JPWO2017056704A1 - 医療用支持アーム装置及び医療用システム - Google Patents
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Abstract
Description
1.第1の実施形態
1−1.システム及び支持アーム装置の構成
1−2.関節部の構成及びアーム部の動作
2.第2の実施形態
2−1.システム及び支持アーム装置の構成
3.第3の実施形態
3−1.システム及び支持アーム装置の構成
4.第4の実施形態
4−1.システム及び支持アーム装置の構成
5.第5の実施形態
5−1.システム及び支持アーム装置の構成
6.第6の実施形態
6−1.システム及び支持アーム装置の構成
7.第7の実施形態
7−1.システム及び支持アーム装置の構成
8.まとめ
9.補足
(1−1.システム及び支持アーム装置の構成)
図1を参照して、本開示の第1の実施形態に係る医療用システム及び支持アーム装置の構成について説明する。図1は、第1の実施形態に係る医療用システム及び支持アーム装置の概略構成を示す図である。
表示装置400は、各種の情報を表示画面上にテキスト、イメージ等様々な形式で表示することにより、当該各種の情報をユーザに対して視覚的に通知する装置である。上記のように、表示装置400は、手術室内に設置され、支持アーム装置500aの撮像部520によって撮影された術部341の映像を表示する。
支持アーム装置500aは、アーム部510aと、当該アーム部510aの先端に取り付けられる撮像部520と、支持アーム装置500aの動作を制御する制御装置530と、を備える。支持アーム装置500aは、手術室内に設けられ、術者による手術の実行をサポートする、医療用の支持アーム装置500aである。
図1を参照して説明したように、アーム部510aは、基端側から、ヨー軸(第6軸O 6)、ピッチ軸(第5軸O5)、ピッチ軸(第4軸O4)、ヨー軸(第3軸O3)、ピッチ軸(第2軸O2)及びヨー軸(第1軸O1)が、この順に配置されて構成されている。
Xwは、一意に決定され得る。上述したように、支持アーム装置500aのアーム部510aは、6自由度を有するように構成されるため、第1の実施形態では、ステップS103において、wrist point Xwが一意に決定されることとなる。
本開示の第2の実施形態について説明する。なお、以下に説明する第2〜第4の実施形態においては、アーム部の各関節部におけるアクチュエータ及びエンコーダの配置が第1の実施形態と異なるだけであり、その他の事項については第1の実施形態と同様である。従って、以下の第2〜第4の実施形態についての説明では、第1の実施形態と相違する事項について主に説明し、第1の実施形態と重複する事項についてはその詳細な説明を省略することとする。
図4を参照して、本開示の第2の実施形態に係る医療用システム及び支持アーム装置の構成について説明する。図4は、第2の実施形態に係る医療用システム及び支持アーム装置の概略構成を示す図である。
(3−1.システム及び支持アーム装置の構成)
図5を参照して、本開示の第3の実施形態に係る医療用システム及び支持アーム装置の構成について説明する。図5は、第3の実施形態に係る医療用システム及び支持アーム装置の概略構成を示す図である。
(4−1.システム及び支持アーム装置の構成)
図7を参照して、本開示の第4の実施形態に係る医療用システム及び支持アーム装置の構成について説明する。図7は、第4の実施形態に係る医療用システム及び支持アーム装置の概略構成を示す図である。
本開示の第5の実施形態について説明する。なお、以下に説明する第5〜第7の実施形態においては、支持アーム装置のアーム部の構造が第1の実施形態と異なるだけであり、その他の事項については第1の実施形態と同様である。従って、以下の第5〜第7の実施形態についての説明では、第1の実施形態と相違する事項について主に説明し、第1の実施形態と重複する事項についてはその詳細な説明を省略することとする。
