WO2018225121A1 - 医療システムおよび医療システムの作動方法 - Google Patents

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WO2018225121A1
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medical system
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洸平 中島
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オリンパス株式会社
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    • A61B34/74Manipulators with manual electric input means
    • A61B2034/742Joysticks

Definitions

  • the present invention relates to a medical system including a robot arm and a method for operating the medical system including a robot arm.
  • a treatment instrument unit having a treatment portion such as a grasping forceps or an electric knife at the tip of a multi-degree-of-freedom robot arm is used for medical treatment.
  • the surgeon needs to control the operation of the treatment instrument unit by operating the joint of the robot arm of the treatment instrument unit and the operated part such as the treatment instrument.
  • the operation device of the treatment instrument unit has a plurality of operation units in order to operate a plurality of operated parts of the treatment instrument unit.
  • the operation of the operated portion of the treatment instrument unit is associated with the operating portion of the operating device.
  • the surgeon may perform treatment by exchanging with a different type of treatment instrument unit.
  • Different types of treatment instrument units have different configurations, and the types and number of operated parts are different.
  • the same operation device may be used. Therefore, every time the treatment instrument unit is replaced, it is essential to associate the operated portion of the treatment instrument unit with the operation portion of the operating device.
  • surgeons may operate the same treatment tool unit.
  • the surgeon may have customized the operation unit of the treatment instrument unit and the operation unit of the operation device to be easy to use, and the operation unit of the treatment tool unit and the operation unit of the operation device may be customized.
  • the association with may differ from one surgeon to another. Therefore, every time the operator changes, it is essential to associate the operated portion of the treatment instrument unit with the operating portion of the operating device.
  • Patent Document 1 describes a medical system in which a treatment tool unit and an operation device are associated with each other based on correspondence information.
  • the medical system has correspondence information that can be associated, the treatment instrument unit and the operation device are automatically associated with each other.
  • the association between the treatment tool unit and the operation device is determined only from information on the treatment tool unit and the operation device.
  • the medical system does not have correspondence information that can be associated in advance, the surgeon has to manually set the association. Even when the medical system has correspondence information that can be associated, the association has not been customized so as to be easy for the surgeon to use.
  • an object of the present invention is to provide a medical system capable of associating a treatment tool unit and an operation device that are optimal for an operator, and a method for operating the medical system.
  • the medical system includes a treatment instrument having at least one operation part, an operation device having at least one operation part, the operation part of the treatment tool, and the operation part of the operation device.
  • a control unit that controls the treatment tool based on a conversion table that associates the treatment tool with each other, and the control unit includes user identification information of a user of the treatment tool, treatment tool identification information of the treatment tool, and operation of the operation device.
  • Device identification information is acquired, and the conversion table is generated and proposed based on the user identification information, the treatment instrument identification information, and the operating device identification information.
  • the medical system operating method includes a conversion table for associating an operated portion of a treatment instrument with an operation portion of an operation device that receives an operation of the treatment instrument, and user identification information of a user of the treatment instrument
  • a conversion table storing step for storing both the treatment tool identification information of the treatment tool and the operation device identification information of the operation device as a conversion table history, and generating the conversion table with reference to the conversion table history.
  • the medical system of the present invention it is possible to provide a medical system capable of associating a treatment tool unit and an operation device that are optimal for an operator, and a method for operating the medical system.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a medical system 100 according to the present embodiment.
  • the medical system 100 includes an endoscope 10 for observing the inside of the patient P, a manipulator 20 including a treatment tool unit (treatment tool) 40 for performing treatment inside the patient P, the endoscope 10 and And an overtube 80 through which the manipulator 20 is inserted.
  • treatment tool treatment tool
  • the endoscope 10 is a device for observing the inside of the patient P, and can be appropriately selected from various known configurations in consideration of performance, use, and the like.
  • FIG. 2 is a view showing the configuration of the tip of the overtube 80.
  • the overtube 80 includes a first lumen 81 through which the endoscope 10 is inserted and a second lumen 82 through which the treatment instrument unit 40 is inserted.
  • the overtube 80 can be appropriately selected from various known configurations in consideration of dimensions and the like. When an overtube having a curved portion on the distal end side is used, it is easy to reach the target site to be treated.
  • one is equipped with a grasping forceps 49 as the treatment portion 41
  • the other is equipped with an electric knife 48 as the treatment portion 41.
  • the manipulator 20 includes a console 21 operated by the surgeon Op, and a treatment instrument unit 40 attached to the console 21.
  • a treatment instrument unit 40 having a treatment section 41 (gripping forceps 49, electric knife 48, etc.) suitable for treatment is selected and attached to the console 21.
  • FIG. 3 is a diagram showing the console 21.
  • the console 21 includes an operation device 30 that is operated and input by the operator Op, a controller 35 that operates the treatment instrument unit 40 based on an output from the operation device 30, a motor unit 38 to which the treatment instrument unit 40 is attached, and a monitor ( Display unit) 22.
  • FIG. 4 is a functional block diagram of the manipulator 20 in a state where the treatment instrument unit 40 is mounted on the console 21.
  • the monitor 22 is omitted.
  • a thick line connecting each component means a physical coupling capable of transmitting power
  • a thin line connecting each component means a logical coupling capable of transmitting and receiving signals.
  • FIG. 5 is a diagram schematically illustrating the treatment instrument unit 40.
  • the treatment instrument unit 40 includes an arm portion 43 and a mounting portion 45.
  • a region between the arm portion 43 and the mounting portion 45 is a flexible connecting portion 44 having flexibility.
  • the arm portion 43 includes a treatment portion (operated portion) 41 provided at the distal end and an arm 42 to which the treatment portion 41 is attached.
  • the mounting unit 45 is detachable from the motor unit 38 and is mounted on the motor unit 38 to transmit the drive of the motor unit 38 to drive the treatment unit 41 and the arm 42.
  • the treatment portion (operated portion) 41 is a device that performs medical treatment such as a grasping forceps 49 and an electric knife 48.
  • the treatment instrument unit 40 shown in FIG. 5 is equipped with a grasping forceps 49 as the treatment portion 41.
  • a tip of an operation wire for opening and closing the grasping forceps 49 is attached to the grasping forceps 49.
  • the operation wire is inserted through the inside of the treatment instrument unit 40, and the proximal end of the operation wire is attached to the mounting portion 45.
  • the arm 42 has a plurality of joints (operated parts) 42a (J3, J2, J1). Each joint 42a is connected to a plurality of pulleys provided inside the mounting portion 45 by transmission members. As shown in FIG. 5, a joint 42a (J3), a joint 42a (J2), and a joint 42a (J1) are arranged from the distal end side closest to the treatment portion 41 toward the proximal end side.
  • the pulley is connected to the output shaft of the motor unit 38 so as to rotate by the operation of the motor unit 38.
  • the rotation shaft of the pulley is supported by the mounting portion 45.
  • a transmission member is wound around the pulley. When the pulley rotates, the transmission member moves forward and backward, and the joint 42a is driven.
  • FIG. 6 is a diagram showing the movable direction of the joint 42a.
  • the joint 42a (J1) is a joint that rotates around the longitudinal axis of the arm 42 as shown in FIG.
  • the joint 42a (J2) is a joint that bends the arm 42 as shown in FIG.
  • the joint 42a (J3) is a joint that bends the arm 42, and the bending direction is orthogonal to the direction in which the joint 42a (J2) bends the arm 42.
  • the treatment instrument unit 40 has treatment instrument identification information.
  • the treatment instrument identification information is, for example, a treatment instrument number that can determine the type of the treatment instrument unit 40.
  • various information can be included in the treatment instrument identification information.
  • the treatment tool identification information may include a serial number or the like that can identify an individual even if the same type of treatment tool unit 40 is used.
  • you may include the structure information of to-be-operated parts, such as a joint.
  • the treatment instrument identification information is stored in a memory of an electric circuit provided in the treatment instrument unit 40.
  • the treatment instrument unit 40 can transmit treatment instrument identification information by communication via an electric circuit or wireless communication.
  • the treatment instrument identification information may be a mechanical structure provided in a portion where the treatment instrument unit 40 and the console 21 are mounted.
  • the console 21 to which the treatment instrument unit 40 is attached can determine the type of the treatment instrument unit 40 from its mechanical structure.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the operation device 30 of the console 21.
  • the operation device 30 is a device that accepts an operation input of the treatment instrument unit 40 that is detachable from the console 21.
  • the operating device 30 is a joystick as shown in FIG. 7, and can be appropriately selected from various known configurations in consideration of performance, use, and the like.
  • the operation device 30 has three types of operation units, namely, input 1 (In1), input 2 (In2), and input 3 (In3). Each operation unit has a plus direction (In1a, In2a, In3a) from the reference position. ) And the negative direction (In1b, In2b, In3b).
  • the operation device 30 is not limited to a joystick as shown in FIG.
  • an operation device 30 ⁇ / b> B that is a modification of the operation device 30 is configured with a touch panel.
  • the operation device 30 ⁇ / b> B can accept three types of inputs, input 1 (In 1), input 2 (In 2), and input 3 (In 3). In1a, In2a, In3a) and the input amount in the negative direction (In1b, In2b, In3b) can be input.
  • the operation device 30 may be provided with a treatment operation unit (operation unit) for operating the treatment unit (operated unit) 41.
  • the specific mode of the treatment operation unit can be appropriately set according to the configuration of the treatment unit 41 and the like.
  • the treatment portion 41 is the grasping forceps 49
  • a structure having a button for opening and closing the grasping forceps 49 may be used.
  • the treatment unit 41 is an electric knife 48 that is energized and used, a structure having a button for switching energization on and off may be used.
  • the console 21 can be used with an operating device 30 selected from various operating devices. It is also possible to mount a plurality of operation devices on the console at the same time and use them in combination.
  • the treatment operation unit may be a switch such as a foot switch provided separately from the operation device 30.
  • the surgeon Op operates the treatment unit 41 and the joint 42a (operated unit) of the treatment instrument unit 40 by combining the operation device 30 and a switch.
  • the operating device 30 has operating device identification information.
  • the operating device identification information is, for example, an operating device number that can determine the type of the operating device 30.
  • various information can be included in the operating device identification information. For example, a serial number or the like that can identify an individual even in the same type of operation device 30 may be included in the operation device identification information.
  • you may include the structure information of an operation part.
  • the operating device identification information is stored in a memory of an electric circuit provided in the operating device 30.
  • the operation device 30 can transmit the operation device identification information by communication via an electric circuit or wireless communication.
  • the operating device identification information may be a mechanical structure provided in a portion where the operating device 30 and the console 21 are mounted.
  • the console 21 to which the operating device 30 is attached can determine the type of the operating device 30 from its mechanical structure.
  • the monitor 22 is a device that displays an image acquired by the endoscope 10.
  • the monitor 22 is configured by a known display device such as an LCD display.
  • the motor unit 38 is physically coupled to the arm unit 43 via the mounting unit 45.
  • the motor unit 38 has a plurality of drive sources such as a motor, and each joint 42a of the arm 42 is connected to the corresponding drive source via a pulley of the mounting portion 45 by a transmission member.
  • the controller 35 is a device that controls the manipulator 20, and includes a control unit 36 and a treatment instrument drive unit 37, as shown in FIG.
  • the control unit 36 controls the manipulator 20 and the like.
  • the control unit 36 is configured by a device (computer) including hardware capable of executing a program such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory.
  • the function of the control unit 36 can be realized as a software function by the control unit 36 reading and executing a program for controlling the CPU. Note that some or all of the functions of the control unit 36 may not be realized as software functions, but may be configured by a dedicated logic circuit or the like.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the overall configuration of the control unit 36.
