WO2020196350A1 - クリップアプライヤーシステム - Google Patents

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WO2020196350A1
WO2020196350A1 PCT/JP2020/012563 JP2020012563W WO2020196350A1 WO 2020196350 A1 WO2020196350 A1 WO 2020196350A1 JP 2020012563 W JP2020012563 W JP 2020012563W WO 2020196350 A1 WO2020196350 A1 WO 2020196350A1
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WO
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jaws
pair
control
clip
opening
Prior art date
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PCT/JP2020/012563
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French (fr)
Inventor
英紀 田中
麻里子 尾形
敏行 本間
Original Assignee
川崎重工業株式会社
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Publication date
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    • A61B17/128Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for ligaturing or otherwise compressing tubular parts of the body, e.g. blood vessels, umbilical cord for applying or removing clamps or clips
    • A61B17/1285Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for ligaturing or otherwise compressing tubular parts of the body, e.g. blood vessels, umbilical cord for applying or removing clamps or clips for minimally invasive surgery
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    • A61B90/03Automatic limiting or abutting means, e.g. for safety

Definitions

  • the present invention relates to a clip applier system for ligating tubular tissue or blood vessels in surgery.
  • an instrument attached to the tip of the robot arm is inserted into the patient's body for surgery, and various instruments are attached to the tip of the robot arm according to the application. ..
  • a surgical support robot system for example, the surgical operation system of Patent Document 1 is known, and as an example of an instrument to be attached, there is, for example, a clip applier.
  • a clip applier is a medical device for ligating a tubular tissue or a blood vessel, and closes a clip at a ligation position to ligate the tubular tissue or a blood vessel.
  • the clip applier In the clip applier, the clip is loaded into a pair of jaws, and the clip is crushed by closing the pair of jaws.
  • Clips are made of resin or metal.
  • the clip applier is configured to generate a large gripping force.
  • the clip applier when the clip applier is applied in the surgical system, the following can be considered. That is, since a large gripping force can be generated, the tubular tissue or blood vessel may be accidentally pinched and damaged, or the operator may not be able to grasp the gripping force and may pinch and damage the clip with a larger gripping force than necessary. Conceivable.
  • an object of the present invention is to provide a clip applier system capable of suppressing damage to a tubular tissue or blood vessel or damage to a clip.
  • the clip applier system of the first invention supplies and discharges hydraulic fluid from a drive device to an opening / closing mechanism that opens and closes a pair of jaws at an opening degree according to the amount of hydraulic fluid supplied and discharged.
  • a clip applier that opens and closes a jaw, an operation device that outputs an operation signal according to the amount of operation on the operation tool, and a detection device that outputs a signal according to the opening degree of the pair of jaws or a detection value corresponding thereto.
  • a control device that executes opening degree control is provided, and in the opening degree control, the control device is said to respond to a difference between a command based on an operation signal from the operation device and an actual value based on a signal from the detection device. It controls the operation of the drive device.
  • an amount of hydraulic fluid corresponding to the amount of operation is supplied to and discharged from the opening / closing mechanism, and a pair of jaws are closed at an opening degree according to the amount. Therefore, it is possible to prevent the pair of jaws from being closed too much to damage the patient's tubular tissue, blood vessels, or the like, or to damage the clip.
  • the opening / closing mechanism operates the pair of jaws with a gripping force according to the hydraulic pressure of the hydraulic fluid to be supplied and discharged, and the control device selects either the opening degree control or the gripping force control.
  • the control device controls the operation of the drive device in order to increase or decrease the hydraulic pressure of the hydraulic fluid according to the increase or decrease of the command based on the operation signal from the operation device. preferable.
  • the clip applier system of the second invention is a drive device with an opening / closing mechanism that opens and closes a pair of jaws by the hydraulic fluid supplied and discharged, and operates the pair of jaws with a gripping force according to the hydraulic pressure of the hydraulic fluid.
  • a clip applier that opens and closes the pair of jaws by supplying and discharging the hydraulic fluid from the operation tool, an operation device that outputs an operation signal according to an operation amount for the operation tool, and a control device that executes gripping force control.
  • the control device controls the operation of the drive device in order to increase or decrease the hydraulic pressure of the working fluid according to the increase or decrease of the command based on the operation signal from the operation device.
  • a gripping force more than necessary acts on the tubular tissue or blood vessel of the patient and the clip, so that the tubular tissue or blood vessel of the patient or the like is closed. It is possible to prevent the clip from being damaged or damaged.
  • the selection device capable of selecting the half-clip control and the control device execute the half-clip control when the half-clip control is selected by the selection device, and in the half-clip control, the hydraulic fluid is used. It is preferable that the control device controls the operation of the drive device so that the hydraulic pressure of the above is maintained.
  • control device determines whether or not the clip is loaded between the pair of jaws, and if it is determined that the clip is not loaded, the closing operation of the pair of jaws is restricted.
  • control device limits the opening operation of the pair of jaws until a predetermined condition is satisfied, and allows the opening operation of the pair of jaws when the predetermined condition is satisfied. It is preferable to control the operation.
  • the clip applier system of the third invention outputs a clip applier that opens and closes the pair of jaws by driving an opening / closing mechanism that opens and closes the pair of jaws by a driving device, and an operation signal according to the amount of operation on the operating tool.
  • the operation device is provided, a detection device that outputs a signal corresponding to the opening degree of the pair of jaws or a detection value corresponding thereto, and a control device that selects and executes either opening degree control or gripping force control.
  • the opening control controls the operation of the drive device according to the difference between the command based on the operation signal from the operation device and the actual value based on the signal from the detection device, and the gripping force is controlled.
  • the control device controls the operation of the drive device so as to increase or decrease the gripping force according to the increase or decrease of the command based on the operation signal from the operation device.
  • the pair of jaws are closed at an opening corresponding to the amount of operation, so that the pair of jaws are closed too much to damage the tubular tissue or blood vessel of the patient or damage the clip. It is possible to suppress the causing.
  • the gripping force control since the pair of jaws are closed by the gripping force according to the operation amount, the patient's tubular tissue or blood vessel and the clip are affected by an excessive gripping force, and the patient's tubular tissue or blood vessel is operated. It is possible to prevent damage to the clip and damage to the clip.
  • the clip applier system of the fourth invention outputs a clip applier that opens and closes the pair of jaws by driving an opening / closing mechanism that opens and closes the pair of jaws by a driving device, and an operation signal according to the amount of operation on the operating tool.
  • the control device includes a control device for controlling the operation of the drive device in order to increase or decrease the gripping force of the pair of jaws in response to a command based on an operation signal from the operation device, and the control device is a half clip. The control is executed, and in the half-clip control, the control device controls the operation of the drive device so that the gripping force is maintained regardless of the increase or decrease of the command.
  • the clip applier system of the fifth invention outputs a clip applier that opens and closes the pair of jaws by driving an opening / closing mechanism that opens and closes the pair of jaws by a driving device, and an operation signal according to the amount of operation on the operating tool.
  • the control device includes a control device for controlling the operation of the drive device so as to open and close the pair of jaws in response to a command based on an operation signal from the operation device, and the control device is a control device of the pair of jaws.
  • the present invention it is possible to prevent the tubular tissue or blood vessel of the patient from being directly grasped and damaged by the pair of jaws.
  • the clip applier system of the sixth invention outputs a clip applier that opens and closes the pair of jaws by driving an opening / closing mechanism that opens and closes the pair of jaws by a drive device, and an operation signal according to the amount of operation on the operating tool.
  • the control device includes a control device for controlling the operation of the drive device so as to open and close the pair of jaws in response to a command based on an operation signal from the operation device, and the control device satisfies a predetermined condition.
  • the opening operation of the pair of jaws is restricted until the opening operation of the pair of jaws is performed, and the operation of the driving device is controlled so as to allow the opening operation of the pair of jaws when the predetermined condition is satisfied.
  • the present invention it is possible to prevent the clip from coming off from the pair of jaws before satisfying a predetermined condition, for example, before ligating a tubular tissue or a blood vessel of a patient.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the structure of the clip applier system of this embodiment. It is a block diagram regarding the control executed by the control device provided in the clip applier system of FIG. It is a flowchart about the clip control executed by the control device provided in the clip applier system of FIG. It is a flowchart about fixed value control processing shown in FIG. It is a flowchart about arbitrary value control processing shown in FIG.
  • the clip applier system 1 of the embodiment according to the present invention will be described with reference to the above-mentioned drawings.
  • the concept of the direction used in the following description is used for convenience in the explanation, and does not limit the direction of the configuration of the invention to that direction.
  • the clip applier system 1 described below is only one embodiment of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiment, and can be added, deleted, or changed without departing from the spirit of the invention.
  • the clip applier system 1 shown in FIG. 1 is used in surgery by a surgery support robot system, and includes, for example, a clip applier 2.
  • the clip applier 2 is attached to the tip of a robot arm (not shown) and is used for ligating a patient's tubular tissue or blood vessels (hereinafter referred to as “blood vessels”). More specifically, the clip applier 2 has a pair of jaws 11 and 11, an opening / closing mechanism 12, and a driving device 13.
  • the pair of jaws 11 and 11 are configured to be openable and closable by moving their tip side portions closer to each other and apart from each other, and a V-shaped clip 8 can be loaded between the tip end side portions. That is, the pair of jaws 11 and 11 can crush the clip 8 by closing them, and the pair of jaws 11 and 11 are provided with an opening / closing mechanism 12 for opening and closing them.
  • the opening / closing mechanism 12 has a cylinder 21 and a piston 22, and the piston 22 is connected to a pair of jaws 11 and 11 by a link or the like. That is, the pair of jaws 11 and 11 are configured to open and close in conjunction with the movement of the piston 22.
  • the pair of jaws 11 and 11 and the piston 22 do not necessarily have to be connected by a link, and any configuration is provided as long as the pair of jaws 11 and 11 open and close according to the advancing / retreating operation of the piston 22. May be done.
  • the piston 22 is inserted into the cylinder 21 and moves back and forth with respect to the cylinder 21 according to the hydraulic fluid (for example, physiological saline and oil) supplied and discharged to the cylinder 21.
  • a coil spring 23 is provided in the cylinder 21, and the coil spring 23 urges the piston 22 to retract.
  • the opening / closing mechanism 12 configured in this way strokes the piston 22 according to the amount of hydraulic fluid supplied / discharged to the piston 22, and the pair of jaws 11 and 11 are opened according to the stroke amount. It opens and closes depending on the degree. That is, the opening / closing mechanism 12 opens / closes the pair of jaws 11 and 11 at an opening degree according to the amount of supply / discharge to the jaws. Further, the opening / closing mechanism 12 operates the pair of jaws 11 and 11 with a load corresponding to the hydraulic pressure received by the piston 22, and the pair of jaws 11 and 11 grip the pair of jaws 11 and 11 according to the pressure of the hydraulic fluid.
  • the clip 8 can be gripped by force.
