WO2018225818A1 - 遠隔操作装置、表示装置、遠隔操作システム、手術支援システムおよび遠隔操作装置の表示装置の交換方法 - Google Patents

遠隔操作装置、表示装置、遠隔操作システム、手術支援システムおよび遠隔操作装置の表示装置の交換方法 Download PDF

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WO2018225818A1
WO2018225818A1 PCT/JP2018/021843 JP2018021843W WO2018225818A1 WO 2018225818 A1 WO2018225818 A1 WO 2018225818A1 JP 2018021843 W JP2018021843 W JP 2018021843W WO 2018225818 A1 WO2018225818 A1 WO 2018225818A1
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WO
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remote control
display unit
control device
scope
type display
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/021843
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English (en)
French (fr)
Inventor
一樹 石原
徹弥 中西
志郎 堀田
Original Assignee
株式会社メディカロイド
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Publication date
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30Surgical robots
    • A61B34/35Surgical robots for telesurgery
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/60Supports for surgeons, e.g. chairs or hand supports
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J3/00Manipulators of master-slave type, i.e. both controlling unit and controlled unit perform corresponding spatial movements

Definitions

  • the present invention relates to a remote operation device, a display device, a remote operation system, a surgical operation support system, and a method for replacing the display device of the remote operation device, and more particularly to a remote operation device for operating a medical instrument, such a remote operation device.
  • the present invention relates to a display device used and a method for replacing the display device of such a remote control device.
  • U.S. Pat. No. 8,638,056 discloses a surgical instrument remote control device provided with a viewer that fills the operator's face and looks into it in order to increase the operator's immersive feeling.
  • International Publication No. 2014/151621 and Japanese Translation of PCT International Publication No. 2008-541797 disclose a surgical instrument remote control device provided with an open display instead of an immersive viewer.
  • US Pat. No. 8,638,056 is a remote control device having an immersive display
  • International Publication No. 2014/151621 and JP 2008-541797 are remote control devices having an open display.
  • the remote control devices disclosed in US Pat. No. 8,638,056, International Publication No. 2014/151621, and Japanese Translation of PCT International Publication No. 2008-541797 are configured with only an immersive remote control device or an open remote control device. It had been. For this reason, the user has only the choice of which type of remote control device to use.
  • the present invention provides a remote operation device, a display device, a remote operation system, a surgical operation support system, and a method for exchanging the display device of the remote operation device, which can improve the versatility of the display unit.
  • a remote operation device comprising: an operation handle for remotely operating a medical instrument; and a mounted portion to which a scope type display unit and a non-scope type display unit are selectively detachably attached.
  • the scope type display unit is, for example, a peeping type display unit.
  • the non-scope type display unit is a concept including an open type display unit having a flat screen that is not a peeping type like a display of a normal personal computer.
  • a remote device capable of improving versatility and expandability with respect to a display unit is provided. can do.
  • FIG. 10 is a view showing a remote control device according to a first modification of the first to third embodiments.
  • FIG. 10 is a view showing a remote control device according to a second modification of the first to third embodiments.
  • the remote control device 100 is provided to remotely control a medical instrument provided in a patient-side system 200.
  • the remote control device 100 sends the operation mode command to the patient via the controller 206.
  • the patient-side system 200 operates a surgical instrument (surgical instrument) or a medical instrument such as an endoscope that is held by the surgical manipulator 201.
  • the surgery support system includes a remote control device 100 and a patient side system 200 having a surgery manipulator 201.
  • the patient side system 200 constitutes an interface for performing an operation on the patient P.
  • the patient side system 200 is arranged beside the operating table 300 on which the patient P lies.
  • the patient-side system 200 includes a plurality of surgical manipulators 201, and one of the surgical manipulators 201 grips the endoscope 201b, and the other surgical manipulator 201 grips a surgical instrument (instrument 201a).
  • the surgical manipulator 201 that holds the surgical instrument (instrument 201a) functions as the instrument arm 201A
  • the surgical manipulator 201 that holds the endoscope 201b functions as the camera arm 201B.
  • Each instrument arm 201A and camera arm 201B are supported in common by the platform 203.
  • the plurality of surgical manipulators 201 have a plurality of joints, and each joint is provided with a drive unit including a servo motor and a position detector such as an encoder.
  • the surgical manipulator 201 is configured so that a medical instrument attached to the surgical manipulator 201 is controlled to perform a desired operation by a drive signal given through the controller 206.
  • the platform 203 is supported by a positioner 202 placed on the floor of the operating room.
  • a column part 204 having a lifting shaft that can be adjusted in the vertical direction is connected to a base 205 that includes wheels and is movable on the floor surface.
  • the instrument arm 201A detachably holds an instrument 201a as a medical instrument at the tip.
  • the instrument 201a includes a housing attached to the instrument arm 201A and an end effector provided at the distal end of an elongated shaft. Examples of the end effector include, but are not limited to, grasping forceps, scissors, hook, high-frequency knife, snare wire, clamp, and stapler, and various treatment tools can be applied.
  • the instrument arm 201A is introduced into the body of the patient P via a cannula (trocar) placed on the body surface of the patient P, and the end effector of the instrument 201a is operated at the surgical site. It is arranged in the vicinity of
  • the endoscope 201b (see FIG. 4) as a medical instrument is detachably attached to the camera arm 201B at the distal end.
  • the endoscope 201b captures the inside of the body cavity of the patient P, and the captured image is output to the remote operation device 100.
  • a 3D endoscope or a 2D endoscope that can capture a three-dimensional image is used as the endoscope 201b.
  • the camera arm 201B is introduced into the body of the patient P via a trocar placed on the body surface of the patient P, and the endoscope 201b is disposed in the vicinity of the surgical site.
  • the endoscope 201b is an example of the “imaging unit” in the claims.
  • the remote operation device 100 constitutes an interface with the operator O.
  • the remote operation device 100 is a device for the operator O to operate a medical instrument held by the surgical manipulator 201. That is, the remote control device 100 is configured to be able to transmit an operation mode command to be executed by the instrument 201a and the endoscope 201b input by the operator O to the patient side system 200 via the controller 206. .
  • the remote control device 100 is installed beside the operating table 300 so that the state of the patient P can be seen well while operating the master, for example.
  • the remote control device 100 can be installed in a room different from the operating room in which the operating table 300 is installed, for example, by transmitting an operation mode command wirelessly.
  • the operation mode to be executed by the instrument 201a is a mode of operation realized by the operation (a series of positions and postures) of the instrument 201a and the individual functions of the instrument 201a.
  • the operation mode to be executed by the instrument 201a is the roll rotation position and the pitch rotation position of the wrist of the end effector, and the operation of opening and closing the jaw. is there.
  • the operation mode to be executed by the instrument 201a may be a vibration operation of the high-frequency knife, specifically, a current supply to the high-frequency knife.
  • the operation mode to be executed by the instrument 201a may be a binding operation and a releasing operation of the binding state. Further, it may be an operation of burning the surgical target site by supplying a current to the bipolar or monopolar.
  • the operation mode to be executed by the endoscope 201b is, for example, the setting of the position and posture of the distal end of the endoscope 201b or the zoom magnification.
  • the remote operation device 100 is provided with a cover 101 as shown in FIG.
  • the cover 101 is provided so as to cover the side surface in the left-right direction (X direction), the side surface on the back surface (Y2 direction), and the top surface (surface on the Z1 direction side) of the remote control device 100. 2 and subsequent figures show the remote control device 100 with the cover 101 removed for convenience.
  • the remote operation device 100 includes an operation handle 1, an operation pedal 2, a display unit support arm 4 that supports the display device 3, an armrest 5 that supports the arm of the operator O, A control device 6 and a base 7 are provided.
  • the remote control device 100 is configured such that the scope-type display unit 3a and the non-scope-type display unit 3b as the display device 3 are selectively detachably attached. Therefore, when the scope type display unit 3a is attached to the remote control device 100, the operator O can perform an operation while obtaining an immersive feeling by looking into the scope type display unit 3a. Thereby, the immersive remote control device 100 can be provided.
  • the remote operation system includes a remote operation device 100 and a display device 3.
  • the remote control device has versatility and expandability with respect to the display unit, it has the advantage that even if the display unit fails or is damaged, only the display unit needs to be repaired, and the entire device need not be replaced.
  • the display unit can be upgraded without replacing the entire apparatus each time a high-definition / high-quality display unit is developed.
  • the operator also has the advantage of being able to select a display unit of a preferred manufacturer / specification (size, shape, operation panel, etc.).
  • the operation handle 1 is provided for remotely operating a medical instrument held by the surgical manipulator 201. Specifically, the operation handle 1 receives an operation by the operator O for operating a medical instrument (instrument 201a, endoscope 201b).
  • a pair of operation handles 1 are provided along the X direction. That is, the X2 direction side (right side) operation handle 1 of the pair of operation handles 1 is operated by the right hand of the operator O, and the X1 direction side (left side) operation handle 1 of the pair of operation handles 1 is operated. It is operated by the left hand of the person O.
  • the remote operation device 100 and the patient side system 200 constitute a master-slave type system in controlling the operation of the instrument arm 201A and the camera arm 201B. That is, the operation handle 1 constitutes a master side operation unit in a master-slave type system, and the instrument arm 201A and the camera arm 201B that hold a medical instrument constitute a slave side operation unit.
  • the movement of the operation handle 1 is caused by the tip of the instrument arm 201A (end effector of the instrument 201a) or the tip of the camera arm 201B (endoscope 201b).
  • the operation of the instrument arm 201A or the camera arm 201B is controlled so as to trace and move.
  • the patient-side system 200 is configured to control the operation of the instrument arm 201A according to the set operation magnification. For example, when the operation magnification is set to 1 ⁇ 2, the end effector of the instrument 201a is controlled to move a movement distance that is 1 ⁇ 2 of the movement distance of the operation handle 1. As a result, precise surgery can be performed accurately.
  • the operation handle 1 is attached to the base 7 and is formed to extend in the Y direction toward the operator O.
  • the operation pedal 2 includes a pedal that can be operated by the foot of the operator O.
  • a specific function is assigned to each pedal, and in one function, a switching command for switching an object controlled by the operation handle 1 between the plurality of instrument arms 201A and the camera arm 201B can be input. Accordingly, when it is desired to change the field of view during the operation, the operation pedal 2 is operated, the object controlled by the operation handle 1 is switched from the instrument arm 201A to the camera arm 201B, and the operation handle 1 is operated.
  • the endoscope 201b can be moved. After moving the endoscope 201b, the operation pedal 2 can be operated again to return the object controlled by the operation handle 1 from the camera arm 201B to the instrument arm 201A, and the operation can be continued.
  • the operation pedal 2 is provided below so that it can be operated with a foot.
  • the operation pedal 2 is configured to be movable in the Y direction.
  • the operation pedal 2 it is possible to input an operation instruction by the instrument 201a attached to the tip of the instrument arm 201A.
  • the operation pedal 2 can input an operation for cutting or coagulating a surgical site by the instrument 201a.
  • a cutting voltage or a coagulation voltage is applied to the instrument 201a.
  • the display device 3 can display an image captured by the endoscope 201b.
  • the display device 3 includes a scope type display unit 3a or a non-scope type display unit 3b.
  • the scope type display unit 3 a and the non-scope type display unit 3 b are configured to be selectively attached to the remote operation device 100.
  • the scope type display unit 3 a includes a display 31 a, a gripping unit 32, and a mounting unit 33.