  • the control unit 36 includes a CPU 36a, a memory 36b that can read a program, a storage unit 36c, and an input / output control unit 36d.
  • a program provided to the control unit 36 for controlling the operation of the controller 35 is read into the memory 36b and executed by the CPU 36a.
  • the storage unit 36c is a non-volatile recording medium that stores the above-described program and necessary data.
  • the storage unit 36c is configured by, for example, a ROM or a hard disk.
  • the program recorded in the storage unit 36c is read into the memory 36b and executed by the CPU 36a.
  • the input / output control unit 36d receives input data from the operating device 30, the treatment instrument unit 40, and the like, and transfers the input data to a module inside the control unit 36 such as the CPU 36a. Further, the input / output control unit 36d generates a control signal or the like for the treatment instrument driving unit 37 or the like based on an instruction from the CPU 36a when the CPU 36a controls the treatment instrument driving unit 37 or the like.
  • control unit 36 described above is not limited to a device provided in one piece of hardware.
  • the control unit 36 may be configured by separating the CPU 36a, the memory 36b, the storage unit 36c, and the input / output control unit 36d as separate hardware and connecting the hardware with a communication line. Good.
  • the control part 36 may implement
  • the treatment instrument drive unit 37 controls the motor unit 38 according to the output of the control unit 36 to drive the treatment instrument unit 40.
  • the treatment instrument driving unit 37 can drive each joint 42 a of the arm 42 by driving a driving source such as a motor provided in the motor unit 38 and rotating a pulley supported by the mounting unit 45.
  • the treatment instrument drive unit 37 controls the treatment unit 41.
  • the electric knife 48 is attached as the treatment unit 41, it is possible to control whether electricity is supplied to the electric knife 48.
  • the grasping forceps 49 is attached as the treatment portion 41, the opening / closing operation of the grasping forceps 49 can be controlled.
  • the control unit 36 can read the treatment tool identification information from the treatment tool unit 40 attached to the console 21 via an electric circuit.
  • the controller 35 further has a wireless communication function
  • the treatment instrument identification information may be read from the treatment instrument unit 40 by wireless communication.
  • the storage unit 36c stores a treatment instrument database that can extract information such as the configuration of the operated part of the treatment instrument from the treatment instrument number included in the treatment instrument identification information.
  • the treatment instrument database the treatment instrument number of the treatment instrument unit 40 that can be mounted on the console 21 and the configuration of the operated part of the treatment instrument are stored in advance.
  • the treatment tool database can be updated at any time.
  • the control unit 36 can read the operation device identification information from the operation device 30 mounted on the console 21 via an electric circuit.
  • the controller 35 further has a wireless communication function
  • the treatment instrument identification information may be read from the operation device 30 by wireless communication.
  • the storage unit 36c stores an operating device database that can extract information such as the configuration of the operating unit of the operating device 30 from the operating device number included in the operating device identification information.
  • the operation device database the operation device number of the operation device 30 that can be mounted on the console 21 and the configuration of the operation unit of the operation device 30 are stored in advance.
  • the operating device database can be updated at any time.
  • the control unit 36 can acquire user identification information from an input device such as a keyboard provided separately from the operation device 30.
  • the user identification information is, for example, a user number that can identify an operator.
  • the operator and the user number are associated with each other in advance.
  • the control unit 36 acquires the user number by allowing the operator to input the user number from an input device such as a keyboard. Further, the control unit 36 may acquire the user number from the ID card held by the surgeon by wireless communication or the like.
  • the storage unit 36c stores a conversion table that associates the operated unit of the treatment instrument unit 40 with the operating unit of the operating device 30.
  • the conversion table is newly generated under the control of the medical system 100 described below.
  • the newly generated conversion table is stored in the storage unit 36c as a conversion table history together with user identification information, treatment instrument identification information, and operating device identification information.
  • a conversion table corresponding to the operator Op is stored in the storage unit 36c.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a conversion table corresponding to the treatment instrument number “S01” and the operating device number “M01” of the operator “UesrA”.
  • the conversion table shows the correspondence between the input (In1a, In2a, In3a, In1b, In2b, In3b) of the operation device 30 and the operated parts (J1, J2, J3) of the treatment instrument unit 40. .
  • the numbers in the conversion table represent the ratio (gain) of the operation amount of the operated unit to the input amount of the operation unit. When the number is “2”, the operation amount is doubled when the input amount is the same as compared with the case where the number is “1”. A negative number indicates that the operated part operates in the opposite direction as compared with a positive number.
  • FIG. 11 is a control flowchart of the control unit 36.
  • FIG. 12 is a control flowchart of “correspondence estimation process A” which is a subroutine in the control flowchart of the control unit 36 shown in FIG. 11.
  • the medical system 100 is operated by at least two persons: an operator Op who operates the console 21 and a scoopist Sc who operates the overtube 80 and the endoscope 10.
  • the surgeon Op selects the treatment instrument unit 40 and the operation device 30 that are optimal for the treatment.
  • the selected operation device 30 is attached to the console 21. As shown in FIG. 2, when two treatment tool units 40 are used, the operation devices 30 corresponding to the respective treatment tool units 40 are attached to the console 21.
  • the scoopist Sc inserts the endoscope 10 into the first lumen 81 of the overtube 80. Further, the scoopist Sc inserts the treatment instrument unit 40 into the second lumen 82 of the overtube 80.
  • the scopist Sc inserts the overtube 80 through which the endoscope 10 and the treatment instrument unit 40 are inserted into the anus of the patient P. Subsequently, the scopist Sc advances the overtube 80 in the large intestine while observing an image acquired by the endoscope 10 and introduces the overtube 80 through which the endoscope 10 is inserted to the vicinity of the target site.
  • the scopist Sc causes the endoscope 10 to protrude from the overtube 80, performs a bending operation as necessary, and secures a field of view when performing treatment on the target site. This completes the preparation work.
  • the mounting portion 45 of the treatment instrument unit 40 is mounted on the motor unit 38 of the console 21.
  • description will be given along the control flowchart of the “association process” of the control unit 36 shown in FIG.
  • step S10 when the treatment instrument unit 40 and the operation device 30 are mounted, the control unit 36 starts control of “association processing” (step S10). Until the association is completed, the control unit 36 invalidates the operation input of the operation device 30, and the scoopist cannot operate the treatment device unit 40 by operating the operation device 30. Next, the control part 36 performs step S11.
  • step S11 the controller 36 treats the treatment instrument identification information of the attached treatment instrument unit 40, the operation apparatus identification information of the attached operation apparatus 30, and communication via an electric circuit. Obtained by wireless communication.
  • the control unit 36 displays a message prompting the user to input the user identification information from the input device on the monitor 22, and acquires the user identification information input by the operator from the input device. User identification information may be acquired from an ID card held by the surgeon by wireless communication or the like.
  • the control part 36 performs step S12.
  • step S12 the control unit 36 uses the treatment instrument unit 40 and the operation device to be used corresponding to the operator Op based on the user identification information, the treatment tool identification information, and the operation device identification information.
  • the conversion table history for 30 is read from the storage unit 36c.
  • the control part 36 performs step S13.
  • step S13 the control unit 36 executes a “correspondence estimation process A” which is a subroutine.
  • a “correspondence estimation process A” which is a subroutine.
  • step S100 as shown in FIG. 12, the control unit 36 starts the control of the correspondence relationship estimation process A.
  • step S110 the control unit 36 executes step S110.
  • step S110 the control unit 36 determines in step S12 whether the conversion table corresponding to the operator Op has been read from the storage unit 36c.
  • the conversion table used is converted into the storage unit 36c.
  • table history Stored as table history.
  • the conversion table history is specified as a proposed conversion table.
  • the control unit 36 next executes step S111.
  • the control unit 36 next executes step S120.
  • step S111 the control unit 36 proposes to the operator Op the conversion table to be proposed identified in step S110 (conversion table proposal step). Proposals to the surgeon are made by displaying the conversion table on the monitor 22 as shown in FIG. In addition, the control unit 36 causes the monitor 22 to display a message that prompts the operator to input the approval of the operator Op for the proposed conversion table from the input device. Next, the control part 36 performs step S112.
  • input 1 is associated with joint 42a (J1)
  • input 2 is associated with joint 42a (J2)
  • input 3 is associated with joint 42a (J3).
  • step S112 as shown in FIG. 12, when the control unit 36 approves the conversion table proposed by the operator Op, the control unit 36 next executes step S180. If not approved, the control unit 36 next executes step S120.
  • step S120 as shown in FIG. 12, a conversion table corresponding to another user is read from the storage unit 36c, and a conversion table history corresponding to the combination of the mounted treatment instrument unit 40 and the mounted operating device 30 is read. Determine if there is any. If there is a corresponding conversion table history, the control unit 36 next executes step S121. If there is no corresponding conversion table history, the control unit 36 next executes step S130.
  • step S121 the control unit 36 proposes to the operator Op the conversion table to be proposed specified in step S110.
  • the proposal to the operator Op is the same as in step S112.
  • the surgeon Op UserA
  • input 1 (In1) is associated with joint 42a (J1)
  • input 2 (In2) is associated with joint 42a (J3)
  • input 3 (In3) is associated with joint 42a (J2).
  • the control part 36 performs step S122.
  • step S122 as shown in FIG. 12, when the operator Op approves the proposed conversion table, the control unit 36 next executes step S180. If not approved, the control unit 36 next executes step S130.
  • step S130 the control unit 36 determines whether there is a conversion table history including one of the mounted treatment instrument unit 40 or the mounted operating device 30 in the storage unit 36c.
  • the conversion table history may correspond to the surgeon Op, or may correspond to another user.
  • the control unit 36 next executes step S131. If there is no conversion table history including either one, the control unit 36 next executes step S170.
  • step S131 the control unit 36 selects the operation unit or the operated unit from the conversion table history including either the mounted treatment instrument unit 40 or the mounted operating device 30.
  • the conversion table is specified with reference to the conversion table history including another treatment instrument unit 40 or the operation device 30 having a similar configuration (number of degrees of freedom, operation direction) and usage frequency.
  • the control unit 36 proposes the identified conversion table to the surgeon Op.
  • the proposal to the operator Op is the same as in step S112.
  • the control part 36 performs step S132.
  • step S132 as shown in FIG. 12, when the controller 36 approves the conversion table proposed by the operator Op, the controller 36 next executes step S180. If not approved, the control unit 36 next executes step S170.
  • step S170 as shown in FIG. 12, since there is no conversion table that can be proposed, the control unit 36 displays a message prompting the monitor 22 to input the conversion table from the input device. Get conversion table input by. Next, the control part 36 performs step S180.
  • step S180 the control unit 36 sets the conversion table approved or input by the operator Op as a conversion table, and sets the operated unit of the treatment instrument unit 40 and the operating unit of the operating device 30. Used for matching.
  • the control unit 36 stores the conversion table approved or input by the operator Op in the storage unit 36c as the conversion table history together with the user identification information, the treatment tool identification information, and the operation device identification information (conversion table storage). Process).
  • the control part 36 performs step S190.
  • step S190 as shown in FIG. 12, the control unit 36 ends the control of “correspondence relationship estimation process A”, and then executes step S14 shown in FIG. 11 to end the “correlation process”.
  • the surgeon Op After completing the “association process”, the surgeon Op performs a desired treatment on the target part by appropriately operating the operation device 30 while confirming the video of the target part displayed on the monitor 22. Can do.
  • the operator Op operates the operating device 30, and the scoopist Sc operates the endoscope 10 to move the treatment unit 41 and the endoscope 10 to a place where the target site can be treated.
