JP6935814B2 - 手術用システム、外科手術システム、外科手術用器具、並びに外力検知システム - Google Patents
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Description
エンドエフェクターを有する内スレーブと、
前記内スレーブを挿通するとともに、先端から前記エンドエフェクターが出現する位置で前記内スレーブを支持する外スレーブと、
前記外スレーブに発生する歪みを検出する歪み検出部と、
前記歪み検出部の検出結果に基づいて、生体内で前記エンドエフェクターに作用する力を算出する処理部と、
を具備する手術用システムである。
マスタ装置と、前記マスタ装置により遠隔操作されるスレーブ装置からなり、前記スレーブ装置は、
エンドエフェクターを有する内スレーブと、
前記内スレーブを挿通するとともに、先端から前記エンドエフェクターが出現する位置で前記内スレーブを支持する外スレーブと、
前記外スレーブに発生する歪みを検出する歪み検出部と、
前記歪み検出部の検出結果に基づいて、生体内で前記エンドエフェクターに作用する力を算出する処理部と、
前記処理部による処理結果を前記マスタ装置に出力する出力部と、
を具備する、外科手術システムである。
エンドエフェクターを有する内スレーブと、
前記内スレーブを挿通するとともに、先端から前記エンドエフェクターが出現する位置で前記内スレーブを支持する外スレーブと、
前記外スレーブに発生する歪みを検出する歪み検出部と、
前記歪み検出部の検出結果を伝送する伝送部と、
を具備する外科手術用器具である。
エンドエフェクターを有する内スレーブと、
前記内スレーブを挿通するとともに、先端から前記エンドエフェクターが出現する位置で前記内スレーブを支持する外スレーブと、
前記外スレーブに発生する歪みを検出する歪み検出部と、
前記歪み検出部の検出結果に基づいて、前記エンドエフェクターに作用する力を算出する処理部と、
を具備する外力検知システムである。
(1)エンドエフェクターを有する内スレーブと、
前記内スレーブを挿通するとともに、先端から前記エンドエフェクターが出現する位置で前記内スレーブを支持する外スレーブと、
前記外スレーブに発生する歪みを検出する歪み検出部と、
前記歪み検出部の検出結果に基づいて、生体内で前記エンドエフェクターに作用する力を算出する処理部と、
を具備する手術用システム。
(2)前記外スレーブは、長軸方向に対して屈曲する屈曲部を有し、
前記歪み検出部は、前記屈曲部よりも遠位端側に配設される、
上記(1)に記載の手術用システム。
(3)前記外スレーブは前記内スレーブとデカップリングされている構造であり、前記エンドエフェクターを牽引するケーブルを前記内スレーブとともに挿通する、
上記(1)又は(2)のいずれかに記載の手術用システム。
(4)前記歪み検出部は、前記外スレーブの長軸方向に直交する2方向の各対辺の2箇所にそれぞれ配設された歪み検出素子を備え、
前記処理部は、前記歪み検出素子により検出された前記外スレーブの長軸方向に直交する2方向の各対辺の前記2箇所の歪みに基づいて、前記エンドエフェクターに作用する並進力及びモーメントを算出する、
上記(1)乃至(3)のいずれかに記載の手術用システム。
(5)前記歪み検出部は、前記外スレーブの長軸方向に直交する2方向の各対辺に取り付けた光ファイバーの前記2箇所に形成したFBGセンサーからなる前記歪み検出素子を備える、
上記(4)に記載の手術用システム。
(6)前記光ファイバーにダミーFBGセンサーが形成され、
前記処理部は、前記ダミーFBGセンサーの波長変化に基づいて、前記FBGセンサーの検出結果から温度変化に起因する歪み成分を取り除く、
上記(5)に記載の手術用システム。
(7)前記外スレーブは、前記歪み検出素子が配設された前記2箇所において応力が集中する形状を有する、
上記(4)乃至(6)のいずれかに記載の手術用システム。
(8)前記処理部は、すべての前記歪み検出素子で検出された歪み量の平均値と、各歪み検出素子の検出値から前記平均値を引き算した結果に対して所定の校正行列を乗算して、前記エンドエフェクターに作用する並進力及びモーメントを算出する、
上記(4)に記載の手術用システム。
(9)前記処理部は、温度変化に起因する歪み成分を前記平均値から取り除いて、前記エンドエフェクターの長軸方向に作用する力を算出する、
上記(8)に記載の手術用システム。
(10)マスタ装置と、前記マスタ装置により遠隔操作されるスレーブ装置からなり、前記スレーブ装置は、
エンドエフェクターを有する内スレーブと、
前記内スレーブを挿通するとともに、先端から前記エンドエフェクターが出現する位置で前記内スレーブを支持する外スレーブと、
前記外スレーブに発生する歪みを検出する歪み検出部と、
前記歪み検出部の検出結果に基づいて、生体内で前記エンドエフェクターに作用する力を算出する処理部と、
前記処理部による処理結果を前記マスタ装置に出力する出力部と、
を具備する、外科手術システム。
(11)エンドエフェクターを有する内スレーブと、
前記内スレーブを挿通するとともに、先端から前記エンドエフェクターが出現する位置で前記内スレーブを支持する外スレーブと、