  • the non-scope type display unit 3b includes a display 31b, a holding unit 32, and a mounting unit 33, as shown in FIG.
  • the mounting portion 33 of the scope type display unit 3 a or the non-scope type display unit 3 b is configured to be attached to the mounted portion 41 of the display unit support arm 4 of the remote operation device 100. That is, the scope type display unit 3 a or the non-scope type display unit 3 b attached to the remote control device 100 is configured to be supported by the display unit support arm 4.
  • the display device 3 includes a terminal 34 as shown in FIG.
  • the terminal 34 is a terminal capable of transmitting video such as an SDI (serial digital interface) terminal, an analog component terminal, an HDMI (registered trademark) (high definition multimedia interface) terminal, a USB (universal serial bus) terminal, and the like. including.
  • the terminal 34 is connected to the control device 6. That is, image information is transmitted from the control device 6 to the display device 3 by connecting a connection line to the terminal 34. Further, the display device 3 can be removed from the remote operation device 100 by removing the connection line from the terminal 34.
  • a 3D image captured by the endoscope 201b held by the camera arm 201B of the patient side system 200 is displayed. Even when the non-scope type display unit 3b is attached, a 3D image captured by the endoscope 201b provided in the patient side system 200 is displayed. When the non-scope type display unit 3b is attached, a 2D image captured by the endoscope 201b provided in the patient side system 200 may be displayed.
  • the scope type display unit 3a is a viewer that the operator O looks into.
  • the scope type display unit 3a displays an image for the right eye and an image for the left eye of the operator O, respectively.
  • the scope type display unit 3a is, for example, a stereoscope. That is, the display 31a includes a left-eye display and a right-eye display. Also, by looking into the display 31a, the left eye cannot see the right eye display, and the right eye cannot see the left eye display.
  • the display 31a is configured by a liquid crystal display, an organic EL display, or the like. A projection display may be used as the display 31a.
  • the non-scope type display unit 3b is an open type display unit that can be seen without looking into it.
  • the non-scope type display unit 3b is a direct view type display unit. That is, the display 31b of the non-scope type display unit 3b has a screen having a flat surface or a curved surface.
  • a display with a diagonal line of 10 inches to 90 inches can be used, but considering the balance between ensuring sufficient visibility of the operative field and being easily replaceable, it is about 15 inches to 35 inches. Is appropriate.
  • the display 31b is configured by a liquid crystal display, an organic EL display, or the like. Further, a projection display may be used as the display 31b.
  • a known stereoscopic method such as a method using a polarizing glass or a method using an active shutter glass may be applied in order for the operator O to view the image captured by the endoscope 201b in a three-dimensional manner.
  • the grip portion 32 is gripped when the display device 3 is attached, detached, or moved.
  • the grip portion 32 can be gripped with one hand.
  • the display device 3 can be attached to and detached from the remote control device 100 or moved while the display device 3 is supported.
  • the grip portion 32 has a handle shape, a concave shape, a convex shape, or the like.
  • the grip portion 32 is provided on the side surface or the back surface of the display device 3 so as not to interfere with the visual recognition of the display 31a (31b).
  • the grip portion 32 can be gripped with one hand, but a plurality of grip portions 32 may be provided.
  • gripping portions 32 may be provided on both sides of the display device 3 so that an operator sitting in front can grip with either the right hand or the left hand.
  • the mounting portion 33 is attached to the mounted portion 41 of the display unit support arm 4. That is, the attached portion 41 is attached so that the scope-type display portion 3a and the non-scope-type display portion 3b can be selectively attached and detached.
  • the mounting portion 33 includes an engaging portion 331 as in the first example shown in FIG.
  • the mounted portion 41 includes a lock release button 411 and an engaging portion 412.
  • the engaging portion 331 of the mounting portion 33 and the engaging portion 412 of the mounted portion 41 are engaged, and the mounted portion 41 of the display unit support arm 4 is engaged.
  • the mounting portion 33 is fixed. Thereby, the display device 3 is fixed and supported by the display unit support arm 4. That is, the engaging portion 331 and the engaging portion 412 constitute a lock mechanism for fixing the display device 3 (scope type display portion 3a or non-scope type display portion 3b).
  • the lock release button 411 when the lock release button 411 is pressed downward, the engaging portion 412 moves, and the engagement between the engaging portion 331 and the engaging portion 412 is released. Thereby, the fixed state (locked state) of the mounting portion 33 with respect to the mounted portion 41 is released. That is, the lock release button 411 functions as a lock release mechanism that releases the fixed state by the lock mechanism configured by the engagement portion 331 and the engagement portion 412.
  • the lock release mechanism is configured to release the fixed state by the lock mechanism by the action of a downward force in the vertical direction. Thereby, the locked state by the lock mechanism can be easily released by the lock release mechanism.
  • the display device 3 is detached from the remote operation device 100 by causing the grip portion 32 of the display device 3 to act on the upper side in the vertical direction while the unlocking mechanism is acting on the lower side in the vertical direction. It is. As a result, the display device 3 is removed while applying the forces in the opposite directions of the release operation downward in the vertical direction and the lifting of the operation unit upward in the vertical direction, so that the display device can be stably and safely removed. . Since the display device 3 can be detached from the display unit support arm 4 in the upward direction, the display device 3 can be detached without interfering with the operation handle 1 positioned below.
  • the lock mechanism and unlock mechanism may have other configurations.
  • the second example shown in FIG. 6 may be used.
  • the mounting part 33 includes an engaging part 332 as in the second example shown in FIG.
  • the mounted part 41 includes an engaged part 413.
  • FIG. 6A in the fixed state, the engaging portion 332 of the mounting portion 33 and the engaged portion 413 of the mounted portion 41 are engaged, and the mounted portion 41 of the display unit support arm 4 is engaged.
  • the mounting portion 33 is fixed to the housing.
  • the engaging portion 332 sandwiches and engages the engaged portion 413.
  • the display device 3 is fixed and supported by the display unit support arm 4. That is, the engaging portion 332 and the engaged portion 413 constitute a lock mechanism for fixing the display device 3 (scope type display portion 3a or non-scope type display portion 3b).
  • the display device 3 is detached from the remote operation device 100 by causing the grip portion 32 of the display device 3 to act on the upper side in the vertical direction when the fixed state is released.
  • the lock mechanism and the lock release mechanism may have other configurations.
  • a third example shown in FIG. 7 may be used.
  • the mounting portion 33 includes a notch 333 as in the third example shown in FIG.
  • the mounted portion 41 includes a lock release button 414, a fitting portion 415, and an engaging portion 416.
  • the lock release button 414 is urged vertically upward by a spring or the like, and the engagement portion 416 is urged away from the fitting portion 415 in the horizontal direction.
  • the movement in the vertical direction and the movement in the horizontal direction of the engaging portion 416 are mechanisms that move in conjunction with each other by a gear or the like.
  • the notch 333 of the mounting portion 33 and the engaging portion 416 of the mounted portion 41 are engaged, and the mounting portion 33 is fixed to the mounted portion 41 of the display unit support arm 4.
  • the display device 3 is fixed and supported by the display unit support arm 4. That is, the notch 333 and the engaging portion 416 constitute a lock mechanism for fixing the display device 3 (scope type display unit 3a or non-scope type display unit 3b).
  • the lock release button 414 when the lock release button 414 is pressed downward, the fitting portion 415 moves downward. In conjunction with this, the engaging portion 416 moves in a direction approaching the fitting portion 415, and the engaging portion 416 is fitted into the fitting portion 415. Thereby, the engagement between the notch 333 and the engaging portion 416 is released. As a result, the fixed state (locked state) of the mounting portion 33 with respect to the mounted portion 41 is released. That is, the lock release button 414 functions as a lock release mechanism that releases the fixed state by the lock mechanism configured by the notch 333 and the engaging portion 416. The lock release mechanism is configured to release the fixed state by the lock mechanism by the action of a downward force in the vertical direction.
  • the display device 3 is detached from the remote operation device 100 by causing the grip portion 32 of the display device 3 to act on the upper side in the vertical direction when the fixed state is released.
  • the engaging part 416 Since the engaging part 416 has an inclined surface whose lower dimension is larger than the upper dimension, when the attaching part 33 is pushed downward in the vertical direction with respect to the attached part 41, the attaching part 33 is engaged. When the engaging portion 416 is pushed toward the fitting portion 415 in the horizontal direction by contacting the inclined surface of the portion 416 and moved to a predetermined position, the engaging portion 416 is fitted into the notch 333 and locked. .
  • the display unit support arm 4 is configured to support the display device 3 as shown in FIGS.
  • the display unit support arm 4 includes a mounted portion 41 and arm portions 42 and 43.
  • the display unit support arm 4 is provided with a mounted portion 41 at one end and is supported by the base 7 at the other end.
  • the display unit support arm 4 supports the mounted portion 41 so as to be rotatable about vertical rotation axes A1, A2 and A3. That is, the mounted portion 41 is supported by a support member having a vertical rotation axis with three degrees of freedom.
  • the arm portion 43 is supported so as to be rotatable in the horizontal direction with respect to the base 7 about the rotation axis A1.
  • the arm portion 42 is supported so as to be rotatable in the horizontal direction with respect to the arm portion 43 around the rotation axis A2.
  • the mounted portion 41 is supported so as to be rotatable in the horizontal direction with respect to the arm portion 42 about the rotation axis A3.
  • the display 31a when the scope type display unit 3a is attached to the remote control device 100, the display 31a is configured to tilt and rotate with respect to a horizontal rotation axis B1 substantially orthogonal to the rotation axis A3.
  • the display 31b is configured to tilt and rotate with respect to a horizontal rotation axis B2 substantially orthogonal to the rotation axis A3.
  • the elevation angle and depression angle of the display device 3 mounted on the mounted portion 41 can be adjusted.
  • the display unit support arm 4 may be manually changed in posture by the operator O or another person, or provided with a drive unit including a motor, an encoder, and a brake to control the operation and change the posture. Also good.
  • the armrest 5 is configured to support the arm of the operator O.
  • the armrest 5 includes an arm support portion 51 and a pair of connection portions 52.
  • the arm support portion 51 is disposed on the front side (Y1 direction side) of the operation handle 1 and is configured to support the arm of the operator O. Thereby, since the arm of the operator O can be stabilized, the operation of the operation handle 1 by the operator O can be performed stably. That is, even when the end effector is moved finely, the operator O can perform the operation while stabilizing the armrest 5 by leaning the armrest 5 on the elbow or the like. Further, even when the operation takes a long time, the burden on the operator O can be reduced.
  • the arm support portion 51 is formed to extend in the X direction. A pair of connection parts 52 are provided.
  • connection parts 52 are respectively provided at both ends of the arm support part 51 so as to sandwich the arm support part 51 in the X direction.
  • the connection part 52 is configured to support the arm support part 51.
  • the connection part 52 is formed so that it may extend in a Y direction. That is, the connecting portion 52 has an end portion in the Y1 direction connected to the arm support portion 51 and an end portion in the Y2 direction connected to the base 7.
  • the connection part 52 is formed so that it may extend upwards along the near side (Y1 direction side) from the back side (Y2 direction side).
  • the control device 6 includes, for example, a control unit 61 having a computing unit such as a CPU, a storage unit 62 having a memory such as a ROM and a RAM, and an image control unit 63.
  • the control device 6 may be configured by a single control device that performs centralized control, or may be configured by a plurality of control devices that perform distributed control in cooperation with each other.