  • the treatment tool identification information of the treatment tool unit 40 and the operation device identification information of the operation device 30 of the user identification information of the user (operator Op) of the treatment tool unit 40 are acquired. Then, a corresponding conversion table can be generated and proposed.
  • the treatment instrument unit 40 and the operation device 30 can be easily associated with each other.
  • the medical system 100 of the present embodiment it is possible to propose a conversion table used last time by the operator Op from the corresponding conversion table history. Even if there is no corresponding conversion table history, a conversion table is proposed by referring to a conversion table history corresponding to another user, another treatment instrument unit 40 or operation device 30 with a similar configuration or usage frequency. be able to. By using the conversion table history, the treatment instrument unit 40 and the operation device 30 can be easily associated with each other.
  • the number of joints 42a (operated parts) of the treatment instrument unit 40 and the number of operation parts of the operating device 30 are the same.
  • the aspect of the joint 42a (operation part) of the treatment tool unit 40 and the operation part of the operating device 30 is not limited to this.
  • an operating device 30C that is a modification of the operating device 30 shown in FIG. 14 has three push buttons and two direction buttons.
  • FIG. 15 is a conversion table associating the treatment instrument unit 40 with the operation device 30C.
  • the surgeon Op can operate the joint 42a (J1) by operating the direction button while pressing the push button 1. Even when the number of joints 42a (operated units) of the treatment instrument unit 40 and the number of operating units of the operating device 30 do not match, the medical system 100 can perform association using the conversion table.
  • control flowchart shown in the above embodiment may be one in which the flow order is appropriately changed.
  • control flowchart shown in the said embodiment may be changed in part.
  • FIG. 1 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the first embodiment in that an operation history is stored.
  • components that are the same as those already described are assigned the same reference numerals and redundant description is omitted.
  • the overall configuration of the medical system 200 according to the present embodiment is the same as that of the medical system 100 according to the first embodiment.
  • the control unit 36 of the medical system 200 is different in that the operation history of the operation device 30 of the operator Op is stored together with the user identification information, the treatment tool identification information, and the operation device identification information.
  • the operation history stored by the control unit 36 includes, for example, the number of times the joint 42a (operated unit) of the treatment instrument unit 40 and the operation unit of the operation device 30 are used, and the operation input tendency.
  • the operation input tendency is, for example, the number of operations of the same operation unit continuously or the types of operation units operated simultaneously. Additional information such as the type of procedure and the site to be treated may be stored together. These operation histories are stored for each operator Op (operation history storage step).
  • FIG. 16 is a control flowchart of the correspondence relationship estimation process B of the control unit 36.
  • the control flowchart shown in FIG. 16 differs from the control flowchart shown in FIG. 10 only in that it further includes step S113, step S114, and step S115. Since the other steps are the same, the description thereof is omitted.
  • step S112 as shown in FIG. 16, when the control unit 36 does not approve the conversion table proposed by the operator Op, the control unit 36 next executes step S113.
  • step S113 the control unit 36 determines whether a conversion table adjustment plan can be proposed from the stored operation history. Based on the user identification information, the treatment tool identification information, and the operation device identification information, the control unit 36 reads out, from the storage unit 36c, the operation history of the operated operator Op about the treatment tool unit 40 and the operation device 30 to be used. .
  • step S110 the control unit 36 already reads out the conversion table history for the treatment instrument unit 40 and the operating device 30 to be used corresponding to the operator Op from the storage unit 36c, and proposes the conversion table history as the conversion table. As specified.
  • step S113 as shown in FIG. 16, the control unit 36 estimates and generates a conversion table adjustment plan based on the conversion table.
  • control unit 36 generates a conversion table adjustment plan as follows. If there is a bias in the number of consecutively operated same operation units, an adjustment plan is generated so that the bias is reduced. An operation unit that is operated continuously is considered to have a small amount of operation output corresponding to the operation unit. Therefore, the gain is adjusted to increase the operation amount of the operation output corresponding to the operation unit. When there is an operation unit that is used less frequently, the operation of the operated unit corresponding to the operation unit may be changed to a different operation. The bias in the number of operations can be reduced, and the operator Op can use the operation unit efficiently.
  • control unit 36 may generate a conversion table adjustment plan so that the total number of operations of the controller device 30 is reduced. For example, if the operation history includes many operations that continuously operate the operations A and B, a new operation input that performs the operations A and B simultaneously or continuously may be assigned to the operation unit. Good. Since the total number of operations of the operation device 30 is reduced, the operator Op can use the operation unit more efficiently.
  • step S113 as shown in FIG. 16, if the control unit 36 determines that a conversion table adjustment plan can be proposed, it next executes step S114. If it is determined that the proposal cannot be made, the control unit 36 next executes step S120.
  • step S114 the control unit 36 proposes to the operator Op the conversion table to be proposed designated in step S113.
  • the proposal to the operator Op is made by displaying the conversion table on the monitor 22.
  • the control unit 36 causes the monitor 22 to display a message that prompts the operator to input the approval of the operator Op for the proposed conversion table from the input device.
  • the control part 36 performs step S115.
  • step S115 as shown in FIG. 16, when the operator Op approves the proposed conversion table, the control unit 36 next executes step S180. If not approved, the control unit 36 next executes step S120.
  • the conversion table is proposed based on the type of the treatment instrument unit 40, but the proposal mode is not limited to this.
  • the treatment tool identification information includes a manufacturing number or the like that can identify an individual even in the same type of treatment tool unit 40, from the operation history for each individual, obtain the number of repeated uses of the operated part, You may produce
  • an operated part having a large number of repetitions may be assumed that the operation wire or the like is deteriorated, and the gain of the operated part may be set small in order to prevent damage to the operation wire or the like.
  • a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the first embodiment and the second embodiment in that the correspondence estimation process is performed not only when the treatment instrument unit 40 is mounted, but also during the treatment.
  • components that are the same as those already described are assigned the same reference numerals and redundant description is omitted.
  • the overall configuration of the medical system 300 according to the present embodiment is the same as that of the medical system 100 according to the first embodiment.
  • the surgeon Op After completing the “association process”, the surgeon Op performs a desired treatment on the target part by appropriately operating the operation device 30 while confirming the video of the target part displayed on the monitor 22. Can do.
  • description will be made along the control flowchart of “in-treatment association processing” of the control unit 36 shown in FIG.
  • step S200 the control unit 36 starts control of the “in-treatment association process”.
  • the control unit 36 initializes a counter that counts a time when there is no operation input from the operation device 30 (no operation time).
  • the control part 36 performs step S210.
  • step S210 as shown in FIG. 17, the control unit 36 prohibits changing the correspondence. It is possible to prevent an unexpected operation from occurring due to a change in the correspondence during the treatment.
  • step S220 the control unit 36 executes step S220.
  • step S220 the control unit 36 determines whether or not there is an operation input from the operation device 30. If there is an operation input, the control unit 36 next executes step S270. If there is no operation input, the control unit 36 next executes step S230.
  • step S230 the control unit 36 determines whether the no-operation time counted by the counter has exceeded a certain time. If the predetermined time is exceeded, the control unit 36 next executes step S250. If the predetermined time has not been exceeded, the control unit 36 next executes step S240.
  • step S240 as shown in FIG. 17, the control unit 36 counts up a no-operation time counter.
  • step S280 the control unit 36 executes step S280.
  • step S250 the control unit 36 determines that the no-operation time exceeds a certain time and does not interrupt the treatment even if the association process is performed, and enables the change of the correspondence relationship. To do. Thereby, the correspondence can be changed. Here, the operation input of the controller device 30 may be invalidated. Next, the control unit 36 executes step S251.
  • step S251 the control unit 36 displays a message for inquiring whether or not the correspondence relationship is desired, and determines the intention of changing the correspondence relationship of the surgeon Op input by the surgeon Op from the input device. get. If the operator Op desires to change the correspondence relationship, the control unit 36 next executes step S260. If the operator Op does not wish to change the correspondence relationship, the control unit 36 next executes step S261.
  • step S260 the control unit 36 executes “correspondence relationship estimation processing”.
  • the “correspondence estimation process” is the same process as that described in the correlation estimation process A of the first embodiment or the correlation estimation process B of the second embodiment.
  • the conversion table is updated by the “corresponding relationship estimation process”. Even if the “correspondence estimation process” is performed, the conversion table may not be updated.
  • the control unit 36 executes step S261.
  • step S ⁇ b> 261 the control unit 36 waits for an operation input from the operation device 30. If the operation input of the operation device 30 has been invalidated, the operation input of the operation device 30 is validated here. When there is an operation input from the operating device 30, the control unit 36 next executes step S270.
  • step S270 as shown in FIG. 17, the control unit 36 resets a counter that counts no-operation time.
  • step S280 the control unit 36 executes step S280.
  • step S280 the control unit 36 confirms whether or not the operator Op ends the treatment.
  • the control unit 36 next executes step S290 and finishes the control of the “in-treatment association process”.
  • the control unit 36 next executes step S210.
  • the operator Op when the period when there is no operation input to the controller device 30 exceeds a predetermined period, the operator Op can convert the conversion table according to the treatment status by generating and proposing a conversion table again.
  • the table can be selected and changed during the procedure. Further, by limiting the proposal of the conversion table only when the period when there is no operation input to the operation device 30 exceeds a predetermined period, the conversion table can be prohibited from being changed during the operation of the operation device 30. . Therefore, an unexpected operation caused by simultaneous operation input and conversion table change can be prevented.
  • FIGS. 1 and 2 A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is different from the third embodiment in the “correspondence relationship estimation process” in the control of the “in-treatment association process”.
  • components that are the same as those already described are assigned the same reference numerals and redundant description is omitted.
  • the overall configuration of the medical system 400 according to the present embodiment is the same as the medical system 300 according to the third embodiment.
  • the control unit 36 of the medical system 400 controls the “in-treatment association process” illustrated in FIG.
  • the control unit 36 executes the correspondence estimation process C in the “in-treatment association process”.
  • description will be given along the control flowchart of the correspondence estimation process C of the control unit 36 shown in FIG.
  • control unit 36 starts the control of the correspondence relationship estimation process C (step S300). Next, the control unit 36 executes step S310.
  • step S ⁇ b> 310 the control unit 36 determines whether or not the input operation direction of the treatment instrument unit 40 in the visual field of the endoscope 10 needs to coincide with the operation direction of the operation device 30.
  • the control unit 36 determines that the input operation direction of the treatment instrument unit 40 in the visual field of the endoscope 10 needs to match the operation direction of the operation device 30, and then executes step S320.
  • step S360 is executed.
  • the relative position between the endoscope 10 and the treatment instrument unit 40 may be determined by image processing of a captured image of the endoscope 10. For calculating the relative position, control information of the treatment instrument unit 40, information on a sensor incorporated in the treatment instrument unit 40, or the like may be used.
  • step S320 the control unit 36 has the latest “association process” in which the relationship between the input operation direction of the treatment instrument unit 40 and the operation direction of the operation device 30 in the field of view of the endoscope 10 is the latest.
  • the conversion table is proposed so as to be the same as compared with the time when is implemented.
  • step S320 the control unit 36 exchanges the operation units (In2, In3) corresponding to the joint 42a (J2) and the joint 42a (J3) as in the conversion table illustrated in FIG.
  • the joint 42a (J2) and the joint 42a (J3) are joints whose bending directions are orthogonal to each other.
  • the operator Op replaces the operation unit corresponding to the joint 42a (J2) and the joint 42a (J3) with the “association process performed most recently. And the operation feeling of the treatment instrument unit 40 can be obtained.
