JP6839874B1 - 手術用ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】気体から圧力を受けて作動する作動部を有する手術用ロボットの一例を提供する。【解決手段】手術用ロボットは、アーム駆動装置９を有する。アーム駆動装置は空圧アクチュエータ９Ｅ、空気圧シリンダー９Ｂ、圧力発生装置９Ｃ及び制御用電磁弁９Ｄ等で構成されている。また第１圧力センサＰＳ１及び第２圧力センサＰＳ２が検出した圧力を利用して空気圧シリンダー９Ｂが作動可能な状態であるか否かを判断するとともに、判断の結果を報知する作動診断装置を備える。これにより、利用者は、手術用ロボットが作動可能な状態か否かを容易に知ることができ得る。【選択図】図３

Description

本開示は、内視鏡下外科手術に用いられる手術用ロボットに関する。

例えば、特許文献１に記載の手術用ロボットは、気体から圧力を受けて作動する作動部を有して構成されている。

特許第５３２７６８７号公報

特許文献１に記載の手術用ロボットでは、例えば、圧力が低い場合には作動部が正常に作動しないおそれがある。そこで、本開示は、当該圧力に起因した課題に対応した手術用ロボットの一例を開示する。

内視鏡下外科手術に用いられる手術用ロボットは、例えば、以下の構成要件のうち少なくとも１つを備えることが望ましい。

すなわち、当該構成要件は、気体から圧力を受けて作動する作動部（９Ｂ）と、圧力を発生させる圧力発生装置（９Ｃ）と、圧力発生装置（９Ｃ）から作動部（９Ｂ）に供給される圧力を検出する圧力検出部（ＰＳ１、ＰＳ２）と、圧力検出部（ＰＳ１、ＰＳ２）が検出した圧力を利用して作動部（９Ｂ）が作動可能か否かを判断するとともに、当該判断の結果を報知する作動診断装置（３１）とである。

これにより、利用者は、当該手術用ロボットが作動可能な状態か否かを容易に知ることができ得る。当該作動診断装置（３１）は、例えば、圧力が低くすぎるための正常作動しない場合、及び圧力が高すぎるための正常作動しない場合のうち少なくとも一方の判断が可能である。

因みに、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的構成等との対応関係を示す一例であり、本開示は上記括弧内の符号に示された具体的構成等に限定されない。

第１実施形態に係る手術用ロボットの外観図である。 第１実施形態に係る手術用ロボットのブロック図である。 第１実施形態に係るアーム駆動装置のブロック図である。 第１実施形態に係る手術用ロボットの不動点設定モードの制御を示すフローチャートである。 図５Ａ〜図５Ｃは、第１の状態表示の表示例を示す図である。 図６Ａ、図６Ｂは、第１の状態表示の表示例を示す図である。 第２の状態表示の表示例である。 第１実施形態に係る作動診断装置の作動の一例を示すフローチャートである。

以下の「発明の実施形態」は、本開示の技術的範囲に属する実施形態の一例を示すものである。つまり、特許請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的構成や構造等に限定されない。

なお、各図に付された方向を示す矢印及び斜線等は、各図相互の関係及び各部材又は部位の形状を理解し易くするために記載されたものである。したがって、本開示に示された発明は、各図に付された方向に限定されない。斜線が付された図は、必ずしも断面図を示すものではない。

少なくとも符号が付されて説明された部材又は部位は、「１つの」等の断りがされた場合を除き、少なくとも１つ設けられている。つまり、「１つの」等の断りがない場合には、当該部材は２以上設けられていてもよい。本開示に示された手術用ロボットは、少なく
とも符号が付されて説明された部材又は部位等の構成要素、並びに図示された構造部位を備える。

（第１実施形態）
＜１．手術用ロボットの構成＞
本実施形態は、内視鏡下外科手術に用いられる手術用ロボットの一例である。

手術用ロボット１は、ロボットアーム３（図１参照）に加えて、図２に示されるように、制御装置５、アーム駆動装置９、第１表示部１９及び第２表示部２５等を少なくとも備える。

＜ロボットアーム＞
ロボットアーム３は、図１に示されるように、処置具７を保持するアーム装置の一例である。具体的には、ロボットアーム３は、複数の関節（ジョイント）を有するリンク機構であって、ピボットの位置を変更可能なリンク機構にて構成されている。

ピボットは、ロボットアーム３が稼働した際に、ロボットアーム３の状態によらず、不動点となる位置である。処置具７は、鉗子及び電気メス等の手術時に行われる処置に用いられる道具である。

図１に示された処置具７は鉗子である。当該鉗子の先端には、臓器等を把持したり牽引したりするためのハンド部が設けられている。ロボットアーム３は、管状のドレープ２０により覆われている。ドレープ２０は、可撓性を有する不織布状の覆い部材である。

なお、内視鏡２７（図２参照）は、第２のロボットアーム（図示せず。）により把持されている。以下、処置具７及び内視鏡２７を総称して術具という。つまり、術具とは、内視鏡、鉗子及び電気メス等の内視鏡下外科手術に用いられる道具である。

