JPWO2009037945A1 - Laparoscopic surgery support robot - Google Patents

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Abstract

手術における制限をより少なくする新規な腹腔鏡手術支援用ロボットを提供する。回転軸を回転させる動力部と、前記回転軸に接続され、前記回転軸の回転に基づき回転する第一のアーム部と、前記第一のアーム部に配置される把持部材と、を有する腹腔鏡手術支援用ロボット。【選択図】図1A novel robot for assisting laparoscopic surgery that reduces the limitation in surgery is provided. A laparoscope having a power unit that rotates a rotating shaft, a first arm unit that is connected to the rotating shaft and that rotates based on the rotation of the rotating shaft, and a gripping member that is disposed on the first arm unit Surgery support robot. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、腹腔鏡手術支援用ロボットに関する。   The present invention relates to a robot for assisting laparoscopic surgery.

腹腔鏡手術とは、患者の体内に腹腔鏡を挿入してモニタに体内の映像を表示させつつ、腹腔鏡と同様に鉗子類を体内に挿入し、モニタの表示を見ながら患者に対し行う手術をいう。この手術は皮膚の切開創及び筋肉組織の損傷を少なく抑えることができ、術後の痛みを少なくし、術後の回復を早めることができるといった利点がある。   Laparoscopic surgery is an operation that is performed on a patient while inserting a forceps into the body and observing the display on the monitor in the same manner as a laparoscope while inserting a laparoscope into the patient's body and displaying the image on the monitor. Say. This operation has the advantages that the skin incision and muscular tissue can be less damaged, the post-operative pain can be reduced, and post-operative recovery can be accelerated.

ところが一般に、腹腔鏡や鉗子類は長い棒状の部材を有しており、これらが手術の動作の制限をもたらす場合がある。これは術者に高度な技術を要求することを意味する。   However, in general, laparoscopes and forceps have long rod-like members, which may limit the operation of the operation. This means that the surgeon requires advanced skills.

このため、腹腔鏡手術においてこの操作を補助する支援システムがあると有用である。従来の腹腔鏡手術の支援用マニュピュレータに関する技術として、複数の節を有し自由度を付加した腹腔鏡用の長鉗子マニュピレータの提案がある。   For this reason, it is useful to have a support system that assists this operation in laparoscopic surgery. As a technique related to a conventional manipulator for assisting laparoscopic surgery, there is a proposal of a long forceps manipulator for a laparoscope having a plurality of nodes and added flexibility.

確かに、複数の節を有し自由度を付加した腹腔鏡用の長鉗子マニュピレータによると、腹腔鏡手術において複雑な動きをより容易に行うことができるようになる。   Certainly, according to the laparoscopic long forceps manipulator having a plurality of nodes and added flexibility, complicated movements can be easily performed in laparoscopic surgery.

しかしながら、上記技術であっても、患者の体外にマニュピレータが配置されている以上これが動きの制限として依然残る。   However, even with the above technique, as long as the manipulator is arranged outside the patient's body, this still remains as a limitation of movement.

そこで本発明は、上記課題を鑑み手術における制限をより少なくする新規な腹腔鏡手術支援用ロボットを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel laparoscopic surgery support robot that reduces the limitation in surgery in view of the above problems.

本発明者らは、上記課題について鋭意検討を行ったところ、患者の体外にマニュピュレータ等を配置するのではなく、患者の体内において自由に移動等の手術に要する動作を行うことができるロボットの有用性に着目した。   The inventors of the present invention have made extensive studies on the above-mentioned problems. As a result, a robot that can perform operations required for surgery such as movement freely inside the patient's body, rather than placing a manipulator or the like outside the patient's body. We focused on usability.

