本發(fā)明涉及能夠在外科手術(shù)等中插入到患者內(nèi)進(jìn)行觀察、處置等的機(jī)械手系統(tǒng)和醫(yī)療系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

廣泛使用如下的醫(yī)療設(shè)備：將處置器械插入到患者的體腔內(nèi)，利用線等牽引處置器械前端，由此對體腔內(nèi)臟器進(jìn)行觀察并進(jìn)行治療。近年來，在這種醫(yī)療設(shè)備中，由于需要進(jìn)行各種處置，所以，構(gòu)造復(fù)雜化和高級化。并且，伴隨構(gòu)造的復(fù)雜化和高級化，操作也復(fù)雜化和高級化。

在專利文獻(xiàn)1中記載了使用操縱桿型操作裝置、臂型操作裝置、觸摸墊型操作裝置和腳踏開關(guān)等來提高操作性的機(jī)械手系統(tǒng)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2009-262291號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

但是，當(dāng)操作裝置增多時，需要用于配置這些操作裝置的較大空間，很難確保該空間。并且，例如，在進(jìn)行醫(yī)療行為時，由于防止感染等理由而佩戴橡膠制的手套等，但是，在佩戴著手套等的狀態(tài)下對操作裝置進(jìn)行操作的使用便利性較差。

本發(fā)明是著眼于上述課題而完成的，提供能夠在較小空間內(nèi)實現(xiàn)多種操作的機(jī)械手系統(tǒng)和醫(yī)療系統(tǒng)。

用于解決課題的手段

本發(fā)明的一個實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的特征在于，所述機(jī)械手系統(tǒng)具有：操作部，其由操作者進(jìn)行操作；機(jī)械手，其被所述操作部操作；系統(tǒng)控制部，其根據(jù)所述操作部的操作對所述機(jī)械手進(jìn)行控制；以及點擊操作檢測部，其檢測所述操作者的點擊操作，所述系統(tǒng)控制部根據(jù)所述點擊操作檢測部檢測到的信息來切換控制。

在本發(fā)明的一個實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)中，所述點擊操作檢測部檢測的信息包括點擊操作的方向、強(qiáng)度或次數(shù)，所述系統(tǒng)控制部根據(jù)所述點擊操作檢測部檢測的信息進(jìn)行按照每個所述信息設(shè)定的控制。

在本發(fā)明的一個實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)中，所述操作部具有使所述機(jī)械手聯(lián)動的主臂，所述點擊操作檢測部設(shè)置在所述主臂上。

在本發(fā)明的一個實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)控制部包括根據(jù)所述點擊操作檢測部檢測的信息對所述機(jī)械手的工作進(jìn)行斷開接通的斷接控制。

使用本發(fā)明的一個實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的醫(yī)療系統(tǒng)的特征在于，所述醫(yī)療系統(tǒng)具有：主輸入部，其用于發(fā)出操作指令，具有所述操作部；以及從機(jī)械手，其包含從臂和所述機(jī)械手，對所述從臂進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，以使其追隨于所述主臂的操作。

在本發(fā)明的一個實施方式的醫(yī)療系統(tǒng)中，所述機(jī)械手具有處置器械和內(nèi)窺鏡，所述主輸入部具有顯示所述內(nèi)窺鏡拍攝到的影像的顯示部，所述系統(tǒng)控制部根據(jù)所述點擊操作檢測部檢測的信息，至少切換所述處置器械、所述內(nèi)窺鏡和所述顯示部的控制。

發(fā)明效果

根據(jù)該方式的機(jī)械手系統(tǒng)和醫(yī)療系統(tǒng)，能夠在較小空間內(nèi)實現(xiàn)多種操作。

附圖說明

圖1示出本實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)。

圖2示出作為本實施方式的點擊操作檢測部的一例而使用的三軸加速度傳感器。

圖3示出本實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的操作部的操作的一例。

圖4示出本實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的操作部的操作的另一例。

圖5示出使用本實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1的醫(yī)療系統(tǒng)10。

圖6示出本實施方式的外套管33的前端的機(jī)械手3的結(jié)構(gòu)。

圖7示出本實施方式的醫(yī)療系統(tǒng)的控制流程圖。

圖8示出本實施方式的醫(yī)療系統(tǒng)的點擊操作模式的控制流程圖的一例。

圖9示出斷接模式的控制流程圖的一例。

圖10示出斷接模式的模式轉(zhuǎn)變的一例。

具體實施方式

下面，對實施方式進(jìn)行說明。

圖1示出本實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1。圖2示出作為本實施方式的點擊操作檢測部22的一例而使用的三軸加速度傳感器。

