＴ_ＩＭＰ」は、プランニング座標系における施術位置である。

このレジストレーションにより、位置追跡装置１２にて求めた、アタッチメント１６におけるマーキングされた箇所のアーム基準点からの相対位置を、実空間の３次元座標系における施術位置として追尾可能となる。

なお、本実施形態においては、キャリブレーションは実行されているものとして説明する。ここで言うキャリブレーションは、ツール先端位置と施術位置との相対的な位置関係を共通する座標系に配置する処理である。ここで言う共通する座標系とは、実空間の３次元座標系であり、例えば、ガイドロボット３２におけるロボット座標系である。

また、ここで言うツール先端位置とは、手術ツール２の先端部分を表す先端位置であり、例えば、ドリルビットの先端部分の位置である。このツール先端位置は、多関節アームの先端部分の位置を表す先端位置の一例である。

続いて、医療行為支援処理では、制御部５２は、Ｓ１１０で取得した医療行為必要情報に基づいて、多関節アーム３４の動作の態様を表すアーム動作態様を導出する（Ｓ１４０）。ここで言うアーム動作態様には、医療行為におけるガイドロボット３２の多関節アーム３４の軌道（以下、「アーム軌道」と称す）を含む。

具体的には、本実施形態のＳ１４０では、医療行為計画装置１８にて計画された「医療行為の計画」に従って、施術位置への医療行為に際して手術ツール２を移動させるガイドロボット３２（多関節アーム３４）の軌道をアーム軌道として導出する。このアーム軌道は、通常、多関節アーム３４を制御不能となる特異点が生じないように決定される。このアーム軌道の導出は、垂直多関節ロボットにおける周知の手法を用いて行われるため、ここでの詳しい説明は省略する。

続くＳ１５０では、制御部５２は、Ｓ１３０で登録した施術位置を基点として可動禁止領域を設定する。ここで言う可動禁止領域とは、多関節アーム３４の先端部分が移動することを禁止する領域である。この可動禁止領域は、移動可能領域の外側、例えば、移動可能領域の周縁に設定される。また、ここで言う移動可能領域とは、医療行為を実施する際の多関節アーム３４の先端部分が移動可能な実空間上の領域である。

Ｓ１５０においては、「施術位置を基点として可動禁止領域を設定」とは、可動禁止領域において基準となる座標と施術位置との相対的な位置関係が予め規定された条件を満たすように可動禁止領域を設定することである。予め規定された条件とは、例えば、施術位置を通るＸ−Ｙ平面上での移動可能領域の重心が施術位置に一致することであってもよい。

続いて、医療行為支援処理では、ロボット制御部５０の制御部５２は、Ｓ１５０で設定された可動禁止領域を表示装置２６へと出力する（Ｓ１６０）。その表示装置２６は、可動禁止領域を表示する。具体的に、本実施形態の表示装置２６は、図５（Ａ），図５（Ｂ）に示すように、患者１００の施術位置の周辺を映した画像に、可動禁止領域を重畳するように表示する。表示装置２６に表示される可動禁止領域は、移動可能領域と区別可能な態様にて表示される。なお、図５（Ａ）は、移動可能領域および可動禁止領域を側方視した図であり、図５（Ｂ）は移動可能領域および可動禁止領域を上方視した図である。

さらに、医療行為支援処理では、制御部５２は、可動禁止領域の変更指示を、入力装置３０を介して受け付けたか否かを判定する（Ｓ１７０）。なお、可動禁止領域の変更指示は、表示装置２６に表示された可動禁止領域を、入力装置３０を介して修正することで受け付けてもよい。

このＳ１７０での判定の結果、可動禁止領域の変更指示を受け付けていれば（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、制御部５２は、その受け付けた変更指示に従って、可動禁止領域を変更する（Ｓ１８０）。なお、ここ言う可動禁止領域の変更とは、例えば、可動禁止領域の位置を変更することや、可動禁止領域の大きさを変更することである。