即ち、本発明の第一の手段に係る腹腔鏡手術支援用ロボットは、回転軸を回転させる動力部と、回転軸に接続され、回転軸の回転に基づき回転する第一のアーム部と、第一のアーム部に接続され、スライド孔を有する第二のアーム部と、動力部に対して固定して配置され、第二のアーム部の前記スライド孔内に配置されるスライド軸と、第二のアーム部に配置される把持部材と、を有する。   That is, a laparoscopic surgery support robot according to a first means of the present invention includes a power unit that rotates a rotating shaft, a first arm unit that is connected to the rotating shaft and rotates based on the rotation of the rotating shaft, A second arm part connected to one arm part and having a slide hole; a slide shaft arranged fixed to the power part and arranged in the slide hole of the second arm part; and a second And a gripping member disposed on the arm portion.

以上、本発明により、手術における制限をより少なくする新規な腹腔鏡手術支援用ロボットを提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a novel robot for assisting laparoscopic surgery that reduces the limitation in surgery.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下に示す実施形態、実施例にのみ狭く限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments and examples shown below.

(実施形態1)
図1は、本実施形態に係る腹腔鏡手術支援用ロボット(以下単に「ロボット」という。)の機能ブロックを示す図である。図2は、本実施形態に係るロボットの概略斜視図を示す。図1、2で示すように、本実施形態に係るロボット1は、回転軸21を回転させる動力部2と、回転軸21に接続され、回転軸21の回転に基づき回転する第一のアーム部3と、第一のアーム部3に接続され、スライド孔41が形成された第二のアーム部4と、動力部2に対して固定して配置され、第二のアーム部4のスライド孔41内に配置されるスライド軸5と、第二のアーム部に配置される把持部材6と、撮像部7と、制御部8と、動力部2及び制御部8を格納するとともにスライド軸5を固定する筺体9と、を少なくとも有する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing functional blocks of a laparoscopic surgery support robot (hereinafter simply referred to as “robot”) according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic perspective view of the robot according to the present embodiment. As shown in FIGS. 1 and 2, the robot 1 according to this embodiment includes a power unit 2 that rotates a rotary shaft 21 and a first arm unit that is connected to the rotary shaft 21 and rotates based on the rotation of the rotary shaft 21. 3, a second arm part 4 connected to the first arm part 3 and having a slide hole 41 formed thereon, and fixedly arranged with respect to the power part 2, and a slide hole 41 of the second arm part 4. The slide shaft 5 disposed inside, the gripping member 6 disposed on the second arm portion, the imaging unit 7, the control unit 8, the power unit 2 and the control unit 8 are stored, and the slide shaft 5 is fixed. At least.

本実施形態に係るロボット1の大きさや重量としては、手術の支援が可能である限りにおいて限定されるわけではないが、腹腔鏡手術の際に形成される切開部から挿入が可能な程度の大きさであることが好ましく、限定されるわけではないが、幅(外径)20mm以下、重量30g以下、移動速度3mm/s以上であることが好ましく、より好ましくは幅(外径)10mm以下、20g以下、移動速度5mm/s以上である。   The size and weight of the robot 1 according to the present embodiment are not limited as long as surgery can be supported, but are large enough to be inserted through an incision formed during laparoscopic surgery. Preferably, the width (outer diameter) is 20 mm or less, the weight is 30 g or less, and the moving speed is 3 mm / s or more, more preferably the width (outer diameter) is 10 mm or less. It is 20 g or less and the moving speed is 5 mm / s or more.

動力部2は、回転軸21を回転させ、この回転を介して第一および第二のアーム部を回転させることができるものである限り限定されるわけではないが、一般には電気的なエネルギーを機械的エネルギーに変えるモータが好ましい。モータの望ましい大きさや重量については限定されるわけではなく、また市販のモータを採用することもできるが、上記望ましい性能の範囲に入るものを採用することが好ましい。   The power unit 2 is not limited as long as it can rotate the rotating shaft 21 and rotate the first and second arm units through this rotation, but generally, the power unit 2 does not use electrical energy. A motor that converts to mechanical energy is preferred. The desired size and weight of the motor are not limited, and a commercially available motor can also be used, but it is preferable to employ a motor that falls within the above desired performance range.