＜アーム駆動装置＞
アーム駆動装置９は、ロボットアーム３を駆動する駆動装置の一例である。本実施形態に係るアーム駆動装置９は、図３に示されるように、電動アクチュエータ９Ａ及び空圧アクチュエータ９Ｅ等を有して構成されている。

電動アクチュエータ９Ａは、少なくとも１つの電動モータで構成され、各関節部を駆動する。なお、本実施形態では、各関節部に電動モータが設けられている。空圧アクチュエータ９Ｅは、処置具７（本実施形態では、鉗子のハンド部）を駆動するワイヤー（図示せず。）に張力を作用させる。

空圧アクチュエータ９Ｅは、空気圧シリンダー９Ｂ、圧力発生装置９Ｃ及び制御用電磁弁９Ｄ等を有して構成されている。圧力発生装置９Ｃは、空気圧シリンダー９Ｂに圧搾空気を供給する圧力供給源である。

空気圧シリンダー９Ｂは、空気圧を受けて当該空気圧を前記張力に変換する作動部の一例である。制御用電磁弁９Ｄは、空気圧シリンダー９Ｂに供給する空気圧を制御することにより、空気圧シリンダー９Ｂの作動を制御する。

なお、第２のロボットアームは、第２のアーム駆動装置（図示せず。）により駆動される。第２のアーム駆動装置は、アーム駆動装置９と同一な構成である。当該第２のアーム駆動装置の作動は、アーム駆動装置９と同様な手法により制御される。

＜制御装置＞
制御装置５は、図２に示されるように、不動点設定装置１１、駆動制御装置１３、第１表示処理部２１Ａ、第２表示処理部２１Ｂ、第３表示処理部２９、撮影画像処理部２５Ａ及び作動診断装置３１等を少なくとも有して構成されている。

不動点設定装置１１は、手術時にトロッカー１５（図１参照）が挿入される部位の位置（以下、切開位置ともいう。）を認識するとともに、当該認識した位置をピボットＰ１として記憶する。

以下、不動点設定装置１１による切開位置の認識から当該位置の記憶等に至る一連の作動を不動点設定という。不動点設定が実行可能な状態を不動点設定モードという。

トロッカー１５は、被手術者に切開された穴に挿入される筒状の部材である。つまり、鉗子（処置具７）や内視鏡２７等の術具は、切開箇所に挿入されたトロッカー１５を通して被手術者の身体内に挿入される。

＜駆動制御装置＞
駆動制御装置１３は、アーム駆動装置９、つまり電動アクチュエータ９Ａ及び空圧アクチュエータ９Ｅ（制御用電磁弁９Ｄ）等の作動を制御する。具体的には、駆動制御装置１３は、マスター側の入力操作装置（図示せず。）から出力される指令信号を受信し、指令信号に従ってアーム駆動装置９を作動させる。

このとき、駆動制御装置１３は、ピボットＰ１の位置を利用してロボットアーム３の作動を制御する。具体的には、駆動制御装置１３は、処置具７のうちピボットＰ１に対応する部位が不動となるように、電動アクチュエータ９Ａの作動を制御する。

なお、第２のアーム駆動装置の作動は、第２の駆動制御装置（図示せず。）により制御される。第２の駆動制御装置は、内視鏡２７が挿入される切開箇所をピボットして第２のロボットアームを作動させる。

当該ピボットは、第２の不動点設定装置（図示せず。）により設定された不動点である。第２の不動点設定装置は、不動点設定装置１１と同一であるので、本明細書では、第２の不動点設定装置の詳細説明は省略されている。

本実施形態に係る手術用ロボット１は、ロボットアーム３（アーム駆動装置９）用の入力操作装置を利用して第２のアーム駆動装置に指令信号を送信する。具体的には、手術用ロボットには、切替スイッチ（図示せず。）が設けられている。

切替スイッチは、上記指令信号の出力先をアーム駆動装置９とする場合と第２のアーム駆動装置とする場合とを切り替えることができる。施術者は、当該切替スイッチを操作することにより、ロボットアーム３を作動させる場合と第２のロボットアームを作動させる場合とを切り替える。

＜入力操作装置＞
マスター側の入力操作装置とは、施術者（医師）が直接的に操作する入力デバイスの一例である。当該入力操作装置には、操作力調整装置（図示せず。）、及び操作量調整装置（図示せず。）が設けられている。

操作力調整装置は、操作力の大きさ調整するための装置である。操作量調整装置は、「施術者の直接的な操作量」に対する「ロボットアーム３の移動量」の比（以下、操作比という。）を調整するための装置である。

操作力とは、利用者が入力操作装置を操作する際に、利用者が入力操作装置に作用させる必要ある力である。つまり、利用者が入力操作装置に作用させる力が操作力未満であるときには、処置具７は変位せず、ハンド部は作動しない。

当該操作力の大きさは、少なくとも移動時操作力と処置時操作力との和である。移動時操作力は、処置具７（ハンド部）が臓器等に触れていない場合の操作力である。処置時操作力は、処置具７（ハンド部）が臓器等に触れたことに起因する力である。