図8を参照して、本開示の第5の実施形態に係る医療用システム及び支持アーム装置の構成について説明する。図8は、第5の実施形態に係る医療用システム及び支持アーム装置の概略構成を示す図である。
(6−1.システム及び支持アーム装置の構成)
図9を参照して、本開示の第6の実施形態に係る医療用システム及び支持アーム装置の構成について説明する。図9は、第6の実施形態に係る医療用システム及び支持アーム装置の概略構成を示す図である。
(7−1.システム及び支持アーム装置の構成)
図10を参照して、本開示の第7の実施形態に係る医療用システム及び支持アーム装置の構成について説明する。図10は、第7の実施形態に係る医療用システム及び支持アーム装置の概略構成を示す図である。
以上説明した第1〜第7の実施形態についてまとめる。
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
(1)先端に医療用器具が設けられ、少なくとも6自由度を有するように可動軸が配置されて構成されるアーム部、
を備え、
前記可動軸のうち、先端側に設けられる、前記医療用器具の姿勢を規定する可動軸は、外部からの力に追従して回転する受動軸であり、基端側に設けられる、前記医療用器具の位置を規定する少なくとも1つの可動軸は、アクチュエータによって駆動される駆動軸である、
医療用支持アーム装置。
(2)前記駆動軸は、前記駆動軸よりも先端側の構成の重量を支持する重力補償動作を行うように駆動される、
前記(1)に記載の医療用支持アーム装置。
(3)前記駆動軸よりも先端側に設けられる可動軸に対して、当該可動軸における変化量を検出するエンコーダが設けられ、
前記駆動軸は、前記エンコーダの検出値を用いて算出される前記駆動軸よりも先端側の構成の重心位置に基づいて、前記重力補償動作を行うように駆動される、
前記(2)に記載の医療用支持アーム装置。
(4)前記駆動軸よりも先端側の構成は、姿勢の変化にかかわらず重心位置が一定であるように構成され、
前記駆動軸は、前記重心位置に基づいて、前記重力補償動作を行うように駆動される、
前記(2)に記載の医療用支持アーム装置。
(5)前記アーム部の6自由度に対応する6つの可動軸のうち、基端側の3つの可動軸は駆動軸であり、先端側の3つの可動軸は受動軸であり、
受動軸である3つの可動軸に対して、それぞれ、当該可動軸における変化量を検出するエンコーダが設けられ、
前記駆動軸は、前記医療用器具が、空間上の所定の点を向いた状態で、かつ当該所定の点との距離が一定に保たれた状態で移動するピボット動作を行うように駆動される、
前記(1)〜(4)のいずれか1項に記載の医療用支持アーム装置。
(6)前記アーム部の6自由度に対応する6つの可動軸のうち、基端側の3つの可動軸は駆動軸であり、先端側の3つの可動軸は受動軸であり、
受動軸である3つの可動軸に対して、それぞれ、当該可動軸における変化量を検出するエンコーダが設けられ、
前記駆動軸は、ユーザの操作に応じて前記医療用器具をいずれかの方向に微動させる微動動作を行うように駆動される、
前記(1)〜(5)のいずれか1項に記載の医療用支持アーム装置。
(7)前記アーム部は、水平多関節構造を含む、
前記(1)〜(6)のいずれか1項に記載の医療用支持アーム装置。
(8)前記アーム部に設けられる可動軸のうち少なくとも1つは、一のリンクに対して他のリンクを所定の方向に並進させる軸を表す並進軸である、
前記(1)〜(7)のいずれか1項に記載の医療用支持アーム装置。
(9)前記医療用器具は、術部の映像を撮影する撮像部である、
前記(1)〜(8)のいずれか1項に記載の医療用支持アーム装置。
(10)前記撮像部はAF機能を有する、
前記(9)に記載の医療用支持アーム装置。
(11)術部を観察するために当該術部の映像を撮影する観察装置と、
撮影された前記映像を表示する表示装置と、を備え、
前記観察装置は、
先端に前記映像を撮影する撮像部が設けられ、少なくとも6自由度を有するように可動軸が配置されて構成されるアーム部、を備え、
前記アーム部においては、アーム部前記可動軸のうち、先端側に設けられる、前記撮像部の姿勢を規定する可動軸は、外部からの力に追従して回転する受動軸であり、基端側に設けられる、前記撮像部の位置を規定する少なくとも1つの可動軸は、アクチュエータによって駆動される駆動軸である、