第一のアーム部3は、駆動部2の回転軸21に接続、好ましくは固定され、回転軸21の回転と共に回転する。また第一のアーム部3は第二のアーム部4とピン32を介して回転可能に接続されている。   The first arm unit 3 is connected to, preferably fixed to, the rotation shaft 21 of the drive unit 2, and rotates with the rotation of the rotation shaft 21. The first arm portion 3 is rotatably connected to the second arm portion 4 via a pin 32.

第二のアーム部4は、上述の通り第一のアーム部3にピン32を介して接続されると共にスライド孔41が形成されている。このスライド孔41にはスライド軸5が配置され、第一のアーム3が回転することでスライド軸5がスライド孔41内を摺動し、ピン32が配置される側とは反対側の先端部分(把持部材が配置されている側)は回転運動を行なうことができる。図3に、本実施形態に係るロボットの側面の外略図を示しておく。   As described above, the second arm portion 4 is connected to the first arm portion 3 via the pin 32 and has a slide hole 41 formed therein. The slide shaft 5 is disposed in the slide hole 41, and the first arm 3 is rotated so that the slide shaft 5 slides in the slide hole 41, and the tip portion on the opposite side to the side on which the pin 32 is disposed. (The side on which the gripping member is disposed) can be rotated. FIG. 3 shows an outline diagram of the side surface of the robot according to the present embodiment.

第二のアーム部4の長さは、ロボットが接地面(患者の臓器表面等)を把持及び前進できる程度の回転運動を行なえるものであれば特に限定されるわけではないが、少なくとも第一のアーム部3よりは十分長く、把持部材6の配置される先端部分がアームが一回転する間に筐体9の底面よりも下側になる位置があることが必要である。なお、第二のアーム部4におけるスライド孔41の長さは、第一のアーム部3が一回転する間にスライド軸5がスライドする距離以上であれば特に限定されるものではない。   The length of the second arm portion 4 is not particularly limited as long as the robot can perform a rotational motion to such an extent that the robot can grasp and advance the ground contact surface (the patient organ surface or the like). It is necessary that there is a position that is sufficiently longer than the arm portion 3 and that the tip portion where the gripping member 6 is disposed is located below the bottom surface of the housing 9 while the arm rotates once. The length of the slide hole 41 in the second arm portion 4 is not particularly limited as long as it is equal to or longer than the distance that the slide shaft 5 slides while the first arm portion 3 rotates once.

第二のアーム部4の数は、2本であることが移動の観点から好ましいが、限定されず2本以上あっても良い。第二のアーム部4は2本以上設け、そのそれぞれにモータや、第一のアーム部等を設けて独立に動作可能とすることで旋回等の複雑な動作をより容易に行なうことができるようになる。またアーム毎に段差の高さが異なる場合であっても、アームを独立して動作できるようになっていれば、上記のような複雑な段差であっても乗り越えることができるようになる。   The number of second arm portions 4 is preferably two from the viewpoint of movement, but is not limited and may be two or more. Two or more second arm portions 4 are provided, and a motor, a first arm portion, or the like is provided for each of the second arm portions 4 so that they can operate independently, so that complicated operations such as turning can be performed more easily. become. Even if the height of the step is different for each arm, even if the arm can be operated independently, it is possible to get over the complicated step as described above.

スライド軸5は、筐体9に固定され、上記の通り第二のアーム部4におけるスライド孔41内に配置され、第二のアーム部4の回転を制御する。なお本実施形態においてスライド軸5は筐体9に固定されているが、回転軸21と位置関係が固定されていればよく、筐体に固定されていない態様も可能である。   The slide shaft 5 is fixed to the housing 9 and is disposed in the slide hole 41 in the second arm portion 4 as described above, and controls the rotation of the second arm portion 4. In the present embodiment, the slide shaft 5 is fixed to the housing 9, but it is sufficient that the positional relationship with the rotary shaft 21 is fixed, and a mode in which the slide shaft 5 is not fixed to the housing is also possible.