本実施形態に係る手術用ロボット１では、利用者は、移動時操作力の大きさを変更することができる。さらに、本実施形態に係る手術用ロボット１では、処置具７（ハンド部を含む。）が臓器等に触れたときに、当該臓器等から当該処置具７に作用する力（反力）を利用して処置時操作力の大きさが決定される。

つまり、手術用ロボット１には上記反力を検出する反力検出部（図示せず。）が設けられている。入力操作装置は、反力検出部が検出した反力に反力係数（０以上の実数）を乗じた値を処置時操作力の大きさとする。

本実施形態では、利用者は反力係数を変更することができる。このため、入力操作装置には、移動時操作力を設定するための設定部、反力係数を設定するための設定部、及び操作比を設定するための設定部が設けられている。なお、それら設定部は、利用者により設定操作されるものである。

＜２．不動点設定装置の詳細＞
本実施形態に係る不動点設定装置１１は、位置認識機能及び記憶機能を発揮可能である。そして、不動点設定装置１１は、位置認識機能及び記憶機能を利用してピボットＰ１の位置を不動点として記憶する。

位置認識機能は、ロボットアーム３により保持された処置具７の先端位置を認識する機
能である。記憶機能は、位置認識機能により認識された当該先端位置をピボットＰ１として記憶する。

本実施形態に係る位置認識機能は、ロボットアーム３の姿勢から処置具７の先端位置を示す座標等を取得（演算）することにより、処置具７の先端位置を認識する。記憶機能は、当該座標をピボットＰ１として記憶する。

なお、不動点設定を行う際には、処置具７に代えて術具相当品を用いてもよい。術具相当品とは、処置具７と同様な形状の部材である。具体的には、例えば、棒状又はパイプ状の部材等が術具相当品に該当する。因みに、第２の不動点設定装置の場合は、内視鏡２７が術具相当品に該当する。

本実施形態に係る位置認識機能及び記憶機能は、ソフトウェア（プログラム）及びマイクロコンピュータにより実現されている。マイクロコンピュータは、当該ソフトウェアを実行するためのＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を少なくとも有する。なお、当該ソフトウェアは、不揮発性記憶部に予め記憶されている。

手術用ロボット１は、図２に示されるように、設定ボタン１７Ａ及び自在変位可能ボタン１７Ｂ等を有している。設定ボタン１７Ａ及び自在変位可能ボタン１７Ｂは、ロボットアーム３（スレーブ装置）及び制御装置５（マスター側装置）のうち少なくとも一方に設けられている。

設定ボタン１７Ａは、利用者により操作される設定操作部の一例である。なお、利用者とは、不動点設定の作業を行う者である。具体的には、施術者又は手術の補助を行う者である。そして、設定ボタン１７Ａが操作されると、不動点設定モードが開始又は終了する。

つまり、不動点設定モード時ではないときに設定ボタン１７Ａが操作されると、不動点設定モードが開始される。不動点設定モード時に設定ボタン１７Ａが操作されると、不動点設定モードが終了する。

具体的には、設定ボタン１７Ａが予め決められた時間（例えば、３秒）を越えて押下された場合には、不動点設定モード開始される。不動点設定モードが開始されると、位置認識機能が実行可能な状態となる。

そして、設定ボタン１７Ａが予め決められた時間（例えば、２秒）未満だけ押下された時に、位置認識機能が実行された後、記憶機能が実行される。その後、ピボットＰ１が不動点として記憶された後、不動点設定モードが終了する。

自在変位可能ボタン１７Ｂは、利用者により操作される操作部の一例である。自在変位可能ボタン１７Ｂが操作されると、アーム駆動装置９は自在変位モード状態となる。自在変位モードは、ロボットアーム３に作用する外力に応じて当該ロボットアーム３が自在変位可能となるモードである。

このため、自在変位モード時においては、利用者は、ロボットアーム３を押し引きすることにより、当該ロボットアーム３を自在に変位させることができる。つまり、自在変位モード時においては、利用者は、マスター側の入力操作装置を操作することなく、ロボットアーム３を押し引きすることにより、処置具７の先端を切開位置に合致させることができる。

なお、自在変位モードは、「自在変位モード時に自在変位可能ボタン１７Ｂが操作された時」、又は「不動点設定モードが終了した時」に終了する。自在変位モードが実行されていない状態では、ロボットアーム３に外力が作用しても当該ロボットアーム３は変位しない。

＜不動点設定モード時の制御＞
図４は、不動点設定モード時に実行される制御装置５の制御例を示している。制御装置５は、設定ボタン１７Ａが予め決められた時間（例えば、３秒）を越えて連続押下されたか否かを判断する（Ｓ１）。なお、「（Ｓ１）」等は、図４に示された制御ステップ番号を示す。

制御装置５は、設定ボタン１７Ａが予め決められた時間を越えて連続押下されたと判断した場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）、アーム駆動装置９が自在変位モードになっているか否か
を判断する（Ｓ３）。