医療用システム。
400 表示装置
500a、500b、500c、500d、200a、200b、200c 支持アーム装置
510a、510b、510c、510d、210a、210b、210c アーム部
511a、511b、511c、511d、511e、511f、211a、211b、211c、211d、211e、211f 関節部
512a、512b、512c、512d、512e、512f、212a、212b、212c、212d、212e、212f リンク
520、220 撮像部
530、230 制御装置
Claims (11)
- 先端に医療用器具が設けられ、少なくとも6自由度を有するように可動軸が配置されて構成されるアーム部、
を備え、
前記可動軸のうち、先端側に設けられる、前記医療用器具の姿勢を規定する可動軸は、外部からの力に追従して回転する受動軸であり、基端側に設けられる、前記医療用器具の位置を規定する少なくとも1つの可動軸は、アクチュエータによって駆動される駆動軸である、
医療用支持アーム装置。 - 前記駆動軸は、前記駆動軸よりも先端側の構成の重量を支持する重力補償動作を行うように駆動される、
請求項1に記載の医療用支持アーム装置。 - 前記駆動軸よりも先端側に設けられる可動軸に対して、当該可動軸における変化量を検出するエンコーダが設けられ、
前記駆動軸は、前記エンコーダの検出値を用いて算出される前記駆動軸よりも先端側の構成の重心位置に基づいて、前記重力補償動作を行うように駆動される、
請求項2に記載の医療用支持アーム装置。 - 前記駆動軸よりも先端側の構成は、姿勢の変化にかかわらず重心位置が一定であるように構成され、
前記駆動軸は、前記重心位置に基づいて、前記重力補償動作を行うように駆動される、
請求項2に記載の医療用支持アーム装置。 - 前記アーム部の6自由度に対応する6つの可動軸のうち、基端側の3つの可動軸は駆動軸であり、先端側の3つの可動軸は受動軸であり、
受動軸である3つの可動軸に対して、それぞれ、当該可動軸における変化量を検出するエンコーダが設けられ、
前記駆動軸は、前記医療用器具が、空間上の所定の点を向いた状態で、かつ当該所定の点との距離が一定に保たれた状態で移動するピボット動作を行うように駆動される、
請求項1に記載の医療用支持アーム装置。 - 前記アーム部の6自由度に対応する6つの可動軸のうち、基端側の3つの可動軸は駆動軸であり、先端側の3つの可動軸は受動軸であり、
受動軸である3つの可動軸に対して、それぞれ、当該可動軸における変化量を検出するエンコーダが設けられ、
前記駆動軸は、ユーザの操作に応じて前記医療用器具をいずれかの方向に微動させる微動動作を行うように駆動される、
請求項1に記載の医療用支持アーム装置。 - 前記アーム部は、水平多関節構造を含む、
請求項1に記載の医療用支持アーム装置。 - 前記アーム部に設けられる可動軸のうち少なくとも1つは、一のリンクに対して他のリンクを所定の方向に並進させる軸を表す並進軸である、
請求項1に記載の医療用支持アーム装置。 - 前記医療用器具は、術部の映像を撮影する撮像部である、
請求項1に記載の医療用支持アーム装置。 - 前記撮像部はAF機能を有する、
請求項9に記載の医療用支持アーム装置。 - 術部を観察するために当該術部の映像を撮影する観察装置と、
撮影された前記映像を表示する表示装置と、を備え、
前記観察装置は、
先端に前記映像を撮影する撮像部が設けられ、少なくとも6自由度を有するように可動軸が配置されて構成されるアーム部、を備え、
前記アーム部においては、前記可動軸のうち、先端側に設けられる、前記撮像部の姿勢を規定する可動軸は、外部からの力に追従して回転する受動軸であり、基端側に設けられる、前記撮像部の位置を規定する少なくとも1つの可動軸は、アクチュエータによって駆動される駆動軸である、
医療用システム。
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