  • the drive device 13 is connected via the tube 24, and the hydraulic fluid is supplied / discharged from the drive device 13 to the cylinder 21 via the tube 24.
  • the drive device 13 is configured to open and close the pair of jaws 11 and 11 by supplying and discharging the hydraulic fluid to and from the cylinder 21 via the tube 24.
  • the pump 31, the linear motion mechanism 32, and the motor 33 are configured. And have.
  • the pump 31 is, for example, a piston pump and is connected to the cylinder 21 via a tube 24. More specifically, the pump 31 has a cylinder 31a and a piston 31b, and the hydraulic fluid can be supplied and discharged by moving the piston 31b back and forth.
  • the pump 31 configured in this way is connected to the motor 33 via a linear motion mechanism 32 in order to advance and retreat the piston 31b.
  • the motor 33 is, for example, a servo motor, and generates torque according to the current flowing through the servo motor. Further, the motor 33 is connected to the piston 31b via the linear motion mechanism 32, and the linear motion mechanism 32 is configured as follows. That is, the linear motion mechanism 32 is a mechanism that converts a rotary motion into a linear motion, and is a ball screw mechanism in the present embodiment. More specifically, the linear motion mechanism 32 has a shaft member and a slider (not shown), and when the shaft member is rotated in one direction by the motor 33, the slider moves along the shaft member to move the piston 31b. Move forward. Further, when the shaft member is rotated in the other direction by the motor 33, the slider moves along the shaft member to retract the piston 31b. In this way, the motor 33 advances and retreats the piston 31b via the linear motion mechanism 32, thereby supplying and discharging the hydraulic fluid to the cylinder 21 to open and close the pair of jaws 11 and 11.
  • the drive device 13 is provided at the tip of the robot arm, and the opening / closing mechanism 12 is attached to the drive device 13 via a long and tubular shaft 14. Therefore, the pair of jaws 11 and 11 can be inserted into the patient's body by moving the robot arm, and the pair of jaws 11 and 11 can be arranged at arbitrary positions such as blood vessels. Further, the clip applier 2 can ligate the blood vessel or the like by locating the blood vessel or the like between the pair of jaws 11 and 11 and further closing the pair of jaws 11 and 11 and crushing the clip 8.
  • the clip applier system 1 having such a function displays the control device 3, the operation device 4, the mode switching device 5, and the flag switching device 6 in addition to the clip applier 2 for ligating blood vessels and the like.
  • a device 7 is provided, and the control device 3 is electrically connected to a motor 33 to control the opening / closing operation of the pair of jaws 11 and 11.
  • the control device 3 is electrically connected to the operation device 4, the mode switching device 5, and the flag switching device 6 in order to control the movement of the motor 33 according to various input information and acquire the information.
  • the operating device 4 has, for example, an operating tool provided on the operating manipulator, and the operating tool is configured to be capable of pinch operation such as opening and closing the scissors. Further, the operation device 4 outputs an operation signal corresponding to the amount operated by the pinch operation, that is, the operation amount to the control device 3, and the control device 3 controls the operation of the motor 33 according to the operation amount.
  • the operating device 4 is not limited to the configuration as described above, and may be a handle assembly having a trigger configured to be operable.
  • the mode switching device 5 which is an example of the selection device, has three switching switches 5a, 5b, and 5c, each of which is composed of, for example, a dial switch, a button switch, and a lever switch.
  • the switches 5a, 5b, and 5c are configured so that the control mode can be switched (that is, selectable) by operating them, and the control modes include an opening control mode, a gripping force control mode, and a half clip control mode. , Fixed value control mode, and arbitrary value control mode. More specifically, the first changeover switch 5a can switch between the opening degree control mode and the gripping force control mode.
  • the second changeover switch 5b can switch the half clip control mode ON and OFF by turning it into an ON state and an OFF state
  • the third changeover switch 5c has a fixed value control mode and an arbitrary value control mode. Can be switched.
  • the mode switching device 5 configured in this way outputs a signal corresponding to the mode selected by switching to the control device 3, and the control device 3 switches the control mode accordingly.
  • the flag switching device 6 is a device for switching the loaded flag indicating that the clip 8 is loaded between the pair of jaws 11 and 11 to ON, for example, a button switch or a lever switch. That is, when the flag switching device 6 is operated after the clip 8 is loaded between the pair of jaws 11 and 11 by the operator or the like, the flag switching device 6 outputs a signal to the control device 3, and the control device 3 outputs a signal. Turn on the loaded flag. In the present embodiment, the loaded flag is switched to ON by the operation of the operator, but the loaded flag may be switched to ON by detecting the loading of the clip 8 by using a sensor or the like. Further, when the crushing of the clip 8 is completed, the loaded flag is turned off by the control device 3. A display device 7, such as a monitor or a warning light, is further connected to the control device 3 having such a function, and the display device 7 warns and notifies the operator of various matters.
  • the clip applier system 1 further includes an encoder 9 and a pressure sensor 10.
  • the encoder 9 which is an example of the detection device outputs a signal corresponding to the rotation amount of the motor 33 to the control device 3, and the control device 3 acquires the rotation amount of the motor 33.
  • the amount of rotation of the motor 33 corresponds to the position of the piston 31b, and further corresponds to the opening degree of the pair of jaws 11 and 11. Therefore, a signal corresponding to the amount of rotation, which is a detected value corresponding to the opening degree of the pair of jaws 11 and 11, is input to the control device 3 from the encoder 9.
  • the pressure sensor 10 outputs a signal corresponding to the hydraulic pressure in the cylinder 31a of the pump 31 to the control device 3, and the control device 3 acquires the pressure of the working fluid based on the signal.
  • the pressure of the hydraulic fluid corresponds to the gripping force of the pair of jaws 11 and 11.
  • the encoder 9 is just an example of a detection device, and the detection device does not necessarily have to be the encoder 9.
  • You may.
  • the pressure sensor 10 instead of the pressure sensor 10, a sensor that detects the hydraulic pressure of the cylinder 21 or a sensor that detects the torque of the motor 33 may be provided. Further, the current flowing through the motor 33 may be detected, and any detection value corresponding to the gripping force of the pair of jaws 11 and 11 may be detected.
  • the control device 3 controls the operation of the motor 33 based on the block diagram as shown in FIG. 2, and the block diagram will be described below. That is, the control device 3 has a mode selection switch 40, and the mode selection switch 40 switches the terminals to be connected to any of the four terminals 41a to 41d according to the selected control mode. For example, in the opening control mode, the mode selection switch 40 is connected to the first terminal 41a.
  • the opening degree control mode is a mode in which the opening degree of the pair of jaws 11 and 11 is controlled according to the operation amount in the operating device 4, and in the present embodiment, the rotation amount of the motor 33 is used to control the opening degree of the pair of jaws 11 and 11. The opening is controlled.
  • the control device 3 acquires the operation amount of the operation device 4, that is, the opening command, and also acquires the rotation amount of the motor 33 based on the signal from the encoder 9. Further, the control device 3 converts the rotation amount of the motor 33 into an actual opening degree (that is, an actual value) which is an opening degree of the pair of jaws 11 and 11 by the converter 42. Then, the opening degree control loop 43 of the control device 3 calculates the speed command based on the difference between the actual opening degree and the above-mentioned opening degree command. Further, in the control device 3, the actual speed is calculated by differentiating the actual opening degree, and the speed control loop 44 calculates the current command based on the actual speed and the speed command.
  • the current command calculated in this way is limited by the rate of change limiter 45 so that the rate of change does not exceed a predetermined value, and is limited to a value or less by the current limiter 46 and output.
  • the control device 3 applies a current corresponding to the output current command to the motor 33.
  • the piston 31b strokes to a position corresponding to the operation amount, and the hydraulic fluid of the supply / discharge amount according to the operation amount is supplied / discharged to the opening / closing mechanism 12.
  • the pair of jaws 11 and 11 open and close at an opening degree according to the operation amount of the operating device 4 (opening degree control).
  • control device 3 has an operation amount memory 47, and the operation amount of the operation device 4 is input to the operation amount memory 47 via the first control switch 48.
  • the first control switch 48 is turned on in the opening degree control mode, and the operation amount memory 47 overwrites the operation amount input therein, that is, the operation amount of the operation device 4 is allowed to be updated.
  • control device 3 has a current command memory 49, and a current command output from the current limiter 46 is input via the second control switch 50.
  • the second control switch 50 is turned on when the control mode is switched to the opening control mode and when the control mode is switched from the opening control mode, and the current command memory 49 sends a current command input therein. Overwriting, that is, updating the current command is allowed.
  • the second control switch 50 is turned off immediately after the current command in the current command memory 49 is updated. Therefore, the current command memory 49 stores the current command when the control mode is switched to the opening control mode and when the control mode is switched from the opening control.
  • the gripping force control mode is a mode in which the gripping force of the pair of jaws 11 and 11 is controlled according to the amount of operation in the operating device 4, and when the mode is switched to this, the mode selection switch 40 is connected to the second terminal 41b. Further, in the gripping force control mode, the first control switch 48 is turned off, and the operation amount memory 47 is prevented from updating the operation amount of the operation device 4. That is, in the operation amount memory 47, the operation amount immediately before switching to the gripping force control mode is held, and the reference operation amount which is the held operation amount and the actual operation amount which is the operation amount of the operation device 4 are set. Based on this, the gripping force control unit 51 executes the following control. That is, the gripping force control unit 51 calculates the difference command by multiplying the difference between the reference operation amount and the actual operation amount by a coefficient.
  • the second control switch 50 is turned on when switching to the terminal 41b and when switching from the terminal 41b, and is turned off immediately after the current command in the current command memory 49 is updated.
  • the current command memory 49 stores the current command when switching to the terminal 41b and when switching from the terminal 41b.
  • the difference command calculated by the gripping force control unit 51 is added to this current command, and the gripping force increases or decreases by the amount corresponding to the increase or decrease from the reference operation amount. That is, the control device 3 increases / decreases the torque of the motor 33 according to the increase / decrease in the operation amount, and increases / decreases the hydraulic pressure of the hydraulic fluid discharged from the pump 31 according to the increase / decrease in the operation amount.
  • the pair of jaws 11 and 11 can be operated so as to increase or decrease the gripping force by the amount corresponding to the increase or decrease from the reference operation amount (grip force control).
  • the control device 3 holds a plurality of set values for a predetermined current command to be input to the fourth terminal 41d, and one of them can be selected and input according to the situation. Further, the plurality of set values held in the control device 3 may be set in advance at the time of manufacturing, or may be set by an operator or the like.
  • a current command memory 49 is connected to the third terminal 41c, and when the mode selection switch 40 is connected to the third terminal 41c, the current command held in the current command memory 49 is transmitted to the third terminal 41c. Is output to the motor 33, and a current corresponding to the current command is given to the motor 33. Therefore, when the mode selection switch 40 is connected to the third terminal 41c, the gripping force of the pair of jaws 11 and 11 is held at an arbitrary value regardless of the operation amount of the operating device 4.