本實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1具有由操作者操作的操作部2、通過操作部2進(jìn)行操作的機(jī)械手3、根據(jù)操作部2的操作對機(jī)械手3進(jìn)行控制的系統(tǒng)控制部4。

操作部2具有由操作者操作的主臂21、檢測振動或運(yùn)動的點擊操作檢測部22、檢測沖擊等的沖擊檢測部23。機(jī)械手3具有機(jī)械手主體31、驅(qū)動部32。

主臂21是與機(jī)械手主體31對應(yīng)的形狀，指示機(jī)械手主體31的操作和驅(qū)動部32的驅(qū)動。操作者移動主臂21，由此，系統(tǒng)控制部4對驅(qū)動部32進(jìn)行控制，使得機(jī)械手主體31進(jìn)行與主臂21相同的運(yùn)動。

點擊操作檢測部22由檢測三軸運(yùn)動的三軸加速度傳感器或通過對運(yùn)動狀況進(jìn)行攝像來檢測有無振動的攝像傳感器等構(gòu)成。例如，在三軸加速度傳感器的情況下，如圖2所示，能夠檢測±x方向、±y方向和±z方向的振動。

沖擊檢測部23配置在與操作者的肘部對應(yīng)的位置，操作者利用肘部叩擊，由此檢測輸入。例如，可以是單軸加速度傳感器或檢測接觸的傳感器等。

圖3示出本實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1的操作部2的操作的一例。圖4示出本實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1的操作部2的操作的另一例。

操作者對操作部2的主臂21進(jìn)行握持操作。操作者移動主臂21，由此，機(jī)械手主體31進(jìn)行與主臂21相同的運(yùn)動。

在本實施方式的操作部2中，不同于該操作，操作者通過點擊主臂21而對點擊操作檢測部22賦予振動，由此能夠進(jìn)行機(jī)械手主體31的設(shè)定變更和模式轉(zhuǎn)換等。

如圖3所示，在操作者從上方利用食指等點擊了主臂21的情況下，點擊操作檢測部22檢測來自-y方向的輸入。并且，在操作者利用左手或食指等從正面點擊了主臂21的情況下，檢測來自-x方向的輸入。進(jìn)而，在操作者利用拇指等從左側(cè)面點擊了主臂21的情況下，檢測來自+z方向的輸入。

同樣，如圖4所示，在操作者從右側(cè)面利用食指等點擊了主臂21的情況下，點擊操作檢測部22檢測來自-z方向的輸入。并且，在操作者從下方利用中指等點擊了主臂21的情況下，檢測來自+y方向的輸入。另外，在+x方向那樣操作者很難點擊主臂21的方向的情況下，將圖1所示的沖擊檢測部23分配給+x方向的輸入即可。

另外，不僅是點擊操作的方向，還可以通過點擊操作的強(qiáng)度、次數(shù)或間隔等來進(jìn)行機(jī)械手主體31的設(shè)定變更和模式轉(zhuǎn)換等。

接著，對使用本實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1的醫(yī)療系統(tǒng)10進(jìn)行說明。

圖5示出使用本實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1的醫(yī)療系統(tǒng)10。圖6示出本實施方式的外套管33的前端的機(jī)械手3的結(jié)構(gòu)。

本實施方式的醫(yī)療系統(tǒng)10優(yōu)選為主從方式。醫(yī)療系統(tǒng)10具有：主輸入部5，其用于發(fā)出操作指令，其操作部2具有主臂21；以及從機(jī)械手6，其具有從臂61，對從臂61和機(jī)械手3進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，以使其追隨于操作者op對主臂21的操作。經(jīng)由主臂21的操作指令被發(fā)送到系統(tǒng)控制部4的主控制部41，根據(jù)需要實施了適當(dāng)轉(zhuǎn)換處理后，輸入到從臂控制部43和機(jī)械手控制部42。然后，從機(jī)械手控制部42向從機(jī)械手6發(fā)送動作信號，從臂61和機(jī)械手3進(jìn)行動作。并且，電刀控制部44進(jìn)行電刀的輸出設(shè)定等的控制，顯示部控制部45進(jìn)行內(nèi)窺鏡31c和顯示部51的設(shè)定變更等的控制。這些控制部可以集中在一個殼體內(nèi)，也可以組合現(xiàn)有產(chǎn)品等來構(gòu)成。