制御装置５は、アーム駆動装置９が自在変位モードになっていないと判断した場合には（Ｓ３：ＮＯ）、音声（例えば、ブザー）又は警告灯等の報知手段を用いて利用者に対して自在変位可能ボタン１７Ｂの操作を促す（Ｓ５）。

制御装置５は、アーム駆動装置９が自在変位モードになっていると判断した場合には（Ｓ３：ＹＥＳ）、設定ボタン１７Ａが予め決められた時間（例えば、２秒）未満だけ押下されたか否かを判断する（Ｓ７）。

制御装置５は、設定ボタン１７Ａが予め決められた時間未満だけ押下されたと判断した場合には（Ｓ７：ＹＥＳ）、位置認識機能を実行した後（Ｓ９）、記憶機能を実行する（Ｓ１１）。

つまり、本実施形態では、アーム駆動装置９が自在変位モードになっていない場合には（Ｓ３：ＮＯ）、位置認識機能及び記憶機能は、実質的に作動不可な状態となる。

そして、制御装置５は、ピボットＰ１を不動点として記憶した後、不動点設定モード及び自在変位モードを終了させるとともに、ピボットＰ１が不動点として記憶された旨を利用者に報知する。

＜３．情報の報知＞
図２に示された第１表示部１９及び第２表示部２５は、文字情報や画像情報等の情報を利用者に伝達するモニターである。第１表示部１９には、主に手術用ロボット１に関する情報（以下、状態情報という。）が表示される。第２表示部２５には、内視鏡２７により撮影された画像が表示される。

なお、本実施形態に係る内視鏡２７は、ステレオカメラ等の三次元的に対象物を撮影可能なカメラにて構成されている。撮影画像処理部２５Ａは、第２表示部２５に立体的な画像を表示するための処理部である。

＜第１の状態情報の表示＞
第１表示処理部２１Ａ及び第２表示処理部２１Ｂは、第１表示部１９に情報を表示させる。第１表示処理部２１Ａは、切開位置、つまりピボットＰ１と処置具７の先端位置との相対位置関係を第１表示部１９に表示させる。

本実施形態に係る第１表示処理部２１Ａは、図柄（アイコン）等の画像情報にて当該相対位置関係を表示させる。なお、各アイコンは、ピボットＰ１及び処置具７の先端位置それぞれを示す図柄である。

すなわち、例えば、図５Ａは、ピボットＰ１に対して処置具７の先端位置Ｓｔが体内に位置している場合を示す。図５Ｂは、ピボットＰ１に対して処置具７の先端位置Ｓｔが体外に位置している場合を示す。図５Ｃは、不動点設定が未だされていない状態を示す。

第２表示処理部２１Ｂは、ドレープ検出部２３（図２参照）の検出結果を第１表示部１９に表示させる。ドレープ検出部２３は、ドレープ２０がロボットアーム３に装着されているか否かを検出する。なお、ドレープ検出部２３は、ロボットアーム３に設けられている。

そして、第２表示処理部２１Ｂは、ドレープ２０が装着されている場合には、その旨の情報（例えば、図６Ａ参照）を表示する。第２表示処理部２１Ｂは、ドレープ２０が装着されていない場合には、その旨の情報（例えば、図６Ｂ参照）を表示する。

＜第２の状態情報の表示＞
第３表示処理部２９は、処置具７の先端位置と内視鏡２７の先端位置との相対的な位置関係を第１表示部１９に表示させる。つまり、第３表示処理部２９は、少なくとも３つの機能を発揮可能である。

すなわち、第１の機能は、処置具７の先端位置に関する情報の取得機能である。第２の機能は、内視鏡２７の先端位置に関する情報を算出する位置情報算出機能である。第３の機能は、それらの情報を第１表示部１９に表示させる機能である。なお、本実施形態に係る第３表示処理部２９は、上記の位置認識機能を利用して第１の機能及び第２の機能を実現する。

そして、第３表示処理部２９は、位置情報算出機能の算出結果を利用して処置具７の先
端と内視鏡２７の先端との相対的な位置関係を表示する。具体的には、図７に示されるように、第１表示部１９には、処置具７の先端を示す図柄（アイコン）２９Ｂ及び内視鏡２７の先端を示す図柄（アイコン）２９Ａが少なくとも表示される。

さらに、第１表示部１９には、２種類のアイコン２９Ａ、２９Ｂと共に、内視鏡２７の先端部の位置を基準とした全円分度器２９Ｃが表示される。全円分度器２９Ｃは、当該全円分度器２９Ｃの中心が第１表示部１９の表示画面の中心と一致した状態で表示される。

第１表示部１９の表示画面の中心とは、第１表示部１９に第２の状態情報のみが表示されているときには、物理的な表示画面（ディスプレイ）の中心（図心）を意味し、第１表示部１９に第２の状態情報に加えて他の情報（例えば、第１の状態情報）も表示されているときには、第２の状態情報の表示領域の中心（図心）を意味する。