  • the mode selection switch 40 When the mode selection switch 40 is connected to the third terminal 41c and the fourth terminal 41d, the first control switch 48 is in the ON state, and the operation device 4 stored in the operation amount memory 47.
  • the operation amount is constantly updated. As a result, even when the control mode is switched to the gripping force control mode, the gripping force can be increased or decreased by the amount corresponding to the increase or decrease from the reference operation amount.
  • control device 3 has two return prevention switches 52 and 53.
  • the first return prevention switch 52 switches the speed command output from the opening degree control loop 43 to 0.
  • the second return prevention switch 53 inputs the actual opening degree (that is, the same value as the reference operation amount) to the gripping force control unit 51 instead of the actual operation amount.
  • the current command held in the current command memory 49 is added to the difference command from the gripping force control unit 51, the current command input to the second terminal becomes a value corresponding to the actual opening degree, and the operating device 4
  • the opening degree of the pair of jaws 11 and 11 is kept constant regardless of the amount of operation. Therefore, the opening and closing of the pair of jaws 11 and 11 can be restricted by operating the return prevention switches 52 and 53.
  • the control device 3 configured in this way switches the control mode as follows according to the operation for each of the changeover switches 5a to 5c of the mode changeover device 5. For example, the control device 3 switches the control mode to either the opening degree control mode or the gripping force control mode according to the operation of the first changeover switch 5a. Then, when the second changeover switch 5b is turned ON (that is, the half-clip control mode is ON), the control device 3 sets the control mode to the control mode selected by the third changeover switch 5c (that is, the fixed value control mode or It is possible to switch to the arbitrary value control mode).
  • the clip applier system 1 configured in this way can ligate a blood vessel or the like by crushing the clip 8 as described above, but the blood vessel is ligated by a pair of jaws 11 and 11 when the clip 8 is not loaded. If the device is directly gripped, the blood vessel or the like may be damaged. Therefore, the control device 3 has an interlock function that prevents the pair of jaws 11 and 11 from closing when the clip 8 is not loaded. That is, the control device 3 determines whether the loaded flag in the flag switching device 6 is ON or OFF, and in the case of OFF, the selection switch 40 is connected to the fourth terminal 41d. Here, the predetermined current command input to the fourth terminal 41d is set to zero.
  • the pair of jaws 11 and 11 are maintained in an open state regardless of whether or not the operating device 4 is operated, and the opening / closing operation of the pair of jaws 11 and 11 is restricted.
  • the control device 3 connects the selection switch 40 to the terminals 41a to 41d corresponding to the control mode and changes the set value of the predetermined current command, so that the pair Make the jaws 11 and 11 closeable.
  • the control device 3 has an opening prevention function in order to limit the opening operation of the pair of jaws 11 and 11 during crushing. That is, the control device 3 uses the encoder 9 to determine whether or not the pair of jaws 11 and 11 have started the crushing operation. For example, when the control device 3 detects that the motor 33 is rotating in the positive direction based on the signal from the encoder 9, it determines that the pair of jaws 11 and 11 are closed and the clip 8 is crushed. Then, the control device 3 operates the two return prevention switches 52 and 53 when the operation device 4 opens the pair of jaws 11 and 11, that is, when the opening operation is performed. As a result, it is possible to prevent the pair of jaws 11 and 11 from opening during crushing.
  • the operation device 4 Stops the operation of the two return prevention switches 52 and 53.
  • the opening prevention function of the control device 3 mainly functions when the loaded flag is ON, and stops when the clip 8 is completely crushed as described later.
  • the control device 3 stops the opening prevention function.
  • the opening operation of the pair of jaws 11 and 11 is allowed after the crushing of the clip 8 is completed, that is, after the ligation, and the operator can separate the pair of jaws 11 and 11 from the blood vessels and the like.
  • the closing operation of the pair of jaws 11 and 11 is conversely restricted. That is, in the opening operation, the clip 8 is not loaded between the pair of jaws 11 and 11, and if the blood vessel or the like is directly gripped by the pair of jaws 11 and 11 in that state, the blood vessel or the like may be damaged. Therefore, when the opening operation is started, the closing operation of the pair of jaws 11 and 11 is restricted. That is, when the closing operation is performed after the crushing is completed, the control device 3 activates the two return prevention switches 52 and 53. As a result, the pair of jaws 11 and 11 are held at the opening degree, and the closing operation of the pair of jaws 11 and 11 is prevented.
  • the operation device 4 of the two return prevention switches 52 and 53 Stop the operation.
  • the opening degree of the pair of jaws 11 and 11 is controlled so that the opening degree is adjusted according to the operation amount again. This function is stopped when the loaded flag is turned off.
  • the control device 3 executes either the opening degree control or the gripping force control according to the control mode selected by the first changeover switch 5a.
  • the opening degree of the pair of jaws 11 and 11 is controlled by the opening degree according to the operation amount of the operating device 4 operated by the operator, or the pair of jaws 11 and 11 are controlled by the gripping force according to the operation amount.
  • the gripping force of 11 is controlled.
  • the operator can switch the control mode with the first changeover switch 5a even during the closing operation, and when the changeover is made, the control device 3 controls the opening degree or the gripping force as follows. For example, when the control mode is switched from the opening control mode to the gripping force control mode, the gripping force is increased by the amount corresponding to the operation amount operated after the switching. That is, when the control device 3 switches from the opening degree control mode to the gripping force control mode, the current command memory 49 holds the current command at the time of switching, and the control device 3 holds the reference operation amount in the operation amount memory 47. Therefore, after the control device 3 is switched to the gripping force control mode, the current command is increased according to the increase from the reference operation amount, and the gripping force is increased by the increase from the reference operation amount.
  • the opening control is performed based on the operation amount of the operating device 4, and the pair of jaws 11 and 11
  • the opening degree is controlled so as to be an opening degree according to the operation amount. Therefore, after switching, the operator can intuitively operate the opening degree of the pair of jaws 11 and 11.
  • half clip when ligating blood vessels, etc., a method called half clip may be used.
  • the pair of jaws 11 and 11 are slightly closed between the pair of jaws 11 and 11 in which the clip 8 is loaded, and the pair of jaws 11 and 11 are arranged along the blood vessel and the like. It is a method to move. The surgeon can advance the pair of jaws 11 and 11 to a desired position while peeling off other parts around the blood vessel or the like with a half clip. When it reaches the desired position, the clip 8 is crushed by the pair of jaws 11 and 11 and the blood vessel or the like is ligated.
  • the control procedure executed by the control device 3 including the case of performing such a half clip will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 3 to 5.
  • the control device 3 executes a clip control process as shown in FIG. 3 in order to ligate a blood vessel or the like, and when executed, the process proceeds to step S1.
  • step S1 which is a flag determination step
  • the control device 3 determines ON and OFF of the loaded flag. Then, when it is determined that the loaded flag is ON, the process proceeds to step S2.
  • step S2 which is the second changeover switch determination step
  • the state of the second changeover switch 5b is determined.
  • step S3 which is a control mode determination step
  • the third changeover switch 5c determines whether the control mode is a fixed value control mode or an arbitrary value control mode. If the fixed value control mode is selected, the process proceeds to step S4.
  • the fixed value control process in step S4 is a process for fixing the gripping force at the time of half-clip at a predetermined value. That is, when the fixed value control process is executed, the process as shown in FIG. 4 is executed, and the process proceeds to step S11.
  • step S11 which is a jaw closing operation step, the pair of jaws 11 and 11 are closed in order to perform a half clip. That is, the control device 3 closes the pair of jaws 11 and 11 according to the operation amount of the operation device 4.
  • the opening degree or gripping force of the pair of jaws 11 and 11 is controlled according to the control mode (opening degree control mode or gripping force control mode) selected by the changeover switch 5a.
  • the control mode opening degree control mode or gripping force control mode
  • step S12 which is a gripping force determination step, it is determined whether or not the gripping force of the pair of jaws 11 and 11 has reached a predetermined value.
  • the pressure of the hydraulic fluid corresponds to the gripping force of the pair of jaws 11 and 11, and whether the gripping force of the pair of jaws 11 and 11 has reached a predetermined value based on the signal from the pressure sensor 10.
  • Judge whether or not. In the clip applier system 1, as described above, the relationship between the opening degree and the gripping force is roughly determined according to the clip 8 used. Therefore, it may be determined whether or not the gripping force has reached a predetermined value depending on the opening degree.
  • step S12 If the gripping force has not reached a predetermined value (a value other than 0, for example, 100 N), the process returns to step S12, and the jaw closing operation is continued again. On the other hand, when the detected gripping force reaches a predetermined value, the process proceeds to step S13.
  • a predetermined value a value other than 0, for example, 100 N
  • step S13 which is a gripping force holding step
  • fixed value control is executed in order to maintain the gripping force at a predetermined value. That is, the control device 3 connects the mode selection switch 40 to the fourth terminal 41d (see FIG. 2), and applies a current corresponding to a predetermined current command output to the fourth terminal 41d to the motor 33. As a result, the gripping force of the pair of jaws 11 and 11 is held at a predetermined value. After being held, the operator moves a robot arm (not shown) to adjust the positions of the pair of jaws 11 and 11 (that is, the ligation position), and when the adjustment is completed, the process proceeds to step S14.
  • step S14 which is the mode release determination step, it is determined whether or not the half clip control mode has been released. That is, the control device 3 determines whether or not the half-clip control mode is canceled depending on the state of the second changeover switch 5b. If the second changeover switch 5b remains ON, it is determined that the half-clip control mode is maintained. Then, the process returns to step S13, and the gripping force of the pair of jaws 11 and 11 continues to be held at a predetermined value. On the other hand, when the second changeover switch 5b is switched to the OFF state, the control device 3 determines that the half-clip control mode has been released. Then, the process proceeds to step S15.
  • step S15 which is a crushing operation step
  • the pair of jaws 11 and 11 are closed and the clip 8 is crushed according to the amount of operation. That is, similarly to step S11, the control device 3 controls the opening degree or gripping force of the pair of jaws 11 and 11 according to the control mode (opening degree control mode or gripping force control mode) selected by the changeover switch 5a. While closing the pair of jaws 11 and 11. Then, when the pair of jaws 11 and 11 are closed, the process proceeds to step S16.
  • the control mode opening degree control mode or gripping force control mode
  • step 16 which is a crushing determination step, it is determined whether or not the crushing of the clip 8 is completed. That is, the control device 3 detects the opening degree of the pair of jaws 11 and 11 and determines whether or not the opening degree is less than the predetermined opening degree. In the present embodiment, as described above, it is determined whether or not the clip 8 has been crushed based on the amount of rotation of the motor 33. That is, when the rotation amount of the motor 33 is less than the predetermined rotation amount (that is, less than the predetermined opening degree), it is determined that the crushing of the clip 8 is incomplete. Then, the process returns to step S15, and the crushing operation is continued.
  • step S5 which is the jaw opening operation step
  • the pair of jaws 11 and 11 are opened in order to separate the pair of jaws 11 and 11 from the clip 8 being ligated. That is, the control device 3 opens the pair of jaws 11 and 11 according to the operation amount of the operation device 4.