  • step S330 as shown in FIG. 18, when the controller 36 approves the conversion table proposed by the operator Op, the controller 36 next executes step S350. If not approved, the control unit 36 next executes step S335.
  • step S335 the control unit 36 displays a message inquiring whether the operator Op desires to manually change the conversion table, and manually inputs the operator Op input by the operator Op from the input device. Get the will of change. If the operator Op desires manual change, the control unit 36 next executes step S340. When the surgeon Op does not desire manual change, the control unit 36 next executes step S360.
  • Step S340 is the same as step S170
  • step S350 is the same as step S180
  • step S360 is the same as step S190.
  • the medical system 400 of the present embodiment for example, when the field of view of the endoscope 10 changes by 90 degrees during treatment, the input operation direction of the treatment tool unit up and down, left and right, and the operation direction of the operation device 30 are determined. Propose a matching conversion table. That is, by referring to the relative positional relationship between the endoscope 10 and the treatment instrument unit 40 and generating a conversion table, the operation feeling of the treatment instrument unit 40 by the operation device 30 can be expressed by the endoscope 10. Even when the field of view is changed, it can be maintained. The operator Op can intuitively operate the treatment instrument unit 40 even when the field of view of the endoscope 10 changes.
  • FIG. 20 A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 20 and 21.
  • FIG. The present embodiment is different from the first embodiment to the fourth embodiment in that “association display processing” is performed together with “association processing” and “in-treatment association processing”.
  • association display processing is performed together with “association processing” and “in-treatment association processing”.
  • the overall configuration of the medical system 500 according to the present embodiment is the same as that of the medical system 100 according to the first embodiment.
  • the control unit 36 of the medical system 500 performs “association processing” and “in-treatment association processing” illustrated in FIG. Control.
  • the control unit 36 performs “association display process”.
  • association display processing of the control unit 36 shown in FIG.
  • control unit 36 After completion of the “association process”, as shown in FIG. 20, the control unit 36 starts the control of the “association display process” (step S400).
  • the control unit 36 initializes a counter that counts a time when there is no operation input from the operation device 30 (no operation time).
  • the control unit 36 executes step S410.
  • step S410 as shown in FIG. 20, when the association display displayed in the “association display process” is displayed superimposed on the monitor 22, the control unit 36 deletes the association display.
  • step S420 the control unit 36 executes step S420.
  • step S420 the control unit 36 determines whether there is an operation input from the operation device 30. If there is an operation input, the control unit 36 next executes step S470. If there is no operation input, the control unit 36 next executes step S430.
  • step S430 the control unit 36 determines whether the no-operation time counted by the counter has exceeded a certain time. When the predetermined time is exceeded, the control unit 36 next executes step S450. When the predetermined time has not been exceeded, the control unit 36 next executes step S440.
  • the fixed time used in step S430 may be different from the fixed time used in step S230.
  • step S440 as shown in FIG. 20, the controller 36 counts up a counter for no operation time.
  • step S480 the control unit 36 executes step S480.
  • step S450 the control unit 36 acquires the correspondence between the current operation unit and the operated unit from the conversion table, and is captured by the endoscope 10 as shown in FIG.
  • the identification display of the operation unit corresponding to the operated unit of the treatment instrument unit 40 is superimposed and displayed at the position where the operated unit is imaged (corresponding display step).
  • step S460 the control unit 36 executes step S460.
  • step S460 the control unit 36 waits for an operation input from the controller device 30.
  • step S480 the control unit 36 next executes step S480.
  • Step S480 is the same as step S280, and step S490 is the same as step S290.
  • the “in-treatment association process” described in the third embodiment and the fourth embodiment may be performed in parallel.
  • the identification display of the operation unit corresponding to the operated unit of the treatment instrument unit 40 imaged by the endoscope 10 is superimposed and displayed at the position where the operated unit is imaged.
  • the surgeon Op can confirm the correspondence between the operated portion and the operation portion, and can prevent the recognition error of the correspondence relationship.
  • the superimposed display is performed only while the operation by the operator Op is interrupted, the operator Op can concentrate on the work during the operation input.
  • the overall configuration of the medical system 600 according to the present embodiment is the same as that of the medical system 100 according to the first embodiment.
  • the control unit 36 does not have a conversion table that can be proposed.
  • a message prompting input is displayed on the monitor 22.
  • the control unit 36 displays a pseudo image P of the treatment instrument unit 40 having the same configuration as the attached treatment instrument unit 40 on the screen of the monitor 22.
  • one operated part is selected from the operated parts to be manually set, and one operation content is selected from the operation contents of the operated part. Further, a message prompting the user to operate the operation unit of the controller device 30 is displayed on the screen of the monitor 22 so that the selected operated unit performs the operation of the selected operation content.
  • “joint 42a (J3)” is selected as the operated part, and “right” is selected from the operation content of the joint 42a (J3).