  • the control unit 61 is an operation mode command to be executed by the instrument 201a according to the switching state of the operation pedal 2 or the operation mode command input by the operation handle 1 or by the endoscope 201b. It is determined whether the operation mode command is to be executed.
  • the control unit 61 transmits the operation mode command to the instrument arm 201A. .
  • the instrument arm 201A is driven, and the operation of the instrument 201a attached to the instrument arm 201A is controlled by this driving.
  • control unit 61 determines that the operation mode command input to the operation handle 1 is an operation mode command to be executed by the endoscope 201b, the control unit 61 transmits the operation mode command to the camera arm 201B. Accordingly, the camera arm 201B is driven, and the operation of the endoscope 201b attached to the camera arm 201B is controlled by this driving.
  • a control program corresponding to the type of the instrument 201a is stored in the storage unit 62, and the control unit 61 reads out the control program according to the type of the attached instrument 201a, thereby enabling remote operation.
  • the operation command of the operation handle 1 and / or the operation pedal 2 of the apparatus 100 can be operated in accordance with the individual instrument 201a.
  • the image control unit 63 transmits the image acquired by the endoscope 201b to the terminal 34 of the display device 3.
  • the image control unit 63 performs image processing correction processing as necessary.
  • the remote operation device 400 is configured to be able to move the position of the operation handle 1 in the vertical direction as shown in FIGS. 9 and 10.
  • the remote operation device 400 according to the second embodiment further includes a posture operation unit 8 and a vertical direction drive unit 9. That is, the posture operation unit 8 receives an operation for moving the position of the operation handle 1 in the vertical direction. Based on the operation received by the posture operation unit 8, the operation handle 1 is moved up and down by the vertical direction drive unit 9.
  • the remote operation device 400 is configured such that the scope-type display unit 3a and the non-scope-type display unit 3b as the display device 3 are selectively detachably attached.
  • the remote control device 400 that is versatile with respect to the display unit can be provided.
  • the remote operation device 400 has an operation handle such that the operation area of the operation handle 1 is within a clean area set to a predetermined height H or higher from the floor surface on which the remote operation device 400 is installed.
  • 1 and 2nd form (refer FIG. 10) which hold
  • the remote operation device 400 is suitable for operating the operation handle 1 in a first form posture suitable for operating the operation handle 1 in a state where the operator O is standing and in a state where the operator O is sitting. It is possible to adopt a posture with the second form.
  • a clean operation is performed in order to prevent the part opened by surgery and the medical device from being contaminated by pathogenic bacteria or foreign substances.
  • a clean area and a contaminated area other than the clean area are set.
  • the area from the floor surface where there is a high possibility that foreign matter such as dust or dust has fallen to a certain height H is treated as a contaminated area, and is excluded from the clean area.
  • This area is, for example, an area from the floor surface to a height of about 70 cm. That is, for example, an area having a height of about 70 cm or more from the floor surface on which the remote control device 400 is installed is set as the clean area.
  • the posture operation unit 8 is configured to receive an operation for moving the operation handle 1, the display device 3 supported by the display unit support arm 4, and the armrest 5 up and down.
  • the posture operation unit 8 is configured to receive an operation for moving the operation pedal 2 in the front-rear direction (Y direction). That is, the posture operation unit 8 is configured to receive an operation for deforming the remote operation device 400 between the first posture and the second posture.
  • the posture operation unit 8 is an operation unit that can input a posture change command for changing the posture of the remote operation device 400 between a standing position (first posture) and a sitting position (second posture).
  • the posture operation unit 8 has a plurality of operation buttons.
  • the vertical direction drive unit 9 is configured to move the operation handle 1, the display device 3 supported by the display unit support arm 4, and the armrest 5 in the vertical direction. Specifically, the vertical direction drive unit 9 is formed to extend in the vertical direction. The vertical drive unit 9 is configured to move the operation handle 1, the display device 3 (display unit support arm 4), and the armrest 5 all at once in the vertical direction.
  • the vertical direction drive unit 9 includes, for example, a motor and an encoder, and is driven based on a command from the posture operation unit 8. Further, the vertical driving unit 9 is supported by the base 7.
  • the vertical direction drive part 9 is arrange
  • the display device 3 is moved in the vertical direction by the vertical direction drive unit 9 and is supported by the display unit support arm 4 so as to be rotatable by three vertical rotation axes A1 to A3. It can move according to the degree of freedom. That is, the mounted portion 41 to which the display device 3 is attached is supported by a support member having a rotation axis and a vertical movement axis with four degrees of freedom.
  • the operating handle 1 when the position of the remote control device 400 is the standing position (first position), the operating handle 1 is positioned at the neutral position with the operator O bending up at a substantially right angle.
  • the operation handle 1 is set so as to be positioned at a height suitable for gripping.
  • the display device 3 is positioned at a height position suitable for the operator O in a standing state to visually recognize the display device 3.
  • the scope type display unit 3a when the scope type display unit 3a is attached, the scope type display unit 3a is set so as to be at the eye height of the operator O.
  • the operation handle is in the standing adaptive form (first posture).
  • region can be comprised so that the whole may be settled in the clean area 70 cm or more from a floor surface.
  • the operation pedal 2 is moved to the front side (Y1 direction side) of the remote operation device 400. That is, the operation pedal 2 is moved to a position where the foot reaches the operation pedal 2 when the operator O in a standing state touches the operation handle 1.
  • the operator O sitting in the chair is positioned at the neutral position with his arm bent at a substantially right angle.
  • the operation handle 1 is set so as to be positioned at a height suitable for gripping 1.
  • the display device 3 is set to be positioned at a height suitable for the operator O sitting in a chair to visually recognize the display device 3.
  • the scope type display unit 3a is set so as to be at the eye height of the operator O. In the operation for a long time, the operator O can reduce the accumulation of fatigue of the operator O by performing the operation in the sitting position.
  • the operating handle 1 In the operating room, when an area from the floor surface to a height H of 70 cm is set as a contaminated area, the operating handle 1 is set in the sitting position adaptation mode (second posture) when designed based on a human model in ergonomics.
  • the operation area is at least partially located in the contaminated area.
  • the operation pedal 2 is moved to the rear side (Y2 direction side) of the remote operation device 400. That is, the operation pedal 2 is moved to a position where the foot reaches the operation pedal 2 when the operator O sitting on the chair touches the operation handle 1.
  • the operation pedal 2 is configured to be able to move 300 mm or more in the front-rear direction (Y direction).
  • the operation pedal 2 is configured to be able to move 350 mm or more in the front-rear direction (Y direction). Thereby, the operation pedal 2 can be easily moved to a position suitable for each of the first posture and the second posture.
  • JIS Z8503-4 2006 (ISO 11064-4: 2004)
  • Part 4 Workstation
  • the operation area is defined as 15 cm above and below the neutral position, that is, the dimension in the height direction of the operation area is defined as 30 cm. This is defined on the basis of the dimension in the height direction of the operation region of the surgical instrument and the operation magnification of the operation handle 1 set in order to keep the operability of the surgical instrument favorable during laparoscopic surgery.
  • the dimension of the operation region of the set surgical tool in the height direction is 30 cm, and the operation magnification of the operation handle 1 is 1 ⁇ 2. Therefore, the dimension in the height direction of the operation area derived based on the dimension in the height direction of the operation area of the surgical instrument and the operation magnification of the operation handle 1 is 30 cm.
  • FIG. 11A is a diagram showing a model of the operator O, and is a diagram showing a model of the large operator O1.
  • FIG. 11B is a diagram illustrating a model of the operator O, and is a diagram illustrating a model of the small operator O2.
  • German male body data was used as a model for a large operator O1.
  • the fifth model from the top stands upright (standing position) with the arm bent at a right angle and holding the operation handle 1 positioned at the neutral position of the operation area.
  • the height position of the operation handle 1 is about 1176 mm
  • the lower limit of the height position of the operation area is about 1026 mm
  • the upper limit is about 1326 mm.
  • the height of the operation handle 1 when the arm is bent at right angles and the operation handle 1 positioned at the neutral position of the operation region is gripped is about 703 mm
  • the lower limit of the height position of the operation region is about 703 mm. It is 553 mm and the upper limit is about 853 mm.
  • Japanese female body data was used as a model for the small operator O2.
  • Operation handle 1 when grasping the operation handle 1 positioned at the neutral position of the operation region by bending the arm at a right angle with the fifth model from the bottom standing up out of 100 randomly selected Japanese female models The height position is about 992 mm, the lower limit of the height position of the operation region is about 842 mm, and the upper limit is about 1142 mm.
  • the height position of the operation handle 1 when the operator grips the operation handle 1 positioned at the neutral position by bending the arm at a right angle while sitting is about 643 mm, and the lower limit of the height position of the operation region is about The upper limit is about 793 mm.
  • the height position of the operation handle 1 that allows a plurality of operators O with different physiques to take a standing and sitting posture without problems is as follows.
  • the height position of the operation handle 1 positioned at the neutral position of the operation region in the standing position adaptive form may be set to about 99 cm or more corresponding to the model of the small operator O2 in the standing position. preferable.
  • the lower limit of the height position of the operation region of the operation handle 1 in the standing position adaptation mode is 84 cm or more as described above. .
  • the height position of the operation handle 1 positioned at the neutral position in the standing position adaptation mode (first state) is set to 85 cm or more.
  • the lower limit of the height position of the operation region of the operation handle 1 in the standing position adaptation mode is 70 cm or more.
  • the operation area can be stored in a clean area.
  • the body position can be set by setting the lower limit of the height position of the operation area to 70 cm. Many more operators O having disparities can comfortably operate the operation handle 1 in a standing position.
  • the height position of the operation handle 1 positioned at the neutral position of the operation region in the sitting position adaptation mode (second state) is set to about 64 cm or more corresponding to the model of the small operator O2 in the sitting position. .
  • the height position of the operation handle 1 positioned at the neutral position of the operation region in the sitting position adaptation mode is set to about 64 cm or more corresponding to the model of the small operator O2 in the sitting position.
  • the displacement (adjustment width) of the height of the operation handle 1 when the remote operation device 100 is changed between the standing adaptive configuration and the sitting adaptive configuration is a model of the small operator O2 standing. Is about 99 cm, which is the difference between the height position of the operation handle 1 located in the neutral position corresponding to the height of about 99 cm and the height position of the operation handle 1 located in the neutral position corresponding to the model of the small operator O2 in the sitting position. It is preferable to secure 35 cm or more.
  • the displacement of the height position of the operation handle 1 when the remote control device 100 is changed between the standing position adaptive form and the sitting position adapted form is a neutral position corresponding to the model of the operator O1 who is standing upright.
  • a model of the operator O1 who is in a sitting position with a height position of about 118 cm (in this model, the position where the height position of the operation handle 1 positioned at the neutral position in the standing position adaptation position is maximum) and the sitting position. It is preferable to secure about 48 cm or more which is a difference from the height position of about 70 cm of the operation handle 1 located at the neutral position corresponding to the above.
  • the adjustment width of the height position of the operation handle 1 when transiting between the standing adaptive form and the sitting adaptive form is ensured in order to match the physique of the operator O in the standing adaptive form. It is desirable to set the adjustment width (for example, the height of the operation handle 1 positioned at the neutral position corresponding to the model of the large operator O1 and the operation handle 1 positioned at the neutral position corresponding to the model of the small operator O2).
