手术支持装置制造方法
【专利摘要】一种手术支持装置（1），该手术支持装置包括：驱动构件（11），该驱动构件被移动以将驱动力传递到目标；第一位置检测单元（13）和第二位置检测单元（20），该第一位置检测单元和第二位置检测单元构造成测量所述驱动构件（11）的移动量；差计算部，该差计算部构造成检测由所述第一位置检测单元（13）检测到的移动量和由所述第二位置检测单元（20）检测到的移动量之间的长度差；操作力计算部，该操作力计算部构造成基于所述长度差计算从所述驱动构件（11）被传递到所述目标的力的大小；以及故障检测部，该故障检测部构造成通过利用由所述第一位置检测单元（13）检测到的移动量和由所述第二位置检测单元（20）检测到的移动量来检测所述第一位置检测单元（13）和所述第二位置检测单元（20）中的发生故障的至少一个位置检测单元。
【专利说明】手术支持装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种手术支持装置。
[0002]要求2011年11月I日提交至日本专利局的日本专利申请N0.2011-240472的优先权，该专利申请的全部内容通过引用并入本文。
【背景技术】
[0003]典型地，作为用于支持手术的装置，包括由操作者操纵的主单元和通过该主单元的操作被驱动以治疗待被治疗的目标的从属单元的主从式手术支持装置是已知的。
[0004]这样的手术支持装置采用能够在故障期间操作其的技术。例如，在专利文献I中公开了多组接头和架台，所述多组接头的每个角度都彼此变化，所述架台包括用于操作多组接头的驱动单元。专利文献I中的所公开的架台设置有连接至驱动单元的增量角传感器，以及用于检测相应的接头的绝对角的另一角传感器。
[0005]即使架台中的一个角传感器发生故障，接头的角度也能由其它角传感器检测到。为此，可以可靠地检测角传感器的故障，并且可以操作使得即使当一个角传感器例如发生故障时也能可靠地再处理架台。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008][专利文献I]日本未审专利申请，第一公布N0.H05-253245。
【发明内容】
[0009]待由本发明解决的问题
[0010]为了可靠地操作手术支持装置，优选地防止超过估值的负荷被施加至手术支持装置，从而预先避免故障。然而，在专利文献I所公开的架台中，不可以检测过量的负荷是否被施加至架台。
[0011]而且，认为，力检测传感器独立地附接至专利文献I中所公开的架台以便检测其中过量的负荷被施加至手术支持装置。然而，该装置因除了双角传感器之外还包括力检测传感器的构造而变复杂。
[0012]鉴于上述问题而作出本发明，并且本发明的目的在于提供一种能够被可靠地操作并且具有简单构造的手术支持装置。
[0013]用于解决问题的手段
[0014]根据本发明的第一方面，手术支持装置包括驱动构件，该驱动构件被移动以将驱动力传递到目标；第一位置检测单元，该第一位置检测单元构造成测量所述驱动构件的在一个预定位置处的移动量；第二位置检测单元，该第二位置检测单元构造成测量所述驱动构件的在不同于所述预定位置的另一位置处的移动量；差计算部，该差计算部构造成检测由所述第一位置检测单元检测到的移动量和由所述第二位置检测单元检测到的移动量之间的长度差；操作力计算部，该操作力计算部构造成基于所述长度差来计算从所述驱动构件被传递到所述目标的力的大小；以及故障检测部，该故障检测部构造成通过使用由所述第一位置检测单元检测到的移动量和由所述第二位置检测单元检测到的移动量来检测所述第一位置检测单元和所述第二位置检测单元中发生故障的至少一个位置检测单元。
[0015]根据本发明的第二方面，在根据第一方面的手术支持装置中，所述故障检测部获取待被发送到用于移动所述驱动构件的驱动力产生单元的指令值，并且将第一差值和第二差值与阈值进行比较，所述第一差值是所述指令值和由所述第一位置检测单元检测到的移动量之间的差值，所述第二差值是所述指令值和由所述第二位置检测单元检测到的移动量之间的差值，所述阈值基于与所述指令值相对应的所述驱动构件的伸缩量而确定，从而当所述第一差值为所述阈值或更大时确定所述第一位置检测单元发生故障，并且当所述第二差值为所述阈值或更大时确定所述第二位置检测单元发生故障。
[0016]根据本发明的第三方面，在根据第一方面的手术支持装置中，当所述长度差为预定范围或更大时，所述故障检测部确定所述第一位置检测单元和所述第二位置检测单元中的至少一个位置检测单元发生故障。
[0017]根据本发明的第四方面，在根据第三方面的手术支持装置中，所述故障检测部获取指令值，该指令值被输出到用于移动所述驱动构件的驱动力产生单元以便指示所述驱动构件的移动量，并且当所述故障检测部确定所述第一位置检测单元和所述第二位置检测单元中的至少一个位置检测单元发生故障时，所述故障检测部将第一差值和第二差值与阈值进行比较，所述第一差值是所述指令值和由所述第一位置检测单元检测到的移动量之间的差值，所述第二差值是所述指令值和由所述第二位置检测单元检测到的移动量之间的差值，所述阈值基于与所述指令值相对应的所述驱动构件的伸缩量而确定，从而当所述第一差值为所述阈值或更大时确定所述第一位置检测单元发生故障，并且当所述第二差值为所述阈值或更大时确定所述第二位置检测单元发生故障。
[0018]根据本发明的第五方面，在根据第三方面的手术支持装置中，所述故障检测部获取指令值，该指令值被输出到用于移动所述驱动构件的驱动力产生单元以便指示所述驱动构件的移动量，并且当所述故障检测部`确定所述第一位置检测单元和所述第二位置检测单元中的至少一个位置检测单元发生故障时，所述故障检测部比较差值与阈值范围，该差值为所述指令值和由所述第二位置检测单元检测到的移动量之间的差值，所述阈值范围具有预定上限和预定下限，所述预定上限和预定下限基于与所述指令值对应的所述驱动构件的伸缩量来确定，从而当所述指令值和由所述第二位置检测单元检测到的移动量之间的差值为所述阈值范围的所述上限或更大时确定所述第二位置检测单元发生故障，并且当所述指令值和由所述第二位置检测单元检测到的移动量之间的差值在所述阈值范围内时确定所述第一位置检测单元发生故障。
[0019]根据本发明的第六方面，在根据第一至第五方面中的任一方面的手术支持装置中，所述位置检测单元被构造成当所述故障检测部确定所述第一位置检测单元和所述第二位置检测单元中的至少一个位置检测单元发生故障时停止所述驱动构件的操作。