その後、制御部５２は、医療行為支援処理をＳ１６０へと戻す。そのＳ１６０では、制御部５２は、変更された可動禁止領域を表示装置２６に表示させる。
一方、Ｓ１７０での判定の結果、可動禁止領域の変更指示を受け付けていなければ（Ｓ１７０：ＮＯ）、制御部５２は、医療行為支援処理をＳ１９０へと移行させる。そのＳ１９０では、制御部５２は、Ｓ１４０で導出したアーム軌道に従って手術ツール２が移動するようにガイドロボット３２を動作させる。

続いて、医療行為支援処理では、制御部５２は、ツール先端位置を特定する（Ｓ２００）。このツール先端位置を特定する方法として、例えば、多関節アーム３４のアーム基準点との相対的な位置関係に従って特定する周知の方法が考えられる。

そして、医療行為支援処理では、制御部５２は、位置追跡装置１２にて求めた、アタッチメント１６におけるマーキングされた箇所のアーム基準点からの相対位置に基づいて、実空間の３次元座標系における施術位置を特定する（Ｓ２１０）。つまり、医療行為支援処理において繰り返し実行されるＳ２１０では、施術位置を時間軸に沿って順次特定する。

さらに、制御部５２は、Ｓ２１０で特定した施術位置に基づいて、実空間の３次元座標系における可動禁止領域を更新する（Ｓ２２０）。具体的にＳ２２０では、制御部５２は、実空間の３次元座標における施術位置が推移したとしても、その推移した施術位置を基点とした可動禁止領域が設定されるように、可動禁止領域の実空間における３次元座標を更新する。

続いて、医療行為支援処理では、制御部５２は、Ｓ１９０で算出したツール先端位置が、Ｓ２２０で更新された可動禁止領域内であるか否かを判定する（Ｓ２３０）。この判定の結果、ツール先端位置が可動禁止領域内であれば（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、制御部５２は、詳しくは後述するＳ２９０へと医療行為支援処理を移行させる。

一方、Ｓ２３０での判定の結果、ツール先端位置が可動禁止領域外、即ち、移動可能領域内であれば（Ｓ２３０：ＮＯ）、制御部５２は、医療行為支援処理をＳ２４０へと移行させる。

このＳ２４０では、制御部５２は、Ｓ１９０で特定したツール先端位置と、領域境界との距離を表す境界距離を算出する。ここで言う領域境界とは、移動可能領域と可動禁止領域との境界である。そして、Ｓ２４０では、制御部５２は、ツール先端位置から最も近い位置に存在する領域境界までの距離を、境界距離として算出する。

続いて、制御部５２は、Ｓ２４０で算出した境界距離が、予め規定された閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ２５０）。このＳ２５０での判定の結果、境界距離が閾値以下であれば（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、制御部５２は、詳しくは後述するＳ２８０へと医療行為支援処理を移行させる。

一方、Ｓ２５０での判定の結果、境界距離が閾値よりも大きければ（Ｓ２５０：ＮＯ）、制御部５２は、Ｓ１９０で特定したツール先端位置と、Ｓ２１０で特定した施術位置とが一致しているか否かを判定する（Ｓ２６０）。

そして、Ｓ２６０での判定の結果、ツール先端位置と施術位置とが不一致であれば（Ｓ２６０：ＮＯ）、制御部５２は、医療行為支援処理をＳ１９０へと戻す。
一方、Ｓ２６０での判定の結果、ツール先端位置と施術位置とが一致していれば（Ｓ２６０：ＹＥＳ）、制御部５２は、ドリルを駆動する指令であるドリル指令の入力を受け付ける（Ｓ２７０）。ドリル指令が入力された制御部５２は、手術ツール２のドリルビットを回動させる。そして、術者は、手術ツール２を用いて顎骨への穿孔を実施する。

その後、制御部５２は、医療行為支援処理をＳ１９０へと戻す。
なお、Ｓ２５０での判定の結果、境界距離が閾値以下である場合（Ｓ２５０：ＹＥＳ）に移行するＳ２８０では、制御部５２は、ツール先端位置が領域境界に近づいている旨を報知する報知制御を実行する。