  • the opening degree or gripping force of the pair of jaws 11 and 11 at the time of opening is also controlled according to the control mode (opening degree control mode or gripping force control mode) selected by the changeover switch 5a. Then, when the pair of jaws 11 and 11 are opened, the process proceeds to step S6.
  • the initial opening degree is an opening degree in which the clip 8 can be loaded.
  • step S5 When it is determined that the pair of jaws 11 and 11 are not in the fully opened state, the process returns to step S5 and the opening operation is continuously performed. On the other hand, when it is determined that the pair of jaws 11 and 11 are fully open, the process proceeds to step S7.
  • step S7 which is a flag OFF step
  • step S8 which is the opening / closing operation limiting step
  • the opening / closing operation of the pair of jaws 11 and 11 is restricted. That is, the control device 3 sets the set value of the predetermined current command input to the fourth terminal 41d to zero and connects the mode selection switch 40 to the fourth terminal 41d in order to make the interlock function function.
  • the opening / closing operation of the pair of jaws 11 and 11 is restricted regardless of the amount of operation of the operating device 4, and the pair of jaws 11 and 11 cannot be closed.
  • the clip control ends.
  • step S9 is a process for arbitrarily setting the gripping force at the time of half-clip. That is, when the arbitrary value control process is executed, the process proceeds to step S21 in order to execute the process as shown in FIG.
  • step S21 which is a gripping force holding step, arbitrary value control is executed so as to hold the gripping force of the pair of jaws 11 and 11 at an arbitrary value when the control mode is switched to the arbitrary value control mode.
  • the control device 3 connects the mode selection switch 40 to the third terminal 41c, and applies a current corresponding to the current command held in the current command memory 49 to the motor 33. Therefore, the gripping force of the pair of jaws 11 and 11 can be set to an arbitrary value when switching, and the gripping force can be held at the arbitrary value.
  • the operator moves an arm of a robot (not shown) to adjust the positions of the pair of jaws 11 and 11 (that is, the ligation position), and when the adjustment is completed, the process proceeds to step S22.
  • step S22 which is a mode release determination step, it is determined whether or not the half-clip control mode has been released, as in step S14. If it is determined that the half-clip control mode is maintained, the process returns to step S21. As a result, the gripping force of the pair of jaws 11 and 11 continues to be held at an arbitrary value. On the other hand, when it is determined that the half-clip control mode has been released, the process proceeds to step S23. In step S23, which is a crushing operation step, the pair of jaws 11 and 11 are closed and the clip 8 is crushed according to the amount of operation, as in step S15. Then, when the pair of jaws 11 and 11 are closed, the process proceeds to step S24.
  • step S23 which is a crushing operation step
  • step S24 which is a crushing determination step, it is determined whether or not the clip 8 is completely crushed, as in step S16. If it is determined that the crushing is incomplete, the process returns to step S23, and the crushing operation is continuously performed. On the other hand, when it is determined that the crushing of the clip 8 is completed, the arbitrary value control process ends, and the process proceeds to step S5.
  • step S10 which is a crushing determination step, it is determined whether or not the clip 8 is completely crushed, as in step S16. If it is determined that the crushing is incomplete, the process returns to step S2, and the state determination and the crushing determination of the second changeover switch 5b are repeated. On the other hand, when it is determined that the crushing is completed, the process proceeds to step S5.
  • step S31 which is a non-loading warning step
  • the control device 3 warns via the display device 7 that the clip 8 is not loaded.
  • step S8 the opening / closing operation is restricted, and the clip control is terminated.
  • the pair of jaws 11 and 11 are closed at an opening degree corresponding to the operation amount of the operating device 4 in the opening degree control mode, the pair of jaws are used to crush the clip 8. Even if a large gripping force is generated at 11 and 11, it is possible to prevent the pair of jaws 11 and 11 from being closed too much and damaging blood vessels or the like or damaging the clip 8. Further, in the gripping force control mode, since the pair of jaws 11 and 11 are closed by the gripping force according to the operation amount, a gripping force more than necessary acts on the blood vessel or the like and the clip 8 to damage the blood vessel or the like. It is possible to prevent the clip 8 from being damaged.
  • the gripping force of the pair of jaws 11 and 11 when performing half-clip in the fixed value control mode can be held at a predetermined value. Further, by switching to the arbitrary value control mode, the gripping force of the pair of jaws 11 and 11 can be held at an arbitrary value which is the value at the time of switching. Therefore, it is possible to prevent the operator from crushing the clip 8 due to an unintended amount of operation on the clip 8 when performing the half clip.
  • the clip applier system 1 since the opening operation of the pair of jaws 11 and 11 is restricted before the clip 8 is completely crushed, the clip 8 is used as a pair of jaws 11 when ligating a blood vessel or the like at the time of ligation. It is possible to suppress deviation from 11. Further, since the closing operation of the pair of jaws 11 and 11 is restricted when the clip 8 is not loaded, it is possible to prevent the blood vessels and the like from being directly gripped and damaged by the pair of jaws 11 and 11.