[0020]根据本发明的第七方面，在根据第二至第六方面中的任一方面所述的手术支持装置中，当所述故障检测部确定所述第一位置检测单元和所述第二位置检测单元中的至少一个位置检测单元发生故障时，当所述第一位置检测单元和所述第二位置检测单元中的一个位置检测单元未发生故障时，未发生故障的位置检测单元构造成检测所述驱动构件的位置并使所述驱动构件移动到预定位置，并在所述驱动构件移动到所述预定位置之后使所述驱动构件停止。
[0021]根据本发明的第八方面，根据第一至第七方面中的任一方面的手术支持装置还包括操作力计算部，该操作力计算部构造成当由所述计算单元计算的力的大小超过预定的适当负荷的上限时确定过量负荷状态。
[0022]根据本发明的第九方面，根据第一至第八方面中的任一方面的手术支持装置还包括:手术器械，该手术器械构造成在所述目标上执行治疗；以及从臂，该从臂构造成以可拆卸的方式连接至所述手术器械，其中所述驱动构件、所述第一位置检测单元和所述第二位置检测单元设置在所述从臂上。
[0023]根据本发明的第十方面，在根据第九方面的手术支持装置中，所述故障检测部参照基于与由所述第一位置检测单元检测的移动量对应的所述驱动构件的伸缩量而被预先确定的阈值，并且当所述长度差是所述阈值或更小时，确定所述手术器械发生故障。
[0024]根据本发明的第十一方面，在根据第一至第十方面中的任一方面的手术支持装置中，所述手术支持装置附接至用于支撑所述手术支持装置的关节臂或从该关节臂被拆卸。
[0025]发明效果
[0026]根据上述方面，可以提供一种能被可靠地操作并且构造简单的手术支持装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是示出包括本发明的第一实施方式的手术支持装置的手术支持系统的构造的总图。
[0028]图2是示出手术 支持装置的示意图。
[0029]图3是示出操纵器控制单元的构造的框图。
[0030]图4是详细地示出过载故障检测单元的构造的框图，该过载故障检测单元安装在操纵器控制单元中。
[0031]图5是示出在手术支持系统的操作期间手术支持装置的操作的一部分的流程图。
[0032]图6是示出本发明的第二实施方式的手术支持装置的操作的流程图。
[0033]图7是示出本发明的第二实施方式的第一修改例的手术支持装置的操作的流程图。
[0034]图8是示出本发明的第二实施方式的第二修改例的手术支持装置的操作的流程图。
[0035]图9是示出本发明的第三实施方式的手术支持装置的示意图。
[0036]图10是示出本发明的另一实施方式的手术支持装置的构造的示意图。
[0037]图11是示出根据本发明的另一实施方式的手术支持装置的构造的示意图。
[0038]图12是示出根据本发明的另一实施方式的手术支持装置的构造的示意图。
[0039]图13是示出根据本发明的另一实施方式的手术支持装置的构造的示意图。
【具体实施方式】
[0040](第一实施方式) [0041]在下文中，将描述根据本发明的第一实施方式的手术支持装置。图1是示出包括手术支持装置的手术支持系统的构造的总图。图2是示出手术支持装置的示意图。图3是详细地示出操纵器控制单元的构造的框图。图4是示出过载故障检测单元的构造的框图，该过载故障检测单元安装在操纵器控制单元中。
[0042]如图1所示，根据该实施方式的手术支持装置I能优选地被应用于主从式手术支持系统100。该手术支持系统100包括主操作输入装置101、从操纵器104、主侧控制装置106和从侧控制装置119。
[0043]主操作输入装置101用作构造成将操作者的操纵的运动传递给从操纵器104的主导装置，并且包括主显示单元102和操纵单元103。
[0044]主显示单元102是构造成显示由照相机(未示出)拍摄的患者的手术部分和其附近的视频的装置。主显示单元102能从现有技术中已知的显示装置中适当地选择，诸如液晶显示器或有机EL显示器，并且被采用。
[0045]操纵单元103是构造成将操作者的操纵的运动传递到从操纵器104的机构，并且可通信地连接至主侧控制装置106。而且，操纵单元103设置在主显示单元102前方，使得操作者能在看主显示单元102的同时操纵该操纵器。当操作单元103由操作者操纵时，操作单元103分析操纵运动，并且将用以驱动从操纵器104的操纵信号输出到主侧控制装置106。
[0046]从操纵器104包括多个手术支持装置I和用于操作该相应的手术支持装置I的多关节型机器人105。而且，仅一个手术支持装置I可以设置在从操纵器104中。
[0047]相应的手术支持装置I和相应的多关节型机器人105包括多个可动部，所述多个可动部经受由从侧控制装置119控制。每个运动均基于从该从侧控制装置119输出的控制信号被控制。
`[0048]如图2所示，手术支持装置I包括手术器械2，从臂8，以及设置在主侧控制装置106中的过载故障检测部110 (参见图3)。
[0049]在该实施方式中，手术支持装置I整个地呈长形轴的形状被安装，其一个端侧在使用时面向患者。为此，在下文中，在针对手术支持装置I的相应的构件显示该手术支持装置I沿轴向方向的相对位置的情况下，当使用时面向患者的方向被称为远端侧，并且与该远端侧相反的方向被称为近端侧，除非本文另有说明。
[0050]手术器械2可以采用用于身体内或用于手术操作的手术操作部的附近的各种操作的已知的手术操作器械。手术器械2构造成被附接至从臂8或从该从臂8被拆卸。而且，手术器械2可以包括可动部或者可以不包括可动部。另外，当手术器械2设置有可动部时，该可动部可以是与患者或另一手术器械2直接接触而被操作的操作部，或者简单地可以是手术操作部中的可动器械。
[0051]手术器械2的具体示例可以包括治疗工具，诸如持针器、剪刀、电手术刀和超声治疗工具以及镊子。
[0052]在下文中，将作为示例描述其中手术器械2握持手术操作部或其他手术器械2的情况。
[0053]在这种情况下，手术器械2可以与从臂8 一体地设置。
[0054]手术器械2包括以从面向患者的远端侧到连接至从臂8的近端侧的顺序布置的握持部3,传动杆件和从动部6。传动杆件5和从动部6被容纳在为筒状形状的手术器械外壳7中。
[0055]握持部3具有例如握持臂4，该握持臂被安装成被打开或关闭。当握持臂4被关闭时，握持部3是构造成握持被握持在握持臂4之间的物体的机构。
[0056]传动杆件5是构造成打开或关闭握持部3的连杆机构。
[0057]从动部6是杆状构件，其用于在手术器械2被连接至从臂8时借助从驱动杆11传递的驱动力使传动杆件5的原始段沿壳体7的轴向方向前进或回退，该驱动杆11将在稍后描述，并且被安装在从臂8中。