把持部材6は、手術支援時において、ロボットが体内を動き回る際、滑らないように患者の体内を把持するための部材である。この把持機構としては、上記の効果を得ることができる限りにおいて限定されるわけではないが、把持することにより人体を損傷してしまわない程度の把持の力であることが好ましい。この把持機構としては、吸盤やゴム等を採用できるが、例えば図4で示すように一対の板部材61、62と、この一対の板部材61、62を引っ張る弾性部材63と、一対の板部材の一方に一端が、他端が回転軸64に固定されてなる糸部材65と、回転軸64を回転させる把持部材用駆動部66と、を設ける構成も好ましい一態様である。   The grasping member 6 is a member for grasping the patient's body so as not to slip when the robot moves around in the body at the time of surgery support. The gripping mechanism is not limited as long as the above effects can be obtained, but it is preferable that the gripping mechanism has a gripping force that does not damage the human body by gripping. As the gripping mechanism, a suction cup, rubber, or the like can be adopted. For example, as shown in FIG. 4, a pair of plate members 61 and 62, an elastic member 63 that pulls the pair of plate members 61 and 62, and a pair of plate members A configuration in which one end of the thread member 65 and the other end of the thread member 65 fixed to the rotating shaft 64 and a gripping member driving unit 66 that rotates the rotating shaft 64 is also a preferable aspect.

図4で示す把持機構6における一対の板部材61、62は、この板部材61、62の間に患者の臓器を挟み、軽く把持するためのものである。また、この間にはこれらを引っ張るゴムなどの弾性部材63を配置しており、臓器表面の把持を実現する。一方、把持機構66には回転軸64を回転させる把持機構用駆動部66が設けられており、この回転軸64と一方の板部材62との間には糸部材65が配置されている。糸部材65は、回転軸64が一方に回転すると回転軸64に巻き取られ、反対側に回転すると開放される仕組みとなっている。このようにすることで糸部材65が回転軸64に巻き取られた場合は一対の板部材61、62を開放する側に力を加えることができるようになり、糸部材65を開放した場合は、引っ張る弾性部材63による把持を可能とすることができるようになる。   The pair of plate members 61 and 62 in the grasping mechanism 6 shown in FIG. 4 is for sandwiching a patient's organ between the plate members 61 and 62 and grasping it lightly. In addition, an elastic member 63 such as rubber for pulling them is disposed between them to realize grasping of the organ surface. On the other hand, the gripping mechanism 66 is provided with a gripping mechanism drive unit 66 that rotates the rotating shaft 64, and a thread member 65 is disposed between the rotating shaft 64 and one plate member 62. The thread member 65 is wound around the rotary shaft 64 when the rotary shaft 64 rotates in one direction and is released when rotated in the opposite direction. In this way, when the thread member 65 is wound around the rotary shaft 64, a force can be applied to the side that opens the pair of plate members 61 and 62. When the thread member 65 is opened, It becomes possible to enable gripping by the pulling elastic member 63.

撮像部7は、患者の腹腔内を撮影するためのものであり、限定されるわけではないがCCDカメラ等の小型撮像機器が好ましい一態様である。なお撮像部7により取得された画像データは、例えば制御部8を介して外部の画像処理装置に送信するとよい。   The imaging unit 7 is for imaging a patient's abdominal cavity, and is not limited, but a small imaging device such as a CCD camera is a preferred embodiment. The image data acquired by the imaging unit 7 may be transmitted to an external image processing apparatus via the control unit 8, for example.