前記外スレーブに発生する歪みを検出する歪み検出部と、
前記歪み検出部の検出結果を伝送する伝送部と、
を具備する外科手術用器具。
(12)エンドエフェクターを有する内スレーブと、
前記内スレーブを挿通するとともに、先端から前記エンドエフェクターが出現する位置で前記内スレーブを支持する外スレーブと、
前記外スレーブに発生する歪みを検出する歪み検出部と、
前記歪み検出部の検出結果に基づいて、前記エンドエフェクターに作用する力を算出する処理部と、
を具備する外力検知システム。
110…把持機構部
111…エンドエフェクター、112…ケーブル
120…外筐部材、121…第1の外筐部
122…第2の外筐部、123…第1の関節部、124…ケーブル
125…開口部、126…支持部
501a〜504a、501b〜504b…歪み検出素子
801〜804…光ファイバー
901、902、904…ダミーFBGセンサー
1000…信号処理部
1001…和モード部、1002…差モード部
1003…ダミーFBG処理部、1004…並進力・モーメント導出部
1100…ロボット・システム
1110…マスタ装置、1111…操作部、1112…変換部
1113…通信部、1114…力覚提示部
1120…スレーブ装置、1121…駆動部
1122…検出部、1123…通信部
Claims (11)
- エンドエフェクターを有する内スレーブと、
長軸方向に対して屈曲する屈曲部を有し、前記内スレーブを挿通するとともに、先端から前記エンドエフェクターが出現する位置で前記内スレーブを支持する外スレーブと、
前記屈曲部よりも遠位端側に配設され、前記外スレーブに発生する歪みを検出する歪み検出部と、
前記歪み検出部の検出結果に基づいて、生体内で前記エンドエフェクターに作用する力を算出する処理部と、
を具備する手術用システム。 - 前記外スレーブは前記内スレーブとデカップリングされている構造であり、前記エンドエフェクターを牽引するケーブルを前記内スレーブとともに挿通する、
請求項1に記載の手術用システム。 - 前記歪み検出部は、前記外スレーブの長軸方向に直交する2方向の各対辺の2箇所にそれぞれ配設された歪み検出素子を備え、
前記処理部は、前記歪み検出素子により検出された前記外スレーブの長軸方向に直交する2方向の各対辺の前記2箇所の歪みに基づいて、前記エンドエフェクターに作用する並進力及びモーメントを算出する、
請求項1に記載の手術用システム。 - 前記歪み検出部は、前記外スレーブの長軸方向に直交する2方向の各対辺に取り付けた光ファイバーの前記2箇所に形成したFBGセンサーからなる前記歪み検出素子を備える、
請求項3に記載の手術用システム。 - 前記光ファイバーにダミーFBGセンサーが形成され、
前記処理部は、前記ダミーFBGセンサーの波長変化に基づいて、前記FBGセンサーの検出結果から温度変化に起因する歪み成分を取り除く、
請求項4に記載の手術用システム。 - 前記外スレーブは、前記歪み検出素子が配設された前記2箇所において応力が集中する形状を有する、
請求項3に記載の手術用システム。 - 前記処理部は、すべての前記歪み検出素子で検出された歪み量の平均値と、各歪み検出素子の検出値から前記平均値を引き算した結果に対して所定の校正行列を乗算して、前記エンドエフェクターに作用する並進力及びモーメントを算出する、
請求項3に記載の手術用システム。 - 前記処理部は、温度変化に起因する歪み成分を前記平均値から取り除いて、前記エンドエフェクターの長軸方向に作用する力を算出する、
請求項7に記載の手術用システム。 - マスタ装置と、前記マスタ装置により遠隔操作されるスレーブ装置からなり、前記スレーブ装置は、
エンドエフェクターを有する内スレーブと、
長軸方向に対して屈曲する屈曲部を有し、前記内スレーブを挿通するとともに、先端から前記エンドエフェクターが出現する位置で前記内スレーブを支持する外スレーブと、
前記屈曲部よりも遠位端側に配設され、前記外スレーブに発生する歪みを検出する歪み検出部と、
前記歪み検出部の検出結果に基づいて、生体内で前記エンドエフェクターに作用する力を算出する処理部と、
前記処理部による処理結果を前記マスタ装置に出力する出力部と、
を具備する、外科手術システム。 - エンドエフェクターを有する内スレーブと、
長軸方向に対して屈曲する屈曲部を有し、前記内スレーブを挿通するとともに、先端から前記エンドエフェクターが出現する位置で前記内スレーブを支持する外スレーブと、
前記屈曲部よりも遠位端側に配設され、前記外スレーブに発生する歪みを検出する歪み検出部と、
前記歪み検出部の検出結果を伝送する伝送部と、
を具備する外科手術用器具。 - エンドエフェクターを有する内スレーブと、
長軸方向に対して屈曲する屈曲部を有し、前記内スレーブを挿通するとともに、先端から前記エンドエフェクターが出現する位置で前記内スレーブを支持する外スレーブと、
前記屈曲部よりも遠位端側に配設され、前記外スレーブに発生する歪みを検出する歪み検出部と、
前記歪み検出部の検出結果に基づいて、前記エンドエフェクターに作用する力を算出する処理部と、
を具備する外力検知システム。
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