[0058]从动部6的一端连接至传动杆件5的原始段。而且，从动部6的另一端设置有用于联接驱动杆11和从动部6的联接部6a。从动部6由高刚性材料(诸如金属)制成，使得在使用期间即使在压缩或张力通过从稍后将描述的驱动杆11传递的驱动力被施加至从动部时该从动部也不会弯曲，并且伸缩量减小。
[0059]从臂8构成构造成保持收缩器械2的装置主体，并且具有筒状形状的臂壳体9。被装配到手术器械2的手术器械壳体7的近端侧中的装配部10设置有臂壳体9的沿轴向方向的一端。而且，臂壳体9的外周连接至多关节型机器人105的端部。为此，当多关节型机器人105被驱动时，从臂8的位置或取向能根据多关节型机器人105的自由度而改变。
[0060]在该实施方式中，驱动杆11(驱动构件)、线性编码器13，线性运动机构16，马达19(驱动力产生单元)和编码器20设置在从臂8中。
[0061]驱动杆11形成为轴的形状，并且为被移动以将驱动力传输到手术器械2的构件。驱动杆11的沿轴向方向的为远端侧的端部的一个端部设置有联接部12，该联接部以可附接或可拆开方式与从动部6的联接部6a相连接。而且，驱动杆11的沿轴向方向的为近端侧的端部的另一端部借助马达19和线性运动机构16由从臂8的近端侧支撑，该马达和线性运动机构使驱动杆11沿轴向方向前进和回退。
[0062]而且，驱动杆11的联接部12在被附接至手术器械2或从手术器械2拆卸时被定位在装配部10中。
[0063]在这种情况下，联接部12的构造在图2中被示意地示出，并且不被特别限制，只要从动部6和驱动杆11能彼此附接或拆卸并且没有摆动地沿轴向方向彼此联接即可。例如，可以采用如下构造，联接部12的构造是其中它们利用凹凸装配结构沿轴向方向彼此附接或拆卸的构造，或者联接部12的构造是其中它们利用阴螺纹部和阳螺纹部彼此螺旋接合的构造。
[0064]在该实施方式中，驱动杆11的近端部连接至稍后将描述的线性运动机构16的线性运动块18。其连接方法包括将传动块拧紧到线性块18中的方法，或者将传动块压入线性运动块18中的方法，以及其他方法，诸如铆接、焊接或利用连接插入的螺钉固定。在这样的连接方法中，驱动杆11的近端部在某些长度范围内受线性运动块18等的限制。在下文中，词语“驱动杆11的近端”意味着在不受线性运动块18等的限制的情况下能进行延伸或收缩的最近端侧的位置。例如，对于驱动杆11的从线性运动块18的突出部，最近端侧的位置被称为驱动杆11的近端。
[0065]驱动杆11由能至 少沿轴向方向弹性变形的材料制成。而且，驱动杆11成形为使得驱动杆11即使在其在使用期间因来自从动单元6的反作用或从线性运动机构16接收的驱动力而经受压缩或伸张时也不发生弯曲或塑性变形的状态。例如，作为驱动杆11的材料，能优选地采用金属材料(诸如不锈钢)。
[0066]驱动杆11沿轴向方向的伸缩量可以是伸缩的变化能够被线性编码器13的分辨能力以高精度被测量的程度。也就是说，当线性编码器13的分辨能力高时，驱动杆11沿轴向方向的伸缩量可以是小的，并且借助驱动杆11的驱动力的传输的损失能被减小。
[0067]在该实施方式中，垂直于驱动杆11的轴线的截面形状除了联接部12是均匀的。为此，当力沿面向该驱动杆11的轴向方向的方向作用于驱动杆11的两端部上时，驱动杆11沿着轴向方向均匀地弹性变形。在这种情况下，驱动杆11的垂直于轴线的截面形状不特别地限于此。例如，驱动杆11的垂直于轴线的截面形状可以形成为圆形或多边形形状。而且，驱动杆11的垂直于轴线的截面形状可以是实心截面或空心截面。
[0068]通过上述构造，驱动杆11能沿轴向方向在手术器械2和从臂8之间传递力。
[0069]线性编码器13是第一位置检测单元，其构造成在沿轴向方向于驱动杆11上彼此间隔开的两个点中的任一点处检测远端侧点的位移。线性编码器13具有刻度部14，该刻度部形成有用于检测位移量的图案，以及检测部15，该检测部构造成检测刻度部14之间的相对位移量。
[0070]线性编码器13可以是增量式或绝对值式编码器，但是增量式线性编码器将在本实施方式中进行描述。
[0071]只要线性编码器13的检测方法具有以高精度检测驱动杆11的位移的分辨能力，它就不特别地限于此。例如，能采用光式或磁式线性编码器13。具体地，因为利用LED光源的光式线性编码器通过微粉化刻度部的图案节距来获得高分辨率，因此它是特别优选的。
[0072]光式线性编码器13在本实施方式中被采用。光式线性编码器的优选示例可以包括例如微型线性编码器ML-08/1000GA (商品名称；由佳能公司制造)。在该产品中，0.8nm的分辨能力能通过将刻度部的 晶格间距设定为1.6μπι并且将段数设定为1000来获得。
[0073]线性编码器13为构造成测量驱动杆11到从臂8的臂壳体9的位移的装置。因此，当臂壳体9和驱动杆11中的任一者设置有刻度部14时，臂壳体9或驱动杆11中的另一者设置有检测部15。
[0074]在该实施方式中，刻度部14固定至驱动杆11的在联接部12的近端侧附近的侧面。当从动部6在活动范围内移动时，驱动杆11与运动协作地移动，使得刻度部14还随着驱动杆11移动。
[0075]刻度部14沿轴向方向的长度被设定成长于在使用时连接至驱动杆11的从动部6的最大活动范围。这样，无论从动部6在该从动部6的活动范围内被移动到哪,都可以检测从动部6的运动。
[0076]检测部15固定在这样的位置处，即，即使当从动部6在该从动部6的活动范围内移动时该位置也不变地与刻度部14相对。检测部15检测形成在刻度部14上的图案的运动量。而且，检测部15构造成被电连接至从侧控制装置119，以根据刻度部14的位移将脉冲信号输出到从侧控制装置119。
[0077]滚珠丝杠式机构被用作线性运动机构16。具体地，线性运动机构16包括滚珠丝杠17以及与滚珠丝杠17螺旋接合的线性运动块，该滚珠丝杠的中心轴线平行于臂壳体9的轴向方向延伸。
[0078]滚珠丝杠17在近端侧 处的端部经由马达旋转轴和旋转接头连接至马达19。因此，当马达19旋转时，滚珠丝杠17借助马达19的旋转力绕中心轴线旋转。
[0079]线性运动块18由线性引导构件(未示出)引导，以沿着臂壳体9的轴向方向移动，该线性引导构件安装在从臂8中。线性运动块18在近端侧处连接至驱动杆11的端部。因此，当滚珠丝杠17通过马达19的驱动而旋转时，线性运动块18沿着滚珠丝杠17被前进和回退。这样，连接至线性运动块18的驱动杆11沿滚珠丝杠17的中心轴线的方向通过线性运动块18被前进和回退。
[0080]马达19是构造成使线性运动机构16的滚珠丝杠17旋转的装置，并且被固定至安装在臂壳体9的近端部中的固定构件(未示出)。而且，马达19被电连接至从侧控制装置119，并且能根据来自从侧控制装置119的控制信号以旋转角进行旋转。