なお、本実施形態に係る手術用ロボット１では、第２の状態情報の表示領域の中心が物理的な表示画面の中心と一致している。このため、複数種類の状態情報表示されている場合であっても、全円分度器２９Ｃの中心が物理的な表示画面の中心と一致する。

内視鏡２７の先端部を示すアイコン（以下、カメラアイコンという。）２９Ａは、当該表示画面の中心に表示されている。処置具７を示すアイコン２９Ｂの表示形態又は当該アイコン２９Ｂの表示位置は、処置具７の先端位置と内視鏡２７の先端位置との相対的な位置関係の変化に応じて変化する。

アイコン２９Ｂの表示形態とは、例えば、アイコン２９Ｂの具体的な意匠、つまりアイコン２９Ｂの形状、模様、色彩若しくはこれらの組み合わせ、又はそれら具体的な意匠の表示の仕方（例えば、点滅表示と常時点灯表示）等をいう。

なお、表示画面又は表示領域の上下方向は、鉛直方向と一致している。表示画面に対するカメラアイコン２９Ａの表示角度は、内視鏡２７の回転角度に応じて変化する。つまり、内視鏡２７が回転すると、これに連動してカメラアイコン２９Ａも回転する。なお、カメラアイコン２９Ａの中心位置は、内視鏡２７の物理的な位置によらず、常に、表示画面の中心（全円分度器２９Ｃの中心）と一致する。

＜第３の状態情報の表示＞
第３の状態情報とは、処置具７（ハンド部）、つまり空気圧シリンダー９Ｂが作動可能な状態であるか否かに関する情報である。

そして、作動診断装置３１（図２参照）は、第３の状態情報として報知すべき情報を判断した後、当該情報を音声情報又は画像情報にて利用者に対して報知する。なお、本実施形態に係る作動診断装置３１は、画像情報で当該情報を第１表示部１９に表示させる。

図３に示されるように、手術用ロボット１（空圧アクチュエータ９Ｅ）には、圧力検出部ＰＳ１、ＰＳ２が設けられている。圧力検出部ＰＳ１、ＰＳ２は、圧力発生装置９Ｃから空気圧シリンダー９Ｂに供給される圧力を検出する。

圧力検出部ＰＳ１（以下、第１圧力センサＰＳ１という。）は、圧力発生装置９Ｃの吐出圧を検出する圧力センサである。具体的には、第１圧力センサＰＳ１は、圧力発生装置９Ｃの吐出に設けられた電磁弁９Ｆの出口にて圧力を検出する。

圧力検出部ＰＳ２（以下、第２圧力センサＰＳ２という。）は、制御用電磁弁９Ｄの出口にて圧力を検出する圧力センサである。第１圧力センサＰＳ１及び第２圧力センサＰＳ２の検出圧力を示す信号は、作動診断装置３１に入力されている。

そして、作動診断装置３１は、第１圧力センサＰＳ１が検出した圧力（以下、第１検出圧力という。）が予め決められた第１要件を満たさないと判断した場合には、その旨の情報を第１表示部１９に表示させる。

同様に、作動診断装置３１は、第２圧力センサＰＳ２が検出した圧力（以下、第２検出圧力という。）が予め決められた第２要件を満たさないと判断した場合には、その旨の情報を第１表示部１９に表示させる。

第２要件は、第１要件と同一の要件及び第１要件と異なる要件のうちいずれであってもよい。本実施形態では、２つの要件は同じである。具体的には、当該要件は、「所定時間継続して所定圧力以下にならない」ことである。

作動診断装置３１は、「空気圧シリンダー９Ｂ（制御用電磁弁９Ｄ）の作動を制御する
制御部」である駆動制御装置１３が起動する前、及び駆動制御装置１３が起動したときに上記の判断を実行する。

具体的には、作動診断装置３１は、図８に示されるような制御フローを実行する。なお、作動診断装置３１は、マイクロコンピュータにて構成されている。制御フローを実行するためのプログラムは、不揮発性記憶部に予め記憶されている。

本実施形態に係る手術用ロボット１では、圧力発生装置９Ｃの電源スイッチが手術用ロボット１の電源スイッチと別に設けられ、かつ、それら２つの電源スイッチは、連動していない。このため、手術用ロボット１の電源スイッチが投入された時点で圧力発生装置９Ｃが実動可能状態に到達していないおそれがある。

そこで、手術用ロボット１の電源スイッチ（図示せず。）が投入されると、作動診断装置３１は、図８に示されるように、第１検出圧力が第１要件を満たすか否かを判断する（Ｓ２１）。なお、「（Ｓ２１）」等は、図８に示された制御ステップ番号を示す。

そして、作動診断装置３１は、第１要件を満たすと判断した場合には（Ｓ２１：ＹＥＳ）、第１要件を満たす旨を第１表示部１９に表示させる（Ｓ２３）。作動診断装置３１は、第１要件を満たさないと判断した場合には（Ｓ２１：ＮＯ）、第１要件を満たさない旨を第１表示部１９に表示させる（Ｓ２５）。

