的三个或更多个冗余关节。在这种情况下，机械手控制单元76基于切换距离L1选择驱动三个或更多个冗余关节中的一个，并且固定剩余的冗余关节。
[0168]在第三优选实施方式和第四优选实施方式中，即使当通过穿过变焦透镜的反射光来获取图像时，如果可检测变焦透镜的放大倍数，则可在考虑放大倍数的情况下计算切换距离。
[0169]手术支持系统中包括的从机械手11的数量不受限制，可提供至少一个从机械手IlA0
[0170]操作单元可不通过布线等电连接控制设备，操作单元和控制设备可通过无线通信连接。在这种情况下，随着夹持操作单元的操作人员O在三维空间中移动或旋转操作单元，对应于位置的三个自由度的操作信号可被输出到控制设备。
[0171]在第一优选实施方式和第二优选实施方式中，可固定内窥镜，从输入单元78输入内窥镜的位置和方向，将其存储在距离计算单元75等中。在这种情况下，由于每个时刻可检测手术钳30的远端部分的位置，可计算切换距离。
[0172]在第一优选实施方式中，计算手术钳30的远端部分和内窥镜31的远端部分之间沿着视场Rl中轴的距离作为切换距离U。然而，如图17中所示，当手术钳30的远端部分位于视场Rl的边缘时，可计算手术钳30的远端部分和内窥镜31的远端部分之间沿着视场Rl边缘的距离作为切换距离L3。
[0173]另外，如图18中所示，从基本上圆锥形形状扩展的视场Rl的中轴L11到手术钳30的远端部分的距离可以是切换距离L4。
[0174]此外，本发明不限于上述描述，而是只限于随附权利要求书的范围。
[0175][工业可应用性]
[0176]本发明可广泛地应用于手术支持系统和手术支持系统的控制方法，并且提供其中可基于通过位置关系计算单元计算的切换位置关系由机械手控制单元自动地执行具有冗余关系的关节的切换的手术支持系统和手术支持系统的控制方法。因此，不需要操作主设备的操作单元的操作人员执行关节的切换，可减少该过程期间带给操作人员的负担，可有效地执行该过程。
[0177][参考符号列表]
[0178]1、2、3、4手术支持系统
[0179]10从设备
[0180]11从机械手(机械手)
[0181]IlA从机械手
[0182]IlB从机械手
[0183]Ila固定端
[0184]Ilb 远端
[0185]12手术台
[0186]13 框架
[0187]21 至 27 关节
[0188]21a至27a关节电动机
[0189]2 Ib至27b编码器
[0190]30手术钳(治疗单元)
[0191]30a 钳片
[0192]30b线材用电动机
[0193]31内窥镜(图像采集单元)
[0194]31a照射单元
[0195]31b光学单元
[0196]31c图像采集元件
[0197]40主设备(操作单元)
[0198]41操作单元
[0199]42显示单元
[0200]43支承框架
[0201]50驱动单元
[0202]51至56驱动轴
[0203]51a至56a编码器
[0204]59 夹具
[0205]61机械手选择器开关
[0206]70、100、110 控制设备
[0207]71 总线
[0208]72主控制单元
[0209]73治疗工具位置检测单元
[0210]74内窥镜位置检测单元
[0211]75距离计算单元
[0212]76机械手控制单元(控制单元)
[0213]77图像处理单元
[0214]78输入单元
[0215]79 电源
[0216]91摄像机(图像采集单元检测单元)
[0217]92内窥镜
[0218]92a照明单元
[0219]92b图像采集元件
[0220]92c 线缆
[0221]92d 标记
[0222]101距离计算单元(位置关系计算单元)
[0223]120内窥镜
[0224]120a照明单元
[0225]120b、120c图像采集元件
[0226]N弯曲针
[0227]O操作人员
[0228]Ol 手臂
[0229]Pl 像素
[0230]P10、P20、P30、P40 图像
[0231]Q 患者
[0232]Ql 体壁
[0233]Q2 体腔
[0234]Q3目标组织
[0235]Rl 视场
[0236]T1、T2 套管针
[0237][引用列表]
[0238][专利文献]