[0081]而且，马达19连接至上述编码器20。马达19的旋转轴的旋转角能由编码器20检测。在该实施方式中，旋转轴和滚珠丝杠17通过旋转接头彼此直接连接。因此，由编码器20检测到的旋转角与滚珠丝杠17的旋转角一致。
[0082]编码器20电连接至从侧控制装置119。编码器20将所检测到的旋转角的信息输出到从侧控制装置119。
[0083]输出到从侧控制装置119的旋转角的信息被用于通过从侧控制装置119控制马达19的旋转运动。也就是说，用于马达19的伺服机构包括马达19和从侧控制装置119。
[0084]由编码器20检测到的旋转轴的旋转角能利用例如滚珠丝杠17的传递节距被转变成线性运动块18的运动量。也就是说，编码器20构成驱动量检测器，其构造成检测前进和回退驱动的驱动量。线性运动块18的移动量表示连接至线性运动块18的驱动杆11的近端部上的点的位移。
[0085]因此，编码器20构成第二位置检测单元，其构造成检测沿轴向方向于驱动杆11上彼此间隔开的两个点中的位于近端侧的`任一点的位移。
[0086]通过上述构造,线性运动块18和马达19构成驱动单元,该驱动单元构造成使驱动杆11的近端部沿轴向方向前进和回退。
[0087]如图3所示，主侧控制装置106包括主控制单元107和操纵器控制单元108。主控制单元107接收从主操作输入装置101 (参见图1)输出的操纵信号，并且解读可动部的驱动量，该可动部为由从操纵器104控制的目标以基于操纵信号实现运动。另外，主控制单元107基于操纵信号而向操纵器控制单元108输出用以选择作为待被控制的目标的可动部的可动部选择信号，以及由可动部选择信号选择的用于可动部的指令值。
[0088]操纵器控制单元108包括操纵器控制输入部109、过载故障检测部110、操纵器控制输出部117以及臂运动信息检测部118。
[0089]可动部选择信号和指令值被从主控制单元107输入到操纵器控制输入部109。而且，操纵器控制输入部109将从过载故障检测部110传输的将稍后描述的通知信号输出到主操作输入装置101。
[0090]如图4所示，过载故障检测部110包括第一参考量计算部111，第二参考量计算部112，差值计算部113，故障检测部114，操作力计算部115以及存储部116。
[0091]第一参考量计算部111电连接至线性编码器13，并且从线性编码器13的输出来检测沿轴向方向在驱动杆11上彼此间隔开的两个点中的在远端侧处的点的位移ΛΧ1 (参见图2)。由第一参考量计算部111检测的位移ΛΧ1从第一参考量计算部111被输出到故障检测部114和差值计算部113。
[0092]在该实施方式中，关于位移ΛΧ1的正负，从近端侧面朝远端侧的方向被称为正。
[0093]当位移ΛΧ1被检测时原点的位置在手术支持系统100起动时或者在其中没有负荷被施加至手术器械2的状态下被确定。在设定原点时，在检测部15中设置在唯一检测位置上的刻度部14上的点的位移ΛΧ1由线性编码器13检测，该线性编码器读取根据点的运动而出现的在检测位置中的通过图案。检测位置例如是在检测部15为光学式检测部时检测光向刻度部14的照明位置。由于刻度部14被制造成具有足够短于驱动杆11的全长的长度，并且由不容易变形的材料制成，因此，刻度部14的伸缩能被忽略。因此，线性编码器13能将由刻度部14检测到的位移ΛΧ1看作在刻度部14上的每一位置处是恒定的。
[0094]第二参考量计算部112电连接编码器20，并且从编码器20的输出检测沿轴向方向在驱动杆11上彼此间隔开的两个点中的在近端侧处的点的位移ΛΧ2 (参见图2)并且将该位移输出到故障检测部114和差值计算部113。
[0095]从编码器20输出的关于滚珠丝杠17的旋转角的信息被输入到第二参考量计算部
112。对于每一装置，在滚珠丝杠17的旋转角和线性运动块18的移动量之间存在不同的机械误差。因此，在该实施方式中，滚珠丝杠17的旋转角和在近端侧上的点的移动位置之间的对应关系实际上被提前测量以便补偿装置中的独有移动误差，并且然后被存储在存储部116 中。
[0096]第二参考量计算部112利用从编码器20输出的值以及被存储在存储部116中的对应关系来计算位移。
[0097]因此，第二参考量计算部112能计算线性运动块18的位移。因为线性运动块18的位移等于连接至线性运动块18的驱动杆11的近端上的点的位移ΛΧ2，因此第二参考量计算部112能检测近端上的点的位移ΛΧ2。
[0098]第二参考量计算部112可以构造成基于滚珠丝杠17的螺纹导程的尺寸将该滚珠丝杠的旋转角转变成丝杠推进量。
[0099]差值计算部113将从第一参考量计算部111输出的位移ΛΧ1和从第二参考量计算部112输出的位移ΛΧ2转变成在没有负荷被施加至连接至从臂8的手术器械2时基于点的位移。另外，差值计算部113计算这些差值以将它们存储在存储部116中并且将它们输出到操作力计算部115。
[0100]故障检测部114分别比较从主控制单元107输出的指令值与由第一参考量计算部111和第二参考量计算部112计算的位移ΛΧ1和ΛΧ2以便操作从臂8。而且，表示由第一参考值计算部111计算的位移ΛΧ1和指令值之间的差的允许限值的阈值，以及表示由第二参考值计算部112计算的位移ΛΧ2和指令值之间的差的允许限值的阈值被存储在存储部116中。故障检测部114构造成利用这些阈值确定编码器20和线性编码器13是否发生故障。
[0101]也就是说，当通过从由第一参考量计算部111计算的位移ΛΧ1减去指令值获得的差值(第一差值)超过阈值时，故障检测部114确定线性编码器13发生故障。此外，当通过从由第二参考量计算部112计算的位移ΛΧ2减去指令值获得的差值(第二差值)超过阈值时，故障检测部114确定线性编码器20发生故障。
[0102]故障检测部114分别将线性编码器13发生故障的信息和编码器20发生故障的信息输出到操纵器控制输出部117。在这种情况下，故障检测部114能分别将线性编码器13发生故障的事实和编码器20发生故障的事实作为通知信号反馈给操纵器控制输入部109。
[0103]操作力计算部115基于从差值计算部113输出的差值检测从从臂8经由手术器械2或线性运动块18被施加至驱动杆11的力的大小。当操作力计算部115确定出合适负荷的上限值或更大的力被施加至手术支持装置I时，操作力计算部115确定过量负荷被施加至该手术支持装置。当操作力计算部115确定过量负荷被施加至手术支持装置I时，操纵器控制输出部117被控制以限制来自该操纵器控制输出部117的输出。而且，操作力计算部115输出信号以将表示其中过量负荷被施加的状态的信息显示到主显示单元102，并且将用于使操作者能够感知其中过量负荷被施加的状态的图像显示在主显示单元102上。