  • the surgeon Op selects and inputs the operation unit that moves the “joint 42a (J3)” to the “right”. Assume that the operator Op selects the input In3a as the operation unit. As shown in FIG. 23, the control unit 36 displays the pseudo image P with the joint 42a (J3) bent to the right on the monitor 22 (interactive display step). After confirming the operation of the pseudo image P, the surgeon Op inputs a determination as to whether or not to approve the association between the input In3a and the joint 42a (J3) using an input device or the like.
  • the pseudo image P of the treatment instrument unit 40 that operates based on the generated conversion table can be displayed on the monitor 22, and interactive conversion table input can be performed.
  • the burden of manual setting of the conversion table of the operator Op can be reduced.
  • manual setting can be performed intuitively, and manual setting errors can be reduced.
  • the present invention can be applied to a medical system including a robot arm.

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Abstract

医療システムは、少なくとも一以上の被操作部を有する処置具と、少なくとも一以上の操作部を有する操作装置と、前記処置具の前記被操作部と前記操作装置の前記操作部とを対応付ける変換テーブルに基づき前記処置具を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記処置具の使用者の使用者識別情報と前記処置具の処置具識別情報と前記操作装置の操作装置識別情報とを取得し、前記使用者識別情報と前記処置具識別情報と前記操作装置識別情報とに基づいて、前記変換テーブルを生成して提案する。

Description

医療システムおよび医療システムの作動方法
 本発明は、ロボットアームを備える医療システムおよびロボットアームを備える医療システムの作動方法に関する。
多自由度のロボットアームの先端に把持鉗子や電気メス等の処置部を有する処置具ユニットが、医療処置に使用されている。術者は、処置具ユニットのロボットアームの関節や処置具等の被操作部を操作して、処置具ユニットの動作を制御する必要がある。
 処置具ユニットの操作装置は、処置具ユニットの複数の被操作部を操作するため、複数の操作部を有している。処置具ユニットの被操作部の動作と、操作装置の操作部とは対応付けられる。
 医療処置中において、術者は異なる種類の処置具ユニットに交換して処置を行うことがある。種類が異なる処置具ユニットは、互いに異なる構成となっており、被操作部の種類や数は異なる。一方、処置具ユニットを交換する場合においても、操作装置は同一のものを使うこともある。そのため、処置具ユニットの交換のたびに、処置具ユニットの被操作部と操作装置の操作部との対応付けが必須となる。
 また、同じ処置具ユニットを異なる術者が操作することがある。術者は、処置具ユニットの被操作部と操作装置の操作部との対応付けを使いやすいものとなるようにカスタマイズしている場合があり、処置具ユニットの被操作部と操作装置の操作部との対応付けは、術者ごとに異なる場合がある。そのため、術者が変わるたびに、処置具ユニットの被操作部と操作装置の操作部との対応付けが必須となる。
 特許文献1には、処置具ユニットと操作装置とを、対応情報に基づいて対応付けする医療システムが記載されている。医療システムが対応付け可能な対応情報を有している場合は、処置具ユニットと操作装置とが自動で対応付けされる。
特開2016-002280号公報
 しかしながら、特許文献1に記載の医療システムでは、処置具ユニットと操作装置との対応付けは、処置具ユニットおよび操作装置の情報のみから決定されている。予め医療システムが対応付け可能な対応情報を有していない場合、術者は手動で対応付けを設定する必要があった。また、医療システムが対応付け可能な対応情報を有している場合であっても、その対応付けは術者にとって使いやすいようにカスタマイズされたものではなかった。
 上記事情を踏まえ、本発明は、術者にとって最適な処置具ユニットと操作装置との対応付けが可能な医療システムおよび医療システムの作動方法を提供することを目的とする。
 上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
 本発明に係る医療システムは、少なくとも一以上の被操作部を有する処置具と、少なくとも一以上の操作部を有する操作装置と、前記処置具の前記被操作部と前記操作装置の前記操作部とを対応付ける変換テーブルに基づき前記処置具を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記処置具の使用者の使用者識別情報と前記処置具の処置具識別情報と前記操作装置の操作装置識別情報とを取得し、前記使用者識別情報と前記処置具識別情報と前記操作装置識別情報とに基づいて、前記変換テーブルを生成して提案する。
本発明に係る医療システムの作動方法は、処置具の被操作部と、前記処置具の操作を受け付ける操作装置の操作部と、を対応付ける変換テーブルを、前記処置具の使用者の使用者識別情報と、前記処置具の処置具識別情報と、前記操作装置の操作装置識別情報と、ともに変換テーブル履歴として記憶する変換テーブル記憶工程と、前記変換テーブル履歴を参照して前記変換テーブルを生成して提案する変換テーブル提案工程と、を備える。
 本発明の医療システムによれば、術者にとって最適な処置具ユニットと操作装置との対応付けが可能な医療システムおよび医療システムの作動方法を提供することができる。
本発明の第一実施形態に係る医療システムの全体構成を示す図である。 同医療システムのオーバーチューブの先端を示す図である。 同医療システムのコンソールを示す図である。 同医療システムのマニピュレータの機能ブロック図である。 同医療システムの処置具ユニットを模式的に示す図である。 同医療システムの処置具ユニットの関節の動作方向を示す図である。 同医療システムのコンソールの操作装置を示す図である。 同医療システムのコンソールの操作装置の変形例を示す図である。 同医療システムの制御部の全体構成例を示す図である。 同医療システムの制御部が生成する変換テーブルの例を示す図である。 同医療システムの制御部の対応付け処理の制御フローチャートである。 同医療システムの制御部の対応関係推定処理Aの制御フローチャートである。 同医療システムの制御部が生成する変換テーブルの例を示す図である。 同医療システムの操作装置の変形例を示す図である。 同医療システムの制御部が生成する変換テーブルの例を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る医療システムの制御部の対応関係推定処理Bの制御フローチャートである。 本発明の第三実施形態に係る医療システムの制御部の処置中対応付け処理の制御フローチャートである。 本発明の第四実施形態に係る医療システムの制御部の対応関係推定処理Cの制御フローチャートである。 同医療システムの制御部が生成する変換テーブルの例を示す図である。 本発明の第五実施形態に係る医療システムの制御部の対応付け表示処理の制御フローチャートである。 同医療システムの制御部が生成する対応付け表示を示す図である。 本発明の第六実施形態に係る医療システムのインタラクティブ表示を示す図である。 同医療システムのインタラクティブ表示を示す図である。
(第一実施形態)
 本発明の第一実施形態について、図1から図15を参照して説明する。なお、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法等は適宜調整されている。
 図1は、本実施形態に係る医療システム100の全体構成を示す図である。医療システム100は、患者Pの体内を観察するための内視鏡10と、患者Pの体内で処置を行うための処置具ユニット(処置具)40を備えたマニピュレータ20と、内視鏡10およびマニピュレータ20が挿通されるオーバーチューブ80と、を備えている。
 内視鏡10は患者Pの体内を観察するための機器であり、公知の各種構成から、性能、使用等を考慮して適宜選択して用いることができる。
 図2は、オーバーチューブ80の先端の構成を示す図である。
 オーバーチューブ80は、図2に示すように、内視鏡10が挿通される第一ルーメン81と、処置具ユニット40が挿通される第二ルーメン82とを有している。オーバーチューブ80についても、公知の各種構成から、寸法等を考慮して適宜選択して用いることができる。先端側に湾曲部を有する構成のオーバーチューブを用いると、処置を行う対象部位への到達が容易である。
図2に示す二本の処置具ユニット40は、一方が処置部41として把持鉗子49を装着しており、他方が処置部41として電気メス48を装着している。
 マニピュレータ20は、術者Opが操作するコンソール21と、コンソール21に取り付けられる処置具ユニット40と、を備えている。コンソール21には、処置に適切な処置部41(把持鉗子49、電気メス48等)を有する処置具ユニット40が選択され装着される。
 図3は、コンソール21を示す図である。
コンソール21は、術者Opが操作入力する操作装置30と、操作装置30からの出力に基づいて処置具ユニット40を動作させるコントローラ35と、処置具ユニット40が取り付けられるモータユニット38と、モニタ(表示部)22と、を備えている。
 図4は、コンソール21に処置具ユニット40が装着された状態における、マニピュレータ20の機能ブロック図である。図4において、モニタ22は省略されている。図4において、各構成を接続する太線は、動力を伝達可能な物理的結合を意味し、各構成を接続する細線は信号の送受信が可能な論理的結合を意味する。
 図5は、処置具ユニット40を模式的に示す図である。
処置具ユニット40は、アーム部43と、装着部45と、を備えている。また、アーム部43と装着部45との間の領域は、可撓性を有する軟性接続部44となっている。
アーム部43は、先端に設けられた処置部(被操作部)41と、処置部41が取り付けられたアーム42と、を有する。
装着部45は、モータユニット38と着脱可能で、モータユニット38に装着してモータユニット38の駆動を伝えることで処置部41およびアーム42を駆動させる。
処置部(被操作部)41は、把持鉗子49や電気メス48等の医療処置を行う機器である。図5に示す処置具ユニット40は、処置部41として把持鉗子49を装着している。把持鉗子49には、把持鉗子49を開閉動作させる操作ワイヤの先端が取り付けられている。操作ワイヤは、処置具ユニット40の内部を挿通し、操作ワイヤの基端は装着部45に取り付けられている。
 アーム42は、複数の関節(被操作部)42a(J3、J2、J1)を有する。各関節42aは、装着部45の内部に設けられた複数のプーリと、伝達部材によりそれぞれ接続されている。図5に示すように、最も処置部41に近い先端側から基端側に向かって、関節42a(J3)と、関節42a(J2)と、関節42a(J1)とが配置されている。
プーリは、モータユニット38の動作によって回転するようにモータユニット38の出力軸に接続されている。プーリの回転軸は、装着部45に支持されている。プーリには伝達部材が巻き付けられており、プーリが回転することで、伝達部材が進退動作し、関節42aが駆動される。
 図6は、関節42aの可動方向を示す図である。
 関節42a(J1)は、図6に示すように、アーム42の長手軸を中心として回転する関節である。
関節42a(J2)は、図6に示すように、アーム42を屈曲させる関節である。
関節42a(J3)は、図6に示すように、アーム42を屈曲させる関節であり、屈曲させる方向は、関節42a(J2)がアーム42を屈曲させる方向と直交している。
処置具ユニット40は、処置具識別情報を保有している。処置具識別情報は、例えば、処置具ユニット40の種類を判断できる処置具番号である。また、処置具識別情報には、処置具番号以外に様々な情報を含めることができる。例えば、同一種類の処置具ユニット40であっても個体を識別できる製造番号等を処置具識別情報に含めてもよい。また、関節などの被操作部の構成情報を含めてもよい。
処置具識別情報は、処置具ユニット40に設けられた電気回路のメモリ内に格納されている。処置具ユニット40は、電気回路を経由した通信や無線通信により、処置具識別情報を送信することができる。
また、処置具識別情報は、処置具ユニット40とコンソール21とを装着する部分に設けられた機械構造であってもいい。処置具ユニット40が装着されたコンソール21は、その機械構造から処置具ユニット40の種類を判断できる。
 図7は、コンソール21の操作装置30を示す図である。
操作装置30は、コンソール21に着脱自在な、処置具ユニット40の操作入力を受け付ける装置である。本実施形態において操作装置30は、図7に示すように、ジョイスティックであり、公知の各種構成から、性能、使用等を考慮して適宜選択して用いることができる。操作装置30は、入力1(In1)と入力2(In2)と入力3(In3)の三種類の操作部を有し、それぞれの操作部には、基準位置からプラス方向(In1a、In2a、In3a)とマイナス方向(In1b、In2b、In3b)とに対する入力量を入力できる。
なお、操作装置30は、図7に示すようなジョイステッィクに限定されない。例えば、図8に示すように、操作装置30の変形例である操作装置30Bは、タッチパネルで構成されている。操作装置30Bも、操作装置30同様、入力1(In1)と入力2(In2)と入力3(In3)の三種類の入力を受け付けることができ、それぞれ入力に対して、基準位置からプラス方向(In1a、In2a、In3a)とマイナス方向(In1b、In2b、In3b)とに対する入力量を入力できる。
 操作装置30は、処置部(被操作部)41を動作させるための処置操作部(操作部)が設けられていてもよい。処置操作部の具体的態様は、処置部41の構成等に応じて、適宜設定できる。例えば、処置部41が把持鉗子49である場合は、把持鉗子49を開閉させるボタンを有する構造であってもよい。処置部41が通電して使用する電気メス48である場合は、通電のオンオフを切り替えるボタンを有する構造であってもよい。