如圖5所示，從機(jī)械手6設(shè)置在載置有患者p的手術(shù)臺11上。從臂61構(gòu)成為具有多個多自由度關(guān)節(jié)，能夠進(jìn)行多軸動作。各多自由度關(guān)節(jié)通過未圖示的動力部單獨(dú)被驅(qū)動。作為動力部，例如可以使用具有增量編碼器和減速器等的伺服馬達(dá)等。

在從臂61的前端部安裝有插入到患者p的體內(nèi)進(jìn)行手術(shù)的機(jī)械手3。如圖6所示，機(jī)械手3具有處置器械31a、31b和內(nèi)窺鏡31c，插入到外套管33中。外套管33的前端插入到患者p的體內(nèi)。根據(jù)手術(shù)而區(qū)分使用處置器械31a、31b，所以，準(zhǔn)備前端側(cè)的處置部的構(gòu)造和形狀不同的多種處置器械，通過相對于從臂61的前端部拆裝該處置器械來進(jìn)行更換，或者通過在設(shè)置在外套管33上的通道內(nèi)插入/拔去該處置器械來進(jìn)行更換，進(jìn)行各種手術(shù)。內(nèi)窺鏡31c取得手術(shù)視野的影像，該手術(shù)視野包含患者p的體內(nèi)被處置器械31a、31b進(jìn)行手術(shù)的手術(shù)對象部位。

主輸入部5具有由操作者op操作的多個主臂21和顯示由內(nèi)窺鏡31c取得的影像的顯示部51。各主臂21具有能夠進(jìn)行多軸動作的公知結(jié)構(gòu)，在接近操作者op的前端側(cè)，手術(shù)醫(yī)生進(jìn)行把持并發(fā)出操作指令。

本實施方式的插入部分具備具有撓性的長條的外套管33、插入到外套管33的機(jī)械手插入孔中的處置器械31a、31b和內(nèi)窺鏡31c。另外，處置器械31a、31b和內(nèi)窺鏡31c是能夠應(yīng)用于本實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1的構(gòu)造。

本實施方式的機(jī)械手3具有第1處置器械31a和第2處置器械31b，作為末端執(zhí)行器，第1處置器械31a具有電刀，第2處置器械31b具有把持部。機(jī)械手3的前端側(cè)能夠從外套管33突出，由在軸線方向上分別并列配置多個節(jié)輪的彎曲部構(gòu)成。在最前端側(cè)的節(jié)輪上固定有用于驅(qū)動彎曲部的操作線的兩端部，通過驅(qū)動操作線，能夠使彎曲部彎曲。并且，還能夠在軸向上旋轉(zhuǎn)。同樣，優(yōu)選外套管33自身也能夠彎曲并在軸向上旋轉(zhuǎn)。

本實施方式的醫(yī)療系統(tǒng)10能夠通過操作部2的主臂21對從臂61和機(jī)械手3等進(jìn)行控制。在本實施方式的主臂21上設(shè)置有圖1所記載的點擊操作檢測部22，操作者op點擊主臂21，由此，能夠分別切換為對從臂61、機(jī)械手3、第1處置器械31a的電刀或顯示部51等進(jìn)行控制的控制模式。例如，在+y方向上進(jìn)行了點擊的情況下，切換為對從臂61進(jìn)行控制的模式，在-y方向上進(jìn)行了點擊的情況下，切換為對機(jī)械手3進(jìn)行控制的模式等。優(yōu)選在顯示部51中顯示與模式對應(yīng)的信息。另外，點擊操作檢測部22可以設(shè)置在從臂61等上，也可以由第2操作者oa來操作。

圖7示出本實施方式的醫(yī)療系統(tǒng)的點擊控制流程圖。

首先，在步驟1中，判定是否是點擊操作模式(st1)。

在步驟1中是點擊操作模式的情況下，在步驟2中，進(jìn)入點擊操作模式的子進(jìn)程(st2)。點擊操作模式的子進(jìn)程在后面敘述。在步驟1中不是點擊操作模式的情況下，進(jìn)入步驟3。