  • the pair of jaws 11 and 11 of the clip applier 2 are operated by the hydraulic fluid, but the drive system of the clip applier 2 is not limited to the hydraulic drive system as described above.
  • the drive system of the clip applier 2 may be, for example, a wire drive system. That is, in the wire drive system, the motor 33 and the opening / closing mechanism are connected by a wire, and the pair of jaws 11 and 11 are opened / closed via the opening / closing mechanism by rotating the motor 33.
  • the clip applier system of the wire drive system also exerts the same action and effect as the clip applier system 1.
  • the clip applier system 1 is configured to be able to switch between the opening control mode and the gripping force control mode, it is not always necessary to be switchable, and the clip applier system 1 can switch between any control modes. You just have to have it. Further, the clip applier system 1 does not necessarily have to have a fixed value control mode and an arbitrary value control mode (that is, the half clip control mode may not be present), and has only one control mode. You may be.
  • Clip applier system 1 Clip applier system 2 Clip applier 3 Control device 4 Operation device 5 Mode switching device 6 Flag switching device 7 Display device 8 Clip 9 Encoder 11, 11 Joe 12 Opening and closing mechanism 13 Drive device

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Abstract

クリップアプライヤーシステム(1)において、管状組織又は血管を傷つけたり、クリップを破損させたりすることを抑制するべく、前記クリップアプライヤーシステムは、給排される作動液の給排量に応じた開度にて一対のジョー(11)を開閉する開閉機構(12)に駆動装置(13)から作動液を給排して前記一対のジョーを開閉するクリップアプライヤー(1)と、操作具に対する操作量に応じた操作信号を出力する操作装置と、前記一対のジョーの開度又はそれに対応する検出値に応じた信号を出力する検出装置(9)と、開度制御を実行する制御装置(3)とを備え、開度制御では、前記操作装置からの操作信号に基づく指令と前記検出装置からの信号に基づく実値とに応じて前記駆動装置の動作を制御するように構成した。

Description

クリップアプライヤーシステム
 本発明は、手術において管状組織又は血管の結紮を行うためのクリップアプライヤーシステムに関する。
 手術支援ロボットシステムによる手術では、ロボットアームの先端に取り付けたインストゥルメントを患者の体内に挿入して施術が行われ、ロボットアームの先端には、用途に応じた様々なインストゥルメントが取り付けられる。このような手術支援ロボットシステムとしては、例えば特許文献1の外科手術システムが知られており、また取り付けられるインストゥルメントの一例として、例えばクリップアプライヤーがある。クリップアプライヤーは、管状組織又は血管の結紮を行うための医療機器であり、結紮位置にてクリップを閉じて管状組織又は血管を結紮する。
特開2017-189495号公報
 クリップアプライヤーでは、一対のジョーにクリップが装填され、一対のジョーを閉じることによってクリップをつぶす。クリップには、樹脂製のものや金属製のものがあり、例えば金属製のクリップをつぶす場合、大きな把持力で一対のジョーを閉じる必要がある。それ故、クリップアプライヤーは、大きな把持力を発生できるように構成されていることが望ましい。他方、外科手術システムにおいてクリップアプライヤーを適用した場合、以下のようなことが考えられる。即ち、大きな把持力を発生できるが故に誤って管状組織又は血管を挟んで傷つけたり、また術者が把持力を把握できずに必要以上の大きな把持力でクリップを挟んで破損させたりすることが考えられる。
 そこで本発明は、管状組織又は血管を傷つけたり、クリップを破損させたりすることを抑制することができるクリップアプライヤーシステムを提供することを目的としている。
 第1の発明のクリップアプライヤーシステムは、給排される作動液の給排量に応じた開度にて一対のジョーを開閉する開閉機構に駆動装置から作動液を給排して前記一対のジョーを開閉するクリップアプライヤーと、操作具に対する操作量に応じた操作信号を出力する操作装置と、前記一対のジョーの開度又はそれに対応する検出値に応じた信号を出力する検出装置と、開度制御を実行する制御装置とを備え、前記開度制御では、前記操作装置からの操作信号に基づく指令と前記検出装置からの信号に基づく実値との差分に応じて前記制御装置が前記駆動装置の動作を制御するものである。
 本発明に従えば、操作量に応じた分量の作動液が開閉機構に給排され、その分量に応じた開度にて一対のジョーが閉じられる。それ故、一対のジョーが閉じられすぎて患者の管状組織又は血管等を傷つけたり、クリップを破損させたりすることを抑制することができる。
 上記発明において、前記開閉機構は、給排される作動液の液圧に応じた把持力で前記一対のジョーを作動させ、前記制御装置は、前記開度制御及び把持力制御の何れかを選択して実行し、前記把持力制御では、前記操作装置からの操作信号に基づく指令の増減分に応じて作動液の液圧を増減させるべく前記制御装置が前記駆動装置の動作を制御することが好ましい。
 上記構成に従えば、一対のジョーが操作量に応じた把持力にて閉じられるので、患者の管状組織又は血管等及びクリップに必要以上の把持力が作用して、患者の管状組織又は血管等を傷つけたり、クリップを破損させたりすることを抑制することができる。
 第2の発明のクリップアプライヤーシステムは、給排される作動液によって一対のジョーを開閉し、且つ作動液の液圧に応じた把持力にて前記一対のジョーを作動させる開閉機構に駆動装置から作動液を給排して前記一対のジョーを開閉するクリップアプライヤーと、操作具に対する操作量に応じた操作信号を出力する操作装置と、把持力制御を実行する制御装置とを備え、前記把持力制御では、前記操作装置からの操作信号に基づく指令の増減分に応じて作動液の液圧を増減させるべく前記制御装置が前記駆動装置の動作を制御するものである
 本発明に従えば、一対のジョーが操作量に応じた把持力にて閉じられるので、患者の管状組織又は血管等及びクリップに必要以上の把持力が作用して、患者の管状組織又は血管等を傷つけたり、クリップを破損させたりすることを抑制することができる。
 上記発明において、ハーフクリップ制御を選択可能な選択装置と、前記制御装置は、前記選択装置にて前記ハーフクリップ制御が選択されると前記ハーフクリップ制御を実行し、前記ハーフクリップ制御では、作動液の液圧が保持されるように前記制御装置が前記駆動装置の動作を制御することが好ましい。
 上記構成に従えば、術者がハーフクリップを行う際にクリップに意図しない大きな把持力が作用してクリップをつぶしてしまうことを抑制することができる。
 上記発明において、前記制御装置は、前記一対のジョーの間におけるクリップの装填の有無を判定し、装填されていないと判定した場合、前記一対のジョーの閉動作を制限することが好ましい。
 上記構成に従えば、患者の管状組織又は血管等が一対のジョーによって直接把持されて傷つくことを抑制することができる。
 上記発明において、前記制御装置は、所定の条件を充足するまで前記一対のジョーの開動作を制限し、前記所定の条件を充足すると前記一対のジョーの開動作を許容するように前記駆動装置の動作を制御することが好ましい。
 上記構成に従えば、所定の条件を充足する前、例えば患者の管状組織又は血管等を結紮する前にクリップが一対のジョーから外れることを抑制することができる。
 第3の発明のクリップアプライヤーシステムは、一対のジョーを開閉する開閉機構を駆動装置によって駆動して前記一対のジョーを開閉するクリップアプライヤーと、操作具に対する操作量に応じた操作信号を出力する操作装置と、前記一対のジョーの開度又はそれに対応する検出値に応じた信号を出力する検出装置と、開度制御及び把持力制御の何れかを選択して実行する制御装置とを備え、前記開度制御では、前記操作装置からの操作信号に基づく指令と前記検出装置からの信号に基づく実値との差分に応じて前記制御装置が前記駆動装置の動作を制御し、前記把持力制御では、前記操作装置からの操作信号に基づく指令の増減分に応じて把持力を増減させるべく前記制御装置が前記駆動装置の動作を制御するものである。
 本発明に従えば、開度制御では、操作量に応じた開度にて一対のジョーが閉じられるので、一対のジョーが閉じられすぎて患者の管状組織又は血管等を傷つけたり、クリップを破損させたりすることを抑制することができる。また、把持力制御では、操作量に応じた把持力にて一対のジョーが閉じられるので、患者の管状組織又は血管等及びクリップに必要以上の把持力が作用して、患者の管状組織又は血管等を傷つけたり、クリップを破損させたりすることを抑制することができる。
 第4の発明のクリップアプライヤーシステムは、一対のジョーを開閉する開閉機構を駆動装置によって駆動して前記一対のジョーを開閉するクリップアプライヤーと、操作具に対する操作量に応じた操作信号を出力する操作装置と、前記操作装置からの操作信号に基づく指令に応じて前記一対のジョーの把持力を増減させるべく前記駆動装置の動作を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、ハーフクリップ制御を実行し、前記ハーフクリップ制御では、指令の増減にかかわらず把持力が保持されるように前記制御装置が前記駆動装置の動作を制御するものである。
 本発明に従えば、術者がハーフクリップを行う際にクリップに意図しない大きな把持力が作用してクリップをつぶしてしまうことを抑制することができる。
 第5の発明のクリップアプライヤーシステムは、一対のジョーを開閉する開閉機構を駆動装置によって駆動して前記一対のジョーを開閉するクリップアプライヤーと、操作具に対する操作量に応じた操作信号を出力する操作装置と、前記操作装置からの操作信号に基づく指令に応じて前記一対のジョーを開閉させるべく前記駆動装置の動作を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記一対のジョーの間におけるクリップの装填の有無を判定し、装填されていないと判定した場合、前記一対のジョーの閉動作を制限するように前記駆動装置の動作を制御するものである。
 本発明に従えば、患者の管状組織又は血管等が一対のジョーによって直接把持されて傷つくことを抑制することができる。
 第6の発明のクリップアプライヤーシステムは、一対のジョーを開閉する開閉機構を駆動装置によって駆動して前記一対のジョーを開閉するクリップアプライヤーと、操作具に対する操作量に応じた操作信号を出力する操作装置と、前記操作装置からの操作信号に基づく指令に応じて前記一対のジョーを開閉させるべく前記駆動装置の動作を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、所定の条件を充足するまで前記一対のジョーの開動作を制限し、前記所定の条件を充足すると前記一対のジョーの開動作を許容するように前記駆動装置の動作を制御するものである。
 本発明に従えば、所定の条件を充足する前、例えば患者の管状組織又は血管等を結紮する前にクリップが一対のジョーから外れることを抑制することができる。
 本発明によれば、管状組織又は血管等を傷つけたり、クリップを破損させたりすることを抑制することができる。
 本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
本実施形態のクリップアプライヤーシステムの構成を示す図である。 図1のクリップアプライヤーシステムに備わる制御装置が実行する制御に関するブロック線図である。 図1のクリップアプライヤーシステムに備わる制御装置が実行するクリップ制御に関するフローチャートである。 図3に示される固定値制御処理に関するフローチャートである。 図3に示される任意値制御処理に関するフローチャートである。