[0104]存储部116电连接至第二参考量计算部112，差值计算部113和操作力计算部。由过载故障检测部Iio执行的计算处理所要求的数据被存储在存储部116中。被存储在存储部116中的数据包括例如表示编码器20的旋转角和通过滚珠丝杠17的点的移动位置之间的对应关系的数据，以及用于手术支持装置I中的适当负荷的大小的上限值(如上所述)。[0105]过载故障检测部110的装置构造可以仅包括具有上述功能的硬件。而且，过载故障检测部110可以包括计算机，该计算机具有CPU、存储器、输入/输出接口、外部存储装置等，以及由该计算机执行的程序。
[0106]操纵器控制输出部117电连接至从侧控制装置119，并且将用以操作从操纵器104的信号输出到从侧控制装置119。
[0107]臂运动信息检测部118获取关于安装在从操纵器104上的从臂8以及多关节型机器人105的位置的信息。在该实施方式中，臂运动信息检测部118检测来自线性编码器13和编码器20的输出，并且将它们输出到过载故障检测部110。
[0108]从侧控制装置119电连接至主侧控制装置116和从操纵器104。从侧控制装置119基于从操纵器控制输出部117输出的信号产生例如用于驱动设置在从臂8上的马达19的信号以将其输出到马达19。这样，从侧控制装置119能利用马达19操作手术器械2。
[0109]接下来，将与使用中手术支持系统100的操作一起描述手术支持装置I的行为。图5是示出在操作手术支持系统期间手术支持装置的操作的一部分的流程图。
[0110]手术支持装置I在其中手术器械2被附接至从臂8的状态下被设定至从操纵器104。当手术支持系统100起动以在其中手术器械2被连接至从臂8的状态下操作时，手术支持装置I被初始化。那时，线性编码器13和编码器20的原点被分别复位，并且然后该位置变成位移O的位置(AXl=O并且ΛΧ2=0)。
[0111]当手术器械2在初始化时处于空载条件时，由复位确定的原点的位置变成空载条件下位移的基准。当它在其中负荷被施加至手术器械2的状态下在初始化下复位时，由复位确定的原点的位置变成在与初始化下被施加的负荷相同的负荷被施加时的位移的基准。在该实施方式中，优选地是，手术器械2在初始化下处于空载条件。
[0112]而且，多关节型机器人105被移到在初始化下预先设定的位置。
[0113]接下来，操作者在观察被显示在主操作输入装置101的主显示单元102上的视频的同时操作操纵单元103。操纵单元103解读由操作者操纵的运动，并且将用以驱动从操纵器104的操纵信号传输到主侧控制装置106。
[0114]主侧控制装置106基于操纵信号将用于控制从操纵器104的相应的可动部的操作的可动部选择信号和指令值从主控制单元107传输到操纵器控制单元108。控制信号基于可动部选择信号和指令值从操纵器控制单元108被传输到从侧控制装置119。
[0115]例如，用于执行以下操作的控制信号从操纵器控制单元108被传输到从侧控制装置119，即，被安装在手术支持装置I的手术器械2上的握持部3被打开，握持部3被移到待被握持的物体由多关节型机器人105握持的位置，并且握持部3被闭合以握持待被握持的物体。
[0116]这样，手术支持装置I的马达19被驱动，并且然后线性运动块18被朝着远端侧移动。从动部6借助驱动杆11朝着远端侧被移动，并且然后握持部3由传动杆件5打开。
[0117]当待被握持的物体被握持时，马达19被反向旋转以将线性运动块18移到近端侧。
[0118]在马达19被操作时，手术器械2的操作通过线性编码器13或编码器20的输出而被检测。
[0119]与驱动操作同时地，过载故障检测部110顺序地基于由线性编码器13和编码器20获取的驱动杆11上的点的位移量来计算作用于驱动杆11上的力，从而确定线性编码器13或编码器20是否发生故障。
[0120]首先，将描述通过过载故障检测部110进行的力检测(图5所示的步骤SI)。
[0121]当马达19被驱动时，来自线性编码器13的输出\和来自编码器20的输出Xm顺序地被输入到第一参考量计算部111和第二参考量计算部112。第一参考量计算部111和第二参考量计算部112基于这些输出信号将相应的位移ΛΧ1和ΛΧ2输出到差值计算部
113。由差值计算部113计算的差值(Xm-XJ被输出到操作力计算部115。
[0122]操作力计算部115基于由差值计算部113计算的差值来计算被施加至驱动杆11的力的大小。另外，操作力计算部115比较被施加至驱动杆11的力的大小与被存储在存储部116中的合适的负荷的上限值(图5所示的阈值tMX)。当力的大小是合适的负荷的上限值或更大时，操作力计算部115确定手术支持装置I在过载状态下操作。被确定为过载状态的操作力计算部115将信号输出到主显示单元102以在主显示单元102上显示表示其中过载已被施加的状态的警报。此外，用以限制用于操作手术支持装置I的驱动力的控制可以在操纵器控制输出部117上执行。这样，手术支持装置I在小于合适的负荷的上限的范围内操作。
[0123]然而，因为根据本实施方式的手术支持系统100设置有线性编码器13和编码器20，因此用于检测手术器械2的操作量的单元是双重的。这样，无论线性编码器13还是编码器20发生故障，都可以操作手术器械2。在本实施方式中，当线性编码器13或编码器20中的任一方发生故障时，线性编码器13或编码器20的发生故障的一方被指定，并且能利用处于正常状态的另一方来继续进行操作。
[0124]当线性编码器13或编码器20中的任一方发生故障时，来自线性编码器13或编码器20的输出停止。
[0125]故障检测部114执行编码器20的故障确定(图5所示的步骤S2)和线性编码器的故障确定(图5所示的步骤S3)。
[0126]在步骤S2中，当编码器20发生故障时，因为由从指令值Xref减去编码器20的输出Xm获得的差值超过用于故障确定的阈值tMX，因此，过程进入步骤S4。
[0127]在步骤S3中，在其中线性编码器13发生故障的情况下，因为通过从指令值XMf减去编码器13的输出\获得的差值超过阈值tMX，因此，过程进入步骤S6。
[0128]这样，编码器20和线性编码器13的各自的故障确定能在上述步骤S2和S3中被执行。
[0129]另外，当故障检测部114确定编码器20发生故障时，故障检测部114在主显示单元102上显示指示编码器20发生故障的事实的信息(图5所示的步骤S4)。另外，故障检测部114忽视编码器20的输出，并且允许手术支持装置I利用线性编码器13的输出值连续进行操作。也就是说，故障检测部114利用来自照常操作的线性编码器13的输出执行位置检测，并且可靠地使手术支持装置I撤回，并且然后，停止该手术支持装置I (图5所示的步骤 S5)。