作動診断装置３１は、Ｓ２３を実行した後、確認ボタン（図示せず。）が操作されたか否かを判断する（Ｓ２７）。確認ボタンは、利用者により操作可能な入力部の一例であって、物理的スイッチ又はタッチパネルに表示された仮想スイッチである。

作動診断装置３１は、確認ボタンが操作されていないと判断した場合には（Ｓ２７：ＮＯ）、確認ボタンの操作を促す旨の情報を利用者に対して報知する（Ｓ３１）。なお、当該情報は、例えば、音声又は画像（文字も含む）である。

そして、作動診断装置３１は、確認ボタンが操作されたと判断した場合には（Ｓ２７：ＹＥＳ）、駆動制御装置１３が起動されたか否かを判断する（Ｓ２９）。作動診断装置３１は、駆動制御装置１３が起動されたと判断した場合には（Ｓ２９：ＹＥＳ）、第２検出圧力が第２要件を満たすか否かを判断する（Ｓ３３）。

作動診断装置３１は、第２要件を満たすと判断した場合には（Ｓ３３：ＹＥＳ）、第２要件を満たす旨を第１表示部１９に表示させる（Ｓ３５）。作動診断装置３１は、第２要件を満たさないと判断した場合には（Ｓ３３：ＮＯ）、第２要件を満たさない旨を第１表示部１９に表示させる（Ｓ３７）。

作動診断装置３１は、Ｓ３５を実行した後、確認ボタンが操作されたか否かを判断する（Ｓ３９）。作動診断装置３１は、確認ボタンが操作されていないと判断した場合には（Ｓ３９：ＮＯ）、確認ボタンの操作を促す旨の情報を報知する（Ｓ４３）。作動診断装置３１は、確認ボタンが操作されたと判断した場合には（Ｓ３９：ＹＥＳ）、本制御フローを終了させる。

＜５．本実施形態に係る手術用ロボットの特徴＞
本実施形態に係る手術用ロボット１は、第１圧力センサＰＳ１及び第２圧力センサＰＳ２が検出した圧力を利用して空気圧シリンダー９Ｂが作動可能な状態であるか否かを判断するとともに、当該判断の結果を報知する。これにより、利用者は、当該手術用ロボット１が作動可能な状態か否かを容易に知ることができ得る。

作動診断装置３１は、駆動制御装置１３が起動されたとき、及び起動操作がされる前に上記の判断を実行する。これにより、施術者が手術を開始する際に、施術者は、当該手術用ロボットが作動可能な状態か否かを容易に知ることができ得る。

本実施形態に係る手術用ロボット１では、処置具７の先端と内視鏡２７の先端との相対的な位置関係が第１表示部１９に表示される。これにより、当該手術用ロボット１では、処置具７の先端位置が撮影範囲から外れた場合であっても、施術者が容易に対処可能となり得る。

本実施形態では、状態情報が表示されるモニター（第１表示部１９）と、内視鏡２７により撮影された画像を表示するモニター（第２表示部２５）とが別々に設けられている。これにより、施術者は手術をし易くなる。

なお仮に、内視鏡２７により撮影された画像（以下、撮影画像という。）に加えて状態情報も第２表示部２５に表示される構成であると、状態情報の表示が撮影画像の一部を隠すので、施術者は手術をし難くなる。

本実施形態では、２種類のアイコン２９Ａ、２９Ｂの位置関係と共に、内視鏡２７の先端部の位置を基準とした全円分度器２９Ｃが第１表示部１９に表示される。これにより、施術者は容易に処置具７の先端位置を把握でき得る。

本実施形態では、全円分度器２９Ｃの中心が第１表示部１９の表示画面の中心と一致した状態で、当該表示画面の中心に内視鏡２７の先端部を示すアイコン２９Ａが表示され、当該位置関係の変化に応じて、処置具７を示すアイコン２９Ｂの表示形態又は当該アイコン２９Ｂの表示位置が変化する。これにより、施術者は容易に処置具７の先端位置を把握でき得る。

本実施形態では、表示画面の上下方向は、鉛直方向と一致している。これにより、施術者は容易に処置具７の先端位置を把握でき得る。

本実施形態に係る手術用ロボット１では、手術時にトロッカー１５が挿入される部位と処置具７の先端位置との相対位置関係を第１表示部１９に表示させる。これにより、「処置具７のうち切開箇所に対応する部位が不動となるように当該処置具７が移動しているか否か」を施術者が確認可能となり得る。

つまり、手術用ロボット１が「トロッカー１５が挿入される部位を不動点として認識したか否か」、つまり、手術用ロボット１による手術が実行可能な状態になったか否かを施術者が容易、かつ、確実に認識でき得る。

第１表示処理部２１Ａは、不動点設定装置１１に記憶された位置をトロッカー１５が挿入される部位として利用する。これにより、不動点設定装置１１が切開位置を不動点として記憶されているか否かを施術者が容易、かつ、確実に認識でき得る。