 以下、本発明に係る実施形態のクリップアプライヤーシステム1について前述する図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、説明する上で便宜上使用するものであって、発明の構成の向き等をその方向に限定するものではない。また、以下に説明するクリップアプライヤーシステム1は、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
<クリップアプライヤーシステム>
 図1に示すクリップアプライヤーシステム1は、手術支援ロボットシステムによる手術にて用いられるものであり、例えばクリップアプライヤー2を備えている。クリップアプライヤー2は、ロボットアーム(図示せず)の先端に取り付けられ、患者の管状組織又は血管等(以下、「血管等」という)を結紮する際に用いられる。更に詳細に説明すると、クリップアプライヤー2は、一対のジョー11,11、開閉機構12、及び駆動装置13を有している。一対のジョー11,11は、その先端側部分を互いに近づけたり離したりして開閉可能に構成され、それらの先端側部分の間にV字状のクリップ8を装填することができる。即ち、一対のジョー11,11は、それらを閉じることによってクリップ8をつぶすことができ、一対のジョー11,11には、それらを開閉すべく開閉機構12が設けられている。
 開閉機構12は、シリンダ21及びピストン22を有しており、ピストン22は、リンク等によって一対のジョー11,11と連結されている。即ち、一対のジョー11,11は、ピストン22の動きに連動して開閉するように構成されている。なお、一対のジョー11,11とピストン22とは、必ずしもリンクで連結されている必要はなく、ピストン22の進退動作に応じて一対のジョー11,11が開閉する構成であればどのように構成されてもよい。また、ピストン22は、シリンダ21に挿通されており、シリンダ21に給排される作動液(例えば、生理食塩水及び油等)に応じてシリンダ21に対して進退する。更に、シリンダ21内には、コイルばね23が設けられており、コイルばね23は、後退させるべくピストン22を付勢している。
 このように構成されている開閉機構12は、そこに給排される作動液の量、即ち給排量に応じてピストン22をストロークさせ、一対のジョー11,11は、ストローク量に応じた開度にて開閉する。即ち、開閉機構12は、そこへの給排量に応じた開度にて一対のジョー11,11を開閉する。また、開閉機構12は、ピストン22が受ける液圧に応じた荷重にて一対のジョー11,11を作動させるようになっており、一対のジョー11,11は、作動液の圧力に応じた把持力にてクリップ8を把持することができる。このような機能を有する開閉機構12は、チューブ24を介して駆動装置13が接続されており、駆動装置13からチューブ24を介してシリンダ21に作動液が給排されている。
 駆動装置13は、チューブ24を介してシリンダ21に作動液を給排することによって一対のジョー11,11を開閉駆動させるように構成されており、ポンプ31と、直動機構32と、モータ33とを有している。ポンプ31は、例えばピストンポンプであり、チューブ24を介してシリンダ21に接続されている。更に詳細に説明すると、ポンプ31は、シリンダ31aとピストン31bとを有しており、ピストン31bを進退させることによって作動液を給排することができる。このように構成されているポンプ31は、ピストン31bを進退させるべく直動機構32を介してモータ33に接続されている。
 モータ33は、例えばサーボモータであり、そこに流れる電流に応じたトルクを発生させる。また、モータ33は、直動機構32を介してピストン31bに接続されており、直動機構32は、以下のように構成されている。即ち、直動機構32は、回転運動を直線運動に変換する機構であり、本実施形態においてボールねじ機構である。更に詳細に説明すると、直動機構32は、図示しない軸部材とスライダとを有しており、モータ33によって軸部材を一方向に回転させるとスライダが軸部材に沿って移動してピストン31bを前進させる。また、モータ33によって軸部材を他方向に回転させると、スライダが軸部材に沿って移動してピストン31bを後退させる。このようにモータ33は、直動機構32を介してピストン31bを進退させ、それによってシリンダ21に作動液を給排して一対のジョー11,11を開閉させる。
 このように構成されているクリップアプライヤー2では、例えば駆動装置13がロボットアームの先端部に設けられ、開閉機構12は、長尺且つ管状のシャフト14介して駆動装置13に取り付けられている。それ故、ロボットアームを動かすことによって一対のジョー11,11を患者の体内に挿入し、また血管等の任意の位置に一対のジョー11,11を配置することができる。また、クリップアプライヤー2は、一対のジョー11,11の間に血管等を位置させ、更に一対のジョー11,11を閉じてクリップ8をつぶすことによって血管等を結紮することができる。このような機能を有するクリップアプライヤーシステム1は、血管等を結紮するためにクリップアプライヤー2の他、制御装置3と、操作装置4と、モード切替装置5と、フラグ切替装置6と、表示装置7とを備えており、制御装置3は、一対のジョー11,11の開閉動作を制御すべくモータ33に電気的に接続されている。
 制御装置3は、入力される様々な情報に応じてモータ33の動きを制御し、また情報を取得すべく、操作装置4とモード切替装置5とフラグ切替装置6とに電気的に接続されている。操作装置4は、例えば操作用マニピュレータに備わる操作具を有し、操作具は、鋏を開閉させるようなピンチ操作が可能に構成されている。また、操作装置4は、ピンチ操作によって操作した量、即ち操作量に応じた操作信号を制御装置3に出力し、制御装置3は、この操作量に応じてモータ33の動作を制御する。なお、操作装置4は、前述するような構成に限定されず、操作可能に構成されるトリガーを有するハンドルアッセンブリであってもよい。
 また、選択装置の一例であるモード切替装置5は、3つの切替スイッチ5a,5b,5cを有しており、各々が例えばダイアルスイッチ、ボタンスイッチ、レバースイッチ等で構成されている。各々のスイッチ5a,5b,5cは、それらを操作することによって制御モードを切替え可能(即ち、選択可能)に構成され、制御モードには、開度制御モード、把持力制御モード、ハーフクリップ制御モード、固定値制御モード、及び任意値制御モードとが含まれる。更に詳細に説明すると、第1切替スイッチ5aは、開度制御モード及び把持力制御モードを切替えることができる。また、第2切替スイッチ5bは、それをON状態及びOFF状態にすることによってハーフクリップ制御モードのONとOFFを切替えることができ、第3切替スイッチ5cは、固定値制御モード及び任意値制御モードを切替えることができる。このように構成されているモード切替装置5は、切替えて選択したモードに応じた信号を制御装置3に出力し、それに応じて制御装置3は、制御モードを切替える。
 フラグ切替装置6は、一対のジョー11,11の間にクリップ8が装填されていることを示す装填済フラグをONに切替えるための装置であり、例えばボタンスイッチ又はレバースイッチである。即ち、術者等が一対のジョー11,11の間にクリップ8が装填された後にフラグ切替装置6が操作されると、フラグ切替装置6が制御装置3に信号を出力し、制御装置3が装填済フラグをONにする。なお、本実施形態では、術者の操作によって装填済フラグがONに切替えられるが、センサ等を用いてクリップ8の装填を検知して装填済フラグがONに切替えられるようにしてもよい。また、クリップ8のつぶしが完了した際には、制御装置3によって装填済フラグがOFFにされる。このような機能を有する制御装置3には、更に表示装置7、例えばモニターや警告灯等が接続されており、表示装置7によって術者に対して様々なことが警告及び報知される。
 また、クリップアプライヤーシステム1は、エンコーダ9、及び圧力センサ10を更に備えている。検出装置の一例であるエンコーダ9は、モータ33の回転量に応じた信号を制御装置3に出力し、制御装置3は、モータ33の回転量を取得する。なお、モータ33の回転量は、ピストン31bの位置に対応し、更には一対のジョー11,11の開度に対応している。それ故、制御装置3には、一対のジョー11,11の開度に対応する検出値である回転量に応じた信号がエンコーダ9から入力されている。また、圧力センサ10は、ポンプ31のシリンダ31a内の液圧に応じた信号を制御装置3に出力し、制御装置3は、その信号に基づいて作動液の圧力を取得する。なお、作動液の圧力は、一対のジョー11,11の把持力に対応している。
 なお、エンコーダ9は、あくまで検出装置の一例であり、検出装置は必ずしもエンコーダ9である必要はない。例えば、エンコーダ9に代えてジョー11,11の角度位置を検出すべく角度センサ、ピストン22又はピストン31bの位置を検出するストロークセンサ、又はジョー11,11の移動量を検出可能な距離センサであってもよい。また、圧力センサ10も同様であり、必ずしもこれが設けられている必要はない。即ち、圧力センサ10に代えてシリンダ21の液圧を検出するセンサ、又はモータ33のトルクを検出するセンサが設けられてもよい。また、モータ33に流す電流を検出してもよく、一対のジョー11,11の把持力に対応する検出値を検出できるものであればよい。
 このように構成されているクリップアプライヤーシステム1では、制御装置3が図2に示すようなブロック線図に基づいてモータ33の動作を制御しており、以下ではブロック線図について説明する。即ち、制御装置3は、モード選択スイッチ40を有しており、モード選択スイッチ40は、選択される制御モードに応じて接続する端子を4つの端子41a~41dのうち何れかに切替える。例えば、開度制御モードの場合、モード選択スイッチ40は、第1端子41aに接続される。開度制御モードは、操作装置4における操作量に応じて一対のジョー11,11の開度を制御するモードであり、本実施形態ではモータ33の回転量を用いて一対のジョー11,11の開度を制御している。
 更に詳細に説明すると、制御装置3は、操作装置4の操作量、即ち開度指令を取得し、またエンコーダ9から信号に基づいてモータ33の回転量を取得する。更に、制御装置3は、モータ33の回転量を換算器42によって一対のジョー11,11の開度である実開度(即ち、実値)に換算する。そして、制御装置3の開度制御ループ43が実開度と前述する開度指令との差分に基づいて速度指令を算出する。また、制御装置3では、実開度を微分することによって実速度を算出しており、速度制御ループ44が実速度と速度指令とに基づいて電流指令を算出する。
 このようにして算出された電流指令は、変化率リミッタ45によってその変化率が所定値を超えないように制限され、また電流リミッタ46によって所定値以下に制限されて出力される。制御装置3は、出力された電流指令に応じた電流をモータ33に与える。これにより、操作量に応じた位置へとピストン31bがストロークし、操作量に応じた給排量の作動液が開閉機構12に給排される。これにより、一対のジョー11,11が操作装置4の操作量に応じた開度で開閉する(開度制御)。
 また、制御装置3は、操作量メモリ47を有しており、操作装置4の操作量が第1制御スイッチ48を介して操作量メモリ47に入力される。第1制御スイッチ48は、開度制御モードにおいてON状態となり、操作量メモリ47は、そこに入力される操作量を上書きする、即ち操作装置4の操作量の更新が許容される。更に、制御装置3は、電流指令メモリ49を有しており、電流リミッタ46から出力される電流指令が第2制御スイッチ50を介して入力される。第2制御スイッチ50は、制御モードが開度制御モードに切替わる際、及び制御モードが開度制御モードから切替わる際にON状態となり、電流指令メモリ49は、そこに入力される電流指令を上書きする、即ち電流指令の更新が許容される。そして、第2制御スイッチ50は、電流指令メモリ49における電流指令の更新が済むと、直ぐにOFF状態となる。それ故、電流指令メモリ49には、制御モードが開度制御モードに切替わる際、及び制御モードが開度制御から切替わる際の電流指令が記憶される。
 次に、把持力制御モードについて説明する。把持力制御モードは、操作装置4における操作量に応じて一対のジョー11,11の把持力を制御するモードであり、それに切替わるとモード選択スイッチ40が第2端子41bに接続される。また、把持力制御モードでは、第1制御スイッチ48がOFF状態となり、操作量メモリ47において操作装置4の操作量の更新が阻止される。即ち、操作量メモリ47では、把持力制御モードに切替わる直前の操作量が保持されており、保持されている操作量である基準操作量と操作装置4の操作量である実操作量とに基づいて把持力制御部51が以下のような制御を実行する。即ち、把持力制御部51は、基準操作量と実操作量との差分に係数を掛け合わせて差分指令を算出する。
 また、第2制御スイッチ50は、端子41bに切替わる際、及び端子41bから切替わる際にON状態となり、そして電流指令メモリ49における電流指令の更新が済むと直ぐにOFF状態となる。これにより、電流指令メモリ49には、端子41bに切替わる際及び端子41bから切替わる際の電流指令が記憶される。把持力制御モードでは、この電流指令に把持力制御部51で算出された差分指令が加算されており、基準操作量からの増減分に応じた分だけ把持力が増減する。即ち、制御装置3は、操作量の増減分に応じてモータ33のトルクを増減させ、ポンプ31から吐出される作動液の液圧を操作量の増減分に応じて増減させる。これにより、基準操作量からの増減分に応じた分だけ把持力を増減させるように一対のジョー11,11を動作させることができる(把持力制御)。