この報知制御の一例として、制御部５２は、ツール先端位置が領域境界に近づいている旨を示す信号を、表示装置２６及び音声出力装置２８に出力することが考えられる。この場合、信号を取得した表示装置２６は、ツール先端位置が領域境界に近づいている旨を表示する。また、信号を取得した音声出力装置２８は、ツール先端位置が領域境界に近づいている旨を、音声にて出力する。

報知制御の他の例として、ツール先端位置と領域境界との距離が近いほど、多関節アーム３４の動作抵抗を大きくすることが考えられる。この場合、動作抵抗を大きくする方法としては、多関節アーム３４を構成するモータに、抵抗が大きくなる方向の駆動力を発生させることが考えられる。

すなわち、医療行為支援処理のＳ２４０からＳ２８０では、ツール先端位置と領域境界との位置関係が、ツール先端位置が領域境界に近づいていることを表す条件として予め規定された規定条件を満たしていれば、報知制御を実行する。

その後、制御部５２は、医療行為支援処理をＳ１９０へと戻す。
ところで、Ｓ２３０での判定の結果、ツール先端位置が可動禁止領域に存在する場合に移行するＳ２９０では、制御部５２は、医療行為の安全性を向上させる安全制御を実行する。

安全制御の一例として、多関節アーム３４の先端部分、ひいては、手術ツール２の移動を停止するようにガイドロボット３２の動作を停止することが考えられる。
また、安全制御の他の例として、ツール先端位置が可動禁止領域内に存在することを報知することが考えられる。ここで言う報知では、制御部５２は、ツール先端位置が可動禁止領域外に存在する旨を示す信号を、表示装置２６及び音声出力装置２８に出力することが考えられる。この場合、信号を取得した表示装置２６は、ツール先端位置が可動禁止領域外に存在する旨を表示し、信号を取得した音声出力装置２８は、ツール先端位置が可動禁止領域外に存在する旨を音声にて出力すればよい。

その後、制御部５２は、本医療行為支援処理を終了する。
［実施形態の効果］
以上説明したように、医療行為支援処理によれば、可動禁止領域へとツール先端位置が移動した場合に安全制御を実行できる。この安全制御は、医療行為の安全性を向上させる制御である。

したがって、医療行為支援処理によれば、ガイドロボット３２が誤動作して、可動禁止領域へと先端位置が移動するようなことがあっても、高い安全性を担保できる。
特に、安全制御として、ツール先端位置が可動禁止領域内に存在する場合に、多関節アームの先端部分の移動を停止することを実行すれば、ガイドロボット３２が誤動作したとしても、医療行為における安全性をより確実に担保できる。

また、医療行為支援処理のＳ２８０では、ツール先端位置が領域境界に近づくと報知制御を実行した場合、医療行為支援システム１の利用者（例えば術者）は、移動可能範囲内に存在するツール先端位置が可動禁止領域へと達する前に、ツール先端位置が可動禁止領域に近づいていることを認識できる。

ところで、医療行為支援システム１を用いて医療行為を実現する場合、ガイドロボット３２は多関節アーム３４の移動を補助するだけであり、多関節アーム３４の操作を術者が行うことが多い。このことから、医療行為支援処理において、ツール先端位置が領域境界に近いほど、多関節アーム３４の動作抵抗を大きくすることを報知制御として実行した場合には、次の効果が得られる。

その効果とは、医療行為に対する術者の集中力を維持したまま、ツール先端位置が領域境界に近づいていることを認識させることができ、術者は、ツール先端位置が領域境界に近づいていることを、医療行為の実行中に違和感なく認識できるという点である。

また、医療行為支援処理においては、施術位置の変化に従って、可動禁止領域を更新している。この結果、医療行為支援処理によれば、患者が医療行為を受けている場合に、患者の治療すべき部位が移動してしまい、施術位置が変化したとしても、その施術位置の変化に応じた適切な領域を可動禁止領域として設定できる。

