JPWO2016190393A1 - 医療用マニピュレータシステム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、特性情報を保持していない既存の内視鏡に対しても、その種別を識別することができる医療用マニピュレータシステムを提供することを目的としている。
本発明の一態様は、撮像部を備える内視鏡と、該内視鏡を先端に保持して移動させるマニピュレータと、操作者により操作指令を入力させる操作部と、該操作部に入力された操作指令に基づいて前記マニピュレータを制御する制御部と、前記内視鏡の使用に際して前記内視鏡を挿入させる貫通孔を有する被挿入部材と、前記貫通孔に前記内視鏡が挿入された状態で該内視鏡により取得された前記貫通孔の内面を含む画像に基づいて前記内視鏡の種別を認識するスコープ種別認識部とを備える医療用マニピュレータシステムである。
このようにすることで、画像に含まれる貫通孔の内面のマーカの位置によってスコープ種別認識部が簡易に内視鏡の種別を認識できる。すなわち、直視型の内視鏡が貫通孔に挿入された場合に、撮像部の光軸は貫通孔の軸線に平行に配置されるので、取得される画像には、中央に貫通孔の前方の開口部、その周囲に貫通孔の内面が写っている。
したがって、開口部を含む貫通孔の内面のマーカの位置を指標とすることにより、簡易に、直視型か斜視型かの内視鏡の種別を認識することができる。
このようにすることで、貫通孔の内面に特別なマーカを付さなくても、貫通孔の開口部をマーカとしてその位置により簡易に直視型か斜視型かの内視鏡の種別を認識することができる。
このようにすることで、直視型の内視鏡と斜視型の内視鏡の光軸方向の違いにより、内視鏡をその長手軸回りに回転させることにより得られるマーカの移動軌跡が相違するので、その相違に基づいて内視鏡の種別を簡易に認識することができる。
このようにすることで、挿入量検出部により検出された挿入量に対する外面位置検出部により検出された径方向位置の変化により、内視鏡が斜視型である場合の先端部の傾斜角度を認識することができる。
上記態様において、前記被挿入部材が、患者の体表組織を貫通して該体表組織に装着されるトロッカであってもよい。
このようにすることで、内視鏡の種別に合わせるようにマニピュレータを動作させることができる。すなわち、内視鏡の種別が直視型か斜視型かによって、内視鏡の移動方向に対して該内視鏡により取得される画像が変化する方向が異なるので、内視鏡の種別によってマニピュレータの制御を切り替えることで、内視鏡の種別にかかわらず、操作部の同じ操作によって画像内の被写体を同じ方向に移動させることができる。したがって、操作者が、内視鏡の種別を気にする必要がなく、操作性を向上することができる。
本実施形態に係る医療用マニピュレータシステム1は、図1に示されるように、内視鏡2と、該内視鏡2を先端に保持して移動させるマニピュレータ3と、操作者により操作指令を入力させる操作部4と、該操作部4に入力された操作指令に基づいてマニピュレータ3を制御する制御部5と、マニピュレータ3の先端に固定され、内視鏡2を取り付けるためのホルダ(被挿入部材)6と、内視鏡2によって取得された画像を表示するモニタ7とを備えている。
操作部4も、例えば、マニピュレータ3と相似形あるいは疑似相似形の多関節構造を有し、操作者が把持して操作するハンドル8の位置および姿勢を達成するための各関節9の角度を動作指令として検出して制御部5に出力するようになっている。
例えば、図5Aに示されるように、斜視型の内視鏡2がホルダ6に固定され、図5Bに示されるような被写体Xの画像Pが取得されモニタ7に表示されている場合に、画像P上で被写体Xを矢印に示す方向に移動させるには、図5Aにおいて内視鏡2の先端を光軸Sに直交する矢印の方向に移動させる必要がある。
本実施形態に係る医療用マニピュレータシステム1を用いて患者の体内の観察を行うには、まず、内視鏡2の電源を投入し、先端の撮像部によって画像Pを取得できる状態として、マニピュレータ3の先端に備えられたホルダ6の貫通孔10に内視鏡2を先端側から所定量だけ挿入する。