  • the difference between the height position of the operation handle 1 positioned at the position of the control handle 1 and the height position of the operation handle 1 positioned at the neutral position corresponding to the model of the small operator O2 is greater than about 6 cm).
  • the position of the operation handle 1 When the position of the operation handle 1 is set to be higher than the height position of about 118 cm of the operation handle 1 located at the neutral position corresponding to the model of the large operator O1 in the standing position, this adjustment range is further expanded. Will be. And it is preferable to ensure 50 cm or more from the height position of the position of the operation handle 1 in the standing position adaptation mode. Further, the displacement of the height position of the operation handle 1 when the remote operation device 100 is transitioned between the standing adaptive configuration and the sitting adaptive configuration is a neutral position corresponding to the model of the operator O1 who is standing upright.
  • the height of the operation handle 1 located at about 118 cm and the height of about 64 cm of the operation handle 1 located at the neutral position corresponding to the model of the small operator O2 in the sitting position are secured at about 54 cm or more. It is preferable to keep it.
  • the vertical width is considered to be 30 cm this time, but the design may be changed in consideration of the size of the operation handle 1 such as 20 cm, 25 cm, or 35 cm.
  • a plurality of display devices 3 are attached to the remote control device 500 of the third embodiment as shown in FIG.
  • both the scope type display unit 3 a and the non-scope type display unit 3 b as the display device 3 are attached to the remote operation device 500.
  • the two display devices 3 are arranged side by side in the left-right direction (X direction).
  • the remote operation device 500 is provided with a plurality (two) of mounted parts 41.
  • the remote control device 500 is provided with a plurality (two) of display unit support arms 4.
  • a mounted portion 41 is provided at the tip of each of the plurality of display unit support arms 4.
  • the non-scope type display unit 3b used on one side displays at least one of a previously acquired patient image, information indicating a surgical condition, and operation information. For example, an X-ray captured image or a magnetic resonance image captured in advance is displayed on the one non-scope type display unit 3b.
  • the other (the other) scope-type or non-scope-type display unit displays a 3D image acquired from the endoscope.
  • the operator O refers to at least one auxiliary information among the patient image, the information indicating the operation state, and the operation information acquired in advance as needed while mainly viewing the endoscopic image of the other display unit.
  • versatility and expandability can be further expanded, for example, surgery can be performed.
  • the remote control device 500 is configured such that the scope-type display unit 3a or the non-scope-type display unit 3b is selectively detachably attached as the main display device 3.
  • a non-scope type display unit 3b is attached as an auxiliary display device.
  • auxiliary information can be referred to while either an immersive remote control device or an open remote control device can be selected.
  • a plurality of mounted parts are provided, it is possible to freely select whether the main display device is installed on the left or right side.
  • the non-scope type display device is used on one side.
  • the scope type display unit 3a is attached to both of the two mounted parts 41. Is not to be excluded.
  • the remote operation device 500 may be configured so that the position of the operation handle 1 can be moved in the vertical direction, or the position of the operation handle 1 may be fixed in the vertical direction.
  • the remaining configuration of the third embodiment is the same as that of the first embodiment.
  • connection part 52 of the armrest 5 has an example in which the connection part 52 is raised toward the front (the side where the operator is located, the Y1 direction).
  • the connecting portion 52 of the armrest 5a may have a shape that is lowered toward the front. Thereby, a large space for the foot of the operator O can be secured.
  • the connecting portion 52 of the armrest 5b may have a shape extending in a substantially horizontal direction (Y direction). Thereby, the space of the foot of the operator O can be ensured moderately.
  • one vertical driving unit 9 that moves the operation handle 1, the display device 3, and the armrest 5 in the vertical direction is provided at a substantially central position in the left-right direction (X direction) of the remote control device 500.
  • a pair of vertical direction drive units 9 a may be provided at both ends in the left-right direction (X direction) of the remote control device 600.
  • the example of the structure provided with one to-be-attached part 41 to which the display apparatus 3 is attached is shown, and in the said 3rd Embodiment, the to-be-attached to which the display apparatus 3 is attached
  • the example of the structure provided with the two parts 41 was shown, this invention is not limited to this. In the present invention, three or more mounted portions 41 to which the display device 3 is attached may be provided.
  • the attached display device 3 is connected to the remote control device via a wired cable so as to be capable of information communication.
  • the present invention is not limited to this. I can't.
  • the attached display device 3 may be connected to the remote control device so as to be capable of information communication by wireless communication.
  • the lock release mechanism may release the fixed state by the lock mechanism by the action of the upward force in the vertical direction, or the lock release mechanism may apply the force in the horizontal direction or an oblique direction inclined with respect to the horizontal direction.