制御部8は、駆動部2及び把持部材6を制御するための機構であり、外部から送信される駆動部2又は把持部材6の把持部材用駆動部61を駆動するための制御信号に基づき駆動部2又は把持部材6を制御する。より動作の制限無く使用するために遠隔操作を行う場合は、更に、小型の送信機及び小型の受信機を設けておくことは好ましい態様である。   The control unit 8 is a mechanism for controlling the driving unit 2 and the gripping member 6, and is driven based on a control signal for driving the driving unit 2 or the gripping member driving unit 61 of the gripping member 6 transmitted from the outside. The unit 2 or the gripping member 6 is controlled. In the case where remote control is performed for use without further limitation of operation, it is preferable to provide a small transmitter and a small receiver.

筺体9は、上記の駆動部2、撮像部7、制御部8を収納するものであり、必須ではないが、上記各構成の脱落、接続関係を十分に確保し、かつ、臓器表面への損傷を低減するためには設けておくことが好ましい。材質や形状については上記機能を奏することができる限りにおいて限定されない。   The housing 9 accommodates the driving unit 2, the imaging unit 7, and the control unit 8, and is not essential, but ensures the dropout and connection of the above components and damages to the organ surface. In order to reduce this, it is preferable to provide it. The material and shape are not limited as long as the above functions can be achieved.

本実施形態に係るロボットは上記の構成により腹腔鏡手術時における制限をより少なくすることができる。人体特に腹腔内においては、人間の臓器は非常に柔らかく粘弾性を有すると共に表面に凹凸が存在する。また少量ではあるが液体も存在し、摩擦係数が低くなっている。更に、患者が呼吸等を行うことで腹腔内の臓器表面は上下変動し不安定である。これに対し本実施形態に係るロボットはこのような存在下において高い効果を発揮することができる。本実施形態に係るロボットによると、第一及び第二のアーム部を用い、把持部材を駆動部2を離して配置し、臓器内の段差を乗り越えることが容易になるとともに旋回の際の回転半径も小さくすることができる。更に、外部は筐体とアーム部の簡便な構成となるため小型化が可能となるばかりでなく臓器への損傷も小さくすることができる。また後述する実施形態1よりも位置精度に優れるといった効果がある。   With the above configuration, the robot according to the present embodiment can further reduce restrictions during laparoscopic surgery. In the human body, particularly in the abdominal cavity, human organs are very soft and viscoelastic and have irregularities on the surface. A small amount of liquid is also present and the coefficient of friction is low. Furthermore, when the patient breathes, the organ surface in the abdominal cavity fluctuates up and down and is unstable. On the other hand, the robot according to the present embodiment can exhibit a high effect in such a presence. According to the robot according to the present embodiment, the first and second arm portions are used, the gripping member is arranged apart from the driving portion 2, and it becomes easy to get over the step in the organ and the turning radius at the time of turning Can also be reduced. Furthermore, since the exterior has a simple configuration of the casing and the arm portion, not only can the size be reduced, but also damage to the organ can be reduced. Further, there is an effect that the positional accuracy is superior to that of the first embodiment described later.

(実施形態2)
本実施形態は、第二のアーム部材4及びスライド軸5を設けていない点、第一のアーム3の先端部分に把持部材6が配置されている点を除きほぼ実施形態1と同様である。本実施形態に係る腹腔鏡手術支援用ロボットの機能ブロック図、斜視図をそれぞれ図5、6に示す。
(Embodiment 2)
The present embodiment is substantially the same as that of the first embodiment except that the second arm member 4 and the slide shaft 5 are not provided and the gripping member 6 is disposed at the distal end portion of the first arm 3. A functional block diagram and a perspective view of the robot for assisting laparoscopic surgery according to the present embodiment are shown in FIGS.

本実施形態によると、実施形態1に比べて移動の際に筐体が臓器表面に設置する際に生ずる衝撃が強くなるという点が課題として残るが、実施形態1に比べて移動速度が速い、回転半径がより小さくなるといった利点がある。   According to the present embodiment, a problem remains that the impact generated when the casing is placed on the organ surface during movement is stronger than that of the first embodiment, but the movement speed is faster than that of the first embodiment. There is an advantage that the turning radius becomes smaller.