本実施形態に係る手術用ロボット１では、ドレープ検出部２３の検出結果を第１表示部１９に表示させる。これにより、施術者は、手術用ロボット１による手術が実行可能な状態になったか否かを容易、かつ、確実に認識でき得る。

本実施形態に係る手術用ロボット１は、手術時にトロッカー１５が挿入される部位の位置、つまり切開位置を認識するとともに、当該認識した位置をピボットＰ１として記憶する。これにより、当該手術用ロボット１では、ピボットＰ１の位置と切開箇所との位置合わせ作業を容易に実施することが可能となり得る。

アーム駆動装置９は自在変位モードを実行可能である。これにより、当該手術用ロボット１では、利用者が処置具７の先端を切開箇所に合わせた後、位置認識機能及び記憶機能を実行させることが可能となる。したがって、ピボットＰ１の位置と切開箇所との位置合わせ作業が確実に行われ得る。

本実施形態に係る手術用ロボット１には、操作力の大きさ調整するための操作力調整装置が設けられている。これにより、施術者が入力操作装置を操作する際に、施術者が大きな違和感を覚えることが抑制されるとともに、適切に手術を行うことが可能となる。

つまり、手術用ロボット１を用いた手術では、施術者が直接的に鉗子等の処置具７を操作しないので、鉗子が臓器等に触れたときの感触が施術者に伝達されない。このため、施術者は、微細な手術を適切に行うことが難しい。

しかし、当該手術用ロボット１では、操作力調整装置が設けられているので、鉗子が臓器等に触れたときの感触が再現され得る。したがって、施術者は、微細な手術を適切に行うことが可能となり得る。

当該手術用ロボット１は、移動時操作力の大きさを変更可能である。これにより、施術者は、大きな違和感を覚えることなく、手術用ロボット１（入力操作装置）を操作することができ得る。

当該手術用ロボット１では、施術者が処置時操作力（反力係数）を変更可能である。これにより、施術者は、微細な手術を適切に行うことが可能となり得る。さらに、当該手術用ロボット１では、施術者が操作比を変更可能である。これにより、施術者は、微細な手術を適切に行うことが可能となり得る。

（その他の実施形態）
上述の実施形態に係る作動診断装置３１は、駆動制御装置１３が起動されたとき、及び起動操作がされる前に上記の判断を実行した。しかし、本開示はこれに限定されない。

すなわち、当該開示は、例えば、駆動制御装置１３が起動されたタイミング、又は起動操作がされる前のタイミングにて上記の判断が実行される構成、又は当該タイミングと異なるタイミングにて上記の判断が実行される構成であってもよい。

上述の実施形態では、圧力発生装置９Ｃの吐出圧を検出する第１圧力センサＰＳ１、及び制御用電磁弁９Ｄの出口にて圧力を検出する第２圧力センサＰＳ２にて圧力検出部が構成されていた。しかし、本開示はこれに限定されない。

上述の実施形態では、圧力発生装置９Ｃの電源スイッチと手術用ロボット１の電源スイッチとが連動しない構成であった。しかし、本開示はこれに限定されない。当該開示は、例えば、手術用ロボット１の電源スイッチが投入された時に、これに連動して圧力発生装置９Ｃの電源スイッチが自動的に投入される構成であってもよい。

上述の実施形態では、処置具７を保持するためのロボットアーム３及び内視鏡２７を保持するための第２のロボットアームを備えていた。しかし、本開示はこれに限定されない。

すなわち、当該開示は、例えば、第２のロボットアームが廃止され、内視鏡２７が補助者により保持される構成、又は複数の処置具７を保持する複数のロボットアーム３を備える構成であってもよい。

上述の実施形態では、内視鏡２７の先端部の位置を基準とした全円分度器２９Ｃが第１表示部１９に表示された。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、全円分度器２９Ｃが表示されない構成であってもよい。

上述の実施形態では、表示画面の上下方向は、鉛直方向と一致し、かつ、位置関係の変化に応じて、処置具７を示すアイコン２９Ｂの表示形態又は当該アイコン２９Ｂの表示位置が変化する構成であった。しかし、本開示はこれに限定されない。

上述の実施形態に係るロボットアーム３は、ピボットの位置を変更可能なリンク機構にて構成されていた。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、ピボット（不動点）がロボット本体に対して不動な構成であってもよい。

上述の実施形態では、第２表示処理部２１Ｂを備えていた。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、第２表示処理部２１Ｂが廃止された構成等であってもよい。

上述の実施形態では、アーム駆動装置９が自在変位モードになっていない場合には（Ｓ７：ＮＯ）、制御装置５は、位置認識機能及び記憶機能を実行不可な状態とした。しかし、本開示はこれに限定されない。

すなわち、当該開示は、例えば、自在変位モードになっていない場合にも位置認識機能及び記憶機能を実行不可な状態となる構成であってもよい。なお、この場合には、マスター側の入力操作装置を用いて処置具７の先端を切開位置に合致させてもよい。