  • the fixed state by the lock mechanism may be released by the action.
  • the main display device that displays the endoscopic image is provided so as not to be removable, and only one attached part to which the display device used for assistance is detachable is provided. It is good also as the structure made into.

Abstract

この遠隔操作装置(100)は、医療器具を遠隔で操作するための操作ハンドル(1)と、スコープ型表示部(3a)および非スコープ型表示部(3b)が選択的に着脱可能に取り付けられる被装着部(411)と、を備える。

Description

遠隔操作装置、表示装置、遠隔操作システム、手術支援システムおよび遠隔操作装置の表示装置の交換方法
 この発明は、遠隔操作装置、表示装置、遠隔操作システム、手術支援システムおよび遠隔操作装置の表示装置の交換方法に関し、特に、医療器具を操作するための遠隔操作装置、そのような遠隔操作装置に用いられる表示装置、および、そのような遠隔操作装置の表示装置の交換方法に関する。
 従来、医療器具を操作するための遠隔操作装置が知られている。たとえば、米国特許第8638056号明細書には、操作者の手術への没入感を高めるために操作者の顔を埋めて覗き込むビューワが設けられた、手術器具の遠隔操作装置が開示されている。また、国際公開第2014/151621号および特表2008-541797号公報には、没入型のビューワではなく、開放型のディスプレイが設けられた、手術器具の遠隔操作装置が開示されている。
米国特許第8638056号明細書 国際公開第2014/151621号 特表2008-541797号公報
 米国特許第8638056号明細書は、没入型のディスプレイを有する遠隔操作装置であり、国際公開第2014/151621号および特表2008-541797号公報は、開放型のディスプレイを有する遠隔操作装置である。しかしながら、米国特許第8638056号明細書、国際公開第2014/151621号および特表2008-541797号公報の遠隔操作装置では、没入型の遠隔操作装置または開放型の遠隔操作装置のいずれかのみで構成されていた。このため、利用者としてはいずれのタイプの遠隔操作装置を用いるかという選択肢しか存在していなかった。
 この発明は、表示部に関して汎用性を向上させることが可能な遠隔操作装置、表示装置、遠隔操作システム、手術支援システムおよび遠隔操作装置の表示装置の交換方法を提供するものである。
 この発明のある実施形態の遠隔操作装置は、医療器具を遠隔で操作するための操作ハンドルと、スコープ型表示部および非スコープ型表示部が選択的に着脱可能に取り付けられる被装着部と、を備える。スコープ型表示部とは、たとえば、覗き込むタイプの表示部である。また、非スコープ型表示部とは、通常のパーソナルコンピュータのディスプレイのような覗き込むタイプではない平坦な画面を有する開放型の表示部を含む概念である。
 この実施形態によれば、没入型の遠隔操作装置および開放型の遠隔操作装置のいずれをも選択することができるので、表示部に関して汎用性および拡張性を向上させることが可能な遠隔装置を提供することができる。
 本発明によれば、医療器具の遠隔操作装置に関して汎用性および拡張性を向上させることができる。
第1実施形態による遠隔操作装置の概略を示した図である。 第1実施形態による遠隔操作装置にスコープ型表示部を取り付けた状態の図である。 第1実施形態による遠隔操作装置に非スコープ型表示部を取り付けた状態の図である。 第1実施形態による遠隔操作装置の制御的な構成を示したブロック図である。 第1実施形態による遠隔操作装置のロック機構およびロック解除機構の第1例を説明するための概略図である。 第1実施形態による遠隔操作装置のロック機構およびロック解除機構の第2例を説明するための概略図である。 第1実施形態による遠隔操作装置のロック機構およびロック解除機構の第3例を説明するための概略図である。 第2実施形態による遠隔操作装置の制御的な構成を示したブロック図である。 第2実施形態による遠隔操作装置の第1形態の状態を示した側面図である。 第2実施形態による遠隔操作装置の第2形態の状態を示した側面図である。 第2実施形態による遠隔操作装置の操作者のモデルを示した図である。 第3実施形態による遠隔操作装置を示した図である。 第1~第3実施形態の第1変形例による遠隔操作装置を示した図である。 第1~第3実施形態の第2変形例による遠隔操作装置を示した図である。
 以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
[第1実施形態]
(遠隔操作装置の構成)
 図1~図7を参照して、第1実施形態による遠隔操作装置100の構成について説明する。
 図1に示すように、遠隔操作装置100は、患者側システム200に設けられた医療器具(medical equipment)を遠隔操作するために設けられている。患者側システム200によって実行されるべき動作態様指令が術者(surgeon)である操作者Oにより遠隔操作装置100に入力されると、遠隔操作装置100は、動作態様指令をコントローラ206を介して患者側システム200に送信する。そして、患者側システム200は、遠隔操作装置100から送信された動作態様指令に応答して、手術マニピュレータ201に把持された手術器具(surgical instrument)、内視鏡等の医療器具を操作する。これにより、低侵襲手術が行われる。手術支援システムは、遠隔操作装置100と、手術マニピュレータ201を有する患者側システム200とを備えている。
 患者側システム200は、患者Pに対して手術を行うインターフェースを構成する。患者側システム200は、患者Pが横たわる手術台300の傍らに配置される。患者側システム200は、複数の手術マニピュレータ201を有し、このうち1つの手術マニピュレータ201が内視鏡201bを把持し、その他の手術マニピュレータ201が手術器具(インストゥルメント201a)を把持する。手術器具(インストゥルメント201a)を把持する手術マニピュレータ201がインストゥルメントアーム201Aとして機能し、内視鏡201bを把持する手術マニピュレータ201がカメラアーム201Bとして機能する。各インストゥルメントアーム201Aおよびカメラアーム201Bは、プラットホーム203に共通に支持されている。複数の手術マニピュレータ201は複数の関節を有し、それぞれの関節には、サーボモータを含む駆動部と、エンコーダ等の位置検出器とが設けられている。手術マニピュレータ201は、コントローラ206を介して与えられた駆動信号により手術マニピュレータ201に取り付けられた医療器具が所望の動作を行うように制御されるように構成されている。
 プラットホーム203は、手術室の床の上に載置されたポジショナ202に支持されている。ポジショナ202は、鉛直方向に調整可能な昇降軸を有する柱部204が、車輪を備え床面を移動可能なベース205に連結されている。
 インストゥルメントアーム201Aは、先端部において、医療器具としてのインストゥルメント201aを着脱可能に保持している。インストゥルメント201aは、インストゥルメントアーム201Aに取り付けられるハウジングと細長形状のシャフトの先端部に設けられたエンドエフェクタを備えている。エンドエフェクタとして、例えば、把持鉗子、シザーズ、フック、高周波ナイフ、スネアワイヤ、クランプ、ステイプラーが挙げられるがこれに限られるものではなく、各種の処置具を適用することができる。患者側システム200を用いた手術において、インストゥルメントアーム201Aは、患者Pの体表に留置したカニューラ(トロカー)を介して患者Pの体内に導入され、インストゥルメント201aのエンドエフェクタが手術部位の近傍に配置される。
 カメラアーム201Bには、先端部に医療器具としての内視鏡201b(図4参照)が着脱可能に取り付けられる。内視鏡201bは、患者Pの体腔内を撮影するものであり、撮影した画像は、遠隔操作装置100に対して出力される。内視鏡201bとして、3次元画像を撮影することができる3D内視鏡若しくは2D内視鏡が用いられる。患者側システム200を用いた手術において、カメラアーム201Bは、患者Pに体表に留置したトロカーを介して患者Pの体内に導入され、内視鏡201bが手術部位の近傍に配置される。なお、内視鏡201bは、特許請求の範囲の「撮像部」の一例である。
 遠隔操作装置100は、操作者Oとのインターフェースを構成する。遠隔操作装置100は、手術マニピュレータ201が把持する医療器具を操作者Oが操作するための装置である。すなわち、遠隔操作装置100は、操作者Oによって入力されたインストゥルメント201aおよび内視鏡201bによって実行されるべき動作態様指令をコントローラ206を介して患者側システム200へ送信可能に構成されている。遠隔操作装置100は、たとえば、マスタの操作をしながらも患者Pの様子がよく見えるように手術台300の傍らに設置される。なお、遠隔操作装置100は、例えば動作態様指令を無線で送信するようにし、手術台300が設置された手術室とは別室に設置することも可能である。
 インストゥルメント201aによって実行されるべき動作態様とは、インストゥルメント201aの動作(一連の位置及び姿勢)及びインストゥルメント201a個別の機能によって実現される動作の態様である。たとえば、インストゥルメント201aが把持鉗子である場合には、インストゥルメント201aによって実行されるべき動作態様とは、エンドエフェクタの手首のロール回転位置及びピッチ回転位置と、ジョーの開閉を行う動作である。また、インストゥルメント201aが高周波ナイフである場合には、インストゥルメント201aによって実行されるべき動作態様とは、高周波ナイフの振動動作、具体的には高周波ナイフに対する電流の供給であり得る。また、インストゥルメント201aがスネアワイヤである場合には、インストゥルメント201aによって実行されるべき動作態様とは、束縛動作および束縛状態の解放動作であり得る。また、バイポーラやモノポーラに電流を供給することによって手術対象部位を焼き切る動作であり得る。
 内視鏡201bによって実行されるべき動作態様とは、たとえば、内視鏡201b先端の位置及び姿勢、又はズーム倍率の設定である。
 遠隔操作装置100には、図1に示すように、カバー101が設けられている。カバー101は、遠隔操作装置100の左右方向(X方向)の側面、背面(Y2方向)側の側面、および上面(Z1方向側の面)を覆うように設けられている。なお、図2以降は、便宜的にカバー101を外した状態の遠隔操作装置100を示す。
 遠隔操作装置100は、図2~図4に示すように、操作ハンドル1と、操作ペダル2と、表示装置3を支持する表示部支持アーム4と、操作者Oの腕を支えるアームレスト5と、制御装置6と、基台7とを備えている。ここで、第1実施形態では、遠隔操作装置100は、表示装置3としてのスコープ型表示部3aおよび非スコープ型表示部3bが選択的に着脱可能に取り付けられるように構成されている。したがって、スコープ型表示部3aを遠隔操作装置100に取り付けた場合は、操作者Oがスコープ型表示部3aを覗き込むことにより没入感を得ながら手術を行うことができる。これにより、没入型の遠隔操作装置100を提供することができる。一方、非スコープ型表示部3bを遠隔操作装置100に取り付けた場合は、操作者Oが非スコープ型表示部3bを覗き込むことなく直接見ることができる。これにより、操作者Oは開放的に表示装置3を見ることができるので、開放型の遠隔操作装置100を提供することができる。その結果、没入型の遠隔操作装置および開放型の遠隔操作装置のいずれをも選択することができるので、表示部に関して汎用性および拡張性を向上させることが可能な遠隔操作装置100を提供することができる。これにより、術式や、術者の好みなどに応じて、没入型または開放型を選択することができるので、手術を効率よく行うことができる。また、没入型の遠隔操作装置および開放型の遠隔操作装置をそれぞれ別個に設ける必要がないので、遠隔操作装置100を設置場所の省スペース化を図ることができる。遠隔操作システムは、遠隔操作装置100と、表示装置3とを有している。
 また、手術は通常数時間かかるため、没入型の遠隔操作装置によって長時間作業していると術者が孤独感を感じることがある。しかし、術前または術中に遠隔操作装置を開放型に切り替えることによってチームとして手術を行っている感覚を得やすい態様に変更することができる。
 さらに、表示部に関して汎用性及び拡張性を有する遠隔操作装置であれば、表示部について故障や損傷が生じても表示部だけの修理で済み、装置全体の交換が不要であるという利点を有する。また、高精細・高画質の表示部が開発されるたびに装置全体を置き換えることなく、表示部をアップグレードすることができるという利点も有する。そして、操作者は、好みのメーカー・仕様(大きさ、形状、操作パネルなど)の表示部を選択することができるという利点も有する。
 操作ハンドル1は、手術マニピュレータ201が把持する医療器具を遠隔で操作するために設けられている。具体的には、操作ハンドル1は、医療器具(インストゥルメント201a、内視鏡201b)を操作するための操作者Oによる操作を受け付ける。操作ハンドル1は、X方向に沿って一対設けられている。つまり、一対の操作ハンドル1のうちX2方向側(右側)の操作ハンドル1は、操作者Oの右手により操作され、一対の操作ハンドル1のうちX1方向側(左側)の操作ハンドル1は、操作者Oの左手により操作される。