[0130]相反，当通过故障检测部114确定了线性编码器13发生故障时，故障检测部114将线性编码器13发生故障的事实显示在主显示单元上(图5所示步骤S6)。另外，故障检测部114忽视来自线性编码器13的输出，并且利用来自照常操作的编码器20的输出执行位置检测。也就是说，故障检测部114利用来自照常操作的编码器20的输出来执行位置检测，并且可靠地撤回手术支持装置I并且然后停止该手术支持装置1(图5所示的步骤S7)。
[0131]这样，根据该实施方式的手术支持装置I能指定线性编码器13和编码器20中的哪个发生故障。在线性编码器13和编码器20中的一方发生故障之后，手术器械2能利用来自照常操作的另一方的信息进行操作。
[0132]当供与发生故障的手术支持装置I相同的手术器械2附接的不同的手术支持装置I处于从操纵器104上时，故障检测部114可以在主显示单元102上显示表示可更换的手术支持装置I被安装的事实的信息。
[0133]此外，如果通过故障检测部114确定了线性编码器13和编码器20发生故障，则故障检测部114可以停止包括马达19的操作`在内的从操纵器104的所有操作。此后，从操纵器104可以通过操作者的手动工作被可靠地撤回。
[0134]当通过故障检测部114确定了线性编码器13和编码器20中的任一方发生故障时，故障检测部114可以停止从操纵器104的所有操作。在这种情况下，因为驱动杆11的操作也被停止，因此手术器械2的位置和取向是固定的。
[0135]如上所述，根据该实施方式的手术支持装置I能利用检测位移的线性编码器13和编码器20执行力检测。当与被输出到马达19的指令值对应的驱动杆11的伸长未被检测时，通过利用从马达19被施加至驱动杆11的力的大小和驱动杆11的伸长之间的对应关系可以确定线性编码器13或编码器20发生故障。为此，可以可靠地操作手术支持装置I并且还简化构造。
[0136]另外，因为故障检测部114能指定线性编码器13和编码器20中发生故障的一方，因此手术支持装置I能利用未发生故障的另一方连续执行位置检测。因此，当线性编码器13和编码器20中的任一方照常操作时，手术支持装置I能通过操作马达19被可靠地撤回。
[0137](第二实施方式)
[0138]接下来，将描述根据本发明的第二实施方式的手术支持装置I。在这种情况下，在下文所述的相应的实施方式中，与根据上述第一实施方式的手术支持装置I的那些相同的构造由相同的附图标记表示，并且其描述将被省略。图6是示出根据该实施方式的手术支持装置的操作的流程图。[0139]在该实施方式中，故障检测部114的故障检测方法不同于第一实施方式。
[0140]在该实施方式中，驱动杆11的伸缩量通过比较从线性编码器13输出的值与从编码器20输出的值来检测。也就是说，在该实施方式中，用于驱动马达19的指令值不用于线性编码器13和编码器20的故障确定。
[0141]故障检测部114比较由第一参考量计算部111计算的位移ΛΧ1与由第二参考量计算部112计算的位移Λ X2，并且计算差值。用于差值的阈值Λ Imax被存储在存储部116中。当由故障检测部114计算的差值是被存储在存储部116中的阈值AImax或更大时，故障检测部114确定线性编码器13和编码器20中的任一方发生故障(图6所示的步骤S11)。
[0142]在该实施方式中，当通过故障检测部114确定了线性编码器13和编码器20中的任一方发生故障时，线性编码器13和编码器20中的发生故障的一方不被指定，并且从操纵器104的所有操作都被停止(图6所示步骤S12)。
[0143]故障检测方法还产生与第一实施方式相同的效果。
[0144]另外，在该实施方式中，因为故障确定能仅利用驱动杆11的伸缩量来执行，因此可以进一步简化构造。
[0145]通常，在执行位置控制的操纵器中，当负荷在驱动轴上产生或者在指令位置中发生突然变化时，存在其中指令位置和检测的位置之间的偏差被暂时增大的情况。在该实施方式中，故障确定通过由第一参考量计算部111计算的位移ΛΧ1和由第二参考量计算部112计算的位移ΛΧ2之间的差来执行。结果，可以抑制由偏差的增大造成的故障的错误检测。
[0146](第一修改例)
[0147]尽管第二实施方式描述了其中`线性编码器13和编码器20中的发生故障的一方未被指定的示例，但是发生故障的装置也可以被指定。
[0148]该修改例利用阈值tmx，该阈值基于与从主控制单元107输出到从臂8的指令值Xref对应的驱动杆11的伸缩量提前被确定，以便指定线性编码器13和编码器20中的哪一方发生故障。
[0149]当通过从指令值Xref减去编码器20的输出Xm获得的差值是阈值tMX或更大的情况时，故障检测部114确定编码器20发生故障，并且然后过程进入步骤S14(图7所示的步骤 S13)。
[0150]当通过从指令值Xief减去编码器20的输出Xm获得的差值低于阈值tmx时，故障检测部114确定编码器20未发生故障(图7所示步骤S13)。如果过程从步骤Sll进入步骤S13，则线性编码器13和编码器20中的任一者发生故障。因此，在这种情况下，线性编码器13发生故障。当在步骤S13中故障检测部114确定编码器20发生故障时，过程进入步骤S16。
[0151]当通过故障检测部114确定了线性编码器13或编码器20发生故障时，则相应的编码器13和20的故障被显示在主显示单元102上，像第一实施方式一样(图7所示的步骤S14和16)。此后，手术支持装置I利用来自线性编码器13和编码器20中的照常操作的另一方的输出值可靠地被撤回(图7所示的步骤S15和S17)。
[0152]在该修改例中，可以指定线性编码器13和编码器20中哪个发生故障。为此，手术支持装置I能利用线性编码器13和编码器20中的照常操作的另一方可靠地被撤回，像第一实施方式一样。
[0153](第二修改例)
[0154]在上述第一修改例中，仅编码器20的故障确定在其中确定了线性编码器13和编码器20中的至少一方发生故障的状态下被执行。另一方面，在该修改例中，编码器20的故障确定和线性编码器13的故障确定可以在其中确定了线性编码器13和编码器20中的至少一方发生故障的状态下被执行(参看图8)。在该修改例中，线性编码器13的故障确定可以通过与编码器20的故障确定相同的方式被执行(图8所示的步骤S13)。也就是说，当通过从指令值Xref减去线性编码器13的输出\获得的差值是阈值tmx或更大的情况，故障检测部114确定线性编码器13发生故障，并且然后过程进入到步骤S19 (图8所示的步骤S18)。