 また、モード選択スイッチ40が第4端子41dに接続された場合について説明する。即ち、第4端子41dには、所定の電流指令が入力されているので、モード選択スイッチ40を第4端子41dにされることによって、所定の電流指令に応じた電流がモータ33に与えられる。なお、制御装置3は、第4端子41dに入力する所定の電流指令に関して複数の設定値を保持しており、状況に応じて何れかを選択して入力することができる。また、制御装置3に保持されている複数の設定値は、製造時において予め設定されていてもよく、また術者等が設定するようにしてもよい。
 最後に、モード選択スイッチ40が第3端子41cに接続された場合について説明する。また、第3端子41cには、電流指令メモリ49が接続されており、モード選択スイッチ40が第3端子41cに接続されると、電流指令メモリ49に保持されている電流指令が第3端子41cに出力され、その電流指令に応じた電流がモータ33に与えられる。それ故、モード選択スイッチ40が第3端子41cに接続されると、操作装置4の操作量に関係なく、一対のジョー11,11の把持力が任意の値にて保持される。
 なお、モード選択スイッチ40が第3端子41c及び第4端子41dに接続されている場合には、第1制御スイッチ48がON状態になっており、操作量メモリ47に記憶される操作装置4の操作量が常時更新されている。これにより、それらの制御モードから把持力制御モードに切替えられた場合であっても、基準操作量からの増減分に応じた分だけ把持力を増減させることができる。
 また、制御装置3は、2つの戻り防止スイッチ52,53を有している。第1戻り防止スイッチ52は、開度制御ループ43から出力される速度指令を0に切替える。これにより、操作装置4の操作量に関わらず一対のジョー11,11の開度が保持され、一対のジョー11,11の開閉が制限される。他方、第2戻り防止スイッチ53は、実操作量に代えて実開度(即ち、基準操作量と同値)を把持力制御部51に入力する。これにより、把持力制御部51からの差分指令に電流指令メモリ49にて保持される電流指令を加算すると第2端子に入力される電流指令が実開度に対応する値となり、操作装置4の操作量に関わらず一対のジョー11,11の開度が一定値に保たれる。従って、戻り防止スイッチ52,53を作動させることによって一対のジョー11,11の開閉を制限することができる。
 このように構成されている制御装置3は、モード切替装置5の各切替スイッチ5a~5c対する操作に応じて以下のように制御モードを切替える。例えば、制御装置3は、第1切替スイッチ5aに対する操作に応じて制御モードを開度制御モード及び把持力制御モードの何れかに切替える。そして、第2切替スイッチ5bがON状態(即ち、ハーフクリップ制御モードがON)になると、制御装置3は、制御モードを第3切替スイッチ5cによって選択された制御モード(即ち、固定値制御モード又は任意値制御モード)に切替えることができる。
 <クリップアプライヤーシステムの使用態様について>
 このように構成されるクリップアプライヤーシステム1は、前述の通りクリップ8をつぶすことによって血管等を結紮することができるが、クリップ8が装填されていない状態にて一対のジョー11,11によって血管等を直接把持されると血管等が傷つくおそれがある。それ故、制御装置3は、クリップ8が装填されていない状態で一対のジョー11,11が閉じないようにするインタロック機能を有している。即ち、制御装置3は、フラグ切替装置6における装填済フラグがONかOFFの何れであるかを判定し、OFFの場合において選択スイッチ40を第4端子41dに接続する。ここでは、第4端子41dに入力される所定の電流指令がゼロに設定されている。それ故、操作装置4に対する操作の有無にかかわらず一対のジョー11,11が開いたままの状態に維持され、一対のジョー11,11の開閉動作が制限される。他方、フラグ切替装置6における装填済フラグがONになると、制御装置3は、選択スイッチ40を制御モードに応じた端子41a~41dに接続すると共に所定の電流指令の設定値を変更し、一対のジョー11,11を閉じ得る状態にする。
 また、クリップアプライヤーシステム1では、つぶす途中において一対のジョー11,11が開くとクリップ8が脱落する可能性がある。それ故、制御装置3は、つぶす途中において一対のジョー11,11の開動作を制限すべく、開き防止機能を有している。即ち、制御装置3は、エンコーダ9を用いて一対のジョー11,11がつぶし動作を開始したか否かを判定する。例えば、制御装置3は、エンコーダ9からの信号に基づいてモータ33が正方向に回転していることを検知すると、一対のジョー11,11が閉じてクリップ8をつぶしていると判定する。そうすると、制御装置3は、操作装置4において一対のジョー11,11を開くような操作、即ち開操作がなされた際に2つの戻り防止スイッチ52,53を作動させる。これにより、つぶす途中において一対のジョー11,11が開くことを抑制できる。
 また、開操作の後に操作装置4に対して一対のジョー11,11を閉じるような操作、即ち閉動作がなされて操作装置4の操作量が開操作前の操作量を超えると、操作装置4は、2つの戻り防止スイッチ52,53の作動を止める。これにより、再び操作量に応じた開度になるように一対のジョー11,11の開度が制御される。なお、制御装置3の開き防止機能は、主に装填済フラグがONの場合において機能し、後述するようにクリップ8が完全につぶれると停止する。即ち、エンコーダ9からの信号に基づいて検出される回転量が所定回転量以上(つまり、一対のジョー11,11の開度が所定開度以下)であり、クリップ8のつぶしが完了した(即ち、所定の条件を充足した)と判定されると、制御装置3は開き防止機能を停止する。これにより、クリップ8のつぶしが完了した後、即ち結紮後において一対のジョー11,11の開動作が許容され、術者は一対のジョー11,11を血管等から離すことができる。
 他方、クリップ8のつぶしが完了した後では、逆に一対のジョー11,11の閉動作が制限される。即ち、開動作では一対のジョー11,11の間にクリップ8が装填されておらず、その状態で一対のジョー11,11によって血管等が直接把持されると血管等が傷つくことがある。それ故、開動作が開始すると、一対のジョー11,11の閉動作が制限される。即ち、つぶしが完了した後に閉操作がなされると、制御装置3は、2つの戻り防止スイッチ52,53を作動させる。これにより、一対のジョー11,11がその開度にて保持され、一対のジョー11,11の閉動作が阻止される。そして、つぶし途中の場合と同様に、閉動作に戻した後であって操作装置4の操作量が閉操作前の操作量未満になると、操作装置4は、2つの戻り防止スイッチ52,53の作動を止める。これにより、再び操作量に応じた開度になるように一対のジョー11,11の開度が制御される。なお、この機能は装填済フラグがOFFになると共に停止する。
 このような機能を有するクリップアプライヤーシステム1では、以下のようにして血管等の結紮が行われる。例えば、第2切替スイッチ5bがOFF状態である場合、制御装置3は、第1切替スイッチ5aによって選択された制御モードに応じて開度制御及び把持力制御の何れかを実行する。これにより、術者が操作した操作装置4の操作量に応じた開度にて一対のジョー11,11の開度が制御される、又は操作量に応じた把持力にて一対のジョー11,11の把持力が制御される。
 なお、術者は、閉動作の途中においても第1切替スイッチ5aによって制御モードを切替えることができ、切替えた場合には以下のように制御装置3が開度又は把持力を制御する。例えば、制御モードが開度制御モードから把持力制御モードに切替えられる場合には、切替え後に操作された操作量に応じた分だけ把持力を増加させる。即ち、制御装置3は、開度制御モードから把持力制御モードに切替わると、切替わる際の電流指令を電流指令メモリ49にて保持し、また基準操作量を操作量メモリ47に保持する。それ故、制御装置3は、把持力制御モードに切替えられた後、基準操作量からの増加分に応じて電流指令を増加させ、基準操作量からの増加分に応じた分だけ把持力を増加させることができる。それ故、把持力制御モードに切替えられた後、把持力が急に増加することを抑制することができる。他方、第1切替スイッチ5aによって制御モードが把持力制御モードから開度制御モードに切替えられる際には、操作装置4の操作量に基づいて開度制御が行われ、一対のジョー11,11の開度が操作量に応じた開度になるように制御される。それ故、切替え後において、術者は一対のジョー11,11の開度を直感的に操作することができる。
 また、血管等の結紮を行う際には、ハーフクリップと呼ばれる手法が用いられることがある。ハーフクリップは、クリップ8が装填された一対のジョー11,11の間に血管等を配置した状態で一対のジョー11,11の間を少し閉じ、そのまま血管等に沿って一対のジョー11,11を動かす手法である。術者は、ハーフクリップによって血管等の周りにある他の部位を剥がしながら一対のジョー11,11を所望の位置へと進めることができる。所望の位置にて到達した際には、一対のジョー11,11によってクリップ8がつぶされて血管等が結紮される。以下では、このようなハーフクリップを行う際を含め、制御装置3が実行する制御手順について図3乃至5に示すフローチャートを参照しながら説明する。制御装置3は、血管等の結紮を行うべく図3に示すようなクリップ制御処理を実行し、実行されるとステップS1に移行する。
 フラグ判定工程であるステップS1では、制御装置3が装填済フラグのON及びOFFを判定する。そして、装填済フラグがONであると判定されると、ステップS2に移行する。第2切替スイッチ判定工程であるステップS2では、第2切替スイッチ5bの状態を判定する。第2切替スイッチ5bがON状態と判定されると、ハーフクリップ制御を行うべくステップS3に移行する。制御モード判定工程であるステップS3では、第3切替スイッチ5cによって制御モードが固定値制御モード及び任意値制御モードの何れが選択されているかを判定する。固定値制御モードが選択されている場合には、ステップS4に移行する。
 ステップS4である固定値制御処理では、ハーフクリップ時の把持力を所定値にて固定するための処理である。即ち、固定値制御処理が実行されると、図4に示すような処理が実行され、ステップS11に移行する。ジョー閉動作工程であるステップS11では、ハーフクリップを行うべく一対のジョー11,11を閉じる。即ち、制御装置3は、操作装置4の操作量に応じて一対のジョー11,11を閉じる。なお、閉じる際、一対のジョー11,11の開度又は把持力は、切替スイッチ5aによって選択される制御モード(開度制御モード又は把持力制御モード)に応じて制御される。一対のジョー11,11を閉じていくと、ステップS12に移行する。
 把持力判定工程であるステップS12では、一対のジョー11,11の把持力が所定値に到達したか否かを判定する。前述の通り、作動液の圧力は、一対のジョー11,11の把持力に対応しており、圧力センサ10からの信号に基づいて一対のジョー11,11の把持力が所定値に到達したか否かを判定する。なお、クリップアプライヤーシステム1では、前述の通り、使用するクリップ8に応じて開度と把持力との関係がおおよそ決まっている。それ故、開度によって把持力が所定値に到達したか否かを判定してもよい。把持力が所定値(0以外の値であって、例えば100N)まで到達していない場合、ステップS12に戻り、再びジョー閉動作を継続する。他方、検出された把持力が所定値まで到達していると、ステップS13に移行する。
 把持力保持工程であるステップS13では、把持力を所定値にて維持すべく固定値制御が実行される。即ち、制御装置3は、モード選択スイッチ40を第4端子41dに接続し(図2参照)、第4端子41dに出力される所定の電流指令に応じた電流をモータ33に与える。これにより、一対のジョー11,11の把持力が所定値にて保持される。保持された後、術者は、図示しないロボットのアームを動かして一対のジョー11,11の位置(即ち、結紮位置)を調整し、その調整が終わると、ステップS14に移行する。
 モード解除判定工程であるステップS14では、ハーフクリップ制御モードが解除されたか否かが判定される。即ち、制御装置3は、第2切替スイッチ5bの状態によってハーフクリップ制御モードが解除されたか否かを判定する。第2切替スイッチ5bがON状態のままであると、ハーフクリップ制御モードが維持されていると判定される。そうすると、ステップS13に戻り、一対のジョー11,11の把持力が所定値にて保持され続ける。他方、第2切替スイッチ5bがOFF状態に切替えられると、制御装置3はハーフクリップ制御モードが解除されたと判定する。そうすると、ステップS15に移行する。
 つぶし動作工程であるステップS15では、操作量に応じて一対のジョー11,11を閉じてクリップ8をつぶす。即ち、制御装置3は、ステップS11と同様に、一対のジョー11,11の開度又は把持力を切替スイッチ5aによって選択される制御モード(開度制御モード又は把持力制御モード)に応じて制御しながら一対のジョー11,11を閉じる。そして、一対のジョー11,11が閉じられていくと、ステップS16に移行する。
 つぶし判定工程であるステップ16では、クリップ8のつぶしが完了したか否かを判定する。即ち、制御装置3は、一対のジョー11,11の開度を検出し、開度が所定開度未満であるか否かを判定する。なお、本実施形態では、前述の通り、モータ33の回転量に基づいてクリップ8のつぶしの完了の有無を判定している。即ち、モータ33の回転量が所定回転量未満(即ち、所定開度未満)である場合、クリップ8のつぶしが未完了であると判定される。そうすると、ステップS15に戻り、つぶし動作を継続して行う。他方、モータ33の回転量が所定回転量以上(即ち、所定開度以上)である場合、クリップ8のつぶしが完了したと判定される。そうすると、固定値制御処理が終了し、ステップS5に移行する。