上記実施形態に基づき、実際に腹腔鏡手術支援用ロボットについて、その効果について確認を行った。以下に説明する。   Based on the above embodiment, the effect of the robot for assisting laparoscopic surgery was actually confirmed. This will be described below.

(実施例1)
本実施例は、上記実施形態1に基づきロボットを設計した。駆動部としては、φ2.5mmのDCモータ(SBL02−06,Namiki)を用い、第一のアーム部の長さは3mm、幅4mm、厚さは0.5mmとし、第二のアーム部の長さは36mm、幅3mm、厚さ1mmとした。スライド軸の位置は回転軸21から13mm離れた位置とし、スライド孔はスライド軸が配置できるかつ第一のアームの回転に対応できる十分な長さにした。なお筐体の長さは36mm、高さは10mm、幅は6mmとした。
Example 1
In this example, a robot was designed based on the first embodiment. As a driving unit, a φ2.5 mm DC motor (SBL02-06, Namiki) is used. The length of the first arm is 3 mm, the width is 4 mm, and the thickness is 0.5 mm. The thickness was 36 mm, the width was 3 mm, and the thickness was 1 mm. The position of the slide shaft was set at a position 13 mm away from the rotation shaft 21, and the slide hole was made long enough to allow the slide shaft to be disposed and to support the rotation of the first arm. The length of the casing was 36 mm, the height was 10 mm, and the width was 6 mm.

そしてこのロボットの性能についてシミュレーションを行なった結果、平均の速度は14mm/s、鉛直方向の力積は1.460gm/s、乗り越え可能段差4mm、1回転あたりの移動距離5.1mmであることがわかった。なお本シミュレーションにおける駆動部等の各パラメータは以下の通りとした。なお動力伝達においては、ギア比1:8、伝達効率は0.2とした。またロボットの重さは20gとした。また物理モデルシュミレーションとしてWorkingModel2D(MSCSoftware、USA)を、動力モデルシミュレーションとしてMATLAB(Mathworks、USA)を用いた。

(実施例2)
本実施例では、上記実施例1のロボットの3倍の寸法を有するロボットを作成し、その動作を確認した。すなわち第一のアーム部の長さを9mm、第二のアーム部の長さを96mmとし、スライド軸と回転軸との距離を34mmとした。なお把持部材としては直径5mmの半球のゴム材とした。なおまた駆動部としてはDCモータ(HS−GM21−ALG、STLJAPAN)を用いた。この作成したロボットを図7に示す。この結果、1周期あたりの移動は41mmであり、回転半径15mmで90度の旋回に成功した。また、12mmの段差を粘度で形成したところ、歩行において乗り越えることができた。
As a result of a simulation of the performance of this robot, the average speed is 14 mm / s, the impulse in the vertical direction is 1.460 gm / s, the stepped height is 4 mm, and the moving distance per rotation is 5.1 mm. all right. The parameters of the drive unit and the like in this simulation are as follows. In power transmission, the gear ratio was 1: 8 and the transmission efficiency was 0.2. The weight of the robot was 20 g. Further, WorkingModel 2D (MSCS Software, USA) was used as a physical model simulation, and MATLAB (Mathworks, USA) was used as a power model simulation.

(Example 2)
In this example, a robot having a size three times that of the robot of Example 1 was created and its operation was confirmed. That is, the length of the first arm portion was 9 mm, the length of the second arm portion was 96 mm, and the distance between the slide shaft and the rotation shaft was 34 mm. The gripping member was a hemispherical rubber material having a diameter of 5 mm. A DC motor (HS-GM21-ALG, STLJAPAN) was used as the drive unit. The created robot is shown in FIG. As a result, the movement per cycle was 41 mm, and the turning of 90 degrees was successful with a rotation radius of 15 mm. Further, when a 12 mm step was formed with viscosity, it was able to get over in walking.