 コンソール21には、様々な操作装置から選択した操作装置30を装着して使用することができる。また、複数の操作装置を同時にコンソールに装着して、それらを組み合わせて使用することもできる。
 処置操作部(操作部)は、操作装置30とは別に設けられたフットスイッチ等のスイッチであってもよい。術者Opは、操作装置30とスイッチ等を組み合わせて、処置具ユニット40の処置部41や関節42a(被操作部)の操作を行う。
操作装置30は、操作装置識別情報を保有している。操作装置識別情報は、例えば、操作装置30の種類を判断できる操作装置番号である。また、操作装置識別情報には、操作装置番号以外に様々な情報を含めることができる。例えば、同一種類の操作装置30であっても個体を識別できる製造番号等を操作装置識別情報に含めてもよい。また、操作部の構成情報を含めてもよい。
操作装置識別情報は、操作装置30に設けられた電気回路のメモリ内に格納されている。操作装置30は、電気回路を経由した通信や無線通信により、操作装置識別情報を送信することができる。
また、操作装置識別情報は、操作装置30とコンソール21とを装着する部分に設けられた機械構造であってもいい。操作装置30が装着されたコンソール21は、その機械構造から操作装置30の種類を判断できる。
 モニタ22は、内視鏡10が取得した画像を表示する装置である。モニタ22は、LCDディスプレイなど公知の表示機器によって構成される。
 モータユニット38は、装着部45を介して、アーム部43と物理的に結合している。モータユニット38は、モータ等の駆動源を複数有し、アーム42の各関節42aは、装着部45のプーリを介して、それぞれ対応する駆動源と、伝達部材で接続されている。
 コントローラ35は、マニピュレータ20の制御を行う装置であり、図4に示すように、制御部36と、処置具駆動部37と、を備えている。
制御部36は、マニピュレータ20の制御等を行う。制御部36は、CPU(Central Processing Unit)やメモリ等のプログラム実行可能なハードウェアを備えた装置(コンピュータ)によって構成される。制御部36の機能は、CPUを制御するプログラムを制御部36が読み込んで実行することにより、ソフトウェアの機能として実現可能である。
なお、制御部36の一部または全部の機能を、ソフトウェアの機能として実現せず、専用の論理回路等によって構成してもよい。
図9は、制御部36の全体構成例を示す図である。
制御部36は、図9に示すように、CPU36aと、プログラムを読み込み可能なメモリ36bと、記憶部36cと、入出力制御部36dと、を有している。制御部36に提供された、コントローラ35の動作を制御するためのプログラムがメモリ36bに読み込まれ、CPU36aによって実行される。
記憶部36cは、上述したプログラムや必要なデータを記憶する不揮発性の記録媒体である。記憶部36cは、例えばROMやハードディスク等で構成される。記憶部36cに記録されたプログラムは、メモリ36bに読み込まれ、CPU36aによって実行される。
入出力制御部36dは、操作装置30および処置具ユニット40等からの入力データを受け取り、その入力データをCPU36a等の制御部36の内部のモジュールに転送等する。また、入出力制御部36dは、CPU36aが処置具駆動部37等を制御する際に、CPU36aの指示に基づき、処置具駆動部37等に対する制御信号等を生成する。
 
 上述した制御部36は、1つのハードウェアに備わる装置に限られない。例えば、制御部36は、CPU36a、メモリ36bおよび記憶部36cと、入出力制御部36dをそれぞれ別体のハードウェアとして分離した上で、ハードウェア同士を通信回線で接続することで構成してもよい。あるいは、制御部36は、記憶部36cを分離して、同様に通信回線で接続することでクラウド化を実現してもよい。
 処置具駆動部37は、制御部36の出力に応じてモータユニット38を制御して処置具ユニット40を駆動させる。
処置具駆動部37は、モータユニット38に設けられたモータ等の駆動源を駆動し、装着部45に支持されるプーリを回転させることで、アーム42の各関節42aを駆動することができる。
また、処置具駆動部37は処置部41を制御する。例えば、処置部41として電気メス48が装着されている場合、電気メス48に電気を供給するかを制御することができる。また、処置部41として把持鉗子49が装着されている場合、把持鉗子49の開閉動作を制御することができる。
制御部36は、コンソール21に装着された処置具ユニット40から、処置具識別情報を電気回路を経由して読み出することができる。コントローラ35が無線通信機能をさらに有している場合は、無線通信により処置具ユニット40から処置具識別情報を読み出してもよい。
記憶部36cには、処置具識別情報に含まれる処置具番号から、処置具の被操作部の構成などの情報を抽出できる処置具データベースが保存されている。処置具データベースには、コンソール21に装着され得る処置具ユニット40の、処置具番号および処置具の被操作部の構成などが、予め保存されている。処置具データベースは随時更新可能である。
制御部36は、コンソール21に装着された操作装置30から、操作装置識別情報を電気回路を経由して読み出することができる。コントローラ35が無線通信機能をさらに有している場合は、無線通信により操作装置30から処置具識別情報を読み出してもよい。
記憶部36cには、操作装置識別情報に含まれる操作装置番号から、操作装置30の操作部の構成などの情報を抽出できる操作装置データベースが保存されている。操作装置データベースには、コンソール21に装着され得る操作装置30の、操作装置番号および操作装置30の操作部の構成などが、予め保存されている。操作装置データベースは随時更新可能である。
制御部36は、操作装置30とは別に設けられたキーボードなどの入力デバイスから、使用者識別情報を取得することができる。使用者識別情報は、例えば、術者を特定できる使用者番号である。予め術者と使用者番号とは対応付けがされている。キーボードなどの入力デバイスから、術者に使用者番号を入力させることで、制御部36は使用者番号を取得する。また、無線通信などにより、術者が保有するIDカードから使用者番号を制御部36が取得してもよい。
記憶部36cには、処置具ユニット40の被操作部と操作装置30の操作部とを対応付ける変換テーブルが、保存されている。変換テーブルは、次に述べる医療システム100の制御によって、新たに生成される。新たに生成された変換テーブルは、使用者識別情報と処置具識別情報と操作装置識別情報とともに変換テーブル履歴として記憶部36cに記憶される。術者Opに対応した変換テーブルが、記憶部36cに記憶される。
図10は、術者「UesrA」の処置具番号「S01」および操作装置番号「M01」に対応した変換テーブルを示す図である。変換テーブルは、操作装置30の操作部の入力(In1a、In2a、In3a、In1b、In2b、In3b)と、処置具ユニット40の被操作部(J1,J2、J3)との対応付けを示している。変換テーブル中の数字は、操作部の入力量に対する被操作部の動作量の比(ゲイン)を表している。数字が「2」の場合、数字が「1」の場合と比較して、入力量が同じ場合、動作量が2倍になる。マイナスの数字は、プラスの数字の場合と比較して、被操作部が反対方向に動作することを示している。
 上記のように構成された医療システム100の使用時の動作および医療システム100の作動方法について、図11から図13を参照して説明する。図11は、制御部36の制御フローチャートである。図12は、図11に示す制御部36の制御フローチャートにおけるサブルーチンである「対応関係推定処理A」の制御フローチャートである。
図1に示すように、医療システム100は、コンソール21を操作する術者Opと、オーバーチューブ80および内視鏡10を操作するスコピストScの少なくとも二人によって操作される。
 術者Opは処置に最適な処置具ユニット40および操作装置30を選択する。選択された操作装置30はコンソール21に装着される。図2に示すように、二本の処置具ユニット40を使用する場合は、それぞれに対応する操作装置30がコンソール21に装着される。
 図1に示すように、スコピストScは、内視鏡10をオーバーチューブ80の第一ルーメン81に挿入する。また、スコピストScは、処置具ユニット40をオーバーチューブ80の第二ルーメン82に挿入する。
 スコピストScは、内視鏡10および処置具ユニット40が挿通されたオーバーチューブ80を、患者Pの肛門に挿入する。続いてスコピストScは、内視鏡10が取得した画像を観察しながらオーバーチューブ80を大腸内で前進させ、内視鏡10が挿通されたオーバーチューブ80を対象部位の付近まで導入する。
 続いてスコピストScは、内視鏡10をオーバーチューブ80から突出させ、必要に応じて湾曲操作を行い、対象部位に処置を行う際の視野を確保する。以上で準備作業が完了する。
 準備作業完了後、処置具ユニット40の装着部45をコンソール21のモータユニット38に装着する。以降、図11に示す制御部36の「対応付け処理」の制御フローチャートに沿って説明を行う。
図11に示すように、処置具ユニット40および操作装置30が装着されると、制御部36は「対応付け処理」の制御を開始する(ステップS10)。対応付けが完了するまで、制御部36は、操作装置30の操作入力は無効化され、スコピストは操作装置30を操作して処置具ユニット40を操作することができない。
次に、制御部36はステップS11を実行する。
ステップS11において、図11に示すように、制御部36は、装着された処置具ユニット40の処置具識別情報と、装着された操作装置30の操作装置識別情報と、電気回路を経由した通信や無線通信により取得する。
また、制御部36は、モニタ22に使用者識別情報を入力デバイスから入力することを促すメッセージを表示させ、入力デバイスから術者が入力した使用者識別情報を取得する。無線通信などにより、術者が保有するIDカードから使用者識別情報を取得してもよい。
次に、制御部36はステップS12を実行する。
ステップS12において、図11に示すように、制御部36は、使用者識別情報と処置具識別情報と操作装置識別情報に基づいて、術者Opに対応した、使用する処置具ユニット40と操作装置30についての変換テーブル履歴を記憶部36cから読み出す。
次に、制御部36はステップS13を実行する。
ステップS13において、図11に示すように、制御部36はサブルーチンである「対応関係推定処理A」の実行を行う。以降、図12に示す制御部36の制御フローチャートに沿って説明を行う。
ステップS100において、図12に示すように、制御部36は対応関係推定処理Aの制御を開始する。制御部36は次にステップS110を実行する。
ステップS110において、図12に示すように、制御部36は、ステップS12において、術者Opに対応する変換テーブルを記憶部36cから読み出せたかを判定する。術者Opが、以前に医療システム100において、装着された処置具ユニット40と、装着された操作装置30とを、組み合わせて使用したことがある場合、使用した変換テーブルが、記憶部36cに変換テーブル履歴として保存されている。その変換テーブル履歴を、提案する変換テーブルとして特定する。この場合、制御部36は次にステップS111を実行する。
対応する変換テーブルが記憶部36cに存在しなかった場合、制御部36は次にステップS120を実行する。
 ステップS111において、図12に示すように、制御部36は、ステップS110で特定した提案する変換テーブルを術者Opに提案する(変換テーブル提案工程)。術者への提案は、図10に示すように、変換テーブルをモニタ22に表示することで行う。また、制御部36は、提案した変換テーブルに対する術者Opの承認を、入力デバイスから入力することを促すメッセージをモニタ22に表示させる。
 次に制御部36はステップS112を実行する。
 図10に示す変換テーブルでは、入力1(In1)が関節42a(J1)に、入力2(In2)が関節42a(J2)に、入力3(In3)が関節42a(J3)に、対応付けられている。
ステップS112において、図12に示すように、制御部36は、術者Opが提案した変換テーブルを承認した場合、次にステップS180を実行する。承認しなかった場合、制御部36は次にステップS120を実行する。
ステップS120において、図12に示すように、別のユーザに対応した変換テーブルを記憶部36cから読み出し、装着された処置具ユニット40と、装着された操作装置30との組み合わせに対応した変換テーブル履歴があるかを判定する。対応した変換テーブル履歴がある場合、制御部36は次にステップS121を実行する。対応した変換テーブル履歴がない場合、制御部36は次にステップS130を実行する。
 ステップS121において、図12に示すように、制御部36は、ステップS110で特定した提案する変換テーブルを術者Opに提案する。術者Opへの提案は、ステップS112と同様である。
 例えば、図13に示す別のユーザ「UserB」の変換テーブルが記憶部36cにあった場合、これを術者Op(UserA)に提案する。図13に示す変換テーブルでは、入力1(In1)が関節42a(J1)に、入力2(In2)が関節42a(J3)に、入力3(In3)が関節42a(J2)に、対応付けられている。
 次に制御部36はステップS122を実行する。
ステップS122において、図12に示すように、制御部36は、術者Opが、提案した変換テーブルを承認した場合、次にステップS180を実行する。承認しなかった場合、制御部36は、次にステップS130を実行する。
ステップS130において、図12に示すように、制御部36は、装着された処置具ユニット40もしくは装着された操作装置30のいずれか一方を含む変換テーブル履歴が、記憶部36cにあるかを判定する。この場合は、変換テーブル履歴は術者Opに対応したものあってもよいし、別のユーザに対応したものであってもよい。いずれか一方を含む変換テーブル履歴がある場合、制御部36は次にステップS131を実行する。いずれか一方を含む変換テーブル履歴がない場合、制御部36は次にステップS170を実行する。
ステップS131において、図12に示すように、制御部36は、装着された処置具ユニット40もしくは装着された操作装置30のいずれか一方を含む変換テーブル履歴の中から、操作部もしくは被操作部の構成(自由度の数、動作方向)や使用頻度が近い別の処置具ユニット40もしくは操作装置30を含む変換テーブル履歴を参照して変換テーブルを特定する。
制御部36は、特定した提案する変換テーブルを術者Opに提案する。術者Opへの提案は、ステップS112と同様である。
 次に制御部36はステップS132を実行する。
ステップS132において、図12に示すように、制御部36は、術者Opが提案した変換テーブルを承認した場合、次にステップS180を実行する。承認しなかった場合、制御部36は、次にステップS170を実行する。
ステップS170において、図12に示すように、制御部36は、提案可能な変換テーブルがないため、モニタ22に変換テーブルを入力デバイスから入力することを促すメッセージを表示させ、入力デバイスから術者Opが入力した変換テーブルを取得する。