[0155]此后，手术支持装置I利用来自线性编码器13和编码器20中的照常操作的任一方的输出值可靠地被撤回，像第一修改例一样。当通过故障检测部114确定了线性编码器13和编码器20两者都发生故障时，故障检测部114在主显示单元102上显示指示线性编码器13和编码器20两者发生故障的事实的信息(图8所示的步骤S19和S20)。此后，故障检测部114可以停止从操纵器104的所有操作(图8所示的步骤S21)。
[0156](第三实施方式)
[0157]接下来，将描述根据本发明的第三实施方式的手术支持装置。图9是示出根据该实施方式的手术支持装置的示意图。
[0158]该实施方式的手术支持装置IA不是手术支持系统100的一部分，而是由操作者的手保持和使用的装置。
[0159]如图9所示，手术支持装置IA包括手术器械2和代替从臂8安装的操纵部30。
[0160]操纵部30的形状不同于第一实施方式中所述的从臂8，并且包括由操作者保持的把手31，以及上述过载故障检测部110。
[0161]把手31设置有用于向马达19输出指令值的杠杆开关32。当杠杆开关32被操作时，可以指示马达19的旋转方向、旋转速度和旋转量。
[0162]而且，操纵部30设置有状态监控器33，该状态监控器电连接至过载故障检测部110。过载故障检测部110构造成在状态监控器33上显示其中过量负荷已被施加的状态，以及其中线性编码器13或编码器20发生故障的状态。
[0163]该实施方式的手术支持装置IA具有与上述第一实施方式和第二实施方式中所述的手术支持装置I的相同的效果。另外，因为该实施方式的手术支持装置IA不必包括用于检测力的力传感器，因此能将手术支持装置IA制造得重量较轻。因为由操作者的手保持和操纵的手术支持装置IA能被制造得重量较轻，可以减轻操作者的负担。
[0164](第四实施方式)
[0165]接下来，将描述根据本发明的第四实施方式的手术支持装置。根据该实施方式的手术支持装置的形状大体上与根据第一实施方式的手术支持装置I (参见图2)的形状相同。
[0166]在手术支持装置I中，驱动杆11被线性地移动以打开或关闭握持臂4的相应的握持件。当驱动杆11至手术支持装置I的近端侧的移动量超过给定的限定值时，握持臂4的相应的握持件处于关闭状态。因 为相应的握持件不在相应的握持件处于关闭状态的状态下沿进一步的关闭方向移动，因此驱动杆11通过牵拉驱动杆11的力而被伸长。例如，当驱动杆11的伸长即使超过限定值也未被检测到时，可能确定存在这样的问题，诸如传动杆件5或从动部6的故障，其中动力在设置得比线性编码器13靠远端侧的手术器械2中动力未被适当地传输。
[0167]因此，基于与通过使用线性编码器13和编码器20检测到的驱动杆11的移动量对应的驱动杆11的伸缩量，当在驱动杆11照常操作时在结构上产生的驱动杆11的伸长量被提前设定为阈值时，通过比较驱动杆11的移动量和阈值可以容易地检测手术器械2的问题。
[0168]在该实施方式中，当由线性编码器13检测到的移动量和由编码器20检测到的移动量之间的长度差值为阈值或更小时，确定在手术器械2中存在问题。结果，不仅能确定从臂8侧(诸如线性编码器13或编码器20)的故障，而且能确定手术器械2侧的故障。
[0169]尽管已经参照附图详细地描述了本发明的实施方式，但是具体构造不限于实施方式的那些构造，并且能包括在不会脱离本发明的精神的范围内的设计变型。
[0170]例如，在上述实施方式中，驱动杆11设置有作为第一位置检测单元的线性编码器13，并且马达19设置有作为第二位置检测单元的编码器20。然而，第一位置检测单元和第二位置检测单元的设置位置不限于此。
[0171]图10至图13是示出本发明的其他构造示例的示意图。例如，如图10所示，第一位置检测单元40可以安装在从动部6上。而且，如图11所示，第一位置检测单元40和第二位置检测单元50两者可以设置在驱动单元11上。而且，如图12所示，第一位置检测单元40可以设置在从动部6上，并且第二位置检测单元50可以设置在驱动杆11上。另外，如图13所示，第一位置检测单元40和第二位置检测单元50两者可以设置在从动部6上。在图10至图13中，其中第一位置检测单`元40和第二位置检测单元50包括与第一实施方式所述的线性编码器13相同的类型的线性编码器的示例被示出。另外，用于检测第一位置检测单元40和第二位置检测单元50中的位置的方法未被具体限制。
[0172]而且，在上述实施方式中，尽管其中驱动杆11和从动部6以可拆卸的方式彼此连接的示例被示出，但是驱动杆和从动部可以一体地形成。
[0173]在上述第一实施方式中,尽管其中手术器械在手术支持系统的初始化下处于空载条件下的示例被示出，但是还存在这样的情况，其中负荷在手术支持系统的初始化下被施加至手术器械。例如，当手术器械包括镊子时，存在这样的情况，其中操作者想要在初始化下可靠地闭合镊子。在这种情况下，必须将一些负荷施加至镊子，使得构成镊子的一对镊子件彼此紧密接触。当负荷在初始化下被施加至手术器械时，在初始化和空载条件下的驱动状态针对每个手术器械被限定，并且在空载条件下的位移实际上在初始化下基于原点被测量。
[0174]在上述每一实施方式中，其中力通过使用两种编码器被检测到的示例被示出，但是相应的编码器的种类不具体限于此。例如，可使用两个线性编码器，或者可以结合线性编码器和旋转编码器。
[0175]用于确定过量负荷被施加的状态或确定上述每一实施方式中的故障的方法能被应用于手术支持系统的其他部分。例如，本发明能优选地应用于确定多关节型机器人105的过量负荷的存在或缺少，或者故障确定。[0176]而且，上述每一实施方式和每一修改例中所示的构成元件能通过它们的适当结合来构造。
[0177][工业应用性]
[0178]根据手术支持装置，提供了能被可靠地操作并且其构造简单的手术支持装置。
[0179][附图标记的说明]
[0180]1，IA:手术支持装置
[0181]2:手术器械
[0182]3:握持部
[0183]4:握持臂
[0184]5:传动杆件
[0185]6:从动部
[0186]6a:联接部
[0187]7:手术器械壳体
[0188]8:从臂
[0189]9:臂壳体
[0190]10:装配部
[0191]11:驱动杆(驱动构件)
[0192]12:联接部
[0193]13:线性编码器(第一位置检测单元)
[0194]14:刻度部
[0195]15:检测部
[0196]16:线性运动机构
[0197]17:滚珠丝杠
[0198]18:线性运动块
[0199]19:马达(驱动力产生单元)