以上より、臓器内においても十分な移動速度、段差対応能力を有し、腹腔内で自由に移動可能となるため手術における制限をより少なくする新規な腹腔鏡手術支援用ロボットとなることを確認した。   Based on the above, it was confirmed that the new robot for assisting in laparoscopic surgery has sufficient speed of movement and ability to cope with steps, and can move freely within the abdominal cavity, thus reducing the limitations on surgery. .

(実施例3)
本実施例は、上記実施形態2に基づきロボットを設計した。駆動部としては、φ2.5mmのDCモータ(SBL02−06,Namiki)を用い、第一のアーム部の長さは5mm、幅4mm、厚さは2mmとした。なお筐体の長さは36mm、高さは10mm、幅は6mmとした。
(Example 3)
In this example, a robot was designed based on the second embodiment. As a driving part, a φ2.5 mm DC motor (SBL02-06, Namiki) was used, and the length of the first arm part was 5 mm, the width was 4 mm, and the thickness was 2 mm. The length of the casing was 36 mm, the height was 10 mm, and the width was 6 mm.

そしてこのロボットの性能についてシミュレーションを行なった結果、平均の速度は36mm/s、鉛直方向の力積は2.487gm/s、乗り越え可能段差5mm、1回転あたりの移動距離31.3mmであることがわかった。なお本シミュレーションにおける駆動部等の各パラメータは実施例1と同じとした。なお動力伝達においては、ギア比1:8、伝達効率は0.2とした。またロボットの重さは20gとした。また物理モデルシュミレーションとしてWorkingModel2D(MSCSoftware、USA)を、動力モデルシミュレーションとしてMATLAB(Mathworks、USA)を用いた。   As a result of the simulation of the performance of the robot, the average speed is 36 mm / s, the impulse in the vertical direction is 2.487 gm / s, the stepped height is 5 mm, and the moving distance per rotation is 31.3 mm. all right. Note that the parameters of the drive unit and the like in this simulation are the same as those in the first embodiment. In power transmission, the gear ratio was 1: 8 and the transmission efficiency was 0.2. The weight of the robot was 20 g. Further, WorkingModel 2D (MSCS Software, USA) was used as a physical model simulation, and MATLAB (Mathworks, USA) was used as a power model simulation.

(実施例4)
本実施例では、上記実施例3のロボットの3倍の寸法を有するロボットを作成し、その動作を確認した。すなわち第一のアーム部の長さを15mm、筐体の長さ70mm、高さ20mm、幅を3mmとした。なお把持部材としては直径5mmの半球のゴム材とした。なおまた駆動部としてはDCモータ(HS−GM21−ALG、STLJAPAN)を用いた。この作成したロボットを図8に示す。この結果、1周期あたりの移動は21mmであり、回転半径39mmで90度の旋回に成功した。また、12mmの段差を粘度で形成したところ、歩行において乗り越えることができた。
Example 4
In this example, a robot having a size three times that of the robot of Example 3 was created and its operation was confirmed. That is, the length of the first arm portion was 15 mm, the length of the casing was 70 mm, the height was 20 mm, and the width was 3 mm. The gripping member was a hemispherical rubber material having a diameter of 5 mm. A DC motor (HS-GM21-ALG, STLJAPAN) was used as the drive unit. The created robot is shown in FIG. As a result, the movement per cycle was 21 mm, and the turning of 39 degrees was successful with a turning radius of 39 mm. Further, when a 12 mm step was formed with viscosity, it was able to get over in walking.

以上より、臓器内においても十分な移動速度、段差対応能力を有し、腹腔内で自由に移動可能となるため手術における制限をより少なくする新規な腹腔鏡手術支援用ロボットとなることを確認した。   Based on the above, it was confirmed that the new robot for assisting in laparoscopic surgery has sufficient speed of movement and ability to cope with steps, and can move freely within the abdominal cavity, thus reducing the limitations on surgery. .