 遠隔操作装置100と患者側システム200とは、インストゥルメントアーム201Aおよびカメラアーム201Bの動作の制御においては、マスタスレーブ型のシステムを構成する。すなわち、操作ハンドル1は、マスタスレーブ型のシステムにおけるマスタ側の操作部を構成し、医療器具を把持するインストゥルメントアーム201Aおよびカメラアーム201Bはスレーブ側の動作部を構成する。そして、操作ハンドル1を操作者Oが操作すると、操作ハンドル1の動きをインストゥルメントアーム201Aの先端部(インストゥルメント201aのエンドエフェクタ)またはカメラアーム201Bの先端部(内視鏡201b)がトレースして移動するようにインストゥルメントアーム201Aまたはカメラアーム201Bの動作が制御される。
 また、患者側システム200は、設定された動作倍率に応じてインストゥルメントアーム201Aの動作を制御するよう構成されている。たとえば、動作倍率が1/2倍に設定されている場合、インストゥルメント201aのエンドエフェクタは、操作ハンドル1の移動距離の1/2の移動距離を移動するよう制御される。これによって、精細な手術を精確に行うことができる。操作ハンドル1は、基台7に取り付けられ、操作者Oに向かってY方向に延びるように形成されている。
 操作ペダル2は、操作者Oの足により操作可能なペダルを含む。各ペダルには、特定の機能が割り当てられ、ある機能では操作ハンドル1によって制御される対象を、複数のインストゥルメントアーム201Aおよびカメラアーム201Bの間で切り替える切替指令を入力することができる。したがって、手術中に視野を変更したい時は、操作ペダル2を操作して、操作ハンドル1によって制御される対象をインストゥルメントアーム201Aからカメラアーム201Bに切り替え、操作ハンドル1を操作することによって内視鏡201bを移動させることができる。内視鏡201bを移動させた後は、操作ペダル2を再度操作して、操作ハンドル1によって制御される対象をカメラアーム201Bからインストゥルメントアーム201Aに復帰させ、手術を続行することができる。操作ペダル2は、足で操作可能なように下方に設けられている。また、操作ペダル2は、Y方向に移動可能に構成されている。
 また、操作ペダル2の他の機能では、インストゥルメントアーム201Aの先端に取り付けられたインストゥルメント201aによる動作の指示を入力することができる。たとえば、操作ペダル2は、インストゥルメント201aによる手術部位の切断または凝固を行うための操作を入力することができる。たとえば、操作ペダル2の操作により、インストゥルメント201aに切断用の電圧または凝固用の電圧が印加される。
 表示装置3は、内視鏡201bが撮影した画像を表示することができるものである。表示装置3は、スコープ型表示部3aまたは非スコープ型表示部3bからなる。また、スコープ型表示部3aおよび非スコープ型表示部3bは、遠隔操作装置100に選択的に取り付けることが可能に構成されている。具体的には、スコープ型表示部3aは、図2に示すように、ディスプレイ31aと、把持部32と、装着部33とを含んでいる。また、非スコープ型表示部3bは、図3に示すように、ディスプレイ31bと、把持部32と、装着部33とを含んでいる。そして、スコープ型表示部3aまたは非スコープ型表示部3bの装着部33は、遠隔操作装置100の表示部支持アーム4の被装着部41に取り付けられるように構成されている。つまり、遠隔操作装置100に取り付けられたスコープ型表示部3aまたは非スコープ型表示部3bは、表示部支持アーム4により支持されるように構成されている。
 また、表示装置3は、図4に示すように、端子34を含んでいる。端子34は、たとえば、SDI(シリアルデジタルインターフェース)端子や、アナログのコンポーネント端子、HDMI(登録商標)(高精細度マルチメディアインターフェース)端子、USB(ユニバーサルシリアルバス)端子などの映像を伝送可能な端子を含む。端子34は、制御装置6に接続されている。つまり、端子34に接続線を接続することにより、表示装置3に制御装置6から画像情報が送信される。また、端子34から接続線を外すことにより、表示装置3を遠隔操作装置100から外すことが可能となる。
 スコープ型表示部3aが取り付けられた場合、患者側システム200のカメラアーム201Bに把持された内視鏡201bにより撮像された3D画像が表示される。非スコープ型表示部3bが取り付けられた場合にも、患者側システム200に設けられた内視鏡201bにより撮像された3D画像が表示される。なお、非スコープ型表示部3bが取り付けられた場合、患者側システム200に設けられた内視鏡201bにより撮像された2D画像が表示されてもよい。
 スコープ型表示部3aは、操作者Oが覗き込むタイプのビューワである。また、スコープ型表示部3aは、操作者Oの右目用の画像と、左目用の画像とをそれぞれ表示する。スコープ型表示部3aは、たとえば、ステレオスコープである。つまり、ディスプレイ31aは、左目用のディスプレイと、右目用のディスプレイを含んでいる。また、ディスプレイ31aを覗き込むことにより、左目には右目用のディスプレイが見えず、右目には左目用のディスプレイが見えない。ディスプレイ31aは、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイなどにより構成されている。また、ディスプレイ31aに投影型のディスプレイを用いてもよい。
 非スコープ型表示部3bは、覗き込まなくても見ることが可能な開放型の表示部である。また、非スコープ型表示部3bは、直視タイプの表示部である。つまり、非スコープ型表示部3bのディスプレイ31bは、平面または曲面を有する画面を有している。たとえば、ディスプレイ31bは、対角線が10インチ~90インチのディスプレイを用いることができるが、術野の十分な視認性を確保することと取り替え容易なことのバランスを考えると、15インチ~35インチ程度が適当である。ディスプレイ31bは、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイなどにより構成されている。また、ディスプレイ31bに投影型のディスプレイを用いてもよい。なお、内視鏡201bが撮影した画像を操作者Oが立体的に視認するため、偏光グラスを用いる方式、アクティブシャッターグラスを用いる方式等の公知の立体視の方式を適用してもよい。
 把持部32は、表示装置3の取り付け、取り外し、または、位置を移動させる際に把持される。把持部32は、片手により把持可能である。これにより、表示装置3を支持しながら、表示装置3を遠隔操作装置100に着脱したり、移動させたりすることができる。たとえば、把持部32は、取っ手状、凹状、凸状などの形状を有している。把持部32は、ディスプレイ31a(31b)の視認に邪魔にならないように、表示装置3の側面または背面に設けられている。なお、把持部32は片手で把持可能であるが、複数設けられていてもよい。例えば、図2に示されるように表示装置3の両サイドに把持部32を設け、正面に座った操作者が右手でも左手でも把持できるようにしていてもよい。
 装着部33は、表示部支持アーム4の被装着部41に取り付けられる。つまり、被装着部41は、スコープ型表示部3aおよび非スコープ型表示部3bが選択的に着脱可能に取り付けられる。たとえば、装着部33は、図5に示す第1例のように、係合部331を含んでいる。また、被装着部41は、ロック解除ボタン411と、係合部412とを含んでいる。図5(A)に示すように、固定状態では、装着部33の係合部331と、被装着部41の係合部412とが係合し、表示部支持アーム4の被装着部41に対して装着部33が固定される。これにより、表示装置3が表示部支持アーム4に固定されて支持される。つまり、係合部331と、係合部412とにより、表示装置3(スコープ型表示部3aまたは非スコープ型表示部3b)を固定するためのロック機構が構成される。
 図5(B)に示すように、ロック解除ボタン411が下方に押下されると、係合部412が移動して、係合部331と、係合部412との係合が解除される。これにより、被装着部41に対する装着部33の固定状態(ロック状態)が解除される。つまり、ロック解除ボタン411は、係合部331および係合部412により構成されるロック機構による固定状態を解除するロック解除機構として機能する。また、ロック解除機構は、鉛直方向下側への力の作用によってロック機構による固定状態を解除するように構成される。これにより、ロック解除機構によりロック機構による固定状態を容易に解除することができる。
 図5(C)に示すように、ロック解除機構の鉛直方向下側への作用中に表示装置3の把持部32を鉛直方向上側に作用させることにより、表示装置3が遠隔操作装置100から取り外される。これにより、鉛直方向下側への解除操作と鉛直方向上側への操作部の持ち上げという反対方向の力を作用させながら表示装置3を取り外すため、安定的にまた安全に表示装置を取り外すことができる。表示装置3を表示部支持アーム4に対して上方向に離間させて外すことができるので、下方に位置する操作ハンドル1に干渉することなく表示装置3を取り外すことができる。
 ロック機構およびロック解除機構は、他の構成でもよい。たとえば、図6に示す第2例のようにしてもよい。装着部33は、図6に示す第2例のように、係合部332を含んでいる。また、被装着部41は、被係合部413を含んでいる。図6(A)に示すように、固定状態では、装着部33の係合部332と、被装着部41の被係合部413とが係合し、表示部支持アーム4の被装着部41に対して装着部33が固定される。具体的には、係合部332が被係合部413を挟み込んで把持して係合する。これにより、表示装置3が表示部支持アーム4に固定されて支持される。つまり、係合部332と、被係合部413とにより、表示装置3(スコープ型表示部3aまたは非スコープ型表示部3b)を固定するためのロック機構が構成される。
 図6(B)に示すように、係合部332を両側から押圧すると、係合部332による挟み込みが解除され、係合部332と、被係合部413との係合が解除されるこれにより、被装着部41に対する装着部33の固定状態(ロック状態)が解除される。図6(C)に示すように、固定状態が解除されている際に表示装置3の把持部32を鉛直方向上側に作用させることにより、表示装置3が遠隔操作装置100から取り外される。
 ロック機構およびロック解除機構は、さらに他の構成でもよい。たとえば、図7に示す第3例のようにしてもよい。装着部33は、図7に示す第3例のように、切欠き333を含んでいる。また、被装着部41は、ロック解除ボタン414と、嵌合部415と、係合部416とを含んでいる。図7(A)に示すように、ロック解除ボタン414はバネなどにより鉛直方向上方に付勢され、係合部416は水平方向において嵌合部415から遠ざかる方向に付勢され、ロック解除ボタン414の鉛直方向の動作と係合部416の水平方向の動作とは、ギアなどにより連動して動く機構となっている。
 固定状態では、装着部33の切欠き333と、被装着部41の係合部416とが係合し、表示部支持アーム4の被装着部41に対して装着部33が固定される。これにより、表示装置3が表示部支持アーム4に固定されて支持される。つまり、切欠き333と、係合部416とにより、表示装置3(スコープ型表示部3aまたは非スコープ型表示部3b)を固定するためのロック機構が構成される。
 図7(B)に示すように、ロック解除ボタン414が下方に押下されると、嵌合部415が下方に移動する。これに連動して係合部416が嵌合部415に近づく方向に移動し、係合部416が嵌合部415に嵌まり込む。これにより、切欠き333と、係合部416との係合が解除される。その結果、被装着部41に対する装着部33の固定状態(ロック状態)が解除される。つまり、ロック解除ボタン414は、切欠き333および係合部416により構成されるロック機構による固定状態を解除するロック解除機構として機能する。また、ロック解除機構は、鉛直方向下側への力の作用によってロック機構による固定状態を解除するように構成される。
 図7(C)に示すように、固定状態が解除されている際に表示装置3の把持部32を鉛直方向上側に作用させることにより、表示装置3が遠隔操作装置100から取り外される。
 なお、係合部416は下側寸法が上側寸法より大きい傾斜面を有しているため、装着部33を被装着部41に対して鉛直方向下側へ押し込んだ場合、装着部33が係合部416の傾斜面に当接して係合部416を水平方向の嵌合部415側へ押し込み、所定位置まで移動すると係合部416が切欠き333に嵌合してロックされる固定状態となる。
 表示部支持アーム4は、図2および図3に示すように、表示装置3を支持するように構成されている。表示部支持アーム4は、被装着部41と、アーム部42および43とを含んでいる。表示部支持アーム4は、一方端に被装着部41が設けられ、他方端が基台7に支持されている。表示部支持アーム4は、鉛直方向の回動軸線A1、A2およびA3を中心に回動可能に被装着部41を支持している。つまり、被装着部41は、鉛直方向の回動軸を有する支持部材に3の自由度により支持されている。具体的には、アーム部43は、回動軸線A1を中心に基台7に対して水平方向に回動可能に支持されている。アーム部42は、回動軸線A2を中心にアーム部43に対して水平方向に回動可能に支持されている。被装着部41は、回動軸線A3を中心にアーム部42に対して水平方向に回動可能に支持されている。これにより、被装着部41に装着された表示装置3を水平方向に移動させることができるので、操作者Oの所望の位置に表示装置3を配置することができる。
 また、遠隔操作装置100にスコープ型表示部3aを取り付けた場合、ディスプレイ31aは、回動軸線A3と略直交する水平方向の回動軸線B1に対してチルト回動するように構成されている。また、遠隔操作装置100に非スコープ型表示部3bを取り付けた場合、ディスプレイ31bは、回動軸線A3と略直交する水平方向の回動軸線B2に対してチルト回動するように構成されている。これにより、被装着部41に装着された表示装置3の仰角および俯角を調整することができる。なお、表示部支持アーム4は、操作者Oまたは他の者により手動により姿勢を変更させてもよいし、モータ、エンコーダ、及びブレーキを含む駆動部を設けて動作制御させて姿勢を変更させてもよい。