しかも、医療行為支援処理では、医療行為支援システム１の利用者が可動禁止領域を編集できる。このため、医療行為支援システム１の利用者は、医療行為を実施する際に使い勝手の良い可動禁止領域を設定でき、医療行為をよりスムーズに実行できる。

そして、医療行為支援処理においては、設定された可動禁止領域を報知している。このため、医療行為支援システム１の利用者は、設定された可動禁止領域を認識できる。
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施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、様々な態様にて実施することが可能である。

上記実施形態の医療行為支援処理におけるＳ１８０では、可動禁止領域だけを変更し、移動可能領域はＳ１６０にて設定された領域を維持してもよい。
また、上記実施形態の医療行為支援処理におけるＳ２４０からＳ２８０では、ツール先端位置と領域境界との位置関係が、ツール先端位置が領域境界に近づいていることを表す条件として予め規定された規定条件を満たしているか否かの判定を、境界距離が閾値以下であるか否かを判定することで実現していたが、ツール先端位置と領域境界との位置関係が規定条件を満たしているか否かの判定方法は、これに限るものではない。例えば、ツール先端位置と領域境界との位置関係が規定条件を満たしているか否かの判定は、予め規定された規定時間に時間軸に沿って特定したツール先端位置に基づいて、ツール先端位置の軌道を特定し、その特定したツール先端位置の軌道が領域境界に近づいているか否かを判定することで実現してもよい。すなわち、ツール先端位置と領域境界との位置関係が規定条件を満たしているか否かの判定は、ツール先端位置が領域境界に近づいているか否かを判定可能であれば、どのような方法で実現してもよい。

さらに、上記実施形態では、手術ツール２の先端部分、即ち、ドリルビットの先端部分をツール先端位置としていたが、先端位置は、これに限るものではない。本発明における先端位置は、多関節アーム３４自体の先端部分の位置であってもよいし、手術ツール２における特定の部位の位置であってもよい。

また、上記実施形態においては、位置追跡装置１２を周知のトラッキングアームによって構成していたが、位置追跡装置１２は、これに限るものではない。すなわち、位置追跡装置１２は、例えば、指向性を高めた赤外線などの探査波を照射し、埋入位置の変化を追跡する装置であってもよいし、その他の埋入位置の座標を特定可能な装置であってもよい。前者の場合、探査波を照射する機構は、医療行為支援システム１が配置される空間上に配置されてもよいし、患者１００の治療部位に配置されてもよい。

換言すると、位置追跡装置１２は、ガイドロボット３２に規定された基準点と、施術位置との相対的な位置関係を特定可能な装置であれば、どのようなものであってもよい。
さらに、上記実施形態における医療行為計画装置１８の情報取得部２０は、コンピュータ断層撮影装置から位置特定情報を取得していたが、医療行為計画装置１８の情報取得部２０は、その他の装置から位置特定情報を取得してもよい。

上記実施形態においては、医療行為支援システム１が支援する医療行為として、歯科インプラントを想定していたが、医療行為支援システム１が支援する医療行為は、歯科インプラントに限るものではない。例えば、医療行為支援システムが支援する医療行為は、外科手術であってもよいし、内科医療であってもよいし、歯科インプラント以外の歯科医療であってもよいし、その他の医療行為であってもよい。

そして、施術位置は、インプラント体を埋入する患者の顎骨の位置（部位）に限るものではなく、例えば、外科手術が必要な患者１００の部位や、内科医療が必要な患者１００の部位、歯科医療が必要な患者１００の部位であってもよい。

なお、これらの場合、ガイドロボット３２の先端に取り付けられる手術ツール２は、歯科医療に用いるドリルユニットに限るものではなく、各種の医療行為に用いられる道具であってもよい。この場合の各種医療行為に用いられる道具は、例えば、メスや鉗子などの手術器具であってもよいし、その他の医療器具であってもよい。

さらに言えば、医療行為支援システム１は、ガイドロボット３２による医療行為の支援を停止する停止スイッチや、ガイドロボット３２による医療行為の支援の可否を受け付けるスイッチを備えていてもよい。