接著，在步驟3中，判定機(jī)械手系統(tǒng)1是否處于動作中(st3)。在步驟3中機(jī)械手系統(tǒng)1未處于動作中的情況下，返回步驟1。在步驟3中機(jī)械手系統(tǒng)1處于動作中的情況下，在步驟4中，進(jìn)行主從操作(st4)。

圖8示出本實施方式的醫(yī)療系統(tǒng)的點擊操作模式的控制流程圖的一例。

在圖7所示的步驟2中進(jìn)入點擊操作模式的子進(jìn)程后，首先，在步驟11中，判定點擊的方向是否是±z方向(st11)。在步驟11中點擊的方向是-z方向的情況下，在步驟12中，轉(zhuǎn)移到進(jìn)行處置器械的斷開接通的處置用斷接模式(st12)，然后返回步驟11。在步驟11中點擊的方向是+z方向的情況下，在步驟13中，轉(zhuǎn)移到進(jìn)行內(nèi)窺鏡的變焦操作的觀察用變焦模式(st13)，然后返回步驟11。

在步驟11中點擊的方向不是±z方向的情況下，在步驟14中，判定點擊的方向是否是±x方向(st14)。在步驟14中點擊的方向是-x方向的情況下，在步驟15中，轉(zhuǎn)移到選定定標(biāo)功能的處置用定標(biāo)模式，該定標(biāo)功能對主臂與從臂的動作比率進(jìn)行變更(st15)，然后返回步驟11。在步驟14中點擊的方向是+x方向的情況下，在步驟16中，轉(zhuǎn)移到選定照明光的觀察用特殊光模式(st16)，然后返回步驟11。

在步驟14中點擊的方向不是±x方向的情況下，在步驟17中，判定點擊的方向是否是±y方向(st17)。在步驟17中點擊的方向是-y方向的情況下，在步驟18中，轉(zhuǎn)移到設(shè)定電刀等能量處置器械用的輸出等的燒灼/切開模式(st18)，然后返回步驟11。在步驟17中點擊的方向是+y方向的情況下，在步驟19中，進(jìn)行模式解除(st19)，返回圖7所示的控制流程。在步驟17中點擊的方向不是±y方向的情況下，返回步驟11。

另外，圖8所示的本實施方式的醫(yī)療系統(tǒng)的各模式不限于該例子，也可以使用其他模式。

這樣，在本實施方式的醫(yī)療系統(tǒng)中，能夠通過點擊操作而容易地轉(zhuǎn)移到各模式。

接著，對模式內(nèi)的控制進(jìn)行說明。在本實施方式中，作為一例，對斷接模式進(jìn)行說明。

圖9示出斷接模式的控制流程圖的一例。

在斷接模式中，首先，在步驟21中，判定點擊的方向是否是±x方向(st21)。在步驟21中點擊的方向是-x方向的情況下，在步驟22中，移動到前一個選擇項目(st22)，然后返回步驟21。在步驟21中點擊的方向是+x方向的情況下，在步驟23中，移動到下一個選擇項目(st23)，然后返回步驟21。

圖10示出斷接模式的模式轉(zhuǎn)變的一例。

在斷接模式中，例如，通過在±x方向上點擊主臂21，依次切換要斷開接通的部分的選擇。作為一例，如圖10所示，每當(dāng)進(jìn)行點擊時，能夠選擇處置器械和內(nèi)窺鏡的斷開接通。在現(xiàn)階段內(nèi)窺鏡被選擇為能夠控制的“接通”的情況下，當(dāng)在主臂21的+x方向上檢測到點擊時，右臂用和左臂用處置器械被選擇為能夠控制的“接通”。并且，當(dāng)在主臂21的-x方向上檢測到點擊時，左臂用處置器械被選擇為能夠控制的“接通”。

在步驟21中點擊的方向不是±x方向的情況下，在步驟24中，判定點擊的方向是否是±y方向(st24)。

在步驟24中點擊的方向是-y方向的情況下，在步驟25中，確定所選擇的項目(st25)。然后，返回圖8所示的步驟11。在步驟24中點擊的方向是+y方向的情況下，在步驟26中，取消所選擇的項目(st26)。然后，返回圖8所示的步驟11。