本発明は、腹腔鏡手術支援のためのロボットとして産業上の利用可能性がある。   The present invention has industrial applicability as a robot for supporting laparoscopic surgery.

実施形態1に係るロボットの機能ブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram of the robot according to the first embodiment. 実施形態1に係るロボットの斜視外略図である。1 is a schematic perspective view of a robot according to a first embodiment. 実施形態1に係るロボットの側面外略図である。FIG. 3 is a schematic side view of the robot according to the first embodiment. 実施形態1に係る把持部材の概略図である。3 is a schematic view of a gripping member according to Embodiment 1. FIG. 実施形態2に係るロボットの機能ブロック図である。FIG. 6 is a functional block diagram of a robot according to a second embodiment. 実施形態2に係るロボットの斜視外略図である。FIG. 6 is a schematic perspective view of a robot according to a second embodiment. 実施例2に係るロボットの写真(代用図面)である。6 is a photograph (substitute drawing) of a robot according to a second embodiment. 実施例4に係るロボットの写真(代用図面)である。10 is a photograph (substitute drawing) of a robot according to Example 4.

符号の説明Explanation of symbols

1…腹腔鏡手術支援用ロボット、2…動力部、3…第一のアーム部、4…第二のアーム部、5…スライド軸、6…把持部材、7…撮像部、8…制御部、9…筺体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Robot for laparoscopic surgery assistance, 2 ... Power part, 3 ... 1st arm part, 4 ... 2nd arm part, 5 ... Slide axis, 6 ... Gripping member, 7 ... Imaging part, 8 ... Control part, 9 ... Body

Claims (6)

回転軸を回転させる動力部と、
前記回転軸に接続され、前記回転軸の回転に基づき回転する第一のアーム部と、
前記第一のアーム部に配置される把持部材と、を有する腹腔鏡手術支援用ロボット。
A power unit that rotates the rotating shaft;
A first arm connected to the rotating shaft and rotating based on the rotation of the rotating shaft;
A laparoscopic surgery support robot having a gripping member disposed on the first arm portion.
前記動力部及び前記第一のアームを複数有し、前記複数の第一のアーム部はそれぞれ独立して動作する請求項1記載の腹腔鏡手術支援用ロボット。   The robot for assisting laparoscopic surgery according to claim 1, comprising a plurality of the power unit and the first arm, wherein the plurality of first arm units operate independently. 前記動力部の動作を制御する制御部を有する請求項1記載の腹腔鏡手術支援用ロボット。   The laparoscopic surgery support robot according to claim 1, further comprising a control unit that controls an operation of the power unit. 回転軸を回転させる動力部と、
前記回転軸に接続され、前記回転軸の回転に基づき回転する第一のアーム部と、
前記第一のアーム部に接続され、スライド孔を有する第二のアーム部と、
前記動力部に対して固定して配置され、前記第二のアーム部の前記スライド孔内に配置されるスライド軸と、
前記第二のアーム部に配置される把持部材と、を有する腹腔鏡手術支援用ロボット。
A power unit that rotates the rotating shaft;
A first arm connected to the rotating shaft and rotating based on the rotation of the rotating shaft;
A second arm part connected to the first arm part and having a slide hole;
A slide shaft that is fixedly disposed with respect to the power unit and disposed in the slide hole of the second arm unit;
A robot for assisting laparoscopic surgery, comprising: a gripping member disposed on the second arm portion;
前記動力部、前記第一のアーム及び前記第二のアーム部を複数有し、複数の前記第二のアーム部はそれぞれ独立して動作する請求項4記載の腹腔鏡手術支援用ロボット。   The robot for assisting laparoscopic surgery according to claim 4, comprising a plurality of the power unit, the first arm, and the second arm unit, wherein each of the plurality of second arm units operates independently. 前記動力部の動作を制御する制御部を有する請求項4記載の腹腔鏡手術支援用ロボット。


The laparoscopic surgery support robot according to claim 4, further comprising a control unit that controls an operation of the power unit.


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