そして、ホルダ6の貫通孔10に挿入した内視鏡2をホルダ6に固定し、操作者が、操作部4を操作することにより、マニピュレータ3が駆動され、内視鏡2によって取得されモニタ7に表示されている画像P内における被写体Xの位置を変更することができる。
すなわち、図7Aから図7Cに示されるように、直視型の内視鏡2の場合のマーカ17,18間の距離が最も小さく、次いで、30°斜視型、45°斜視型の純にマーカ17,18間の距離が大きくなるので、これを検出することにより、簡易に内視鏡2の種別を認識することができる。
距離センサ21としては、光を射出して内視鏡2の外面で反射した反射光を受光する光学式のものを例示することができる。
2 内視鏡
3 マニピュレータ
4 操作部
5 制御部
6 ホルダ(被挿入部材、保持部)
10,20 貫通孔
11 スコープ種別認識部
12 開口部(マーカ)
16,17,18 マーカ
19 トロッカ(被挿入部材)
21 距離センサ(外面位置検出部)
22 エンコーダ(挿入量検出部)
Claims (9)
- 撮像部を備える内視鏡と、
該内視鏡を先端に保持して移動させるマニピュレータと、
操作者により操作指令を入力させる操作部と、
該操作部に入力された操作指令に基づいて前記マニピュレータを制御する制御部と、
前記内視鏡の使用に際して前記内視鏡を挿入させる貫通孔を有する被挿入部材と、
前記貫通孔に前記内視鏡が挿入された状態で該内視鏡により取得された前記貫通孔の内面を含む画像に基づいて前記内視鏡の種別を認識するスコープ種別認識部とを備える医療用マニピュレータシステム。 - 撮像部を備える内視鏡を先端に保持して移動させるマニピュレータと、
操作者により操作指令を入力させる操作部と、
該操作部に入力された操作指令に基づいて前記マニピュレータを制御する制御部と、
前記内視鏡の使用に際して前記内視鏡を挿入させる貫通孔を有するとともに、該貫通孔に挿入される前記内視鏡の外面の径方向位置を逐次検出する外面位置検出部を有する被挿入部材と、
前記貫通孔への前記内視鏡の挿入時に前記外面位置検出部により検出された外面の径方向位置の時間変化に基づいて前記内視鏡の種別を認識するスコープ種別認識部とを備える医療用マニピュレータシステム。 - 前記画像が、前記貫通孔の内面のマーカの画像を含み、
前記スコープ種別認識部が、前記画像内の前記マーカの位置に基づいて前記内視鏡の種別を認識する請求項1に記載の医療用マニピュレータシステム。 - 前記マーカが、前記貫通孔の開口部である請求項3に記載の医療用マニピュレータシステム。
- 前記スコープ種別認識部が、前記貫通孔に前記内視鏡を挿入した状態で、前記貫通孔に対して前記内視鏡をその長手軸回りに回転させることにより得られる前記マーカの移動軌跡に基づいて前記内視鏡の種別を認識する請求項3または請求項4に記載の医療用マニピュレータシステム。
- 前記被挿入部材が前記貫通孔への前記内視鏡の挿入量を検出する挿入量検出部をさらに備え、
前記スコープ種別認識部が、前記挿入量検出部により検出された挿入量と該挿入量に対応して検出された前記径方向位置とに基づいて前記内視鏡の種別を認識する請求項2に記載の医療用マニピュレータシステム。 - 前記被挿入部材が、前記マニピュレータの先端に取り付けられ、前記内視鏡を保持する保持部である請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の医療用マニピュレータシステム。
- 前記被挿入部材が、患者の体表組織を貫通して該体表組織に装着されるトロッカである請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の医療用マニピュレータシステム。
- 前記スコープ種別認識部により認識された内視鏡の種別に基づいて、前記制御部が、前記操作部に入力された同じ操作指令に対して、前記撮像部の光軸が同じ方向に動作させられるように前記マニピュレータの制御を切り替える請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の医療用マニピュレータシステム。
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