[0239][PTL1]
[0240]日本未经审查的专利申请，首次公开N0.S63-267177
【主权项】
1.一种手术支持系统，其被构造成使用安装在机械手的远端侧的治疗单元，在利用图像采集单元进行观察的同时，对作为治疗目标的目标组织执行治疗，所述机械手的远端侧是当从所述机械手的固定端看时的远端，所述手术支持系统包括: 所述机械手，其具有对应于多个自由度的多个关节，所述多个关节之中包括具有冗余关系的至少两个冗余关节； 操作单元，其被构造成提供对应于所述多个自由度的操作信息； 位置关系计算单元，其被构造成计算所述目标组织或所述治疗单元和所述图像采集单元之间的切换位置关系；以及 控制单元，其被构造成根据所述操作信息来控制关节的操作， 其中，所述控制单元基于所述切换位置关系，使用所述至少两个冗余关节中的一个作为驱动关节并且使用所述至少两个冗余关节中的其它冗余关节作为固定关节来控制所述机械手。
2.根据权利要求1所述的手术支持系统，其中， 所述切换位置关系代表所述目标组织或所述治疗单元和所述图像采集单元之间的距离， 当所述切换位置关系等于或小于阈值时，所述控制单元使用所述至少两个冗余关节中与所述机械手的远端最靠近的关节作为驱动关节，并且 当所述切换位置关系大于所述阈值时，所述控制单元使用所述至少两个冗余关节中与所述机械手的远端最远离的关节作为驱动关节。
3.根据权利要求1所述的手术支持系统，其中，所述位置关系计算单元包括: 图像采集单元检测单元，其被构造成检测所述图像采集单元的位置；以及 治疗单元检测单元，其被构造成检测所述治疗单元的位置， 所述位置关系计算单元被构造成基于检测到的所述图像采集单元的位置和检测到的所述治疗单元的位置，计算所述治疗单元和所述图像采集单元之间的距离作为所述切换位置关系。
4.根据权利要求3所述的手术支持系统，所述手术支持系统还包括能够获取图像的所述图像采集单元。
5.根据权利要求3所述的手术支持系统，其中，所述位置关系计算单元被构造成只有当所述治疗单元位于所述图像采集单元的视场内时才计算切换距离。
6.根据权利要求1所述的手术支持系统，其中，所述位置关系计算单元被构造成基于通过拍摄所述治疗单元得到并且由所述图像采集单元获取的图像，计算所述治疗单元和所述图像采集单元之间的距离作为所述切换位置关系。
7.根据权利要求1所述的手术支持系统，其中， 所述图像采集单元能够获取通过从不同倾斜方向拍摄所述目标组织而得到的第一图像和第二图像，并且 所述位置关系计算单元被构造成基于获取的所述第一图像和所述第二图像计算所述目标组织和所述图像采集单元之间的距离作为切换距离。
8.—种手术支持系统的控制方法，其被构造成控制包括机械手的手术支持系统，所述机械手具有对应于多个自由度的多个关节，所述多个关节之中包括具有冗余关系的至少两个冗余关节，所述控制方法包括: 计算使用安装在所述机械手处的治疗单元进行治疗的目标组织或所述治疗单元与所述图像采集单元之间的切换位置关系；以及 使用所述至少两个冗余关节中的一个作为驱动关节并且使用所述至少两个冗余关节中的其它冗余关节作为固定关节，基于所述切换位置关系来控制所述机械手。
【专利摘要】一种手术支持系统，其在使用图像采集单元观察的同时使用安装在机械手远端侧即从机械手的固定端看时的远端的治疗单元对目标组织执行治疗，该手术支持系统包括：机械手，其具有对应于多个自由度的关节并且包括关节之中具有冗余关系的至少两个冗余关节；操作单元，其被构造成提供对应于自由度的操作信息；位置关系计算单元，其计算所述目标组织或所述治疗单元和所述图像采集单元之间的切换位置关系；控制单元，其根据所述操作信息来控制所述关节的操作。所述控制单元基于所述切换位置关系，使用一个冗余关节作为驱动关节并且使用其它冗余关节作为固定关节来控制所述机械手。
【IPC分类】B25J13-00, A61B19-00
【公开号】CN104661612
【申请号】CN201380050277
【发明人】岸宏亮
【申请人】奥林巴斯株式会社
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月27日
【公告号】EP2925250A1, WO2014084408A1