 ジョー開動作工程であるステップS5では、結紮しているクリップ8から一対のジョー11,11を離すべく一対のジョー11,11が開かれる。即ち、制御装置3は、一対のジョー11,11を操作装置4の操作量に応じて開く。なお、開く際の一対のジョー11,11の開度又は把持力もまた、切替スイッチ5aによって選択される制御モード(開度制御モード又は把持力制御モード)に応じて制御される。そして、一対のジョー11,11が開かれていくと、ステップS6に移行する。
 全開判定工程であるステップS6では、一対のジョー11,11が全開状態になっているか否かが判定される。即ち、制御装置3は、一対のジョー11,11の開度を検出し、検出された開度が初期開度未満か否かで判定する。なお、本実施形態では、開度に対応する回転量が初期回転量(=0)であるか否かによって全開状態か否かを判定している。なお、回転量は、正方向の回転量を正の値とし、逆方向の回転量を負の値とする。また、初期開度とは、クリップ8を装填可能な開度である。一対のジョー11,11が全開状態でないと判定されると、ステップS5に戻って開動作が継続して行われる。他方、一対のジョー11,11が全開であると判定されると、ステップS7に移行する。
 フラグOFF工程であるステップS7では、装填済フラグがOFFに切替えられ、切替えられるとステップS8に移行する。開閉動作制限工程であるステップS8では、一対のジョー11,11の開閉動作が制限される。即ち、制御装置3は、インタロック機能を機能させるべく、第4端子41dに入力する所定の電流指令の設定値をゼロにすると共に、モード選択スイッチ40を第4端子41dに接続する。これにより、操作装置4の操作量に関わらず一対のジョー11,11の開閉動作が制限され、一対のジョー11,11が閉じられなくなる。このようにして一対のジョー11,11の開閉動作が制限されると、クリップ制御が終了する。
 また、クリップ制御処理では、ステップS3において任意値制御モードが選択されていると判定されると、ステップS9に移行する。ステップS9である任意値制御処理では、ハーフクリップ時の把持力を任意に設定するための処理である。即ち、任意値制御処理が実行されると図5に示すような処理を実行すべく、ステップS21に移行する。把持力保持工程であるステップS21は、一対のジョー11,11の把持力を制御モードが任意値制御モードに切替えられた際の任意値にて保持すべく、任意値制御が実行される。即ち、制御装置3は、モード選択スイッチ40を第3端子41cに接続し、電流指令メモリ49に保持されている電流指令に応じた電流をモータ33に与える。それ故、一対のジョー11,11の把持力を切替えた際の任意の値に設定し、把持力をその任意の値にて保持することができる。このようにして保持した後、術者は図示しないロボットのアームを動かして一対のジョー11,11の位置(即ち、結紮位置)を調整し、その調整が終わると、ステップS22に移行する。
 モード解除判定工程であるステップS22では、ステップS14と同様に、ハーフクリップ制御モードが解除されたか否かが判定される。ハーフクリップ制御モードが維持されていると判定されると、ステップS21に戻る。これにより、一対のジョー11,11の把持力が任意の値で保持され続ける。他方、ハーフクリップ制御モードが解除されたと判定されると、ステップS23に移行する。つぶし動作工程であるステップS23では、ステップS15と同様に、操作量に応じて一対のジョー11,11を閉じてクリップ8をつぶす。そして、一対のジョー11,11が閉じられていくと、ステップS24に移行する。つぶし判定工程であるステップS24では、ステップS16と同様に、クリップ8が完全につぶされたか否かが判定される。つぶしが未完了であると判定されると、ステップS23に戻り、つぶし動作が継続して行われる。他方、クリップ8のつぶしが完了したと判定されると、任意値制御処理が終了し、ステップS5に移行する。
 更に、クリップ制御処理において、第2切替スイッチ5bをOFF状態のままにすることによって、ハーフクリップ制御モードを使用せず、操作装置4の操作量に応じて一対のジョー11,11を閉じることができる。この場合、ステップS2において第2切替スイッチ5bがOFF状態と判定され、ステップS10に移行する。つぶし判定工程であるステップS10では、ステップS16と同様に、クリップ8が完全につぶされたか否かが判定される。つぶしが未完了であると判定されると、ステップS2に戻り、第2切替スイッチ5bの状態判定とつぶしの判定が繰り返される。他方、つぶしが完了したと判定されると、ステップS5に移行する。
 また、クリップ制御処理では、ステップS1において制御装置3が装填済フラグがOFFであると判定すると、ステップS31に移行する。未装填警告工程であるステップS31では、クリップ8が未装填である旨を制御装置3が表示装置7を介して警告する。警告すると、ステップS8に移行して開閉動作を規制してクリップ制御を終了する。
 このように構成されるクリップアプライヤーシステム1では、開度制御モードにおいて一対のジョー11,11が操作装置4の操作量に応じた開度にて閉じられるので、クリップ8をつぶすべく一対のジョー11,11にて大きな把持力が発生しても、一対のジョー11,11が閉じられすぎて血管等を傷つけたり、クリップ8を破損させたりすることを抑制することができる。また、把持力制御モードでは、一対のジョー11,11が操作量に応じた把持力にて閉じられるので、血管等及びクリップ8に必要以上の把持力が作用して、血管等を傷つけたり、クリップ8を破損させたりすることを抑制することができる。
 また、クリップアプライヤーシステム1では、固定値制御モードにてハーフクリップを行う際における一対のジョー11,11の把持力を所定値にて保持することができる。また、任意値制御モードに切替えることによって一対のジョー11,11の把持力を切替時の値である任意の値にて保持することができる。それ故、術者がハーフクリップを行う際にクリップ8に意図しない操作量によってクリップ8をつぶしてしまうことを抑制することができる。
 更にクリップアプライヤーシステム1では、クリップ8を完全につぶしきる前において一対のジョー11,11の開動作が制限されているので、結紮時に血管等を結紮する際にクリップ8が一対のジョー11,11から外れることを抑制することができる。また、クリップ8が装填されていない状態において一対のジョー11,11の閉動作が制限されているので、一対のジョー11,11によって血管等が直接把持されて傷つくことを抑制することができる。
 [その他の実施形態について]
 クリップアプライヤーシステム1では、作動液によってクリップアプライヤー2の一対のジョー11,11を作動させているが、クリップアプライヤー2の駆動方式が前述するような液圧駆動方式のものに限定されない。クリップアプライヤー2の駆動方式は、例えばワイヤー駆動方式であってもよい。即ち、ワイヤー駆動方式では、モータ33と開閉機構とがワイヤーで繋がり、モータ33を回転させることで開閉機構を介して一対のジョー11,11が開閉する。液圧駆動方式の場合と同じようにモータ33の動作を制御することによって、ワイヤー駆動方式のクリップアプライヤーシステムもまたクリップアプライヤーシステム1と同様の作用効果を奏する。
 また、クリップアプライヤーシステム1では、開度制御モード及び把持力制御モードを切替可能に構成されているが、必ずしも切替可能である必要はなく、クリップアプライヤーシステム1は、何れかの制御モードを有していればよい。また、クリップアプライヤーシステム1は、必ずしも固定値制御モード及び任意値制御モードを有している必要はなく(即ち、ハーフクリップ制御モードがなくてもよく)、また一方の制御モードだけを有していてもよい。
 上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できる。
 1 クリップアプライヤーシステム
 2 クリップアプライヤー
 3 制御装置
 4 操作装置
 5 モード切替装置
 6 フラグ切替装置
 7 表示装置
 8 クリップ
 9 エンコーダ
 11,11 ジョー
 12 開閉機構
 13 駆動装置

Claims (10)

  1.  給排される作動液の給排量に応じた開度にて一対のジョーを開閉する開閉機構に駆動装置から作動液を給排して前記一対のジョーを開閉するクリップアプライヤーと、
     操作具に対する操作量に応じた操作信号を出力する操作装置と、
     前記一対のジョーの開度又はそれに対応する検出値に応じた信号を出力する検出装置と、
     開度制御を実行する制御装置とを備え、
     前記開度制御では、前記操作装置からの操作信号に基づく指令と前記検出装置からの信号に基づく実値との差分に応じて前記制御装置が前記駆動装置の動作を制御する、クリップアプライヤーシステム。
  2.  前記開閉機構は、給排される作動液の液圧に応じた把持力で前記一対のジョーを作動させ、
     前記制御装置は、前記開度制御及び把持力制御の何れかを選択して実行し、
     前記把持力制御では、前記操作装置からの操作信号に基づく指令の増減分に応じて作動液の液圧を増減させるべく前記制御装置が前記駆動装置の動作を制御する、請求項1に記載のクリップアプライヤーシステム。
  3.  給排される作動液によって一対のジョーを開閉し、且つ作動液の液圧に応じた把持力にて前記一対のジョーを作動させる開閉機構に駆動装置から作動液を給排して前記一対のジョーを開閉するクリップアプライヤーと、
     操作具に対する操作量に応じた操作信号を出力する操作装置と、
     把持力制御を実行する制御装置とを備え、
     前記把持力制御では、前記操作装置からの操作信号に基づく指令の増減分に応じて作動液の液圧を増減させるべく前記制御装置が前記駆動装置の動作を制御する、クリップアプライヤーシステム。
  4.  ハーフクリップ制御を選択可能な選択装置と、
     前記制御装置は、前記選択装置にて前記ハーフクリップ制御が選択されると前記ハーフクリップ制御を実行し、
     前記ハーフクリップ制御では、作動液の液圧が保持されるように前記制御装置が前記駆動装置の動作を制御する、請求項1乃至3の何れか1つに記載のクリップアプライヤーシステム。
  5.  前記制御装置は、前記一対のジョーの間におけるクリップの装填の有無を判定し、装填されていないと判定した場合、前記一対のジョーの閉動作を制限する、請求項1乃至4の何れか1つに記載のクリップアプライヤーシステム。
  6.  前記制御装置は、所定の条件を充足するまで前記一対のジョーの開動作を制限し、前記所定の条件を充足すると前記一対のジョーの開動作を許容するように前記駆動装置の動作を制御する、請求項1乃至5の何れか1つに記載のクリップアプライヤーシステム。
  7.  一対のジョーを開閉する開閉機構を駆動装置によって駆動して前記一対のジョーを開閉するクリップアプライヤーと、
     操作具に対する操作量に応じた操作信号を出力する操作装置と、
     前記一対のジョーの開度又はそれに対応する検出値に応じた信号を出力する検出装置と、
     開度制御及び把持力制御の何れかを選択して実行する制御装置とを備え、
     前記開度制御では、前記操作装置からの操作信号に基づく指令と前記検出装置からの信号に基づく実値との差分に応じて前記制御装置が前記駆動装置の動作を制御し、
     前記把持力制御では、前記操作装置からの操作信号に基づく指令の増減分に応じて把持力を増減させるべく前記制御装置が前記駆動装置の動作を制御する、クリップアプライヤーシステム。
  8.  一対のジョーを開閉する開閉機構を駆動装置によって駆動して前記一対のジョーを開閉するクリップアプライヤーと、
     操作具に対する操作量に応じた操作信号を出力する操作装置と、
     前記操作装置からの操作信号に基づく指令に応じて前記一対のジョーの把持力を増減させるべく前記駆動装置の動作を制御する制御装置とを備え、
     前記制御装置は、ハーフクリップ制御を実行し、
     前記ハーフクリップ制御では、指令の増減にかかわらず把持力が保持されるように前記制御装置が前記駆動装置の動作を制御する、クリップアプライヤーシステム。
  9.  一対のジョーを開閉する開閉機構を駆動装置によって駆動して前記一対のジョーを開閉するクリップアプライヤーと、
     操作具に対する操作量に応じた操作信号を出力する操作装置と、
     前記操作装置からの操作信号に基づく指令に応じて前記一対のジョーを開閉させるべく前記駆動装置の動作を制御する制御装置とを備え、
     前記制御装置は、前記一対のジョーの間におけるクリップの装填の有無を判定し、装填されていないと判定した場合、前記一対のジョーの閉動作を制限するように前記駆動装置の動作を制御する、クリップアプライヤーシステム。
  10.  一対のジョーを開閉する開閉機構を駆動装置によって駆動して前記一対のジョーを開閉するクリップアプライヤーと、
     操作具に対する操作量に応じた操作信号を出力する操作装置と、
     前記操作装置からの操作信号に基づく指令に応じて前記一対のジョーを開閉させるべく前記駆動装置の動作を制御する制御装置とを備え、
     前記制御装置は、所定の条件を充足するまで前記一対のジョーの開動作を制限し、前記所定の条件を充足すると前記一対のジョーの開動作を許容するように前記駆動装置の動作を制御する、クリップアプライヤーシステム。
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