另外，即使是其他模式，只要按照圖9所示的流程進(jìn)行控制即可。此時，點擊操作的判定基準(zhǔn)也可以不同。例如，在本實施方式中，利用點擊操作的方向進(jìn)行判定，但是，也可以是點擊操作的次數(shù)或強(qiáng)度等。并且，在各個模式中設(shè)定圖10的模式內(nèi)的轉(zhuǎn)變即可。

這樣，在本實施方式的醫(yī)療系統(tǒng)中，能夠通過操作者的點擊操作而容易地進(jìn)行各模式內(nèi)的選擇操作。

以上，根據(jù)本實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1，其具有：操作部2，其由操作者進(jìn)行操作；機(jī)械手3，其被操作部2操作；系統(tǒng)控制部4，其根據(jù)操作部2的操作對機(jī)械手3進(jìn)行控制；以及點擊操作檢測部22、23，其檢測操作者的點擊操作，系統(tǒng)控制部4根據(jù)點擊操作檢測部22檢測的信息來切換控制，所以，能夠在較小空間內(nèi)實現(xiàn)多種操作。

并且，根據(jù)本實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1，點擊操作檢測部22檢測的信息包括點擊操作的方向、強(qiáng)度或次數(shù)，系統(tǒng)控制部4根據(jù)點擊操作檢測部22、23檢測的信息進(jìn)行按照每個信息設(shè)定的控制，所以，能夠通過操作者的點擊操作而容易地進(jìn)行控制，能夠提高操作性。

并且，根據(jù)本實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1，操作部2具有使機(jī)械手3聯(lián)動的主臂21，點擊操作檢測部22設(shè)置在主臂21上，所以，能夠進(jìn)一步提高操作性。

并且，根據(jù)本實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1，系統(tǒng)控制部4包括根據(jù)點擊操作檢測部22檢測的信息對機(jī)械手3的工作進(jìn)行斷開接通的斷接控制，所以，能夠在緊急時迅速停止機(jī)械手3的工作。

進(jìn)而，根據(jù)使用本實施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1的醫(yī)療系統(tǒng)10，其具有：主輸入部5，其用于發(fā)出操作指令，具有操作部2；以及從機(jī)械手6，其包含從臂61和機(jī)械手3，對從臂61進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，以使其追隨于主臂21的操作，所以，能夠?qū)崿F(xiàn)更多種操作。第2操作者oa能夠?qū)谋?1的定位時的速度設(shè)定等進(jìn)行點擊操作，手術(shù)前的設(shè)置定位、伴隨手術(shù)中的患者體位轉(zhuǎn)換的設(shè)置位置變更等也變得容易。

并且，根據(jù)本實施方式的醫(yī)療系統(tǒng)10，機(jī)械手3具有處置器械31a、31b和內(nèi)窺鏡31c，主輸入部5具有顯示內(nèi)窺鏡31c拍攝到的影像的顯示部51，系統(tǒng)控制部4根據(jù)點擊操作檢測部22、23檢測的信息，至少切換處置器械31a、31b、內(nèi)窺鏡31c和顯示部51的控制，所以，能夠通過操作者的點擊操作而容易地進(jìn)行選擇操作。

另外，本發(fā)明不由該實施方式限定。即，在實施方式的說明時，為了進(jìn)行例示而包含大量特定的詳細(xì)內(nèi)容，但是，如果是本領(lǐng)域技術(shù)人員，則能夠理解即使對這些詳細(xì)內(nèi)容施加各種變化和變更也不會超出本發(fā)明的范圍。因此，以不使權(quán)利要求的發(fā)明喪失一般性、并且不進(jìn)行任何限定的方式來敘述本發(fā)明的例示的實施方式。

標(biāo)號說明

1：機(jī)械手系統(tǒng)；10：醫(yī)療系統(tǒng)；2：操作部；21：主臂；22：點擊操作檢測部；23：沖擊檢測部(點擊操作檢測部)；3：機(jī)械手；31：機(jī)械手主體；32：驅(qū)動部；4：系統(tǒng)控制部；5：主輸入部；6：從機(jī)械手；61：從臂。