次に制御部36はステップS180を実行する。
ステップS180において、図12に示すように、制御部36は、術者Opが承認もしくは入力した変換テーブルを、変換テーブルとして設定し、処置具ユニット40の被操作部と操作装置30の操作部との対応付けに用いる。また、制御部36は、術者Opが承認もしくは入力した変換テーブルを、変換テーブル履歴として、使用者識別情報と処置具識別情報と操作装置識別情報とともに、記憶部36cに保存する(変換テーブル記憶工程)。
 次に制御部36はステップS190を実行する。
ステップS190において、図12に示すように、制御部36は「対応関係推定処理A」の制御を終了し、次に図11に示すステップS14を実行して、「対応付け処理」を終了する。
「対応付け処理」の完了後、術者Opは、モニタ22に表示される対象部位の映像を確認しながら、操作装置30を適宜操作することにより、対象部位に対して所望の処置を行うことができる。術者Opは操作装置30を操作し、スコピストScは内視鏡10を操作し、処置部41および内視鏡10を対象部位を処置できる場所まで移動させる。
(第一実施形態の効果)
 本実施形態の医療システム100によれば、処置具ユニット40の使用者(術者Op)の使用者識別情報の処置具ユニット40の処置具識別情報と操作装置30の操作装置識別情報とを取得し、対応した変換テーブルを生成して提案することができる。処置具ユニット40と操作装置30との対応付けを容易に行うことができる。
 本実施形態の医療システム100によれば、対応した変換テーブル履歴から、術者Opが前回使用した変換テーブルを提案することができる。対応した変換テーブル履歴がない場合であっても、別のユーザや、構成や使用頻度が近い別の処置具ユニット40もしくは操作装置30に対応した変換テーブル履歴を参照して、変換テーブルを提案することができる。変換テーブル履歴を用いることで、処置具ユニット40と操作装置30との対応付けを容易に行うことができる。
(変形例)
以上、本発明の第一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の第一実施形態および以下で示す変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
例えば、上記実施形態では、処置具ユニット40の関節42a(被操作部)の数と、操作装置30の操作部の数とは一致していた。しかしながら、処置具ユニット40の関節42a(被操作部)と操作装置30の操作部の態様はこれに限定されない。例えば、図14に示す操作装置30の変形例である操作装置30Cは、三個の押しボタンと、二個の方向ボタンとを有している。図15は、処置具ユニット40と操作装置30Cとを対応付ける変換テーブルである。術者Opは、押しボタン1を押しながら、方向ボタンを操作することで、関節42a(J1)を操作することができる。処置具ユニット40の関節42a(被操作部)の数と、操作装置30の操作部の数とが一致しない場合であっても、医療システム100は変換テーブルにより対応付けを行うことができる。
例えば、上記実施形態において示した制御フローチャートは、フローの順序が適宜入れ替えられたものであってもよい。また、上記実施形態において示した制御フローチャートは、その一部が変更されたものであってもよい。
(第二実施形態)
 本発明の第二実施形態について、図16を参照して説明する。本実施形態は、操作履歴が保存される点が第一実施形態と異なっている。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
 本実施形態に係る医療システム200の全体構成は、第一実施形態に係る医療システム100と同じである。医療システム200の制御部36は、術者Opの操作装置30の操作履歴を使用者識別情報と処置具識別情報と操作装置識別情報とともに記憶する点が異なっている。
 制御部36が保存する操作履歴は、例えば、処置具ユニット40の関節42a(被操作部)および操作装置30の操作部の使用回数、操作入力傾向などである。操作入力傾向は、例えば、連続して同じ操作部が操作される数や、同時に操作される操作部の種類などである。手技の種類や処置対象部位などの付加情報を併せて保存できるようにしておいてもよい。これらの操作履歴は、術者Opごとに保存される(操作履歴記憶工程)。
また、医療システム200は、医療システム100の対応関係推定処理Aと比較して一部が異なる対応関係推定処理Bの制御を行う。
以降、制御部36の制御フローについて、図16を参照して説明する。図16は、制御部36の対応関係推定処理Bの制御フローチャートである。図16に示す制御フローチャートは、図10に示す制御フローチャートと比較して、ステップS113、ステップS114、ステップS115をさらに有する点のみが異なる。それ以外のステップは同じであるため、その説明を省略する。
ステップS112において、図16に示すように、制御部36は、術者Opが提案した変換テーブルを承認しなかった場合、制御部36は次にステップS113を実行する。
ステップS113において、図16に示すように、制御部36は、保存された操作履歴から変換テーブルの調整案を提案できるかを判定する。制御部36は、使用者識別情報と処置具識別情報と操作装置識別情報に基づいて、操作する術者Opの、使用する処置具ユニット40と操作装置30についての操作履歴を記憶部36cから読み出す。
 ステップS110において、制御部36はすでに、術者Opに対応した、使用する処置具ユニット40と操作装置30についての変換テーブル履歴を記憶部36cから読み出し、その変換テーブル履歴を変換テーブルとして提案するものとして特定している。ステップS113において、図16に示すように、制御部36は、その変換テーブルを元に変換テーブルの調整案を推定して生成する。
 例えば、制御部36は以下のように変換テーブルの調整案を生成する。
 連続して同じ操作部が操作される数に偏りがある場合、その偏りが小さくなるように調整案を生成する。連続して操作される操作部は、その操作部に対応する動作出力の動作量が小さいと考えられる。そこで、ゲインを調整して、その操作部に対応する動作出力の動作量を多くする。また、使用頻度が少ない操作部がある場合、その操作部に対応する被操作部の動作を異なる動作に変更してもよい。操作回数の偏りを小さくでき、術者Opは効率的に操作部を使用できる。
さらに、制御部36は、操作装置30の操作回数の総数が少なくなるように、変換テーブルの調整案を生成してもよい。例えば、動作Aと動作Bとを連続して操作する操作が操作履歴に多く含まれていた場合、動作Aと動作Bとを同時もしくは連続して行う新たな動作入力を操作部に割り当ててもよい。操作装置30の操作回数の総数が少なくなることで、術者Opはより効率的に操作部を使用できる。
ステップS113において、図16に示すように、制御部36は、変換テーブルの調整案を提案できると判断した場合、次にステップS114を実行する。提案できないと判断した場合、制御部36は次にステップS120を実行する。
 ステップS114において、図16に示すように、制御部36は、ステップS113で指定した提案する変換テーブルを術者Opに提案する。術者Opへの提案は、変換テーブルをモニタ22に表示することで行う。また、制御部36は、提案した変換テーブルに対する術者Opの承認を、入力デバイスから入力することを促すメッセージをモニタ22に表示させる。
 次に制御部36はステップS115を実行する。
ステップS115において、図16に示すように、制御部36は、術者Opが、提案した変換テーブルを承認した場合、次にステップS180を実行する。承認しなかった場合、制御部36は、次にステップS120を実行する。
(第二実施形態の効果)
 本実施形態の医療システム200によれば、対応した操作履歴から、術者Opが前回使用した変換テーブルを元に変換テーブルの調整案を提案することができる。複数の操作部における操作回数の偏りが小さくなるように、もしくは、操作回数の総数が少なくなるように、新たな変換テーブルを推定して生成することで、処置具ユニット40と操作装置30との対応付けを容易に行うことができ、また、術者Opはより効率的に操作部を使用できる。
(変形例)
以上、本発明の第二実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の第二実施形態および以下で示す変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
例えば、上記実施形態では、処置具ユニット40の種類に基づいて変換テーブルの提案を行っていたが、提案態様はこれに限定されない。例えば、同一種類の処置具ユニット40であっても個体を識別できる製造番号等が処置具識別情報に含まれている場合、個体ごとの操作履歴から、被操作部の繰り返し使用回数を取得し、繰り返し使用による劣化推定を交えた調整案を生成してもよい。例えば、繰り返し回数が多い被操作部は、操作ワイヤ等が劣化していると推定して、操作ワイヤ等の破損を防ぐために、その被操作部のゲインを小さく設定してもよい。
(第三実施形態)
 本発明の第三実施形態について、図17を参照して説明する。本実施形態は、対応関係推定処理が処置具ユニット40等を装着したときだけなく、処置中にも行われる点が第一実施形態および第二実施形態と異なっている。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
 本実施形態に係る医療システム300の全体構成は、第一実施形態に係る医療システム100と同じである。「対応付け処理」の完了後、術者Opは、モニタ22に表示される対象部位の映像を確認しながら、操作装置30を適宜操作することにより、対象部位に対して所望の処置を行うことができる。以降、図17に示す制御部36の「処置中対応付け処理」の制御フローチャートに沿って説明を行う。
ステップS200において、図16に示すように、制御部36は「処置中対応付け処理」の制御を開始する。制御部36は操作装置30から操作入力がない時間(無操作時間)をカウントするカウンタを初期化する。次に制御部36はステップS210を実行する。
 ステップS210において、図17に示すように、制御部36は、対応関係の変更を禁止する。処置中に対応関係の変更が行われて予期せぬ動作が発生することを防ぐことができる。制御部36は次にステップS220を実行する。
ステップS220において、図17に示すように、制御部36は操作装置30から操作入力があるかを判定する。操作入力がある場合は、制御部36は次にステップS270を実行する。操作入力がない場合は、制御部36は次にステップS230を実行する。
ステップS230において、図17に示すように、制御部36は、カウンタがカウントした無操作時間が、一定時間を超えたかを判定する。一定時間を超えている場合、制御部36は次にステップS250を実行する。一定時間を超えていない場合、制御部36は次にステップS240を実行する。
ステップS240において、図17に示すように、制御部36は、無操作時間のカウンタをカウントアップする。制御部36は次にステップS280を実行する。
ステップS250において、図17に示すように、制御部36は、無操作時間が一定時間を超えており、対応付け処理を行っても処置を中断等させないと判断し、対応関係の変更を有効化する。これにより、対応関係の変更が可能となる。ここで、操作装置30の操作入力を無効化してもよい。
制御部36は次にステップS251を実行する。
ステップS251において、図17に示すように、制御部36は、対応関係の変更を希望するかを問い合わせるメッセージを表示させ、入力デバイスから術者Opが入力した術者Opの対応関係変更の意志を取得する。術者Opが対応関係変更を希望する場合は、制御部36は次にステップS260を実行する。術者Opが対応関係変更を希望しない場合は、制御部36は次にステップS261を実行する。
ステップS260において、図17に示すように、制御部36は、「対応関係推定処理」を実行する。「対応関係推定処理」は第一実施形態の対応関係推定処理Aもしくは第二実施形態の対応関係推定処理Bで説明したものと同様の処理である。「対応関係推定処理」により、変換テーブルは更新される。「対応関係推定処理」を行っても、変換テーブルが更新されない場合もある。制御部36は次にステップS261を実行する。
ステップS261において、図17に示すように、制御部36は、操作装置30からの操作入力を待つ。操作装置30の操作入力を無効化していた場合は、ここで操作装置30の操作入力を有効化する。
操作装置30からの操作入力があった場合、制御部36は次にステップS270を実行する。
ステップS270において、図17に示すように、制御部36は無操作時間をカウントするカウンタをリセットする。制御部36は次にステップS280を実行する。
ステップS280において、図17に示すように、制御部36は、術者Opが処置を終了するかどうかを確認する。術者Opが処置を終了する場合、制御部36は次にステップS290を実行して、「処置中対応付け処理」の制御を終了する。術者Opが処置を終了しない場合、制御部36は次にステップS210を実行する。
(第三実施形態の効果)
 本実施形態の医療システム300によれば、操作装置30に対する操作入力がない期間が所定期間を超えた場合、変換テーブルを再び生成して提案することで、術者Opは処置状況に合わせた変換テーブルを処置中に選択して変更することができる。また、その変換テーブルの提案を、操作装置30に対する操作入力がない期間が所定期間を超えた場合のみに限定することで、操作装置30の操作中においては変換テーブルの変更を禁止することができる。よって、操作入力と変換テーブル変更が同時に発生することにより生じる予期せぬ動作を防ぐことができる。
(第四実施形態)
 本発明の第四実施形態について、図18および図19を参照して説明する。本実施形態は、「処置中対応付け処理」の制御における「対応関係推定処理」が第三実施形態と異なっている。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
 本実施形態に係る医療システム400の全体構成は、第三実施形態に係る医療システム300と同じである。医療システム400の制御部36は、第三実施形態に係る医療システム300と同様に、図17に示す「処置中対応付け処理」の制御を行う。制御部36は、「処置中対応付け処理」において、対応関係推定処理Cを実行する。以降、図18に示す制御部36の対応関係推定処理Cの制御フローチャートに沿って説明を行う。
処置中に無操作時間が一定時間を超え、対応関係の変更が有効化された場合、制御部36は対応関係推定処理Cの制御を開始する(ステップS300)。制御部36は次にステップS310を実行する。