 アームレスト5は、操作者Oの腕を支えるように構成されている。アームレスト5は、腕支持部51と、一対の接続部52とを含んでいる。腕支持部51は、操作ハンドル1の手前側(Y1方向側)に配置され、操作者Oの腕を支持するように構成されている。これにより、操作者Oの腕を安定させることができるので、操作者Oによる操作ハンドル1の操作を安定して行うことができる。つまり、エンドエフェクタを細かく動作させる場合でも、操作者Oがアームレスト5に肘等をもたれかけさせて安定させながら操作を行うことができる。また、手術が長時間におよぶ場合でも、操作者Oの負担を軽減することができる。腕支持部51は、X方向に延びるように形成されている。接続部52は、一対設けられている。一対の接続部52は、X方向において腕支持部51を挟み込むように腕支持部51の両端に各々設けられている。接続部52は、腕支持部51を支持するように構成されている。また、接続部52は、Y方向に延びるように形成されている。つまり、接続部52は、Y1方向の端部が腕支持部51に接続され、Y2方向の端部が基台7に接続されている。また、接続部52は、奥側(Y2方向側)から手前側(Y1方向側)に沿って上方に延びるように形成されている。これにより、接続部52の基台7に接続する側の上下方向の位置を低くすることができるので、アームレスト5を安定させることができる。
 図4に示すように、制御装置6は、例えば、CPU等の演算器を有する制御部61と、ROMおよびRAM等のメモリを有する記憶部62と、画像制御部63とを含んでいる。制御装置6は、集中制御する単独の制御装置により構成されていてもよく、互いに協働して分散制御する複数の制御装置により構成されてもよい。制御部61は、操作ハンドル1により入力された動作態様指令を、操作ペダル2の切替状態に応じて、インストゥルメント201aによって実行されるべき動作態様指令であるか、または、内視鏡201bによって実行されるべき動作態様指令であるかを判定する。そして、制御部61は、操作ハンドル1に入力された動作態様指令がインストゥルメント201aによって実行されるべき動作態様指令であると判断すると、動作態様指令をインストゥルメントアーム201Aに対して送信する。これによって、インストゥルメントアーム201Aが駆動され、この駆動によってインストゥルメントアーム201Aに取り付けられたインストゥルメント201aの動作が制御される。
 また、制御部61は、操作ハンドル1に入力された動作態様指令が内視鏡201bによって実行されるべき動作態様指令であると判定すると、当該動作態様指令をカメラアーム201Bに対して送信する。これによって、カメラアーム201Bが駆動され、この駆動によってカメラアーム201Bに取り付けられた内視鏡201bの動作が制御される。
 記憶部62には例えばインストゥルメント201aの種類に応じた制御プログラムが記憶されていて、取り付けられたインストゥルメント201aの種類に応じて制御部61がこれらの制御プログラムを読み出すことにより、遠隔操作装置100の操作ハンドル1及び/又は操作ペダル2の動作指令が個別のインストゥルメント201aに適合した動作をさせることができる。
 画像制御部63は、内視鏡201bが取得した画像を表示装置3の端子34に伝送する。画像制御部63は、必要に応じて画像の加工修正処理を行う。
[第2実施形態]
 次に、図8~図11を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。この第2実施形態では、操作ハンドル1が上下方向に移動可能な構成の例について説明する。
 ここで、第2実施形態では、遠隔操作装置400は、図9および図10に示すように、操作ハンドル1の位置を上下方向に移動可能に構成されている。具体的には、図8に示すように、第2実施形態における遠隔操作装置400は、さらに、姿勢操作部8と、鉛直方向駆動部9とを備えている。つまり、姿勢操作部8により、操作ハンドル1の位置を上下方向に移動させる操作を受け付ける。そして、姿勢操作部8により受け付けた操作に基づいて、鉛直方向駆動部9により、操作ハンドル1を上下方向に移動させる。
 また、第2実施形態では、遠隔操作装置400は、表示装置3としてのスコープ型表示部3aおよび非スコープ型表示部3bが選択的に着脱可能に取り付けられるように構成されている。これにより、没入型の遠隔操作装置および開放型の遠隔操作装置のいずれをも選択することができるので、表示部に関して汎用性のある遠隔操作装置400を提供することができる。
 また、第2実施形態では、遠隔操作装置400は、遠隔操作装置400が設置される床面から所定の高さH以上に設定された清潔区域に操作ハンドル1の操作領域が収まるように操作ハンドル1を保持する第1形態(図9参照)と、清潔区域よりも下方の区域に操作ハンドル1の操作領域の少なくとも一部が位置するように操作ハンドル1を保持する第2形態(図10参照)との間で遷移可能に構成されている。
 つまり、遠隔操作装置400は、操作者Oが立った状態において操作ハンドル1を操作するのに適した第1形態の姿勢と、操作者Oが座った状態において操作ハンドル1を操作するのに適した第2形態との姿勢にすることが可能である。
 ここで、手術室では、手術により切開した部分および医療機器が病原菌や異物などにより汚染されることを防ぐため、清潔操作が行われる。この清潔操作においては、清潔区域および清潔区域以外の区域である汚染区域が設定される。そして、塵や埃等の異物が落ちている可能性が高い床面から一定の高さHまでの区域は、原則、汚染区域として扱い、清潔区域から除外される。この区域は、たとえば、床面から約70cmの高さまでの区域である。つまり、清潔区域として、たとえば、遠隔操作装置400が設置される床面から約70cm以上の高さの区域が設定される。操作者Oを含む手術チームのメンバーは、手術中、清潔区域に殺菌されている物体のみが位置するよう配慮し、かつ、汚染区域に位置している物体を清潔区域に移動させるときは、この物体に滅菌処理を施す。同様に、操作者Oを含む手術チームのメンバーがその手を汚染区域に位置させたときは、清潔区域に位置している物体に直接接触する前に、手の滅菌処理を行う。なお、操作ハンドル1は、清潔ではないものとして扱い、清潔区域にあっても、滅菌処理またはドレープの対応をしない場合、操作者Oが操作ハンドル1を操作しながら患者Pにアクセスすることはしない。
 姿勢操作部8は、操作ハンドル1と、表示部支持アーム4に支持された表示装置3と、アームレスト5とを上下移動させるための操作を受け付けるように構成されている。また、姿勢操作部8は、操作ペダル2を前後方向(Y方向)に移動させるための操作を受け付けるように構成されている。つまり、姿勢操作部8は、遠隔操作装置400を第1姿勢と、第2姿勢との間で変形させる操作を受け付けるように構成されている。
 つまり、姿勢操作部8は、遠隔操作装置400の姿勢を立位(第1姿勢)と座位(第2姿勢)とに変更する姿勢変更指令を入力することができる操作部である。姿勢操作部8は、複数の操作ボタンを有している。
 鉛直方向駆動部9は、操作ハンドル1と、表示部支持アーム4に支持された表示装置3と、アームレスト5とを上下方向に移動させるように構成されている。具体的には、鉛直方向駆動部9は、鉛直方向に延びるように形成されている。そして、鉛直方向駆動部9は、操作ハンドル1、表示装置3(表示部支持アーム4)、および、アームレスト5を、一斉に上下方向に移動させるように構成されている。また、鉛直方向駆動部9は、たとえば、モータとエンコーダとを含み、姿勢操作部8からの指令に基づいて駆動する。また、鉛直方向駆動部9は、基台7に支持されている。また、鉛直方向駆動部9は、前後方向(Y方向)において、基台7のY2方向端部近傍に配置され、左右方向(X方向)において、基台7の略中央に設けられている。なお、鉛直方向駆動部9により、操作ハンドル1と、表示部支持アーム4に支持された表示装置3と、アームレスト5とをそれぞれ独立して別個に上下方向に移動させてもよい。
 表示装置3は、鉛直方向駆動部9により上下方向に移動されるとともに、表示部支持アーム4により、鉛直方向の3つの回動軸線A1~A3により回動可能に支持されることにより、4の自由度により移動可能である。つまり、表示装置3が取り付けられる被装着部41は、回動軸および鉛直方向の移動軸を有する支持部材に4の自由度により支持されている。
 図9に示すように、遠隔操作装置400の姿勢が立位(第1姿勢)の場合、起立した状態の操作者Oがその腕を略直角に曲げた状態で中立位置に位置する操作ハンドル1を把持するために適した高さ位置に操作ハンドル1が位置するように設定される。また、起立した状態の操作者Oが表示装置3を視認するために適した高さ位置に表示装置3が位置するように設定される。たとえば、スコープ型表示部3aが取り付けられている場合、スコープ型表示部3aが操作者Oの目の高さ位置になるように設定される。
 手術室において、床面から70cmの高さHまでの区域が汚染区域として設定されている場合、人間工学における人間モデルに基づいて設計すると、立位適応形態(第1姿勢)においては、操作ハンドル1の操作領域は、全体が床面から70cm以上の清潔区域に収まるよう構成することができる。
 また、遠隔操作装置400の姿勢が立位(第1姿勢)の場合、操作ペダル2は、遠隔操作装置400の手前側(Y1方向側)に移動される。つまり、起立した状態の操作者Oが、操作ハンドル1に手を触れた状態において、操作ペダル2に足が届く位置に、操作ペダル2が移動される。
 図10に示すように、遠隔操作装置400の姿勢が座位(第2姿勢)の場合、椅子に座った状態の操作者Oがその腕を略直角に曲げた状態で中立位置に位置する操作ハンドル1を把持するために適した高さ位置に操作ハンドル1が位置するように設定される。また、椅子に座った状態の操作者Oが表示装置3を視認するために適した高さ位置に表示装置3が位置するように設定される。たとえば、スコープ型表示部3aが取り付けられている場合、スコープ型表示部3aが操作者Oの目の高さ位置になるように設定される。長時間に及ぶ手術においては、操作者Oは座位で手術を行うことにより、操作者Oの疲労の蓄積を緩和することができる。
 手術室において、床面から70cmの高さHまでの区域が汚染区域として設定されている場合、人間工学における人間モデルに基づいて設計すると、座位適応形態(第2姿勢)においては、操作ハンドル1の操作領域は、少なくとも一部が汚染区域に位置する。
 また、遠隔操作装置400の姿勢が座位(第2姿勢)の場合、操作ペダル2は、遠隔操作装置400の後側(Y2方向側)に移動される。つまり、椅子に座った状態の操作者Oが、操作ハンドル1に手を触れた状態において、操作ペダル2に足が届く位置に、操作ペダル2が移動される。たとえば、操作ペダル2は、前後方向(Y方向)において、300mm以上移動することが可能に構成されている。好ましくは、操作ペダル2は、前後方向(Y方向)において、350mm以上移動することが可能に構成されている。これにより、操作ペダル2を、第1姿勢および第2姿勢のそれぞれに適した位置に容易に移動させることができる。
 遠隔操作装置100の寸法等を具体的に設計するために、「1988 ANTHROPOMETRIC SURVEY OF U.S. ARMY PERSONNEL:METHODS AND SUMMARY STATISTICS(1988)」に記載されている測定データを用いた。
 遠隔操作装置100を設計するためにJIS規格を参考にすることができ、例えば、「JIS Z8503-4:2006(ISO 11064-4:2004)人間工学―コントロールセンターの設計―第4部:ワークステーションの配置及び寸法」では5パーセンタイルと95パーセンタイルの人間モデルを使用することが規定されている。
 操作領域は、中立位置から上方および下方にそれぞれ15cm、すなわち操作領域の高さ方向の寸法は30cmと定義している。これは、腹腔鏡手術時の術具の操作性を良好に保つために設定された術具の動作領域の高さ方向の寸法および操作ハンドル1の動作倍率に基づいて定義されている。この設定された術具の動作領域の高さ方向の寸法は30cmであり、操作ハンドル1の動作倍率は1/2である。したがって、上記術具の動作領域の高さ方向の寸法および操作ハンドル1の動作倍率に基づいて導かれる操作領域の高さ方向の寸法は30cmとなる。
 図11(A)は、操作者Oのモデルを示す図であり、大柄な操作者O1のモデルを示す図である。図11(B)は、操作者Oのモデルを示す図であり、小柄な操作者O2のモデルを示す図である。
 図11(A)に示すように、大柄な操作者O1のモデルとして、ドイツ人男性の身体データを用いた。ランダムに選択した100人のドイツ人男性のモデルうち、上から5番目のモデルが起立した状態(立位)で腕を直角に曲げて操作領域の中立位置に位置する操作ハンドル1を握る場合の操作ハンドル1の高さ位置は約1176mmであり、操作領域の高さ位置の下限は約1026mmであり、上限は約1326mmである。一方、着席した状態で腕を直角に曲げて操作領域の中立位置に位置する操作ハンドル1を握る場合の操作ハンドル1の高さ位置は約703mmであり、操作領域の高さ位置の下限は約553mmであり、上限は約853mmである。
 図11(B)に示すように、小柄な操作者O2のモデルとして、日本人女性の身体データを用いた。ランダムに選択した100人の日本人女性のモデルのうち、下から5番目のモデルが起立した状態で腕を直角に曲げて操作領域の中立位置に位置する操作ハンドル1を握る場合の操作ハンドル1の高さ位置は約992mmであり、操作領域の高さ位置の下限は約842mmであり、上限は約1142mmである。一方、着席した状態で腕を直角に曲げて操作領域の中立位置に位置する操作ハンドル1を握る場合の操作ハンドル1の高さ位置は約643mmであり、操作領域の高さ位置の下限は約493mmであり、上限は約793mmである。