なお、上記実施形態の構成の一部を省略した態様も本発明の実施形態である。また、上記実施形態と変形例とを適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。また、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本発明の実施形態である。

１…医療行為支援システム ２…手術ツール ４…設置台 ６…天板 ８…支持部 １０…設置台駆動機構 １２…位置追跡装置 １４…アーム １６…アタッチメント １８…医療行為計画装置 ２０…情報取得部 ２２…記憶部 ２４…制御部 ２６…表示装置 ２８…音声出力装置 ３０…入力装置 ３２…ガイドロボット ３４…多関節アーム ３６…ベース部 ３８…上腕部 ４０…前腕部 ４２…ハンド取付部 ４４…ロボット駆動装置 ４６…センシング装置 ５０…ロボット制御部 ５２…制御部 ５４…記憶部 ８０…装置設置場所 １００…患者

Claims (8)

1. 複数のアームが関節によって接続された多関節アーム（３４）を有した多関節ロボット（３２）と、
   医療行為を受ける患者の部位の位置を表す施術位置を特定する位置特定手段（５０，Ｓ１３０，Ｓ２１０）と、
   前記医療行為を実施する際の前記多関節アームの先端部分が移動可能な領域である移動可能領域の外側に前記多関節アームの先端部分が移動することを禁止する領域を表す可動禁止領域を、前記位置特定手段で特定した前記施術位置を基点として設定する領域設定手段（５０，Ｓ１５０）と、
   前記多関節アームの先端部分の位置を表す先端位置を特定する先端位置特定手段（５０，Ｓ１９０）と、
   前記先端位置特定手段で特定した先端位置が、前記領域設定手段で設定された前記可動禁止領域へと移動すると、前記医療行為の安全性を向上させる安全制御を実行する制御手段（５０，Ｓ２３０，Ｓ２９０）と、
   前記施術位置を時間軸に沿って順次特定する位置追跡手段（５０，Ｓ２１０）と、
   前記位置追跡手段で特定した前記施術位置の推移に従って、前記領域設定手段で設定された可動禁止領域を更新する領域追尾手段（５０，Ｓ２２０）と
   を備える、医療行為支援装置（１）。
2. 前記領域設定手段で設定された前記可動禁止領域の変更を受け付ける受付手段（５０，Ｓ１７０）と、
   前記受付手段で受け付けた前記可動禁止領域の変更に従って、前記領域設定手段で設定した可動禁止領域を更新する更新手段（５０，Ｓ１８０）と
   を備え、
   前記領域設定手段は、
   前記更新手段によって更新された前記可動禁止領域を、新たな可動禁止領域として設定する、請求項１に記載の医療行為支援装置。
3. 前記領域設定手段で設定された前記可動禁止領域を報知する第１報知手段（５０，Ｓ１６０）
   を備える、請求項１に記載の医療行為支援装置。
4. 前記第１報知手段は、
   前記可動禁止領域を表示することを、前記報知として実行する、請求項３に記載の医療行為支援装置。
5. 前記先端位置特定手段で特定した先端位置と、前記移動可能領域と前記可動禁止領域との境界である領域境界との位置関係が、前記先端位置が前記領域境界に近づいていることを表す条件として予め規定された規定条件を満たすと、前記先端位置が前記領域境界に近づいている旨を報知する報知制御を実行する第２報知手段（５０，Ｓ２４０，Ｓ２５０，Ｓ２８０）
   を備える、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の医療行為支援装置。
6. 前記第２報知手段は、
   前記先端位置が前記領域境界に近いほど、前記多関節アームの動作抵抗を大きくすることを、前記報知制御として実行する、請求項５に記載の医療行為支援装置。
7. 前記制御手段は、
   前記先端位置が前記可動禁止領域内に存在することを報知することを、前記安全制御として実行する、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の医療行為支援装置。
8. 前記制御手段は、
   前記多関節アームの先端部分の移動を停止することを、前記安全制御として実行する、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の医療行為支援装置。