上述の実施形態に係る不動点設定装置１１は、ロボットアーム３の姿勢から処置具７の先端位置を示す座標を取得して当該先端位置を認識した。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、ステレオカメラや深度カメラ等の３Ｄカメラを用いた画像解析技術にて当該先端位置を認識する構成であってもよい。

上述の実施形態では、利用者が処置具７又は術具相当品の先端を切開位置に合致させた状態で当該先端を認識することにより、切開位置を認識する構成であった。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、切開位置にレーザ光を照射し、当該照射位置を画像解析技術にて認識する構成であってもよい。

上述の実施形態では、自在変位可能ボタン１７Ｂが操作されたときに自在変位モードに移行する構成であった。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、不動点設定モードに移行すると同時に自動的に自在変位モードに移行する構成であってもよい。

上述の実施形態では、マスター側の入力操作装置に操作力調整装置が設けられていた。
しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、操作力調整装置が廃止された構成、又は移動時操作力及び処置時操作力のうちいずれか一方のみを操作力として発生させる操作力調整装置を備える構成であってもよい。

上述の実施形態に係る入力操作装置には、移動時操作力を設定するための設定部、及び反力係数を設定するための設定部が設けられていた。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、２つの設定部のうち少なくとも一方が廃止された構成であってもよい。

上述の実施形態に係る手術用ロボット１では、施術者が操作比を変更可能であった。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、操作比が固定された構成、処置具７が臓器等に触れたことを感知したときに、操作比が自動的に変更される構成、又は反力に応じて操作比が自動的に変更される構成等であってもよい。

さらに、本開示は、上述の実施形態に記載された開示の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されない。したがって、上述した複数の実施形態のうち少なくとも２つの実施形態が組み合わせられた構成、又は上述の実施形態において、図示された構成要件もしくは符号を付して説明された構成要件のうちいずれかが廃止された構成であってもよい。

１… 手術用ロボット
３… ロボットアーム
５… 制御装置
７… 処置具
９… アーム駆動装置
９Ａ… 電動モータ
９Ｅ… 空圧アクチュエータ
９Ｂ… 空気圧シリンダー
９Ｃ… 圧力発生装置
９Ｄ… 制御用電磁弁
９Ｆ… 電磁弁
１１… 不動点設定装置
１３… 駆動制御装置
１５… トロッカー
１７Ａ… 設定ボタン
１７Ｂ… 自在変位可能ボタン
１９… 第１表示部
２０… ドレープ
２１Ａ… 第１表示処理部
２１Ｂ… 第２表示処理部
２３… ドレープ検出部
２５Ａ… 撮影画像処理部
２５… 第２表示部
２７… 内視鏡
２９… 第３表示処理部

Claims (3)

1. 内視鏡下外科手術に用いられる手術用ロボットにおいて、
   手術時に行われる処置に用いられる処置具と、
   前記処置具を駆動するための力を発生させる作動部であって、気体から圧力を受けて作動して当該力を発生させる作動部と、
   前記作動部に供給する空気圧を制御することにより、当該作動部の作動を制御する制御用電磁弁と、
   前記制御用電磁弁の作動を制御する駆動制御装置と、
   前記圧力を発生させる圧力発生装置と、
   前記圧力発生装置の電源スイッチであって、当該手術用ロボットの電源スイッチと別に設けられ、当該手術用ロボットの電源スイッチと連動していない前記圧力発生装置用電源スイッチと、
   前記圧力発生装置から前記作動部に供給される圧力を検出する圧力検出部であって、前記圧力発生装置の吐出圧を検出する第１圧力センサ、及び前記制御用電磁弁の出口にて圧力を検出する第２圧力センサを有する圧力検出部と、
   前記圧力検出部が検出した圧力を利用して前記処置具が作動可能な圧力要件を満たしているか否かを判断するとともに、当該判断の結果を報知する作動診断装置とを備え、
   前記作動診断装置は、前記手術用ロボットの電源スイッチが投入されると、前記第１圧力センサの検出圧力が第１の前記圧力要件を満たしているか否かを判断し、前記第１の圧力要件を満たすと判断した場合には、前記第１の圧力要件を満たす旨を報知し、前記第１の圧力要件を満たさないと判断した場合には、当該第１の圧力要件を満たさない旨を報知し、
   さらに、前記作動診断装置は、前記駆動制御装置が起動された場合には、前記第２圧力センサの検出圧力が第２の前記圧力要件を満たすか否かを判断し、当該第２の圧力要件を満たすと判断された場合には、前記第２の圧力要件を満たす旨を報知し、前記第２の圧力要件を満たさないと判断された場合には、当該第２の圧力要件を満たさない旨を報知する手術用ロボット。
2. 前記第１の圧力要件を満たす旨が報知された後、前記作動診断装置は、利用者により確認ボタンが操作されたか否かを判断し、当該確認ボタンが操作されていないと判断した場合には、前記確認ボタンの操作を促す旨の情報を報知する請求項１に記載の手術用ロボット。
3. 前記作動診断装置は、前記確認ボタンが操作されたと判断した場合に、前記駆動制御装置が起動されたか否かを判断する請求項２に記載の手術用ロボット。

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