ステップS310において、図18に示すように、制御部36は内視鏡10の視野における処置具ユニット40の入力操作方向と操作装置30の操作方向とを一致させる必要があるかを判定する。内視鏡10と処置具ユニット40との相対位置に変更があった場合、内視鏡10の視野における処置具ユニット40の入力操作方向と操作装置30の操作方向との関係が、直近に「対応付け処理」が実施された時と比較して、異なる場合がある。この場合、制御部36は内視鏡10の視野における処置具ユニット40の入力操作方向と操作装置30の操作方向とを一致させる必要があると判定し、次にステップS320を実行する。
内視鏡10の視野における処置具ユニット40の入力操作方向と操作装置30の操作方向との関係が、直近に「対応付け処理」が実施された時と比較して、同じである場合は、次にステップS360を実行する。
内視鏡10と処置具ユニット40との相対位置は、内視鏡10の撮像画像の画像処理により判別してもよい。相対位置の算出には、処置具ユニット40の制御情報や、処置具ユニット40に組み込まれたセンサの情報等を用いてもよい。
ステップS320において、図18に示すように、制御部36は、内視鏡10の視野における処置具ユニット40の入力操作方向と操作装置30の操作方向との関係が、直近に「対応付け処理」が実施された時と比較して、同じとなるような変換テーブルの提案を行う。
直近に「対応付け処理」が実施された時と比較して、内視鏡10の視野が処置具ユニット40に対して90度回転したとする。また、直近に実施された「対応付け処理」により変換テーブルは、図10に示す変換テーブルに設定されたとする。ステップS320において、制御部36は、図19に示す変換テーブルのように、関節42a(J2)と関節42a(J3)に対応する操作部(In2、In3)を入れ替える。関節42a(J2)と関節42a(J3)とは屈曲方向が直交する関節である。内視鏡10の視野が90度回転している場合、関節42a(J2)と関節42a(J3)に対応する操作部を入れ替えることで、術者Opは、直近に実施された「対応付け処理」による処置具ユニット40の操作感と、同様の操作感を得ることができる。
ステップS330において、図18に示すように、制御部36は、術者Opが提案した変換テーブルを承認した場合、次にステップS350を実行する。承認しなかった場合、制御部36は次にステップS335を実行する。
ステップS335において、図18に示すように、制御部36は、術者Opが変換テーブルの手動変更を希望するかを問い合わせるメッセージを表示させ、入力デバイスから術者Opが入力した術者Opの手動変更の意志を取得する。術者Opが手動変更を希望する場合は、制御部36は次にステップS340を実行する。術者Opが手動変更を希望しない場合は、制御部36は次にステップS360を実行する。
ステップS340はステップS170、ステップS350はステップS180、ステップS360はステップS190と同様である。
(第四実施形態の効果)
 本実施形態の医療システム400によれば、例えば、処置中に内視鏡10の視野が90度変わった場合に、処置具ユニットの上下、左右の入力操作方向と操作装置30の操作方向とを合わせる変換テーブルの提案を行う。すなわち、内視鏡10と処置具ユニット40との相対位置関係を参照して、変換テーブルを生成して提案することで、操作装置30による処置具ユニット40の操作感を、内視鏡10の視野が変更された場合であっても、維持することができる。術者Opは内視鏡10の視野が変わった際も、処置具ユニット40を直観的操作を行うことができる。
(第五実施形態)
 本発明の第五実施形態について、図20および図21を参照して説明する。本実施形態は、第一実施形態から第四実施形態までの「対応付け処理」や「処置中対応付け処理」とともに、「対応付け表示処理」を実施する点が異なる。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
 本実施形態に係る医療システム500の全体構成は、第一実施形態に係る医療システム100と同じである。医療システム500の制御部36は、第一実施形態に係る医療システム100や第三実施形態に係る医療システム300と同様に、図17等に示す「対応付け処理」や「処置中対応付け処理」の制御を行う。それらの処理と並行して、制御部36は、「対応付け表示処理」を実施する。以降、図20に示す制御部36の「対応付け表示処理」の制御フローチャートに沿って説明を行う。
「対応付け処理」の完了後、図20に示すように、制御部36は「対応付け表示処理」の制御を開始する(ステップS400)。制御部36は操作装置30から操作入力がない時間(無操作時間)をカウントするカウンタを初期化する。制御部36は次にステップS410を実行する。
ステップS410において、図20に示すように、制御部36は「対応付け表示処理」において表示する対応付け表示がモニタ22に重畳表示されている場合、対応付け表示を消去する。制御部36は次にステップS420を実行する。
ステップS420において、図20に示すように、制御部36は操作装置30から操作入力があるかを判定する。操作入力がある場合は、制御部36は次にステップS470を実行する。操作入力がない場合は、制御部36は次にステップS430を実行する。
ステップS430において、図20に示すように、制御部36は、カウンタがカウントした無操作時間が、一定時間を超えたかを判定する。一定時間を超えている場合、制御部36は次にステップS450を実行する。一定時間を超えていない場合、制御部36は次にステップS440を実行する。
なお、ステップS430で用いている一定時間は、ステップS230で用いている一定時間と異なっていてもよい。
ステップS440において、図20に示すように、制御部36は、無操作時間のカウンタをカウントアップする。制御部36は次にステップS480を実行する。
ステップS450において、図20に示すように、制御部36は、現在の操作部と被操作部との対応関係を変換テーブルから取得し、図21に示すように、内視鏡10に撮像された処置具ユニット40の被操作部に対応する操作部の識別表示を、被操作部が撮像される位置に重畳表示する(対応付け表示工程)。制御部36は次にステップS460を実行する。
ステップS460において、図20に示すように、制御部36は、操作装置30からの操作入力を待つ。操作装置30からの操作入力があった場合、制御部36は次にステップS480を実行する。
ステップS480はステップS280、ステップS490はステップS290と同様である。
本実施形態で説明した「対応付け表示処理」を実行している期間中、第三実施形態および第四実施形態で説明した「処置中対応付け処理」を並行して実施してもよい。
(第五実施形態の効果)
本実施形態の医療システム500によれば、内視鏡10に撮像された処置具ユニット40の被操作部に対応する操作部の識別表示を、被操作部が撮像される位置に重畳表示することで、術者Opが被操作部と操作部との対応付けを確認でき、対応関係の認識ずれを防ぐことができる。また、重畳表示は術者Opによる操作が中断している間のみとすることで、術者Opは操作入力中において作業に集中できることができる。
(第六実施形態)
 本発明の第六実施形態について、図22および図23を参照して説明する。本実施形態は、第一実施形態から第五実施形態までの「対応付け処理」や「処置中対応付け処理」にいて「ユーザが手動で対応付け」を行う際に、「インタラクティブ表示処理」を行う。
 本実施形態に係る医療システム600の全体構成は、第一実施形態に係る医療システム100と同じである。第一実施形態の対応関係推定処理AにおけるステップS170や、第四実施形態の対応関係推定処理CにおけるステップS340において、制御部36は、提案可能な変換テーブルがないため、変換テーブルを入力デバイスから入力することを促すメッセージをモニタ22に表示させる。この時、図22に示すように、制御部36は、装着された処置具ユニット40と同様の構成の処置具ユニット40の疑似画像Pをモニタ22の画面に表示する。
また、手動設定対象の被操作部から一つの被操作部を選択し、その被操作部の動作内容から一つの動作内容を選択する。さらに、選択した被操作部が、選択した動作内容の動作を行うように、操作装置30の操作部を操作するように促すメッセージをモニタ22の画面に表示する。図22では、被操作部として「関節42a(J3)」を選択し、関節42a(J3)の動作内容から「右」を選択している。
 術者Opは、「関節42a(J3)」を「右」に動作させる操作部を選択して入力する。術者Opは操作部として入力In3aを選択したとする。制御部36は、図23に示すように、関節42a(J3)が右に屈曲した疑似画像Pをモニタ22に表示する(インタラクティブ表示工程)。術者Opは、疑似画像Pの動作確認後、入力In3aと関節42a(J3)との対応付けを承認するかどうかの判断を入力デバイス等を用いて入力する。
(第六実施形態の効果)
本実施形態の医療システム600によれば、生成する変換テーブルに基づいて動作する処置具ユニット40の疑似画像Pを、モニタ22に表示し、インタラクティブ(対話)型の変換テーブル入力を実施でき、術者Opの変換テーブル手動設定の負担を低減できる。また、疑似画像Pをモニタ22に表示することで、手動設定を直観的に行うことができ、手動設定ミスを低減できる。
 
 本発明は、ロボットアームを備える医療システムに適用することができる。
100,200,300,400,500,600 医療システム
10  内視鏡
20  マニピュレータ
21  コンソール
22  モニタ
30、30B、30C 操作装置
35  コントローラ
36  制御部
36b メモリ
36c 記憶部
36d 入出力制御部
37  処置具駆動部
38  モータユニット
40  処置具ユニット(処置具)
41  処置部(被操作部)
42  アーム
42a 関節(被操作部)
43  アーム部
44  軟性接続部
45  装着部
48  電気メス
49  把持鉗子
80  オーバーチューブ
81  第一ルーメン
82  第二ルーメン

Claims (13)

  1.  少なくとも一以上の被操作部を有する処置具と、
    少なくとも一以上の操作部を有する操作装置と、
     前記処置具の前記被操作部と前記操作装置の前記操作部とを対応付ける変換テーブルに基づき前記処置具を制御する制御部と、を備え、
     前記制御部は、前記処置具の使用者の使用者識別情報と前記処置具の処置具識別情報と前記操作装置の操作装置識別情報とを取得し、前記使用者識別情報と前記処置具識別情報と前記操作装置識別情報とに基づいて、前記変換テーブルを生成して提案する、
     医療システム。
  2.  前記制御部は、前記使用者が使用した前記変換テーブルを、前記使用者識別情報と前記処置具識別情報と前記操作装置識別情報とともに変換テーブル履歴として記憶し、
     前記制御部は、前記使用者識別情報と前記処置具識別情報と前記操作装置識別情報に対応した前記変換テーブル履歴がある場合、対応した前記変換テーブル履歴を変換テーブルとして提案し、
     前記制御部は、前記使用者識別情報と前記処置具識別情報と前記操作装置識別情報に対応した前記変換テーブル履歴がない場合、前記変換テーブル履歴を参照して前記変換テーブルを生成して提案する、
     請求項1に記載の医療システム。
  3.  前記制御部は、前記使用者が操作した前記操作装置の操作履歴を、前記使用者識別情報と前記処置具識別情報と前記操作装置識別情報とともに記憶し、
     前記操作履歴に基づいて、複数の前記操作部における操作回数の偏りが小さくなるように、もしくは、操作回数の総数が少なくなるように、前記変換テーブルを生成して提案する、
     請求項1または請求項2に記載の医療システム。
  4.  前記操作装置に対する操作入力がない期間が所定期間を超えた場合、前記変換テーブルを再び生成して提案する、
     請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の医療システム。
  5.  内視鏡をさらに備え、
     前記内視鏡と前記処置具の相対位置関係を参照して、前記変換テーブルを生成して提案する、
     請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の医療システム。
  6.  内視鏡と、前記内視鏡が撮像した画像を表示する表示部と、をさらに備え、
     前記操作装置に対する操作入力がない期間が所定期間を超えた場合、撮像された前記処置具の前記被操作部に対応する前記操作部の識別表示を、前記被操作部が撮像される位置に重畳表示する、
     請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の医療システム。
  7.  画像を表示する表示部をさらに備え、
     前記変換テーブルを生成して提案する際に、生成する前記変換テーブルに基づいて動作する前記処置具の疑似画像を、前記表示部に表示する、
     請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の医療システム。
  8. 処置具の被操作部と、前記処置具の操作を受け付ける操作装置の操作部と、を対応付ける変換テーブルを、前記処置具の使用者の使用者識別情報と、前記処置具の処置具識別情報と、前記操作装置の操作装置識別情報と、ともに変換テーブル履歴として記憶する変換テーブル記憶工程と、
    前記変換テーブル履歴を参照して前記変換テーブルを生成して提案する変換テーブル提案工程と、を備える、
    医療システムの作動方法。
  9. 前記使用者が操作した前記操作装置の操作履歴を、前記使用者識別情報と前記処置具識別情報と操作装置識別情報とともに記憶する操作履歴記憶工程をさらに備え、
    前記変換テーブル提案工程は、前記操作履歴に基づいて、複数の前記操作部における操作回数の偏りが小さくなるように、もしくは、操作回数の総数が少なくなるように、前記変換テーブルを生成する提案する、
    請求項8に記載の医療システムの作動方法。
  10. 前記変換テーブル提案工程は、前記操作装置に対する操作入力がない期間が所定期間を超えた場合、前記変換テーブルを再び生成して提案する、
    請求項8または請求項9に記載の医療システムの作動方法。
  11. 前記変換テーブル提案工程は、内視鏡と前記処置具の相対位置関係を参照して、前記変換テーブルを生成して提案する、
    請求項8から請求項10のいずれか一項に記載の医療システムの作動方法。
  12. 前記操作装置に対する操作入力がない期間が所定期間を超えた場合、内視鏡に撮像された前記処置具の前記被操作部に対応する前記操作部の識別表示を、前記被操作部が撮像される位置に重畳表示する対応付け表示工程をさらに有する、
    請求項8から請求項10のいずれか一項に記載の医療システムの作動方法。
  13. 前記変換テーブルを生成して提案する際に、生成する前記変換テーブルに基づいて動作する前記処置具の疑似画像を表示部に表示するインタラクティブ表示工程をさらに有する、
    請求項8から請求項12のいずれか一項に記載の医療システムの作動方法。
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