 以上のデータに基づき、体格の異なる複数の操作者Oが問題なく立位と座位の姿勢を取ることができる操作ハンドル1の高さ位置は以下の通りである。まず、立位適応形態(第1形態)における操作領域の中立位置に位置する操作ハンドル1の高さ位置は、立位の小柄な操作者O2のモデルに対応する約99cm以上に設定することが好ましい。これによって、ほとんどの操作者Oが立位で操作ハンドル1を快適に操作することができる。この場合、中立位置から下方に15cm動かすことができるように構成されている操作ハンドル1において、立位適応形態における操作ハンドル1の操作領域の高さ位置の下限は、上記の通り84cm以上である。
 また、立位適応形態(第1状態)における中立位置に位置する操作ハンドル1の高さ位置は、85cm以上に設定することが好ましい。これによって、中立位置から下方に15cm動かすことができるように構成されている操作ハンドル1において、立位適応形態における操作ハンドル1の操作領域の高さ位置の下限は70cm以上となり、操作ハンドル1の操作領域を清潔区域に収めることができる。また、上記したとおり、立位の小柄な操作者O2のモデルに対応する操作領域の高さ位置の下限は約84cmであるので、操作領域の高さ位置の下限を70cmに設定することで体格差を有する更に多数の操作者Oが立位で操作ハンドル1を快適に操作することができる。
 次に、座位適応形態(第2状態)における操作領域の中立位置に位置する操作ハンドル1の高さ位置は、座位の小柄な操作者O2のモデルに対応する約64cm以上に設定することが好ましい。これによって、ほとんどの操作者Oが座位で操作ハンドル1を快適に操作することができる。
 次に、遠隔操作装置100を立位適応形態と座位適応形態との間で遷移させたときの操作ハンドル1の高さ位置の変位(調整幅)は、立位の小柄な操作者O2のモデルに対応した中立位置に位置する操作ハンドル1の高さ位置約99cmと座位の小柄な操作者O2のモデルに対応した中立位置に位置する操作ハンドル1の高さ位置約64cmとの差である約35cm以上を確保しておくことが好ましい。
 また、遠隔操作装置100を立位適応形態と座位適応形態との間で遷移させたときの操作ハンドル1の高さ位置の変位は、立位の大柄な操作者O1のモデルに対応した中立位置に位置する操作ハンドル1の高さ位置約118cm(本モデルにおいて、立位適応形態における中立位置に位置する操作ハンドル1の高さ位置が最大となる位置)と座位の大柄な操作者O1のモデルに対応した中立位置に位置する操作ハンドル1の高さ位置約70cmとの差である約48cm以上を確保しておくことが好ましい。
 このように、立位適応形態と座位適応形態との間で遷移させたときの操作ハンドル1の高さ位置の調整幅は、立位適応形態における操作者Oの体格に合わせるために確保しておくことが望ましい調整幅(例えば、大柄な操作者O1のモデルに対応した中立位置に位置する操作ハンドル1の高さ位置と小柄な操作者O2のモデルに対応した中立位置に位置する操作ハンドル1の高さ位置との差の約19cm)や、座位適応形態における操作者Oの体格に合わせるために確保しておくことが望ましい調整幅(例えば、大柄な操作者O1のモデルに対応した中立位置に位置する操作ハンドル1の高さ位置と小柄な操作者O2のモデルに対応した中立位置に位置する操作ハンドル1の高さ位置との差の約6cm)よりも大きくなる。
 なお、操作ハンドル1の位置を立位の大柄な操作者O1のモデルに対応した中立位置に位置する操作ハンドル1の高さ位置約118cmよりも更に高く設定した場合は、この調整幅はさらに拡大することとなる。そして、立位適応形態における操作ハンドル1の位置の高さ位置から50cm以上を確保しておくことが好ましい。更に、遠隔操作装置100を立位適応形態と座位適応形態との間で遷移させたときの操作ハンドル1の高さ位置の変位は、立位の大柄な操作者O1のモデルに対応した中立位置に位置する操作ハンドル1の高さ位置約118cmと座位の小柄な操作者O2のモデルに対応した中立位置に位置する操作ハンドル1の高さ位置約64cmとの差である約54cm以上を確保しておくことが好ましい。なお、操作領域の定義に関しても、今回は上下幅を30cmとして考えたが、20cm、25cmや35cmにするなど、操作ハンドル1の大きさなども加味して設計の変更を加えてもよい。
 なお、第2実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
[第3実施形態]
 次に、図12を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。この第3実施形態では、遠隔操作装置に表示装置が1つ取り付けられていた上記第1および第2実施形態とは異なり、表示装置が複数取り付けられている構成の例について説明する。
 ここで、第3実施形態の遠隔操作装置500には、図12に示すように、表示装置3が複数取り付けられている。図12に示す例では、遠隔操作装置500には、表示装置3としてのスコープ型表示部3aおよび非スコープ型表示部3bの両方が取り付けられている。2つの表示装置3は、左右方向(X方向)に並べて配置されている。
 言い換えると、遠隔操作装置500は、被装着部41が複数(2つ)設けられている。具体的には、遠隔操作装置500は、表示部支持アーム4が複数(2つ)設けられている。そして、複数の表示部支持アーム4の各々の先端に被装着部41が設けられている。これにより、スコープ型表示部3aおよび非スコープ型表示部3bの両方を遠隔操作装置500に取り付けることができるので、没入型の遠隔操作装置および開放型の遠隔操作装置の両方の機能を備えた遠隔操作装置500を提供することができる。
 第3実施形態において、一方に用いられる非スコープ型表示部3bには、予め取得された患者の画像、手術状態を示す情報、操作情報のうち少なくとも1つが表示される。たとえば、当該一方の非スコープ型表示部3bには、予め撮像したX線撮像画像や、磁気共鳴画像が表示される。他方(もう一方)のスコープ型または非スコープ型の表示部には内視鏡より取得した3D画像を表示する。これにより、操作者Oが主として他方の表示部の内視鏡画像を見ながら、必要に応じて予め取得された患者の画像、手術状態を示す情報、操作情報のうち少なくとも1つの補助情報を参照しつつ、手術を行うことができるなどさらに汎用性及び拡張性を拡大することができる。
 以上のように、第3実施形態にかかる遠隔操作装置500は、メインの表示装置3としてスコープ型表示部3aまたは非スコープ型表示部3bが選択的に着脱可能に取り付けられるように構成され、さらに補助の表示装置として非スコープ型表示部3bが取り付けられている。これにより、没入型の遠隔操作装置および開放型の遠隔操作装置のいずれかを選択可能としつつ、補助情報も参照することができる。また、被装着部を複数設けているので、メインの表示装置を左右どちら側に設置するかも自由に選択することができる。
 なお、上記では、一方に非スコープ型表示装置を用いると説明したが、表示部の選択的な取り付けが可能であるため、2つの被装着部41の両方に、スコープ型表示部3aを取り付けることを排除するものではない。
 第3実施形態では、遠隔操作装置500は、操作ハンドル1の位置を上下方向に移動可能に構成されていてもよいし、操作ハンドル1の位置が上下方向において固定的であってもよい。
 なお、第3実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
(変形例)
 なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
 たとえば、上記第1~第3実施形態では、アームレスト5の接続部52が前方(操作者が位置する側、Y1方向)に向かって上がっている形状を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図13に示す第1変形例のように、アームレスト5aの接続部52が前方に向かって下がっている形状を有していてもよい。これにより、操作者Oの足元の空間を大きく確保することができる。
 また、図14に示す第2変形例のように、アームレスト5bの接続部52が略水平方向(Y方向)に延びる形状を有していてもよい。これにより、操作者Oの足元の空間を適度に確保することができる。
 また、上記第2実施形態では、操作ハンドル1、表示装置3、アームレスト5を上下方向に移動させる鉛直方向駆動部9を、遠隔操作装置500の左右方向(X方向)における略中央に1つ設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図13に示す第1変形例のように、鉛直方向駆動部9aを、遠隔操作装置600の左右方向(X方向)における両端に一対設けてもよい。
 また、上記第1および第2実施形態では、表示装置3が取り付けられる被装着部41が1つ設けられている構成の例を示し、上記第3実施形態では、表示装置3が取り付けられる被装着部41が2つ設けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、表示装置3が取り付けられる被装着部41が3つ以上設けられていてもよい。
 また、上記第1~第3実施形態では、取り付けられた表示装置3が遠隔操作装置に対して有線のケーブルにより情報通信可能に接続される構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、取り付けられた表示装置3が遠隔操作装置に対して無線通信により情報通信可能に接続されてもよい。
 また、上記第1~第3実施形態では、ロック解除機構が鉛直方向下側への力の作用によってロック機構による固定状態を解除する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ロック解除機構が鉛直方向上側への力の作用によってロック機構による固定状態を解除してもよいし、ロック解除機構が水平方向または水平方向に対して傾いた斜め方向への力の作用によってロック機構による固定状態を解除してもよい。
 また、第1および第2実施形態では被装着部が1つのみ設けられ、第3実施形態では表示装置が複数用いられる例を示したが、これらの組み合わせでもよい。すなわち、第3実施形態に示した構成を、内視鏡画像を表示するメインの表示装置が取り外し不可能に設けるようにし、補助に用いる表示装置が着脱可能な被装着部を1つのみ設けるようにした構成としてもよい。
 1:操作ハンドル、3:表示装置、3a:スコープ型表示部、3b:非スコープ型表示部、5、5a、5b:アームレスト、9、9a:鉛直方向駆動部、32:把持部、33:装着部、41:被装着部、100、400、500、600、700:遠隔操作装置、200:患者側システム、201b:内視鏡(撮像部)、O、O1、O2:操作者

Claims (15)

  1.  医療器具を遠隔で操作するための操作ハンドルと、
     スコープ型表示部および非スコープ型表示部が選択的に着脱可能に取り付けられる被装着部と、を備える、遠隔操作装置。
  2.  前記スコープ型表示部または前記非スコープ型表示部を固定するためのロック機構と、
     前記ロック機構による固定状態を解除するロック解除機構とを備える、請求項1に記載の遠隔操作装置。
  3.  前記ロック解除機構は、鉛直方向下側への力の作用によって前記ロック機構による固定状態を解除するように構成される、請求項2に記載の遠隔操作装置。
  4.  前記被装着部は、回動軸および鉛直方向の移動軸の少なくとも一方を有する支持部材に3以上の自由度により支持されている、請求項1~3のいずれか1項に記載の遠隔操作装置。
  5.  操作者の腕を支えるアームレストを備える、請求項1~4のいずれか1項に記載の遠隔操作装置。
  6.  前記操作ハンドルおよび前記被装着部の両方を上下方向に移動可能に調整する鉛直方向駆動部を備える、請求項1~5のいずれか1項に記載の遠隔操作装置。
  7.  前記鉛直方向駆動部は、遠隔操作装置が設置される床面から所定の高さ以上に設定された清潔区域に前記操作ハンドルの操作領域が収まるように前記操作ハンドルを保持する第1形態と、前記清潔区域よりも下方の区域に前記操作ハンドルの前記操作領域の少なくとも一部が位置するように前記操作ハンドルを保持する第2形態との間で遷移可能に構成されている、請求項6に記載の遠隔操作装置。
  8.  前記スコープ型表示部または前記非スコープ型表示部には、撮像部より取得した画像が表示される、請求項1~7のいずれか1項に記載の遠隔操作装置。
  9.  前記被装着部は、複数設けられている、請求項1~8のいずれか1項に記載の遠隔操作装置。
  10.  複数の前記被装着部のうち少なくとも1つの前記被装着部には前記スコープ型表示部が装着され、複数の前記被装着部のうち他の少なくとも1つの前記被装着部には前記非スコープ型表示部が装着され、
     前記スコープ型表示部には、撮像部により撮像された画像が表示され、前記非スコープ型表示部には、予め取得された患者の画像、手術状態を示す情報、操作情報のうち少なくとも1つが表示されるように構成されている、請求項9に記載の遠隔操作装置。
  11.  請求項1~10のいずれか1項に記載の遠隔操作装置に用いられる前記スコープ型表示部または前記非スコープ型表示部からなる表示装置であって、
     前記被装着部に取り付ける装着部を備える、表示装置。
  12.  片手で把持可能な把持部を備える、請求項11に記載の表示装置。
  13.  請求項1~10のいずれか1項に記載の遠隔操作装置と、請求項11または12に記載の表示装置とを有する、遠隔操作システム。
  14.  請求項13に記載の遠隔操作システムと、手術マニピュレータを有する患者側システムとを備える、手術支援システム。
  15.  医療器具を遠隔で操作する遠隔操作装置の表示装置の交換方法であって、
     前記表示装置は、スコープ型表示部および非スコープ型表示部を含み、
     ロック機構による前記表示装置の固定状態を、ロック解除機構を鉛直方向下側に作用させることにより固定状態を解除するステップと、
     前記ロック解除機構の鉛直方向下側への作用中に前記表示装置の把持部を鉛直方向上側に作用させることにより、前記表示装置の取り外すステップとを備える、遠隔操作装置の表示装置の交換方法。
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