[0200]20:编码器(第二位置检测单元)
[0201]30:操纵部
[0202]31:把手
[0203]32:杠杆开关
[0204]33:状态监控器
[0205]100:手术支持系统
[0206]101:操纵输入装置
[0207]102:主显 示单元
[0208]103:操纵单元
[0209]104:从操纵器
[0210]105:多关节型机器人
[0211]106:主侧控制装置
[0212]107:主控制单元
[0213]108:操纵器控制单元[0214]109:操纵器控制输入部
[0215]110:过载故障检测部
[0216]111:第一参考量计算部
[0217]112:第二参考量计算部
[0218]113:差值计算部
[0219]114:故障检测部
[0220]115:操作力计算部
[0221]116:存储部
[0222]117:操纵器控制输出部
[0223]118:臂运动信息检测部
[0224] 119:从侧控制装置
【权利要求】
1.一种手术支持装置，该手术支持装置包括: 驱动构件，该驱动构件被移动以将驱动力传递到目标； 第一位置检测单元，该第一位置检测单元构造成测量所述驱动构件的在一个预定位置处的移动量； 第二位置检测单元，该第二位置检测单元构造成测量所述驱动构件的在不同于所述预定位置的另一位置处的移动量； 差计算部，该差计算部构造成检测由所述第一位置检测单元检测到的所述移动量和由所述第二位置检测单元检测到的所述移动量之间的长度差； 操作力计算部，该操作力计算部构造成基于所述长度差来计算从所述驱动构件传递到所述目标的力的大小；以及 故障检测部，该故障检测部构造成通过使用由所述第一位置检测单元检测到的所述移动量和由所述第二位置检测单元检测到的所述移动量来检测所述第一位置检测单元和所述第二位置检测单元中发生故障的至少一个位置检测单元。
2.根据权利要求1所述的手术支持装置，其中，所述故障检测部获取待被发送到用于移动所述驱动构件的驱动力产生单元的指令值，并且将第一差值和第二差值与阈值进行比较，所述第一差值是所述指令值和由所述第一位置检测单元检测到的所述移动量之间的差值，所述第二差值是所述指令值和由所述第二位置检测单元检测到的所述移动量之间的差值，所述阈值基于与所述指令值相对应的所述驱动构件的伸缩量而确定，从而当所述第一差值为所述阈值或更大时确定所述第一位置检测单元发生故障，并且当所述第二差值为所述阈值或更大时确定所述第二位置检测单元发生故障。
3.根据权利 要求1所述的手术支持装置，其中，当所述长度差为预定范围或更大时，所述故障检测部确定所述第一位置检测单元和所述第二位置检测单元中的至少一个位置检测单元发生故障。
4.根据权利要求3所述的手术支持装置，其中，所述故障检测部获取指令值，该指令值被输出到用于移动所述驱动构件的驱动力产生单元以便指示所述驱动构件的移动量，并且当所述故障检测部确定所述第一位置检测单元和所述第二位置检测单元中的至少一个位置检测单元发生故障时，所述故障检测部将第一差值和第二差值与阈值进行比较，所述第一差值是所述指令值和由所述第一位置检测单元检测到的所述移动量之间的差值，所述第二差值是所述指令值和由所述第二位置检测单元检测到的所述移动量之间的差值，所述阈值基于与所述指令值相对应的所述驱动构件的伸缩量而确定，从而当所述第一差值为所述阈值或更大时确定所述第一位置检测单元发生故障，并且当所述第二差值为所述阈值或更大时确定所述第二位置检测单元发生故障。
5.根据权利要求3所述的手术支持装置，其中，所述故障检测部获取指令值，该指令值被输出到用于移动所述驱动构件的驱动力产生单元以便指示所述驱动构件的移动量，并且当所述故障检测部确定所述第一位置检测单元和所述第二位置检测单元中的至少一个位置检测单元发生故障时，所述故障检测部比较一差值与阈值范围，该差值为所述指令值和由所述第二位置检测单元检测到的所述移动量之间的差值，所述阈值范围具有预定上限和预定下限，所述预定上限和预定下限基于与所述指令值对应的所述驱动构件的伸缩量来确定，从而当所述指令值和由所述第二位置检测单元检测到的所述移动量之间的所述差值为所述阈值范围的所述上限或更大时确定所述第二位置检测单元发生故障，并且当所述指令值和由所述第二位置检测单元检测到的所述移动量之间的所述差值在所述阈值范围内时确定所述第一位置检测单元发生故障。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的手术支持装置，其中，所述位置检测单元被构造成当所述故障检测部确定所述第一位置检测单元和所述第二位置检测单元中的至少一个位置检测单元发生故障时停止所述驱动构件的操作。
7.根据权利要求2至6中的任一项所述的手术支持装置，其中，当所述故障检测部确定所述第一位置检测单元和所述第二位置检测单元中的至少一个位置检测单元发生故障时，在所述第一位置检测单元和所述第二位置检测单元中的一个位置检测单元未发生故障的情况下，未发生故障的位置检测单元构造成检测所述驱动构件的位置并使所述驱动构件移动到预定位置，并在所述驱动构件移动到所述预定位置之后使所述驱动构件停止。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的手术支持装置，该手术支持装置还包括: 操作力计算部，该操作力计算部构造成当由所述计算单元计算出的力的大小超过预定的适当负荷的上限时确定过量负荷状态。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的手术支持装置，该手术支持装置还包括: 手术器械，该手术器械构造成在所述目标上执行治疗；以及 从臂，该从臂构造成以可拆卸的方式连接至所述手术器械， 其中所述驱动构件、所述第一位置检测单元和所述第二位置检测单元设置在所述从臂上。
10.根据权利要求9所述的手术支持装置，其中，所述故障检测部参照基于与由所述第一位置检测单元检测到的所述移`动量对应的所述驱动构件的伸缩量而被预先确定的阈值，并且当所述长度差为所述阈值或更小时，确定所述手术器械发生故障。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的手术支持装置，其中，所述手术支持装置附接至用于支撑所述手术支持装置的关节臂或从该关节臂被拆卸。
【文档编号】A61B19/00GK103889358SQ201280049829
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年10月30日 优先权日:2011年11月1日
【发明者】井上慎太郎, 岸宏亮 申请人:奥林巴斯株式会社